富士触摸屏与温控表通讯在铝塑复合管生产线中的应用

一、引言
　　 
　　在铝塑复合管生产线中涉及到对数个加热区，如机筒加热区、法兰加热区和模具加热区的温度测量和控制，而在实际生产中每个加热区至少需要一至二台温控表来设定温度和输出加热控制温度。传统设备的温控表只能通过单台人工观察和设定温度以实现对应加热区的温控，而不能集中控制。随着3C（计算机、通讯、控制）技术的提高，通讯领域也发生了翻天覆地的变化，现在选择了带有通讯功能的温控表与触摸屏之间通讯就能完全实现集中控制。一台触摸屏可以同时与31台温控表通讯，通讯方式为RS-485串行通讯，这样，所有温控表中的参数在触摸屏中一目了然。方便于温控表中参数的修改设定.　 
    二、系统介绍
　
　　本文以富士触摸屏和温控表为例介绍其在铝塑复合管生产线中的实际应用。
　　
    1、 电气系统
　　 
    整个系统采用可编程控制器（PLC）、触摸屏、温控表、变频器及其它电气配件。
　　
    ⑴、触摸屏
　　触摸屏选用富士UG420H-SC1，10.4英寸、128色STN显示，可以与近30个厂家的PLC通讯，兼容性极强，而且还可以和计算机通讯（开放式通讯协议），基于Windows95/98/NT操作平台下的专用组态软件，界面友好直观，易学易用，大大节省产品开发周期。且产品型号齐全有5.7、7.7、10.4、12.1英寸单色彩色等，方便选型。具有RS232/422/485通讯口，方便于连接其它厂家的PLC及外设产品（如：条形码、存储卡、变频器、个人计算机等）。编程软件中备有大量的图形库（开关、灯、棒图等）供选择，还可以根据用户需求编辑所需要的工艺图形，能够转换BMP文件和AUTOCAD中的DXF文件。还具有留言板功能用于交接班记录用。在编程软件中可以设定触摸屏背光灯的关闭时间，节省其使用寿命。触摸屏中具有内部编程指令——宏命令，可以减轻PLC的编程负担，甚至有些简单的设备中可以取代PLC，由触摸屏编程直接和其它设备通讯。触摸屏上的并行口还可以直接和打印机连接实时或定时打印当前或历史数据。此系统采用UG420H-SC1通过不同的通讯口同时和SIEMENS S7-200CPU226通讯，和FUJI PXR4温控表以RS-485方式通讯。在编程软件中选择好触摸屏和PLC型号后，在其系统设定中选择温控表的型号FUJI PXR（也可以和其它厂家温控表通讯），利用触摸屏中的另外一个通讯口与温控表通讯。与富士PXR4通讯的波特率为9600bps；奇偶校验为奇校验；数据长度8位；停止位1位；通讯方式RS-485。
　　
    ⑵温控表　
　　 
　　选用富士带有通讯功能的PXR4温控表。它是富士电机推出的一种新型温控表，本身具有RS-232/485通讯功能，具有自整定功能，通过控制器的测量和计算功能自动设定PID参数。具有模糊控制功能，模糊运算用于抑制超调，以改善对外部扰动的响应。有绝对值报警、偏差报警等。还具有输出限制、参数屏蔽、斜坡/保温等多种功能。
　　
    2、 系统生产工艺
　　
　　铝塑复合管由内管、内胶、铝管、外胶、外管5层材料构成，以物料运动顺序该生产线分为65mm内管挤出机（机身有4个加热区、机头3个加热区）、45mm内胶挤出机（机身3个加热区、机头3个加热区）、自动纵移恒张力牵引机（无加热区）、45mm外胶挤出机（机身3个加热区、机头3个加热区）65mm外管挤出机（机身4个加热区、机头3个加热区）。所以需要控制的温控加热区共有26个，计26台温控表由一台触摸屏控制。　　
　　 
　　当系统上电后，首先开始温控，即温控表上电，变频器不得电，上电后立即向各个温控表发出2条命令，1是禁止温控表输出加热（不影响实际测温）2是设置一个较低的上电初始加热温度，因为热电偶插在加热区内部，加热圈在外部，这样避免升温过快使整个加热圈温度不均。26个加热区的上电初始值可以是相同的。上电结束后，如果通讯检测正常，就会在触摸屏上显示各加热区的参数，可以在触摸屏上设定各加热区的温度，也可以在触摸屏上改变各加热区的加热允许/禁止状态，以上两种命令认为是随机发生的，还可以用中断方式在读温控表实测中实现。对于各加热区的温度设定，可以用触摸屏中的数字键盘，当设定某一加热区的某一温度时，点击该加热区的设定区域，弹出一设定键盘，设定好该区的温度后按“确认”键，键盘自动关闭，方便明了。
　　
　　为使触摸屏中显示的26个加热区的实测温度刷新率最高，采用“接力”通讯读取方式，即当读一区后（有3种情况发生：成功、校验错误、通讯超时）立即读取下一区。通讯错误的处理：可以为每个从站的通讯设立一个出错计数器，当某个从站通讯校验或通讯超时错误此计数器加1，通讯成功后会自动清除。当某个计数器增加到一个预设值（触摸屏中可以修改）时蜂鸣器报警，同时弹出通讯失败的报警画面，并详细说明如何处理。系统运行中，如果某一加热区出现超高/低温报警，温控表上的“Alarm”报警灯变成红色，同时触摸屏中立刻弹出报警信息，如：报警时间、故障处理方法等。方便及时排除故障。真正体现触摸屏的独特性——人机对话。触摸屏本身具有“配方”功能，通过其内部的宏指令可以将不同产品的不同工艺配方存储在其中，随时调用，大大节提高工作效率。
　　
    三 、结束语
　　
　　本系统在浙江某厂已经成功运行4年多，现场运行证明该电气系统无论是在软件还是硬件设计上都是较为合理的，运行可靠，且有着很强的抗干扰性，使工业自动化水平又上升了一个新的台阶，很值得在挤出机行业中推广。