6ES7231-7PC22-0XA0当天发货

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一. 概述
本人有幸参加了安钢2800 m3高炉建设工程中电气设备安装和施工验收，通过几个月的实践学习和研究，我对该工程的基础自动化的配置和特性有了一定的认识。
该工程基础自动化包括电气传动自动化和仪表自动化，其主要功能是对生产过程进行数据采集、顺序控制、连续控制和监控操作等。操作人员通过HMI(人机接口)进行人机对话，修改过程参量和改变设备的运行状态，监视整个生产过程。
本工程基础自动化系统由PLC控制器、HMI人机界面、控制软件及其相关的环形以太网络组成，同时提供了与进程计算机系统，实现安钢一期2200 m3高炉系统，2800 m3系统和基础自动化控制系统的网络接口。基础自动化系统的操作方式分为：
1)过程计算机设定方式
2)基础自动化全自动方式
3)基础自动化手动方式
4)机旁手动方式
安钢两座高炉的工程基础自动化系统采用施耐德电气公司Modicon Quantum系列PLC控制系统、100M Modbus TCP/IP工业以太网，采用环形冗余方式，通讯介质采用单模光纤，增加了整个网络的安全性，可靠性及网络的速度，同时使得大高炉区具有整体**的网络结构。
二. 控制系统的构成
1.硬件组成
本次选用的PLC数字量输入模块型号为140 DDI 353 00，配电电压为DC24V，输入点数为32，每组点数为8个，其运行电压为15.0 …30Vdc，数字量输出模块型号为140 DDO 353 00，配电电压为DC24V，输出点数为32，每组点数为8个，运行电压为15.0 …30Vdc。该输出模块直接驱动直流继电器线圈，利用继电器接点和线圈实PLC与外部电路隔离的模式，从而减少外部故障波及系统内部，便于维护和检修。模拟量输入模块型号为140 ACI 040 00,输入信号为4-20mA DC,输入点数为16个, 模拟量输出模块型号为140 ACO 130 00,输出信号为4-20mA DC,输入点数为8个。
2.I/O结构简介
Quantum自动化系列提供了一个高度灵活的结构，确保性能价格比高。Quantum I/O能用于三种主要结构以满足控制系统要求：本地I/O，分布式I/O及远程I/O。无论你的要求是改进空间利用或减少安装费用或高的性能或与HMI和主机的连通性，都能从Quantum I/O中找到一种符合要求的结构。PLC的另一新特点是能定义输出模块的故障状态。
1)本地I/O结构：
本地I/O能够与CPU和电源装在一个底板上，较少有一个，较多有14个I/O。在本地I/O结构中，较小的系统包括一个电源模块，一个CPU模块以及所需的若干个I/O模块。本地I/O配置规则：
a.底板可用的模块槽数(2,3,4,6,10,16共6种)。
b.适用于已装入的模块的电源容量。
c.可使用的寻址字以组态模块。
d.有效的可选模块槽位。
2)分布式I/O结构：
该结构的高性能价格比和灵活的解决办法适用于I/O信号分布在较大区域的应用。该结构是为在一个较大范围内，点数较少，I/O分站较多的应用而设计的。分布式I/O系统配置规则，有五点必须考虑以确布I/O系统的有效组态：
a.主站末端和节点接口的正确安装。
b.模块安装所需的槽位数。
c.模块适用的电源。
d.足够的寻址字以配置模块。
e.敷设的电缆线路有足够的强度。
3)远程 I/O结构
对于需要大量I/O的远程安装分站，需要具有极高的I/O性能。远程I/O(RI/O)使用同轴电缆敷设线路，网络距离可达4500米，如距离更长，则使用光纤敷设。远程I/O系统配置规则，远程I/O系统需考虑以下五个特性，以确保配置有效：
a.主站末端和分站末端适配器的正确安装。
b.用于模块安装的底板槽位数。
c.安装模块适用的电源。
d.足够的寻址字以配置模块。
e.敷设的电缆线路有足够的强度。
2.编程软件
