1、 本科 毕业 论文 (设计 ) （二零 届） 采用触摸屏和 PLC 的自动耐压试验台的设计 所在学院 专业班级 电气工程及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 1 - 摘 要 随着 PLC 和触摸屏技术的快速发展，越来越被人们重视，尤其是在竞争异常激烈的电子产品市场。人工操作慢慢的向自动化 控制方向发展。 设计制作一个利用 PLC 和人机界面（ HMI）连接耐压测试仪，通过气缸、传送带及一定的机械构造实现对生产的电子变压器进行自动化耐压测试的电气控制装置。 PLC 给耐压测试仪一个启动信号，当测试仪检测完毕，给 PLC 一个反馈信号，使 PLC 对耐压仪进行复位，形成
2、一个闭环回路。 利用触摸屏可以对 已测量的产品进行数量统计，各种计算后的结果及数据可以利用人机界面进行直观显示。利用 PLC 和触摸屏设计的自动耐压试验台来代替人工对电子变压器的耐压检测 ，能够 应用于实际的生产流水线上，并且使用效果良好，基本满足并达到了生产工 艺要求， 以 提高公司生产产品的质量和加快生产的速度。 关键词： PLC；触摸屏；自动控制 - 2 - Abstract With the rapid development of PLC and touch screen technology, people pay attention to it more and more, es
3、pecially in a fiercely competitive market of electronic product. Artificially operation toward to develop automatic control Design a using PLC and human-computer interface (HMI) connections with compression, through the cylinder ,conveyor belt and some mechanical structure to achieve production of e
4、lectronic transformer in automation compression test of electrical control device. Compression test from PLC a start-up signal, when test check out, its gives PLC a feedback signal, then PLC makes to compression test reset, its forms a closed loop circuits. Using the touch screen can statistic alrea
5、dy measuring of the product quantity, all sorts of calculated results and data can use the man-machine interface to visual display. Using PLC and touch screen design automatic compression test table to replace people, could be applied in practical production line, and using effect is good, basically
6、 meeting and reached the production process requirement, its can improve the quality of the product and pick up production speed. Key Words: PLC; Touch screen; Automatic control - 3 - 目 录 1 引言 .1 2 总体设计 .2 3 硬件设计 .3 3.1 DVP SS 系列 PLC . 3 3.1.1 PLC 的基本结构 .3 3.1.2 PLC 的工作原理 .3 3.1.3 DVP SS 系列 PLC 特点 .
7、4 3.2 DOP B05S100 人机界面 . 5 3.2.1 触摸式人机界面 .5 3.2.2 触摸屏基本工作原理 .5 3.2.3 DOP B05S100 人机特点 .5 3.2.4 DOP B05S100 人机界面说明 .6 3.3 自动耐压车设备材料明细表 . 7 4 软件设计 .8 4.1 DVP SS 系列 PLC 在自动耐压测试中的应用 . 8 4.1.1 耐压测试台流程设计 .8 4.1.2 台达 WPL Soft Version 2.12 软件使用 .8 4.1.3 程序的设计 .10 4.2 DOP B05S100 人机在自动耐压测试中的应用 . 14 4.2.1 台达触
