用触摸屏和PLC实现四人抢答器的控制设计.docx
- 文档编号:16604240
- 上传时间:2023-07-15
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:34.10KB
用触摸屏和PLC实现四人抢答器的控制设计.docx
《用触摸屏和PLC实现四人抢答器的控制设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《用触摸屏和PLC实现四人抢答器的控制设计.docx(10页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
用触摸屏和PLC实现四人抢答器的控制设计
用触摸屏和PLC实现四人抢答器的控制设计
韩满林
(南京信息职业技术学院,江苏省南京市210046
摘 要:
用触摸屏和PLC(可编程逻辑控制器实现控制是现代工业控制中的一种新方法。
文中基于三菱F940GOT2LWD2C型触摸屏和FX0S230MR型PLC,提出了4路抢答器控制系统。
描述了触摸屏的工作原理及特点,阐述了控制系统硬件与软件设计方案,实现了对四路抢答器的监控。
系统软件设计包括触摸屏端的画面运行系统的设计和基于顺序功能图的控制程序设计。
实际应用表明,该系统具有运行稳定、可靠性高、实用性强等特点。
关键词:
三菱F940GOT2LWD2C型触摸屏;三菱FX0S230MR型PLC;抢答器;顺序功能图中图分类号:
TN99
收稿日期:
2007208229;修回日期:
2007211214。
0 引 言
抢答器是一种典型的电气控制产品,广泛应用在各种智力抢答竞赛中。
现在市面上的抢答器,种类繁多,功能各异,控制方式也不尽相同。
本文提出了一种新的控制方法———用触摸屏和PLC(可编程逻辑控制器实现抢答器的控制。
与一般的控制方法相比,运行更加可靠,操作更加直观,更适合于高档的场合。
本文以三菱F940GOT2LWD2C型触摸屏和三菱FX0S230MR型PLC控制4路抢答器为例,介绍具体的实现方法。
1 触摸屏
20世纪90年代初出现了一种新的人机交互技
术———触摸屏技术,触摸屏便是这种技术的具体体现。
触摸屏是一种最直观的计算机的输入设备,使用者只要触摸屏幕上的图形对象,计算机便会执行相应的操作,这样就摆脱了键盘和鼠标操作,大大提高了计算机的可操作性。
触摸屏的基本原理是:
用户用手指或其他物体触摸触摸屏时,所触摸的位置(以坐标形式被触摸屏控制器检测,并通过串行通信接口送到计算机或PLC的CPU,CPU将此坐标和触摸屏上的各个图形对象(代表特定的信息的坐标相对比,从而确定输入的信息。
触摸屏系统一般包括触摸屏控制器(卡和触摸检测装置两个部分。
触摸屏控制器(卡的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给计算机或PLC的CPU,它同时能接
收CPU发来的命令并加以执行,例如直观动态地显示开关量和模拟量。
触摸检测装置一般安装在显示器的前端,主要作用是检测用户的触摸位置,并传送给触摸屏控制器(卡。
触摸屏有以下5种类型:
电阻式、电容式、红外线式、声波式或近场成像式。
现在用得最多的是电阻式触摸屏。
触摸屏有以下特点:
a触摸屏用专用的画面制作软件生成画面。
画面的生成是可视化的,不需要用户编程。
在画面中用文字或图形动态地显示PLC中开关量的状态和数字量的数值,还可以实现某些动画功能。
通过各种输入方式,将操作人员的开关量命令和数字量设定值传送到PLC。
b触摸屏的按键在屏幕上的画面中。
每个画面可以设置不同大小和个数的按键,每个按键均可以设置有明确意义的文字或图形提示。
c用触摸屏上的软元件代替硬件按钮和指示灯等外部元件,可以节省PLC的输入点和输出点。
d触摸屏的画面制作软件带有丰富的图库。
使用图库中的元件,可以快速方便地生成各种画面。
e为了实现触摸屏与计算机或PLC之间的通信,只要对通信参数进行简单的设置,用户不用编写通信程序。
在生成画面时将图形对象与控制器中的存储器地址联系起来,就可以实现PLC与触摸屏之间的通信。
f触摸屏可以在恶劣的工业现场环境使用,其稳定性和可靠性与PLC相当。
2 抢答器的控制要求
设计1个4个参赛组的抢答器,主持人通过触摸
・
77・第33卷第12期2007年12月 电子工程师 ELECTRONICENGINEER Vol
.33No.12
Dec.2007
屏监控比赛的进行。
为了方便观众了解比赛情况,抢答器应设置必要的显示。
抢答器的功能如下:
a比赛开始之前,主持人要按一次触摸屏上的复位按钮,使所有参赛组的显示均灭。
b比赛开始后,主持人要按一次触摸屏上的开始按钮,当开始灯(绿灯亮之后,才允许参赛组进行抢答。
c比赛开始后,如果参赛组在开始灯(绿灯亮之前按下按钮进行抢答,则视为抢答违规。
此时,蜂鸣器以1次/s的频率鸣叫,数码管显示参赛组的序号,同时,触摸屏显示违规组号及抢答违规信号。