Quantum自动化系列通常给用户选用Unity Pro及Concept编程软件包。bbbemecanique Unity Pro及bbbemecanique Concept符合IEC1131-3编程语言标准并支持5种IEC标准语言：梯形图、顺序功能表、功能块图、结构化文本和指令表
每一种语言针对特定的用途都有一定的特点。梯形图不仅对离散控制和联锁逻辑是极佳的，而且还具有把功能块指令权载入在一级梯形图内的能力。功能块图提供了一个有效的开发环境并特别适用于过程控制应用。结构化文本是一种类似于Basic或Pascal的语言，对复杂算法及数据处理是较好的解决办法。指令表为优化编码性能提供了一个环境，与汇编码非常相似。
三．感想和体会
通过参与配合施工单位调试和逐项验收，逐渐掌握Quantum系列PLC的构成，特性，功能及相关技术知识。该系列PLC产品以其**的品质和性能，为控制需求提供较恰当的解决办法，在工业自动化控制系统和其它许多领域中发挥了越来越强大的作用。由于它提供的是可按控制要求配置的模块化结构，因此Quantum控制器能够对中型至大型控制系统进行配置，其坚固的结构能保证在较恶劣的环境下可靠工作，满足较高性能的应用要求。Quantum系列PLC产品具**体小型化，结构模块化，拥有较强的存储能力和I/O接口能力以及高可靠性和抗干扰性等优点，其为提高自动化智能控制水平，生产效率和质量，极大程度上减轻了操作人员的工作量做出巨大贡献。
Quantum系列PLC及其它系列PLC产品中包含多种规格和型号，其特性和功能不尽相同，要想达到自动化系统的理想、优化控制，必须较全面熟悉各种PLC的工作原理、功能特性。具体说来，我认为有如下几点：
1.PLC的选型 它是系统设计的一个重要环节，我们设计人员需要根据不同使用场合、控制对象、工作环境、费用以及用户的特殊要求综合考虑，保证其在功能上满足要求又经济合理。
2.输入/输出(I/O)点数的估算 这其中包括数字量和模拟量输入和输出。根据不同工程的各电气设备等的不同控制要求，对需要利用PLC进行控制的信号点进行估算是一项很重要的基础工作。例如自动开关、接触器、热继电器等的辅助触点，选择开关，限位开关等单个系统检测点数，系统集中/机旁选择开关以及其它控制设备的硬件联锁信号等。联系到高炉及其配套的水站，锅炉和汽轮鼓风机站等站控制设备设计，其工作状态需输入PLC进行监控。而整个系统中的电动阀门利用PLC进行控制的数字量输入信号包括：集中控制/机旁操作信号，开阀、关阀和停止信号，阀门运行信号，阀门开到位和关到位信号，开阀过转矩和关阀过转矩信号及电气故障信号。输出信号包括开阀和关阀，开到位和关到位，过转矩和电气故障，并通过指示灯指示阀门各状态。我认为能否做好这些输入和输出点的估算工作也决定于你对各电气设备的控制要求和方式是否真正理解，且对下一步模块的选用具有重要意义。
3. 输入/输出模块的选择 : 输入模块一般分为数字量和模拟量两种。输出模块可分为交流数字量输出、直流数字量输出、模拟量电压输出、模拟量电流输出等。Quantum系列PLC及其它类型PLC的数字量输入/输出模块的电压等级可根据现场设备与模块之间的距离来选择。当外部线路较长时，可选用AC或DC 220V/110V模块；当外部线路较短、且控制设备相对集中时，可选用DC24V、DC48V模块。
总之，无论你的应用是怎样的, 可使用任何IEC语言, 支持热插拔, PLC运行时也可方便更换模块,可自由扩展的机架, 灵活的系统升级,还有灵活方便的接线,参数自动设定,优化的性能。任何较佳控制方案的都是综合各种因素并加以全盘考虑的结果。随着计算机科学技术的日新月异，Quantum自动化系列PLC也必将迅猛发展，其品种会更繁多，性能会更优越,它们将不断改善和提高自动化系统控制水平，在今后许多工程项目中会继续得到更广泛的应用。

本文结合清江隔河岩水电厂计算机监控系统现地控制单元改造工程，重点探讨了在国内大型水电厂**使用施耐德以太网产品实现直接上网LCU的新型结构，讨论了在这种结构下实现输入、输出、电源、CPU、联接等冗余策略，特别是在二元输入情况下，实现开关量输入冗余的方法。分析了国际电工**IEEE1131五种语言FBD、LD、SFC、ST、IL各自不同特点，讨论了使用结构化文本（ST）编写PLC程序应采用的策略和方法。分析了使用交流采样装置与变送器的策略。讨论了在水电厂现地进行LCU改造缩短工期的有效途径。
