捻線機(jī)是玻璃纖維生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備之一，捻線機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)以及適應(yīng)生產(chǎn)工藝的多樣化是生產(chǎn)線的必要條件,，工控自動(dòng)化是滿足這些條件的必要保障,。因此，控制系統(tǒng)是玻璃纖維捻線機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的重要環(huán)節(jié)之一,。傳統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備由于老化或者自動(dòng)化程度較低,，不能滿足行業(yè)發(fā)展的需要，必須對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造,。

　　用PLC做控制系統(tǒng)核心,，成本低、穩(wěn)定性高,，程序編寫和調(diào)試也比較方便,。但PLC在人機(jī)對(duì)話、故障判斷,、在線修改等方面有些不便,，需要對(duì)編程非常熟悉的專業(yè)人員進(jìn)行操作。并且,，想要直觀地了解生產(chǎn)過程和監(jiān)控信號(hào)的動(dòng)態(tài)變化必須選擇一個(gè)上位機(jī)來配合PLC,，才能組成較好的自動(dòng)控制系統(tǒng)。因此,，本系統(tǒng)采用觸摸屏與PLC通信,，共同組成生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

　　1  系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)主要由觸摸屏,、可編程控制器PLC,、開關(guān)電源、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,、步進(jìn)電機(jī),、變頻器、三相異步電動(dòng)機(jī)等構(gòu)成,，其配置如圖1所示,?？刂葡到y(tǒng)主要利用程序控制鋼領(lǐng)板運(yùn)行的速度、方向,、位移,，達(dá)到控制成形。

圖1 系統(tǒng)配置框圖

　　觸摸屏作為人機(jī)界面可以進(jìn)行工藝參數(shù)的設(shè)定,、運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控等,。可編程控制器是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心,。它將工藝參數(shù)存儲(chǔ)并通過一定的控制算法控制變頻器的運(yùn)行狀態(tài)以及步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),。開關(guān)電源為觸摸屏、PLC,、步進(jìn)電機(jī)（包括接近開關(guān),、按鈕、中間繼電器）等提供工作電源,。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器將可編程控制器給定的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換和放大驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作,。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行單元通過機(jī)械傳動(dòng)主要完成捻線機(jī)鋼領(lǐng)板的升降動(dòng)作。變頻器通過可編程控制器控制運(yùn)行狀態(tài),，通過內(nèi)部參數(shù)的設(shè)定,，可以調(diào)整運(yùn)行的頻率，從而控制三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和工作頻率,。

　　三相異步電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行單元通過機(jī)械傳動(dòng)主要完成錠子以及羅拉的傳動(dòng),。

　　2 EView觸摸屏和PLC通信

　　本設(shè)計(jì)采用EView MTS000工業(yè)嵌入式觸摸屏人機(jī)界面。在MTS000組態(tài)軟件中定義串口類設(shè)備s7.200PLC,，串口號(hào)為COM.,。設(shè)備定義結(jié)束后，定義I／0實(shí)型變量和離散變量,，分別與設(shè)備輸入寄存器和輸出寄存器連接,，實(shí)現(xiàn)開關(guān)量的控制口。觸摸屏與PLC的連接如圖2所示,，并且按表1所示設(shè)置觸摸屏中的通信參數(shù),。

圖2 硬件連接圖

　　3 MT5000組態(tài)軟件

　　MTS000中用“工程”來表示組態(tài)軟件組態(tài)生成的應(yīng)用系統(tǒng)。創(chuàng)建一個(gè)新工程就是創(chuàng)建一個(gè)新的用戶應(yīng)用系統(tǒng),。建立工程的一般步驟為：構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)（定義變量）_+定義設(shè)備一設(shè)計(jì)圖形界面一建立動(dòng)畫連接,。+運(yùn)行和調(diào)試。但是,，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,，它們不是獨(dú)立的，而是交替進(jìn)行的,，需要綜合考慮,。首先,，創(chuàng)建一個(gè)新工程，定義路徑和名稱,，在設(shè)備選項(xiàng)中選定一個(gè)COM口,，進(jìn)行PLC連接。MTS000提供的設(shè)備連接向?qū)?duì)話框列出了工業(yè)生產(chǎn)常用的一些硬件設(shè)備（如PLC,、板卡,、智能儀表、變頻器等）,，并且已經(jīng)根據(jù)這些常用設(shè)備各自的通信協(xié)議制作了相應(yīng)的通信協(xié)議,，使應(yīng)用人員從繁瑣的底層驅(qū)動(dòng)程序中解脫出來。選擇了西門子公司S7.200系列PLC后,，選擇通信方式,，并給定設(shè)備名稱和地址，還要設(shè)置采樣時(shí)間和通信參數(shù),。

