人機(jī)界面在智能化可控硅整流裝置中的應(yīng)用
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1.1系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由5部分組成：變送器、PLC主機(jī)、模擬量輸入輸出模塊、觸摸屏、可控硅整流部分等組成，系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)如圖1所示。在控制部分，選用SIEMENS 的S7-200 PLC 對采樣信號進(jìn)行快速、可靠的處理，編程軟件為STEP 7-MicroWIN 32 V3.2；選用SIEMENS 的TP270B觸摸式人機(jī)界面（HMI）對實(shí)時(shí)溫度值和各種故障信息進(jìn)行顯示、記錄，組態(tài)軟件為SIMATIC Pro-Tool V6.0。HMI 和PLC 之間采用MPI（ 多點(diǎn)）通訊方式，通過對HMI 畫面上所設(shè)元件屬性和與PLC 的數(shù)據(jù)交換地址的定義，實(shí)現(xiàn)HMI 上相關(guān)元件對應(yīng)的暫存器對PLC 存儲(chǔ)單元的讀寫。
圖1 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)
1.2工作原理
可控硅整流輸出直流電壓，0～45V連續(xù)可調(diào)；輸出直流電流，0～1600A連續(xù)可調(diào)。由傳感器對主路硅元件的溫度進(jìn)行采樣，所測溫度信號經(jīng)放大和A/ D 轉(zhuǎn)換后送PLC，利用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的數(shù)據(jù)送HMI進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。在HMI 上設(shè)置超溫報(bào)警及超溫跳閘溫度限定值。當(dāng)主路硅元件溫度過高，超過限定值時(shí)，PLC 將輸出超溫報(bào)警信號和超溫跳閘信號，并在HMI 上顯示出具體信息。同時(shí)對勵(lì)磁線圈的電流和電壓進(jìn)行精確的PI控制，可在HMI上設(shè)定PI算法的參數(shù)值。該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集處理、風(fēng)機(jī)運(yùn)行和故障報(bào)警由PLC 和HMI 通過編制相應(yīng)的軟件來完成。
2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
SIMATIC ProTool 是西門子公司推出的HMI組態(tài)軟件，該軟件由2 部分組成： ProToolCS（組態(tài)系統(tǒng)）和用于過程可視化的ProTool RT（運(yùn)行系統(tǒng)）。該軟件具有報(bào)警記錄、報(bào)表打印、趨勢曲線等多種功能，并支持除Siemens之外的第三方制造商的通訊協(xié)議。本系統(tǒng)在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了畫面設(shè)計(jì)、通訊組態(tài)、報(bào)警設(shè)置、安全保護(hù)設(shè)計(jì)等一系列應(yīng)用開發(fā)。
2.1 觸摸屏畫面設(shè)計(jì)
觸摸屏畫面設(shè)計(jì)不僅要求能實(shí)現(xiàn)所有的控制功能（輸入及顯示參數(shù)、存儲(chǔ)紀(jì)錄、報(bào)警等），而且要簡單明了，易于操作人員正確的執(zhí)行操作?？紤]系統(tǒng)所需監(jiān)控的過程變量和實(shí)際功能，共組態(tài)了5 組畫面，下面介紹幾個(gè)基本畫面。
⑴主畫面
設(shè)計(jì)的監(jiān)控主畫面的最上部是勵(lì)磁電流實(shí)時(shí)顯示曲線，其下是兩個(gè)實(shí)時(shí)顯示勵(lì)磁電流、電壓數(shù)值的顯示框。還有電流數(shù)值設(shè)定的輸入框，當(dāng)手按在這個(gè)位置時(shí)，可彈出數(shù)字選項(xiàng)框，方便對電流設(shè)定值的輸入。該框的右邊有兩個(gè)微調(diào)健，每按動(dòng)一下，可以進(jìn)行加1或減1的操作。在主控界面的下部是設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)顯示框，該位置可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的狀態(tài)（系統(tǒng)的開、關(guān)、有無故障等信息）。監(jiān)控主畫面的右下角是功能選擇彈出菜單，主要由工作狀態(tài)欄、參數(shù)設(shè)定欄、報(bào)警記錄欄等組成。如圖2 所示。
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