关键词：水电厂现地 控制单元 改造结构
经过多年努力，计算机监控系统在水电厂及其它领域的应用越来越广泛。对于水电厂来说，采用一套结构合理、功能完善、可靠性高、人机界面友好的计算机监控系统，是水电厂提高安全生产水平，实现“无人值班（关门运行）”的环节。非常可喜的是，经过国内**们的努力，国内计算机监控技术的发展很快，已经接近或达到同类产品的国际水平。
随着近几年计算机硬件、软件的快速发展，国内计算机监控技术不断得到发展。本文作者参加了清江隔河岩水电厂计算机监控系统改造工程，现就该厂LCU改造的特点，改造中所采用的新技术及LCU新型结构，进行初步探索，谈一下个人的看法，不当之处，希望批评指正。
1.监控系统改造的目标
隔河岩水电厂原采用加拿大的计算机监控系统，已稳定运行多年，为该厂安全生产及创国内水电厂作出了应有的贡献。但随着国民经济的发展，对电力系统、对电厂的要求越来越高，向国际的*水电厂的技术、管理水平看齐，创际*水电厂，从而实现管理水平高、技术先进、人员进一步精练、关门运行的目标，势在必行。一方面，原有的系统功能已不能满足要求，另一方面备品备件订货越来越困难，而且价格非常高，对电厂的安全运行形成隐患。为此对老系统必须进行更新改造，以便为创国际水电厂打下坚实的基础。对于LCU，改造的方法是：现地设备仅保留原有的盘柜柜体、自动准同期装置和24V电源、照明等少量附件，其它全部拆除，取而代之的是新的LCU，采用施耐德公司Quantum 系列PLC作为控制器。中国水利水电科学自动化所提供了五套LCU，本文作者参加了LCU的研制、现场安装调试等改造工作，本文是对改造工作的总结和思考。
2.LCU改造的特点
2.1控制流程方式不同
原监控系统是加拿大CAE研制的，CAE的模式与国内的一贯做法有很大差异。比如，开机有九大步，停机也有九大步。对于常规水电厂的机组，而我们的一贯做法是五态转换，所谓五态即停机态、空转态、空载态、发电态、不定态（**种状态中过渡状态称为不定态）。（对于有调相任务的机组，还有调相态;对于抽水蓄能机组，还有水泵态;但不在讨论的常规机组范围之内。）机组一定处于五种状态之中。机组的开机、停机、解列、解列后并网等操作，不过就是机组在的停机态、空转态、空载态、发电态四种状态间的转换。虽然两种表示方法实质是一致的，但习惯于五态转换的人，要熟悉开机、停机各九大步，需要一定的时间。考虑到电厂从运行人员到检修维护人员都谙熟这开、停机九大步这一因素，虽然编程与调试都需要付出较大的努力去适应，还是采用了原来的开、停机九大步形式，以方便电厂人员的运行与维护。
2.2使用结构化文本语言来编程
原有计算机监控系统的LCU的程序是使用文本化语言编写的，它的风格与C语言相类似。与机组开停机形式采用各九大步相类似，由于电厂维护人员熟悉文本化语言，要求全部采用文本化的编程语言编写LCU的程序。在使用可编程控制器（以下称为PLC）时，我们通常使用梯形图的语言。它的好处是编程易学、直观、与电气二次展开图极为相似，非常适合电厂人员掌握，可以使现场维护人员方便的进行对程序的维护。在隔河岩计算机监控系统LCU部分改造中，采用了施耐德（Shneider）公司的Quantum 系列PLC，编程软件采用Concept2.2。该软件支持国际电工**IEEE1131的标准的全部五种语言，即：支持FBD（Function Block Diagram功能块图）、SFC（Sequential Function Chart顺序功能图）、LD（Laddar Diagram梯形图）、ST（Structured Text结构化文本）和IL（Instruction pst指令表）五种语言。**种语言是图形方式，后两种是文本方式。由于指令表IL语言指令的特点，具有可读性差，指令简单，不直观，可移植能力差，非结构化文本（有JUMP指令），数据处理能力不强（无循环FOR语句），只能适合较小规模的控制。ST语言是一种结构化的文本语言。