d比赛开始后,如果参赛组在开始灯(绿灯亮之后按下按钮进行抢答,数码管显示先抢到的参赛组的序号,同时,触摸屏显示答题组号及答题信号,然后主持人请此参赛组回答问题。
e为了控制比赛时间,回答问题必须在20s内完成,超时按错误论处。
当时间进行到10s时,红灯亮,提示抢答者"抓紧时间";当时间进行到20s时,红灯亮,同时蜂鸣器不间断地鸣叫,提示抢答者“答题超时”,同时,触摸屏显示“答题超时”信号及“答题超时”组号。
f答对一题加10分,答错一题、答题超时或违规一次扣10分,按积分的多少论胜负。
其中,加分和减分靠现场工作人员手动翻动记分牌进行计分,其余功能靠PLC控制实现。
3 抢答器的软硬件设计
根据系统的控制要求,综合控制点数,本装置选择三菱FX0S230MR型PLC,它特别适合于小型单机且仅需要开关量控制的普通设备。
触摸屏选用三菱F940GOT2LWD2C型图形操作终端,它是基于PLC的软硬一体人机界面,能以图形界面方式实现各种工作状态的显示,并具有使用方便、人机对话界面友好、组态技术易掌握、与PLC可进行良好通信的功能。
三菱F940GOT2LWD2C型触摸屏含有两个通信接口:
RS2232C接口,与装有专用画面制作软件的计算机通信(上载、下载画面;RS2422接口,与PLC通信(通过画面实时监控PLC的运行。
3.1 触摸屏画面设计
本文中的触摸屏操作画面是用三菱公司专用的画面制作软件SWOPC2FXDU/WIN2C制作的。
为了达到用触摸屏操作画面实时监控PLC运行的目的,必须将操作画面中的图形对象与PLC中的编程软器件联系起来。
触摸屏操作画面的组态如表1所示。
根据表1所制作的触摸屏操作画面如图1所示。
表1 触摸屏操作画面的组态表
图形名称图形部件对应的PLC编程元件
备注开始
触摸键(开关
M10(辅助继电器
控制M10状态
复位
触摸键(开关 M20(辅助继电器
控制M20状态
1号抢答者标签指示器 M11(辅助继电器
反映M11状态
2号抢答者标签指示器 M12(辅助继电器
反映M12状态
3号抢答者标签指示器 M13(辅助继电器
反映M13状态
4号抢答者
标签指示器 M14(辅助继电器
反映M14状态
答题 标签指示器 M15(辅助继电器
反映M15状态
违规 标签指示器 M16(辅助继电器
反映M16状态
超时
标签指示器 M17(辅助继电器
反映M17状态
#(答题数值D1(数据寄存器反映D1的数值#(违规数值D2(数据寄存器反映D2的数值#(超时
数值
D3(数据寄存器
反映D3的数值
图1 触摸屏操作画面
触摸屏操作画面制作完成后,再通过计算机的
RS2232C串行通信口将操作画面下载到触摸屏中。
3.2 PLC硬件配置
3.2.1 PLC的I/O分析
a输入端:
主持人开始和复位按钮由触摸屏操作
画面中的开始和复位触摸键代替,不占PLC的输入点;4个参赛组共4个抢答按钮,因此,PLC应该配置4个输入点。
b输出端:
采用1个共阴极的七段数码管(见图2显示参赛组的序号,七段数码管直接由PLC输出端驱动,占7个输出点;再加上1个绿灯、1个红灯、1个蜂鸣器共3个负载,因此,PLC应该配置10个输出点。
另外,PLC与触摸屏之间只要连接专用的通信电缆便可以。
・
87・・电子技术应用・电子工程师
2007年12月
图2 七段数码管示意图
3.2.2
PLC的I/O地址分配
1
输入地址分配:
X1:
1#抢答者按钮SB1;X2:
2#抢答者按钮SB2;X3:
3#抢答者按钮SB3;X4:
4#抢答者按钮SB4;
2输出地址分配:
Y0:
七段数码管a段;Y1:
七段数码管b段;Y2:
七段数码管c段;Y3:
七段数码管d段;Y4:
七段数码管e段;Y5:
七段数码管f段;Y6:
七段数码管g段;Y7:
蜂鸣器HA;Y10:
绿灯L1;Y11:
红灯L2。
3.2.3 PLC的外部接线
PLC的外部接线如图3所示。
图3 PLC的外部接线
3.3 软件设计3.3.1 工作流程
根据控制要求,绘制抢答器的工作流程图。
如图4所示。
图4 抢答器的工作流程图
3.3.2 程序设计
1设计方案
根据抢答器的控制要求和工作流程图,可知抢答
器的特点是:
显示先抢答者的信息,同时屏蔽后抢答
者;属于顺序步进控制。
因此,应该选用选择性分支结构复合循环结构的顺序功能图来编程。
2状态继电器S分配
S0:
初始状态;S10:
开始状态;S11:
第1组违规状态;S12:
第2组违规状态;S13:
第3组违规状态;S14:
第4组违规状态;S15:
第1组答题状态;S16:
第2组答题状态;S17:
第3组答题状态;S18:
第4组答题状态。
3七段数码管显示程序设计
显示“1”:
输出Y1、Y2;显示“2”:
输出Y0、Y1、Y3、Y4、Y6;显示“3”:
输出Y0、Y1、Y2、Y3、Y6;显示“4”:
输出Y1、Y2、Y5、Y6。
4顺序功能图程序
顺序功能图程序如图5所示。
图5 抢答器的顺序功能图程序
5梯形图程序
因为由顺序功能图程序转化对应的梯形图程序,
有固定的模式,所以在此略去。
4 结束语