8、摸屏 Screen Editor 2.00.17 软件使用 .14 4.2.2 DOP B05S100 界面编辑 .14 4.3 DOP B05S100 通迅 . 22 4.3.1 人机程序下载及端口定义 .22 4.3.2 人机与 PLC 的通讯 .23 4.3.3 PLC 与耐压仪通讯接口示意图 .24 5 制作和调试 .25 6 结论 .29 致 谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 .30 附录 1 PLC 梯形图（部分） .31 - 1 - 1 引言 我所在的实习公司是一家电子制造企业，主要生产各类电子产品，如电子变压器，电子整流器，以及 LED 电源等，在产品制造过程中需要对各类
9、产品的半成品，成品进行系统的测试工作，从而控制产品的质量，产品使用的安全性，和产品需要达到的设计要求。耐压测试主要是对电子变压器进行的安全 测试，通过使用耐压仪，高压端连接产品的输入，回路端连接产品的输出端，检测产品耐压强度、产生的漏电流，根据不同的产品对耐压仪进行不同的设定来确定产品是否合格。由于公司一贯是以质取胜的方针，对待产品质量要求极高，所以对生产的产品不是采用抽查的方式，而是逐一测试检查，这样对测试操作人员产生的压力较大，因耐压测试时，耐压仪会输出几千伏的电压，如操作员因长时间工作，疲劳或精神不集中等人为因素，导致触碰电压输出端，极易引起触电事故的发生， 又因耐压测试的工作特性，一个
10、测试周期通常由电压上升 电压维持 电压下降 间隔四个过程，每个过程又需要相应的时间，这样测试的话非常耗时，测试的效率很低。通过对耐压仪的了解及观察，发现耐压仪背板上配备了 PLC所需的信号输入，输出接口，并可选配 RS232C 或 RS485 接口，可方便地与计算机和 PLC 组成综合测试系统，能够快速、准确的测量电子元器件的耐压强度。其端子提供了外接测试常开触点、外接复位常开触点、正在测试常开触点、测试合格常开触点、测试合格常开触点及测试失败常开触点，完全可以运用 PLC 及触摸屏控制一定的机械结构实现自动化测试，使其达到和满足了工艺及生产的需要。 - 2 - 2 总体设计 耐压测试是对电子
11、变压器成品后的一项测试， 利用 PLC 的输入，输出端口与耐压仪自带的合格，不合格，启动，复位的端口相连接，将其有机的结合在一起。由 PLC 给耐压仪一个的启动信号，使耐压仪启动并开始测试，测试完毕再由耐压仪反馈给 PLC 一个合格或不合格信号，使 PLC 对耐压仪进行复位。通过对 DOP-B人机界面进行设置和编辑，可以简化 PLC 的控制程序，方便了 PLC 程序的调试，通过对 PLC 程序的编写，可以对已测量的产品进行数量统计，各种计算后的结果及数据可以利用人机界面进行直观显示，方便了工艺操作和需求 。 因公司生产的产品种类较多，款式不一，需对其所对应的各种型号做好不同的测试模具，使耐压测
12、试启动时能有效的将耐压仪高压端、回路端与产品输入、输出端相连接。根据生产需要，提高生产效率，反过来也要为返修性考虑，采用了一次同时测试四个产品。 通过电机运转，将产品由输送带至指定位置，产品被挡停气缸挡住且感应，当产品增至四个时，产品分隔感应器也感应，此时挡停气缸下降，四个产品同时被传送到测试部分，测试挡停感应后，夹紧前气缸和夹紧后气缸动作，对产品进行定位，测试气缸上升，同时启动耐压仪工作。当测试结束后，测试气缸和测试挡停气缸一起下降，复位耐压仪，此时会产生两种结果，如产品测试合格，则产品有输送带直接输送出去。如产品不合格，则不良品挡停气缸上升，挡住不合格产品，由不良品剔除气缸将其推至不合格区
13、。 - 3 - 3 硬件设计 本系统的电气控制主要有四大部分组成： DVP SS 系列 PLC、 DOP B05S100人机界面、各种感应开关和电磁阀。产品通过光电开关将信号传输给 PLC，由 PLC来控制各电磁阀动作，电磁阀的动作带动各个气缸动作，而气缸的动作触发了磁簧开关，磁簧开关又将信号传输到 PLC 来控制整个设备的运作。 3.1 DVP SS 系列 PLC 根据本人以及公司维护人员对 PLC 的熟悉程度，都只对三菱 FX 系列了解较多，又出于从性价比方面考虑，因台达 PLC 的编程方式及指令与三菱 FX 系列基本相似，根据实际生产需要及满足工艺要求下，故选择了台达（ DVP 14SS