它与C语言很相似。它不仅具有丰富的逻辑处理能力，它还具有IF、CASE、FOR、WHILE、REPEAT、EXIT、EMPTY等语句，数据处理能力非常强，没有GOTO、JUMP或类似的指令。因此，它的移植性很好,有利于程序的标准化。它与FBD、LD、SFC相比，不够直观，与电气二次展开图相去较远。另外，它的不足之处是占用较多内存且扫描周期要长一些（均与FBD、LD、SFC相比）。上面提到了LD语言的一些优点，FBD图与电气二次的原理图更接近。FBD、SFC、LD都不具备IF、CASE、FOR、WHILE、REPEAT、EXIT、EMPTY等语句，数据处理能力不够强。根据我个人使用情况，比较可取的方法有：（1）全部使用ST;（2）使用ST与FBD相结合;（3）使用ST与LD相结合。（2）和（3）两种方法能够将两种语言的特点结合起来，是比较好的方式。因为用数据处理能力强的文本化语言处理数据，用直观性好的LD或FBD编制顺控流程，现场的技术人员能够比较容易接受、容易理解、容易接受。现场的技术人员较关心的是顺控流程。我个人比较倾向于（3）的方式。
但是对于熟悉使用C语言或类似C语言的其它文本化语言的工程技术人员来说，或者对于特别复杂的顺控流程用LD或FBD实现很困难的情况，使用结构化文本ST语言是一个明智的选择。隔河岩的情况就是这样，他们原来加拿大CAE计算机监控的LCU的全部流程是用类似C语言的文本化的语言编制的，他们的机组顺控流程也很复杂，因此电厂要求所有流程使用ST语言编制。这样，改造后的LCU的程序，与原来的程序风格上接近，电厂的技术人员比较容易理解和维护。实践证明，选择ST语言是正确的。
2.3 PLC直接上网
经过多年探索和实践，计算机监控系统普遍采用分层、分布的系统结构，也就是按照被控设备分成单元，即LCU。现在较为普遍的LCU一般由工控机、控制器（PLC：用于数据采集和控制）、自动准同期装置、转速装置、变送器、电源等附件组成。工控机作为计算机监控系统内部网上的一个结点，各种数据经过工控机送到网上各个结点，控制命令经工控机下达到控制器等设备。因此工控机的可靠性显得非常重要。虽然工控机是工控产品，由于它的风扇、硬盘驱动器、软驱等旋转部件的存在，可靠性就有所降低。针对这种情况，人们把眼光纷纷投向以太网，考虑PLC的直接上网。
现在国际上**的几大厂家的PLC均能够实现直接上网，如施耐德公司全线的Quantum系列、Premium系列等、通用电气公司GE90-70系列、GE90-30系列、VersaMAX系列等、西门子公司的有关PLC、罗克韦尔PLC的有关系列控制器。
在隔河岩计算机监控改造工程中，采用了直接上网的形式。但它的结构还是符合分层分布（单元）式的结构原则。这种结构是符合“无人值班（关门运行）”的目标的。
2.4 冗余结构
双机热备冗余
现在PLC的可靠性是很高的，但为了把大型、特大型机组的可靠性提高到更高的水平，特别是满足隔河岩这种大型骨干电厂“无人值班（关门运行）”对LCU的要求，同时也利于维护（一台运行，另一台可处于编程状态），采用了双机（CPU）热备结构。双机热备的实现有两种放方式，一是硬件方式，一是软件方式。硬件方式如施耐德公司Quantum系列PLC双机热备、通用电气公司GE90-70系列双机热备等;软件方式通用电气公司GE90-30系列双机热备有一般硬件的方式性能比较好。但是不管那种方式，都要达到无扰切换
也就是切换的过程要保证控制连续进行、数据不丢失。这一点是非常重要的。
在隔河岩计算机监控改造工程中，采用了施耐德公司Quantum系列PLC双机热备结构。当主控CPU故障或电源失去时，自动切换到备用CPU，备用CPU自动升为主控CPU，实现无扰切换。当进行维护时，可以手动进行主、备单元的切换。这样，可以提高可靠性指标。
光纤以太网冗余
对于LCU来说，它与系统的其它结点的连接方式，或说组网方式，现在普遍采用以太网，而且采用光纤作为介质。单网的可靠性已经很高，但考虑其它不可预见的机械物理上的等因数，可以考虑采用双光纤以太网。
