触摸屏在气动生产线实训系统中的应用

刘 岩

（辽宁轨道交通职业学院，辽宁 沈阳110036）

计算机技术和网络技术的飞速发展为工业自动化开辟了广阔的发展空间。 人机界面设备普遍运用于实时采集现场数据，对工业现场进行本地或远程的实时监视与控制[1]。 MT4300 触摸屏与传统的人机界面相比色彩更丰富，显示更细腻，且支持USB 高速接口，相对价格也较低。本文运用触摸屏组态等技术对气动生产线实训系统进行升级改造，通过触摸屏实现实时过程监控，使该系统更加智能化。

1 原气动生产线实训系统介绍

这套模块化的气动生产线教学实训系统，集气压传动、电气控制、传感器技术、PLC、伺服电机驱动技术于一体，展现了现代工业几种运动控制技术手段。 本实训系统由自动上料，真空分拣，颜色分拣，位置调整，配对码放，压装下料等工位及一条可调速PVC 输送带组成。 各工位由PLC 程序联机控制，可对工件进行金属与非金属识别判定，颜色识别，高度判定，随后由各工位相应地进行后续的作业；也可以成为独立的分站，强化训练学生对自动生产线的设计、安装、编程、调试、故障诊断与维修等综合职业能力，适合机电一体化技术、电气自动化技术相关课程教学及技能实训。

但目前每一站只有手动和自动两种控制方式，如果运行过程中出现故障，只能手动调节回到原点，才能重新开始运行。当然我们可以通过增加控制按钮并改写程序来实现自动回原点。但是外加控制按钮则需要钻孔安装接线等一系列工作，较麻烦。 我们可以通过触摸屏来解决这个问题。 本文以上料站为例进行分析。

上料站作用是供给工件。工件是可随意颠倒位置放置的金属快速松脱接头套，白色的及红色的非金属棒，高度超高的非金属棒，各工件由气爪抓取，经平移，升降，摆动等动作，放到输送带上，进入流水作业。 由此可见该站主要由升降缸、平移缸、摆缸和气爪组成。 本文采用MT4300C 触摸屏与PLC 进行连接， 通过触摸屏可对上料站进行监视与控制。

2 触摸屏监控系统硬件组态

MT4300 是全新一代的工业嵌入式触摸屏人机界面。 要想通过触摸屏进行控制，需要进行以下一些必要的设置。

2.1 触摸屏与S7-200PLC 的通信设置

EV5000 组态软件内设置， 首先添加MT4300T 触摸屏和S7-200PLC，用串口线连接触摸屏和PLC。 触摸屏的接口选择COM1 口，PLC 为COM0 口。

硬件连接完成后需要设置触摸屏的属性。 包括触摸屏网络设置、任务栏设置、扩展属性设置、打印机设置、串口0 设置、串口l 设置。 这里最重要的是设置任务栏和串口。任务栏的设置是根据触摸屏界面设计的要求对其显示进行设置；串口的设置将通讯类型设置为RS-232，波特率选择19.2kbit/s[2]。

2.2 触摸屏与S7-200PLC 的数据通信

EV 触摸屏不是对PLC 中所有的寄存器都支持，触摸屏只能读取特定的寄存器的值。 触摸屏使用的PLC 信号都是内部辅助节点M，触摸屏建立变量即可直接使用PLC 中的M 地址内容。

2.3 触摸屏监控软件设计

监控软件的设计包括：初始登陆界面、操作控制界面、状态显示界面等。

2.3.1 初始登陆界面设计

首先添加组态窗口，命名及更改界面背景等属性，系统控制与状态显示采用功能键，并设置图形，选择合适的位图文件，添加标签系统控制和状态显示。 分别设置其各自切换窗口。 界面下方放置时间元件并设定显示格式。 右下方设置位状态切换开关，当处于off 状态时，采用实际控制方式，当处于on 状态时，采用触摸屏的控制方式。

2.3.2 操作控制界面

自动上料站的触摸屏操作控制采用单步运行、自动运行、回原点和单周期4 种控制方式， 如图2 左图所示为自动上料站操作控制界面。

当采用单步运行时， 需要将手动自动转换开关转换到on 位置即手动位置。 若将其转到Off 位置即进入自动档位时，可以按回到原点按钮，则无论各气缸在什么位置，都应该按程序设计的顺序即（平移缸退-摆缸摆0 度-升降缸降-气爪开-气爪闭）回到原点位置。 当旋转单个周期开关时，将按照既定的顺序自动完成1 次循环。 本界面的回到原点按钮和单个周期旋转开关在实际装置中是没有的，通过触摸屏内置的元件可以起到减少硬件的作用。

2.3.3 状态显示界面

在系统运行过程中，触摸屏不但能够控制系统同时还可以进行监视，将系统的运行状态通过触摸屏显示出来。 如图1 右图所示为自动上料站的状态显示界面。 在界面中放置5 个位状态指示灯，显示为各气缸的初始位置，当某个气缸动作了，则该位置的状态指示灯显示为红色同时显示其相反状态（如平移缸初始为缩回状态，当动作后即为伸出状态）。通过该界面可以监控系统上料站各气缸的运行状态。若发生故障可以通过触摸屏控制界面迅速解决问题。

图1 自动上料站的操作控制界面及状态显示界面

经过测试， 基于PLC 和触摸屏的自动上料站的控制系统能够高效、稳定的运行。但是要想对整个生产线教学实训系统进行监控，还需要引入PROFIBUS-DP 现场总线技术， 将S7-300 作为主站， 通过EM277 与各分站中的s7-200 进行通信， 同时利用主站及触摸屏对整个系统进行网络监控并进行参数设置，能够快捷、安全、有效地对系统内各工作部件实现实时监控。 触摸屏在气动生产线教学实训系统的应用也能够提高学生的学习兴趣，调动学生学习的主观能动性，实践能力得到锻炼和提高。

［1］张俊勇.基于组态王的MPS 组态监控系统的设计[J].制造业自动化，2010,32(8).

［2］曹冬梅,汤文成.五站式MPS 触摸屏的研究和应用[J].机械制造与自动化，2012,41(6):103-106.