14、、 DVP 16SP、 DVP 08SM） PLC。 3.1.1 PLC 的基本结构 PLC 是一种适用于工业级控制的专用电子计算机，采用了典型的计算机结构。 PLC 的硬件结构主要由中央处理器（ CPU）、存储器、输入 /输出接口、通信接口、扩展接口和电源等部分组成。其中， CPU 是 PLC 的核心，输入 /输出接 口是连接现场设备与 CPU 之间的接口电路，通信接口用于连接人机界面、变频器、上位计算机等外设连接。 1 3.1.2 PLC 的工作原理 PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在 PLC运行时， CPU根据用户控制要求编制好并存储于存储器，按指令步序号作周期性扫
15、描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直到程序结束，然后再重新返回到第一条指令，开始下一轮新的扫描。 2程序被完整扫描一次的时间，称为程序扫描周期，这个周期的长短，取决于程序所用的指令多少及 CPU各种指令执行所需的时间。 而每次扫描过程中，还要完成对输入信号的取样和对输出状态的刷新等工作。 - 4 - CPU 是整个 PLC 的核心，将外部输入信号取样送入存储器，用户指令的编译以及控制输出结果。 存储器分成系统存储器和用户存储器。系统存储器用来存放系统管理程序。用户存储器用来存放用户编制的梯形图程序和用户数据，一般有 ROM、 PROM 或EPROM 构成。 输入 /输出
16、接口是 PLC 与实际输入 /输出设备连接起来的部件。输入接口电路一般由光电耦合电路和微电脑输入接口电路组成。输出接口电路一般由 CPU 输出电路和功率放大电路组成。 3 3.1.3 DVP SS 系列 PLC 特点 台达 PLC 以高速、稳健、高可靠度而著称， SS 系列 PLC 如同一个烟盒大小，除了具有快速执行程序运算、丰富指令集、多元扩展功能卡及高性价比等特色外，2 个独立的通讯口，并且支持多种通讯协。 DVP 14SS14 点主机，最大可扩充至 256 点，在对 I/O 的选择和分配可以做的更合理化，最多可接 8 个模拟量模块 内建 RS-232 和 RS-485 口 RUN/STO
17、P 运行开关 ,其结构紧凑，坚固，体积小，重量轻，功耗低。对空间的要求小，易于装入设备内部，人性化的可拆卸式接线端子，使接线更加方便， A/D, D/A, AX, PT 模块种类齐全 直流电源 24VDC 供电。主要模块均采用大规模或超大规模集成电路，大量开关动作由无触点的电子存储器完成， I/O 系统设计有完善的通道保护和信号调理电路。并且具备强抗干扰能力 。 1 外部输入 /输出端的编号及定义： 主机而言，输入及输出端的编号固定从 X0 及 Y0 开始，编号的多少跟随主机的点数大小而变化。而对 I/O 扩展机来说，输入及输出端的编号是随着主机的连接顺序来推算的，在台达 PLC 系列里除了
18、DVP 60ES 主机之输入点编号由 X50开始，输出点编号由 Y30 开始，其它扩展机 的输入点编号由 X20 开始，输出点编号由 Y20 开始，而扩展 I/O 之编号以 8 的倍数增加，未满 8 点仍以 8 点计算。 - 5 - 3.2 DOP B05S100 人机界面 因控制器采用了台达 PLC，所以在对人机选择上，在易于联网通信及兼容性上考虑，故选用了 DOP 05S100 人机。 3.2.1 触摸式人机界面 人机界面是在操作人员和控制系统之间双向沟通的桥梁。以往的人机界面需要由熟练的操作员才能操作，而且操作困难，无法提高工作效率。随着科技的飞速发展，越来越多的机器都趋向于使用人机界面
19、，触摸屏作为一种新型的人机界面，它简单易用 、功能强大、稳定性良好，非常适用于工业环境。 触摸屏上的元件可以代替各种硬件按钮和指示灯等外部元件，还可以大大减少 PLC 控制器所需的输入输出点，极大的降低了生产成本。 3.2.2 触摸屏基本工作原理 当用户用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时，触摸检测部件检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器并将它转换成触点坐标，再送给 CPU并加以执行。 3.2.3 DOP B05S100 人机特点 台达触摸屏以其易于使用、坚固耐用、反应速度快、节省空间，拥有人性化的使用界面，支持任意字体的画面编辑器，提供了简体中 文，繁体中文以及英文等各种不同语言版本，可同时支持两台或三台不同的 PLC，提供密码保护功能，利用 USBVer1.1 上 /下载人机画面程序，大大缩短了传输资料的时间。 4 使用触摸屏的软件，可以在触摸屏上设计出所需的画面，触摸屏软件带有丰富的图库，可以增加或减少图库中的元件，也可以建立自己的图库。画面的生成是可视化的，不需要编程，可以自由的组合文字、按钮、图形、数字等处理，具有美观、直观、方便等优点，使操作人员更容易掌握。 - 6 - 3.2.4 DOP B05S100 人机界面说明 图 3-2-1 DOP 人机界面平面图