用触摸屏结和PLC实现控制,不仅可以节省PLC
・
97・第33卷第12期韩满林:
用触摸屏和PLC实现四人抢答器的控制设计・电子技术应用・
的I/O点、省略传统的按钮、按键和指示灯等,减少布线,提高控制系统的运行可靠性,而且可以在短时间完成友好、直观、实用的触摸屏监控画面,因此值得大力推广。
参 考 文 献
[1]廖常初.PLC应用技术问答[M].北京:
机械工业出版社,
2006.
[2]MITSUBISHI人机界面图像数据显示操作终端GOT.DU
系列产品样本.
[3]张凯.可编程控制器教程[M].南京:
东南大学出版社,
2004.
韩满林(19562,男,副教授,高级工程师,主要研究方向为
SMT/机电一体化技术。
DesignofUseTouchingScreenandPLCtoControl
theFour2wayVyingAnswerMachine
HANManlin
(NanjingCollegeofInformationVocationalTechnology,Nanjing210046,China
Abstract:
ItisanewcontrolmethodbasedontouchingscreenandPLCinthemodernindustrialcontrolsystem,andtheirapplicationsaremoreandmorewidely.BasedontheMitsubishiF940GOT2LWD2CtouchingscreenandFX0S230MRPLC,afour2wayvyinganswermachinecontrolsystemisproposed.Thispaperde2scribestheworkingtheoryandcharactersoftouchingscreen,andexpatiateshardwareandsoftwaredesigningschemeofthesystem,andimplementsthemonitoringandcontrollingtothefour2wayvyinganswermachine.Thesoftwaredesignincludesgraphicrunningsystemoftouchingscreenandcontrolprogrambasedonsequen2tialfunctionchart.Theapplicationindicatesthatthesystemhassomeadvantagesofrunningstably,highrelia2bilityandbetterpracticability.
Keywords:
MitsubishiF940GOT2LWD2Ctouchingscreen;MitsubishiFX0S230MRPLC;vyinganswermachine;sequentialfunctionchart
(上接第76页
RealityoftheCPCIoftheDetectingLifeSystemBasedonSoundingVibration
DUANMeixia,BAIJuan
(DepartmentofInformationEngineering,NorthChinaUniversityofWater
ConservancyandElectricPower,Zhengzhou450011,China
Abstract:
Thesystemofdetectingthesurvivelifeafteracalamityisthenecessariesforthesuccorteam,theratioofsuccesscanbeimproveddistinctivelybythescientificwayandefficientinstrumentfordetectinglife.ThispaperintroducesthesystemofdetectinglifewhichitisbasedonYanhuaindustryPChardwareplat2form,windowsCEsoftwareplatformandaccordingtoCPCIprotocol.Itpresentsthestructureandprincipleofthesystem,anddescribesthedesignofsoftwareandhardware.Theapplicationresultshowsthatthesystemcanworkwellinthedomainofdetectinglife.
Keywords:
detectinglifebasedonsoundingvibration;CPCIprotocol;6Uboardcard;driveprogram
・
08・・电子技术应用・电子工程师
2007年12月
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 触摸屏 PLC 实现 抢答 控制 设计