隔河岩计算机监控系统采用了双光纤以太网。从LCU（PLC）而言，它的双光纤以太网工作方式不需要切换，而且是同时工作（ALL IN WORKING）的方式。这样，不需要切换，一旦一号网故障，二号网可以零时间切换过去。由此可以获得很高的性能。这是由Quantum系列PLC的以太网实现的功能。
与远程机箱的联结电缆冗余
一般情况，一个LCU单元需要几个扩展机箱。如隔河岩项目，它有五个扩展机箱。在Quantum系列PLC上，它有两种连接方式，一种是远程RIO（Remote bbbbb/Output）方式，一种是分布DIO（Distributedbbbbb/Output）方式。隔河岩项目采用的是RIO方式，它的扩展机箱称为远程站（RemoteDrop）。
一般情况下，主机箱采用与扩展机箱采用单缆连接已经足够。但采用双缆可以获得更高的可靠性。如在龙羊峡水电厂，单机32万千瓦，PLC的主机箱在上游侧，其中一个远程站在下游侧。在该电站，采用双缆连接主机箱与该远程站，一跟从左侧走线，一跟从右侧走线，这样一旦一侧有火灾、机械损伤等不可预见性的因素，不影响系统的正常运行。
在隔河岩计算机监控改造工程中，也采用了双缆的结构。
输入冗余
一般来说，输入的冗余应该采用三取二的方法，即少数服从多数的方法。通用电气公司GE系列PLC 有这样的硬件结构，从CPU、输入、输出都三重冗余，以满足可靠性极高的情形，如冶金领域的高炉。但是它的投资大，在水电行业实在没有必要。但是，对于少数重要的信号，如用于事故停机、紧急事故停机的信号、重要设备如出口断路器的状态信号有两路信号输入，就存在如何处理的问题。在隔河岩计算机监控改造工程中，就遇到这样的问题。处理的方法是采用安全倾向因子，在不同的状态、过程中，可以采用不同的安全倾向因子，这样用一对冗余信号加一组安全倾向因子，就可以得到在不同的状态、过程中一组信号。一个安全倾向因子可以是几个甚至更多个信号的逻辑运算结果。
输出冗余
对于部分重要设备，如灭磁开关、出口断路器，为保证其在任何情况下的高可靠性动作，需要对每一个这样的设备配置两个开出通道，即配置冗余的通道，已保其可靠性。有些电厂的出口断路器。如隔河岩的，分闸就是两个线圈，正常工作线圈和后备线圈，任何一个线圈励磁，断路器都会分闸。实际上就是设备的冗余。国电公司在“无人值班（关门运行）征求意见稿”中有过这样的要求。
一般，冗余的通道动作策略有两种：
一种是采用两个冗余通道同时动作的策略;
另一种是采用在**个通道动作失败后，冗余的第二通道再动做的策略。
显然同时动作不是很好，因为正常情况下，设备会正常动作。这种情况下，第二通道动作没有必要，可能造成**通道动作失败后，第二冗余通道动作不能正常动作。
采用后一种办法较好。监视**个通道动作，在一定时间内，状态没有反馈回来，第二通道动作。这样，第二通道几乎没有“表现的机会”，一旦让他表演，他会“准确而恰如其分地表演”。 在隔河岩计算机监控改造工程中，就是采用这种方案，取得了比较理想的效果。
电源的冗余
电源的重要性不言而喻。再好的设备，不提供电源，什么都无从谈起。在隔河岩计算机监控改造工程中，采用了电源冗余技术。隔河岩电厂的主电源为DC110V，I/O电源为DC24V。在远程站中，采用两块电源模块相冗余，在CPU机箱采用单电源（每一个CPU机箱占用独立的底板）。电厂提供两路DC110V电源，一路DC110V电源提供给其中一个CPU机箱电源模块和远程站的一个电源模块，另一路DC110V电源提供给另一个CPU机箱电源和远程站的另一个电源模块。两路DC110V各通过DC/DC转换产生DC24V，两路DC24V之间形成冗余。正常情况下，两路DC110V都供电，两个CPU机箱一主一备正常工作，DC24V正常工作，远程站上的两块电源各承担该机箱一半负荷。当一路DC110V故障时，其中一个CPU机箱能够正常工作（当备用CPU机箱上电源失去时，没有什么操作，也没有什么影响。当主用CPU失去电源时，备用CPU无扰动切成主CPU），一路DC24V正常工作，远程站上的其中一块电源承担该机箱全部负荷。这样就实现了电源的冗余。
2.5 交流采样与变送器
