1 引言
目前，可編程序控制器（簡稱PLC）由于具有功能強、可編程、智能化等特點，已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中最主要的自動化裝置之一，三菱PLC是當(dāng)前電氣程控技術(shù)的主要實現(xiàn)手段。用三菱PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器控制方式，可簡化接線，方便調(diào)試，提高系統(tǒng)可靠性。
三菱觸摸屏是專為三菱PLC應(yīng)用而設(shè)計的一種高科技人機界面產(chǎn)品，由于操作簡便、界面美觀、節(jié)省控制面板空間、性價比高和人機交互性好等優(yōu)點，近年來已越來越多地被應(yīng)用于工業(yè)控制等領(lǐng)域。
本文利用三菱PLC和觸摸屏技術(shù)研制了水位傳感器測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于進行洗衣機用水位傳感器的質(zhì)量檢測，整個系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、穩(wěn)定性好、自動化程度高，代替了以前的純手動操作，較好地滿足實際生產(chǎn)的要求，提高了生產(chǎn)效率。
2 系統(tǒng)控制原理及要求
洗衣機用水位傳感器的工作原理是將水位高度的變化轉(zhuǎn)換成傳感器內(nèi)部膜片上壓力的變化，從而導(dǎo)致傳感器輸出電感L的變化，將水位傳感器輸出電感與外部電路組成LC振蕩電路，就可將電感的變化轉(zhuǎn)換成振蕩頻率的變化，不同的水位高度通過水位傳感器可以產(chǎn)生不同的振蕩頻率，最后通過檢測振蕩頻率與水位高度的對應(yīng)關(guān)系，就可實現(xiàn)水位傳感器的質(zhì)量檢測。
輸入X0～X1為編碼器的A、B相輸出脈沖信號，X3為振蕩頻率信號，X4～X14為按鈕、選擇開關(guān)、限位開關(guān)和計數(shù)開始等信號，輸出Y0～Y7分別控制繼電器、信號指示燈等。
水位高度的測量主要是通過編碼器來完成，編碼器的A、B相可向可編程序控制器的高速計數(shù)端發(fā)出脈沖，并通過高速計數(shù)器C251獲得該脈沖的計數(shù)值。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)動時，高速計數(shù)器的計數(shù)值就會不斷累加。通過傳動機構(gòu)的合理設(shè)置，每個脈沖對應(yīng)0.25mm的水位高度變化，通過編程計算，可以算出實際水位高度的變化。
振蕩信號頻率的測量可利用三菱PLC的高速計數(shù)器C253完成，通過編程，可以利用高速計數(shù)器C253在規(guī)定的時間內(nèi)（如3s）對振蕩信號的脈沖數(shù)進行計數(shù)，并將計數(shù)值取出并放在數(shù)據(jù)存儲器D0中，那么將D0中的值除以3所得的值就是所要測量的振蕩頻率的大小。
觸摸屏選用臺灣生產(chǎn)的性價比較高的PWS6600S，配備有5.7?高清晰度液晶顯示屏，分辨率為320×240，通過一個RS232串口與三菱PLC實現(xiàn)串行通訊。支持靜態(tài)文字控件，支持on/off按鈕、數(shù)值輸入、畫面按鈕、數(shù)值顯示、狀態(tài)指示燈控件等動態(tài)對象，支持中文顯示。
當(dāng)在靜態(tài)文字控件中指定變量時，觸摸屏能夠在屏幕上實時顯示與之相連的三菱PLC中的變量值，這給工作人員實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控和狀態(tài)檢測提供了較大的方便。
當(dāng)操作人員觸摸數(shù)值輸入控件時，PWS6600S自動彈出虛擬數(shù)字鍵盤，包括0～9等數(shù)字和清空、取消、刪除和確定等。輸入數(shù)字后按取消鍵取消可輸入值，按確定鍵確定輸入，虛擬數(shù)字鍵盤消失后，控件中的數(shù)字也就成為輸入值，相應(yīng)的三菱PLC中對應(yīng)變量也隨之改變。
當(dāng)操作人員觸摸on/off按鈕、畫面按鈕、狀態(tài)指示燈和數(shù)值顯示等控件時，PWS6600S可以觸發(fā)按鈕按下、按鈕彈起、畫面切換、狀態(tài)顯示和數(shù)值顯示等事件，操作人員可以進行清除數(shù)據(jù)、改變工作模式、選擇屏幕畫面等工作。
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件包括三菱PLC控制軟件和觸摸屏軟件兩部分。
三菱PLC具有豐富的編程指令，軟件設(shè)計環(huán)境良好，可采用梯形圖（LD）、順序功能圖（SFC）和指令表（IL）等基本的編程語言。本系統(tǒng)采用梯形圖編程，編程軟件為FXGP，先利用
計算機（PC）進行編程和調(diào)試，調(diào)試成功后通過接口電纜將控制程序下載到三菱PLC中。
三菱PLC程序主要包括主程序和分段上升、分段下降子程序等，其中分段上升、分段下降子程序主要是使細(xì)鋼管按測試要求分七段進行上升和下降，以便測試不同水位高度時傳感器輸出的頻率大小，從而判斷水位傳感器的質(zhì)量好壞。圖3為三菱PLC程序控制流程圖。
PWS6600S觸摸屏畫面由專用支持軟件ADP6.0進行設(shè)計組態(tài)，先在個人計算機上用該軟件設(shè)計窗口、菜單、按鈕等界面，設(shè)計完成后通過RS232串行口將程序下載至PWS6600S觸摸屏內(nèi)存中，由三菱PLC對觸摸屏狀態(tài)控制區(qū)和通知區(qū)進行讀寫達(dá)到兩者之間的信息交互。三菱PLC讀觸摸屏狀態(tài)通知區(qū)中的數(shù)據(jù)，得到當(dāng)前畫面號，而通過寫觸摸屏狀態(tài)控制區(qū)的數(shù)據(jù)，強制切換畫面。觸摸屏加電后就進入設(shè)計畫面，通過觸摸屏按鈕可顯示和修改三菱PLC數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與三菱PLC的通訊。
整個畫面由兩部分組成：一部分為顯示畫面，主要包括系統(tǒng)畫面、測試系統(tǒng)的運行狀態(tài)、水位高度顯示、振蕩頻率輸出、顯示每天的總產(chǎn)量等畫面，如圖4所示;另一部分為參數(shù)設(shè)定畫面，主要用來設(shè)定工作模式、水位分段上升、下降的數(shù)值等，如圖5所示。
由于PWS6600S觸摸屏具有較強的人機交互功能，以及簡便的操作特性，簡潔的界面和高可靠性，因此得到了較好的使用效果。
5 結(jié)束語
將三菱PLC和觸摸屏技術(shù)應(yīng)用于水位傳感器檢測系統(tǒng)，使操作更加簡便，速度、水位高度可按測試要求進行控制，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性和工作效率，控制精度高，操作性強，并可通過觸摸屏觀察三菱PLC內(nèi)部的工作情況和現(xiàn)場工況，核定相關(guān)參數(shù)，操作靈活、方便。
本系統(tǒng)成功開發(fā)以來，已先后在多家為洗衣機生產(chǎn)廠家配套的水位傳感器生產(chǎn)廠家投入使用，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟效益十分明顯，同時，因其操作簡單、實用性強，數(shù)據(jù)可實時監(jiān)控等特點，受到用戶的普遍好評。