然后，進(jìn)行動(dòng)畫畫面的設(shè)計(jì)和變量的定義,。雙擊數(shù)據(jù)詞典,，定義和編寫系統(tǒng)所有變量。變量可以設(shè)為只讀,、只寫和讀／寫模式,。對(duì)于既要采集PLC狀態(tài)，又要實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的遠(yuǎn)程控制的變量設(shè)置為讀／寫模式,，而不需要向PLC發(fā)送命令的變量設(shè)置為只讀,，這樣可以節(jié)省PLC掃描時(shí)間、加快系統(tǒng)進(jìn)程,、提高PLC效率,。

　　繪制圖形畫面時(shí)，雙擊畫面選項(xiàng),，在彈出的繪圖環(huán)境下繪制與捻線機(jī)相對(duì)應(yīng)的監(jiān)控畫面,。系統(tǒng)監(jiān)控的設(shè)備較多，為更清楚明了地顯示不同設(shè)備的各個(gè)參數(shù),，需要繪制多幅畫面,，既方便顯示又方便現(xiàn)場(chǎng)操作員進(jìn)行控制。

　　主畫面里利用ShowPicture（畫面名）函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)其他畫面的調(diào)用,。繪制完流程畫面后,，將系統(tǒng)與要監(jiān)控的參數(shù)和畫面中的變量一一對(duì)應(yīng)起來。這樣HMI組態(tài)基本完成,。

　　4  組態(tài)界面設(shè)計(jì)及功能介紹

　　在MTS000組態(tài)軟件中編制系統(tǒng)的組態(tài)界面,。根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)及實(shí)際使用情況,，界面設(shè)計(jì)由系統(tǒng)開機(jī)歡迎、上電提示,、零點(diǎn)調(diào)整和查詢（總程,、動(dòng)程、升速,、降速,、級(jí)升、滑行）,、方式設(shè)置的修改和查詢（成形方式,、停車方式、回零方式）,、數(shù)據(jù)的修改和查詢（計(jì)長(zhǎng)長(zhǎng)度,、羅拉直徑、高度系數(shù),、手動(dòng)速度,、回零速度）等界面組成。這里給出了零點(diǎn)調(diào)整界面和數(shù)據(jù)設(shè)置界面,，分別如圖3,、圖4所示。

圖3 零點(diǎn)調(diào)整界面

　　零點(diǎn)調(diào)整界面動(dòng)態(tài)顯示紗線的高度及長(zhǎng)度,。并動(dòng)畫顯示紗線的成形過程,。不同的紗型具有不同的動(dòng)畫顯示過程。數(shù)據(jù)設(shè)置采用彈出數(shù)字小鍵盤的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)的設(shè)置和修改,。整個(gè)界面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易懂,。一目了然。使操作人員不需要專業(yè)知識(shí),，隨著操作提示和幫助,，首次操作就可以基本獨(dú)立地進(jìn)行工作。

圖4 數(shù)據(jù)設(shè)置界面

　　5  PLC程序設(shè)計(jì)

　　PLC的主要輸入/輸出端口定義以及PLC寄存器單元分配分別如表2,、3所示：

　　為方便地增加或刪減程序模塊,，同時(shí)也便于針對(duì)不同程序模塊進(jìn)行完善，程序設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu),。PLC程序流程圖如圖5所示：

圖5 程序流程圖

　　6  結(jié)語(yǔ)

　　實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明,，玻璃纖維捻線機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用EasyView觸摸屏，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),，大大地提高了控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控性,，有效地降低了生產(chǎn)成本；PLC控制捻線機(jī)的運(yùn)行和紗線的成形，達(dá)到了預(yù)期的控制效果,，提高了生產(chǎn)效率,。