交流采样的使用越来越多，大有代替变送器的趋势。但是，现在对于交流采样的理解不是那么清楚。隔河岩计算机监控改造工程中，关于交流采样与变送器处理与使用是比较恰当的、合适的，是值得其它电站（厂）借鉴的。这里所说的合理与恰当，当然指的是交流量的处理，因为现在对于直流及非电量只能采用变送器进行采集处理。具体处理方法是：对于机组同期、机组有功功率、机组电压（无功功率）、导叶开限等实时性、可靠性要求高的控制环节，采用变送器。而采用交流采样装置采集发电机的三相电流、三相电压（相、线）、有功功率、无功功率、功率因数等电气参数。
2.6采用CableFast快速配线系统
按照常规的接线方式，各种I/O模块到盘柜端子需要配线。隔河岩水电厂机组单机容量大，考虑的较完善，因此I/O点数多。开关量输入有320点，开关量输出有128点，温度点数有64点，非电气模拟量输入有32点，模拟量输出8点。共有I/O模块25块，每个模块有40端子需要与端子现联，至少要有1000线需要接。但现场安装改造时间非常有限，必须采取效率更高的方法。采用施耐德的快速接线系统CableFast是一种好的解决方法。CableFast快速配线系统是施耐德公司的标准产品，它将Quantum 接线端子与端子块预先用电缆连接好，端子块可以直接安装在DIN导轨上，外部接线可以直接接在端子块上，这样就减少了配线的工作量，节省了大量时间，是一种比较好的方式。
2.7精心设计认真准备
为了使现场的配线、改造的工作量较小，也为以后的维护方便，需要精心地进行设计。合理布局，合理配置。一般外部端子接线不要改变，这样就可以减少施工时间。另外，要进行充分的准备，各种配件、各种工具等，否则就会影响工期
在隔河岩现场改造过程中，我们较好解决了这个问题，使得现场的改造、装配工作有条不紊地进行，在**工期地前提下，使装配地工艺操作原进口设备地工艺水平，得到电厂地**。
3.结语
在清江隔河岩水电厂现地控制单元（LCU）改造中，在结构、技术路线、实现方法上都有所创新。主要体现在水电行业**使用QUANTUM PLC 直接上网（取消工控机），体现在采用了双机热备冗余、双网、部分I/O冗余及电源的冗余。
隔河岩水电厂的LCU尤其是机组LCU I/O点数多，是一般同规模机组的3到4倍。而且监控系统的改造要求高，特别是时间短。在不到三周的时间里，要进行现场安装、配线、调试，时间非常紧。经过与电厂等有关方面的积极配合，隔河岩水电厂计算机改造工程已基本完成。目前，设备运行良好，预期的目标基本实现，效果是好的

一、触摸屏介绍
1. 简介
触摸式工业图形显示器（简称触摸屏）是一种连接人类和机器（主要为 PLC ）的人机界面（国外称为 HMI 或 MMI ），被称为 PLC 的脸面。它是替代传统控制面板和键盘的智能化操作显示器。可用于参数设置、数据显示、以曲线、动画等形式描绘自动化控制过程，并可简化 PLC 的控制程序。
比之模拟仪表、操作台控制的优点：
• 体积变小，几乎不占空间；
• 连线简单化。
2. 触摸屏的主要作用
监视：以数据、曲线、图形、动画等各种形式来反映 PLC 内部位状态，存储器数值，从而直观反应工业控制系统的流程、走向。
控制：可以通过触摸操作改变 PLC 内部位状态，存储器数值，从而参与过程控制。
3.触摸屏主要功能
• 以动画形式表现控制过程，可实现工况图、流程图，设备由静态到运行，画面模拟动画显示；
• 离散点的 ON/OFF 表示；可实现管道、阀门、指示灯的颜色变化，电气开关闸的开合、档板的开关、多选一开关的实现等；
• 参数设置、数据显示；可设计数据表格，制作操作面板的象；
• 棒图、（半）饼图、容器图、趋势图及各种仪表表示；可制作操作面板的象，可实现信号量值、液体深度的变化；模拟表头指针或游标的移动等；
• 各种报警动作：生产过程中出现异常情况，自动报警并用文字显示故障类型，画面同时自动切换至故障所在的流程画面；
• 可进行报表打印（非屏幕硬拷贝）、报警信息打印，打印时序可由用户确定；可连 CCTV 监视头（ NTSC 制式），显示现场实时信息；
• 把原来的开关、指示灯等移到触摸屏上，则可省去 PLC 上原来对应开关、指示灯等的输入输出点，从而可减小 PLC 系统的规模；
