可编程控制器（PLC）具有运算速度快，指令丰富，功能强大，可靠性高，使用方便，编程灵活及抗干扰能力强等特点，但是由于其本身不具备人机交互功能，编写的程序只能在后台运行。混凝土搅拌站控制系统中涉及的生产工艺参数较多且需要灵活调整，为此，可以将触摸屏与PLC结合起来使用，以实现人机交互。通过将触摸屏与PLC结合使用，用户可以在触摸屏中直接设定配方数据和各种生产参数，并可实时监控系统运行状态，实时显示秤上数据，还可以进行模拟动画显示。

采用触摸屏+PLC形式的控制系统为无按钮（只有搅拌机、空压机、紧急制动、手/自动转换等为按钮控制）、无仪表控制方式，控制操作功能在触摸屏上完成，通过通信电缆将指令传递到PLC中，由PLC输出点控制中间继电器、继电器板的动作，从而大大地减少配线、维修的工作量。取消了仪表，降低了系统硬件成本支出，仪表的显示功能由触摸屏完成，配有专门的显示画面模拟仪表。触摸屏与工控机的称重显示数据统一来自PLC，工控机作为主控，触摸屏作为辅控，在上位计算机故障的情况下，触摸屏可取代上位机完成全自动生产功能，一机双控，同步显示，进一步提高稳定性。以下对触摸屏+PLC在混凝土搅拌站控制系统中的应用加以介绍。

1系统硬件组成与结构原理

某搅拌站采用4种骨料、3种水泥、2种煤灰、2种液态添加剂、2种粉剂和水作为标准物料，骨料称量误差范围小于±2%，其它物料称量误差范围小于±1%。硬件由可编程控制器（含开关量输入/输出模块、模拟量输入模块）、触摸屏1台、工控机1台、信号放大板3块、打印机、传感器及电器元件等组成。

（1）PLC作为控制单元，是整个系统的控制核心。选用CP1H系列XA40DR-A（本机带24路开关量输入、16路开关量输出、4路模拟量输入模块）CPU单元+16ER开关量输出扩展模块+AD041模拟量输入扩展模块。接收的开关量、模拟量经处理后输出以控制继电器的动作，同时与触摸屏、工控机进行实时通信，为触摸屏工控机的显示提供数据，并对触摸屏、工控机输入的信息进行处理。

（2）触摸屏采用Ntouch系统10in显示屏，实现人机对话。与PLC系统进行数据传送和交换，将外部输入的参数写入PLC系统，同时将PLC系统内部数据读入触摸屏，实现秤上数据的实时显示，目标值的设定以及生产参数的设置等。

（3）打印机接收工控机控制系统发送过来的打印数据，将生产发货单、生产数据查询表、数据统计表等打印出来。

（4）信号放大板及传感器：信号放大板为传感器提供12V激励电压，传感器将质量转变成0~24mV电压信号输入信号放大板，再经过信号放大板逐步放大达到PLC能接受的0~10V电压信号，再通过PLC模拟量输入模块（AD转换模块）输入PLC系统。

（5）电器元件：包括中间继电器、继电器板、限位开关、电磁阀及接触器等。限位开关向PLC系统提供输入信号，中间继电器、继电器板执行PLC系统的输出，控制电磁阀、接触器等。电磁阀控制气动门的开关，接触器再控制电机的启动与停止。

2触摸屏的特点及功能

触摸屏监控器适于在恶劣的工业环境中应用，可代替普通或工控计算机作为人机界面，具有交互性好，可靠性高，编程简单，与PLC连接简便等特点。本系统为无按钮无仪表控制方式，故要求触摸屏的主要功能有:（1）取代仪表，能实时读取PLC数据并显示各秤质量，方便手动操作。

（2）触摸屏上的触摸按钮可产生相应的开关信号，从而产生相应的动作以控制系统或设备的运行，完成手动操作功能。

（3）能够设定配方和生产参数，并带有模拟运行图，在上位机出现故障时可启动全自动生产。

3PLC在系统中的作用

（1）与触摸屏、工控机进行实时通信，为显示提供数据，并对触摸屏、工控机输入的信息进行处理。

（2）完成模拟量到数字量的AD转换功能。

（3）自动修正落差、自动零位跟踪。

（4）完成配料、生产控制功能。

4触摸屏画面设计

触摸屏画面采用MCGS软件进行设计，然后从电脑下载到触摸屏即可使用。电脑与触摸屏之间采用标准的交叉网线连接进行下载传输，触摸屏与PLC之间通过RS232通信电缆进行连接，完成PLC与触摸屏两者之间的信息交互。触摸屏读取PLC内部状态点的变化，得到当前画面运行状态，也可修改PLC内部的配方、生产参数等数据，完成按钮手动操作功能。

4.1欢迎界面的设计

在编程软件上，创建一个欢迎界面，几秒之后切换到运行画面。在欢迎界面和其中的触摸按钮上可放置文本、图标，对系统进行说明与标注等。

4.2配方编辑界面的设计

用户需要设定的配比数据为：骨料4种、水泥3种、煤灰2种、粉剂2种、水、液剂2种，另外加搅拌总方数、每批搅拌罐数、每罐搅拌方数。每种物料的数据值通过变量与PLC内数字存储区的位置相对应，在触摸屏中设定的配比数据将被传递到PLC相应的数据存储区中。

4.3仪表显示界面的设计

用户需要显示的秤值数据有4种骨料秤、水泥秤、添加剂秤、水秤、粉剂秤、煤灰秤等9个秤值数据。同时采集了各秤的运行、称满、卸料信号，外加各秤清零功能。

4.4按钮手动操作界面的设计

手动操作在触摸屏上完成，外部的手/自动旋钮控制手动按钮是否可用，手动时按钮可用，自动生产时手动操作按钮无效。同时，各物料的配比值、实际值及各秤的称量数据均可实时显示。

5结束语

本文所述的混凝土搅拌站控制系统中需要实时更新的量为称重数据及实际值等，采用触摸屏作为人机交互工具，简单直观，便于操作。PLC作为中央处理单元，两者在系统中结合使用，实现了控制系统数据的实时交换，在实际使用中取得了良好的效果。

 

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