人機界面在智能化可控硅整流裝置中的應用
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1.1系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由5部分組成：變送器、PLC主機、模擬量輸入輸出模塊、觸摸屏、可控硅整流部分等組成，系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)如圖1所示。在控制部分，選用SIEMENS 的S7-200 PLC 對采樣信號進行快速、可靠的處理，編程軟件為STEP 7-MicroWIN 32 V3.2；選用SIEMENS 的TP270B觸摸式人機界面（HMI）對實時溫度值和各種故障信息進行顯示、記錄，組態(tài)軟件為SIMATIC Pro-Tool V6.0。HMI 和PLC 之間采用MPI（ 多點）通訊方式，通過對HMI 畫面上所設(shè)元件屬性和與PLC 的數(shù)據(jù)交換地址的定義，實現(xiàn)HMI 上相關(guān)元件對應的暫存器對PLC 存儲單元的讀寫。
圖1 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)
1.2工作原理
可控硅整流輸出直流電壓，0～45V連續(xù)可調(diào)；輸出直流電流，0～1600A連續(xù)可調(diào)。由傳感器對主路硅元件的溫度進行采樣，所測溫度信號經(jīng)放大和A/ D 轉(zhuǎn)換后送PLC，利用軟件進行數(shù)據(jù)處理，處理后的數(shù)據(jù)送HMI進行實時顯示。在HMI 上設(shè)置超溫報警及超溫跳閘溫度限定值。當主路硅元件溫度過高，超過限定值時，PLC 將輸出超溫報警信號和超溫跳閘信號，并在HMI 上顯示出具體信息。同時對勵磁線圈的電流和電壓進行精確的PI控制，可在HMI上設(shè)定PI算法的參數(shù)值。該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集處理、風機運行和故障報警由PLC 和HMI 通過編制相應的軟件來完成。
2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計
SIMATIC ProTool 是西門子公司推出的HMI組態(tài)軟件，該軟件由2 部分組成： ProToolCS（組態(tài)系統(tǒng)）和用于過程可視化的ProTool RT（運行系統(tǒng)）。該軟件具有報警記錄、報表打印、趨勢曲線等多種功能，并支持除Siemens之外的第三方制造商的通訊協(xié)議。本系統(tǒng)在其基礎(chǔ)上進行了畫面設(shè)計、通訊組態(tài)、報警設(shè)置、安全保護設(shè)計等一系列應用開發(fā)。
2.1 觸摸屏畫面設(shè)計
觸摸屏畫面設(shè)計不僅要求能實現(xiàn)所有的控制功能（輸入及顯示參數(shù)、存儲紀錄、報警等），而且要簡單明了，易于操作人員正確的執(zhí)行操作。考慮系統(tǒng)所需監(jiān)控的過程變量和實際功能，共組態(tài)了5 組畫面，下面介紹幾個基本畫面。
⑴主畫面
設(shè)計的監(jiān)控主畫面的最上部是勵磁電流實時顯示曲線，其下是兩個實時顯示勵磁電流、電壓數(shù)值的顯示框。還有電流數(shù)值設(shè)定的輸入框，當手按在這個位置時，可彈出數(shù)字選項框，方便對電流設(shè)定值的輸入。該框的右邊有兩個微調(diào)健，每按動一下，可以進行加1或減1的操作。在主控界面的下部是設(shè)備運行狀態(tài)顯示框，該位置可實時顯示系統(tǒng)的狀態(tài)（系統(tǒng)的開、關(guān)、有無故障等信息）。監(jiān)控主畫面的右下角是功能選擇彈出菜單，主要由工作狀態(tài)欄、參數(shù)設(shè)定欄、報警記錄欄等組成。如圖2 所示。
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