• 权限管理：操作员只有在开机时输入正确的登陆密码后，触摸屏才能进入运行状态。
4.触摸屏在恶劣条件下使用特点
• 防尘、抗震
• 防水、防电磁
二、可编程序控制器（ PLC ）在搅拌控制中的应用特点
• 可靠性高 PLC 在硬件和软件上采取了一系列抗干扰措施，使它可直接安装于工业现场而稳定可靠的工作，防磁，抗震，防尘。
• 编程简单、容易掌握。
• 适应性强，应用灵活 搅拌中心控制室的 PLC 系统可同时控制搅拌附属设备如：搅拌的骨料上料皮带、水泥及粉煤灰的脉冲控制系统。
• 控制系统设计、修改、调试方便，工作量少。
• 功能强大 PLC 具有开关量输入 / 输出，模拟量输入 / 输出，大量的内部中间继电器，时间继电器，特殊继电器，数据寄存器，可进行逻辑控制、数据处理、模拟量处理。
三、触摸屏和PLC在搅拌控制系统中的应用
1. 数据流程
在这套控制系统中，触摸屏主要是发挥工业流程监控、数据显示、资料存储、打印、生产管理、发布生产操作命令的作用，它并不参与过程控制， PLC 主要是现场生产信息,及时向触摸屏传送各类生产状态和数据如：配料门的限位、搅拌机的状态、各称量斗的传感信号，操作台的开关信号等，使触摸屏能以生动形象的动画形式及时显示出来， PLC 根据程序运行结果和触摸屏发布的指令来控制现场设备。具体见如下框图：

2. 系统配置框图

3. 系统主要构成
(1) 触摸屏：采用天津罗升公司PWS6600系列触摸屏，它负责处理现场与运行操作有关的人机界面，使操作员通过触摸屏实时了解现场运行状态，各种生产数据的当前值以及是否有故障报警发生，并可对工艺生产过程进行控制和调节，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，它可以与近 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 bbbbbbs98/2000/XP 操作平台下的**组态软件，界面友好直观，易学易用，大大节省产品开发周期。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）。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。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PLC型号，通讯的波特率为 38400bps ；奇偶校验为奇校验；数据长度8位；停止位1位；通讯方式RS-232。
(2) PLC：可采用三菱或西门子、欧姆龙等系列产品。
(3) 打印机：可采用HP或其他品牌的打印机。
(4) 触摸屏软件：采用触摸屏**的制作软件 ADP 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。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。
(5) PLC 编程软件：采用的是三菱的GX编程软件，用它完成整个程序的编制、调试。
(6) 软起动器
4. 触摸屏+PLC 控制系统参数
(1) I/O 模块：采用 DC 输入输出，光电和机械隔离
(2) 配料精度： 水泥 粉状 水剂：±1% ，砂石骨料：±2%
5. 触摸屏和 PLC 控制系统的主要功能
• 整个控制过程处于中文系统下工作，管理完全汉化；
• 实现配料，下料，拌和，出砼自动控制；
• 拌和时间，下料顺序随即可调；
• 配料，下料，拌和动态模拟显示；
• 系统自动校称；
• 配方可达200余种；
• I/O 状态自动检测；
• 自动生成数据库，生产流程图，报警系统图，参数报表，历史查询，报表制作和打印。
四、下面以某电站 2× 1m3 搅拌为例介绍各方面的制作
1. 系统组成
• 触摸屏选用 TFT 液晶显示器
• 可编程序控制器选用三菱FX-2N
• 打印机选用 HP
2. 附属设备
• 强电柜一台，主要为各种动力设备提供电源、及各控制电源
• 操作台一台
• PLC 及放大器柜
• 上料皮带控制箱
• 传感器 10 套
• 其他低压电器
3. 触摸屏画面的制作采用
ADP 编辑工具软件完成。各画面画面包括各控制菜单及视频窗口，首页可由相关单位编写广告画面欢迎词或系统机型说明。本系统主要包含以下几项：
在主菜单画面中设计了 9 个画面选择开关，用于打开 9 个不同功能的画面，画面分布：
a) 流程控制：在生产过程中切换到此画面，用于生产流程监控和控制；
b) 重量设定：主要是用于配方设定和修改；
c) 时间设定：主要是用于搅拌机搅拌时间设定，配料抖动时间及提前量设定，下料顺序时间参数设定；
d) 主控画面：在进行系统校验时用于主控系统运算的基本参数，这也是程序运算的核心，因此为了防止误修改在标定画面中加入了权限功能；
e) 状态监控：真实反映现场的I/O状态，利于故障的检查和排除；
f) 配方：用于存储配方和调用配方，在此系统中设计了20个配方；
g) 数据列表：在生产过程中随时记录每一循环的称量数据，便于汇总查询和打印；
h) 打印：根据数据报表的内容控制打印机，在本系统中采用的时针式打印机；
i) 资料管理：主要是操作使用说明以及相关的接线信息。

在设计各画面控件时，首先在画面框中画出所需要的控件，然后进行大小比例调整，上色，接下来进行属性连接，画面上的控件属性数据全部由下位机PLC提供，所以触摸屏画面制作起来非常方便快捷，在实际运行过程中，若需在触摸屏画面中增加新的内容，如开关、菜单选择等，只需在设计软件中增加相应的项目传送至触摸屏即可。
在触摸屏和PLC进行通讯和调试参数前，需特别注意以下几点：
a) 选择直接传送方式：选择直接通讯方式 (选择PLC类型及对应I/O地址)，该方式下，触摸屏直接读取或改写PLC的数据寄存器和继电器内容，这样可以大大减轻PLC用户程序的负担。
b) 系统数据区：当选择直接传送方式时，触摸屏内部寄存器首地址开始的数个数据寄存器被规定为系统数据区，系统数据完成画面切换等动作，触摸屏和PLC内部占用特定的寄存器区，完成各种功能。系统数据区是触摸屏与PLC交换数据的媒体，触摸屏初始化时，需确定PLC系统数据区的的起始定义号。
4. PLC 的程序分三部分设计
传感器模拟量数据采集及处理、逻辑控制部分、报表处理部分。在实际应用中，可根据需要随时增加 PLC 的功能，如：搅拌楼（站）附属设备的控制，皮带系统和水泥、煤灰脉冲系统等． PLC 实时采集传感称量值和输入信号，经逻辑运算后，由输出模块控制称量斗、搅拌机、螺旋输送机的启停以及报警等。程序设计思想和步骤：
a) 首先要全面了解被控制对象的机构、运行过程等，并明确动作逻辑关系；
b) 根据系统功能要求（包括输入、输出信号数量的多少、性质、参数；选择 PLC 型号及各种附加配置，并有规则、有目的的分配输入、输出点； 根据控制及流程要求，对应输入、输出开发相应应用程序；
c) 同时连接 PLC 与外部设备连线，将编制完成的程序写入PLC中，模拟工况运行，进行调试及修改；
d) 在模拟调试成功后，接入现场实际控制系统中进行再次调试，直至完全通过为止。FX系列编程工具是bbbbbbS环境下的PLC编程软件，利用本软件可以进行程序设计，编程实现，编写注释说明文档和维护控制应用系统，它可以用两种方式编程即梯形图编程和命令语编程，见下图：

料皮带由于在配料过程中频繁起动，所以在这里采用的是软起动器。其目的主要是保护电机和机械，另一方面是防止因频繁起动引起的电网电压冲击。
五、结束语
本系统由于采用目前国内市场占有量较高，技术成熟的罗升公司的人机界面及FX系统可编程控制器，既使生产过程中PLC控制系统硬件发生故障，也可以立即查明原因更换相应器件，较大限度的缩小在线维修时间，另外在这种配置中，当触摸屏因在运行中出现意外故障，无法显示和监控时，PLC能单独完成一系列的工作，互不受影响，这样是防止当人机界面出现问题时，带来系统控制失灵。在系统界面设计过程中，比较多的考虑了用户的实际需求，界面操作简洁，明了。当生产过程硬件状态发生变化时，勿需软件，仅需在线进行简单参数设定既可，系统维护性强。