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LEODO人機(jī)界面在液壓馬達(dá)綜合性能試驗(yàn)臺(tái)中的應(yīng)用
? 摘要：本文介紹了基于LEODO人機(jī)界面的液壓馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，使用ET組態(tài)軟件進(jìn)行監(jiān)控畫(huà)面的編制，實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與處理，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用性強(qiáng)。關(guān)鍵字：人機(jī)界面（HIM），液壓試驗(yàn)臺(tái)，ET組態(tài)軟件，數(shù)據(jù)采集
一、行業(yè)背景：
液壓馬達(dá)作為整個(gè)液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，其性能的好壞直接影響著液壓系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)而影響生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。根據(jù)液壓馬達(dá)型式試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)其系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖1所示。
圖1 液壓馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
在工業(yè)測(cè)控軟件中，組態(tài)軟件能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫(huà)面，以動(dòng)畫(huà)方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口，實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等功能。并可運(yùn)用PC機(jī)豐富的軟硬件資源進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，方便地生成各種報(bào)表，為應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)提供了十分方便的平臺(tái)，因此它在工業(yè)控制中運(yùn)用越來(lái)越廣泛。
LEODO人機(jī)界面是由32位嵌入式微處理器、WinCE.net操作系統(tǒng)和組態(tài)軟件構(gòu)成的新穎的人機(jī)界面產(chǎn)品，適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，安全可靠，可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備的操作和數(shù)據(jù)顯示，與傳統(tǒng)的人機(jī)界面相比具有信息處理和網(wǎng)絡(luò)功能等特點(diǎn)。
在液壓馬達(dá)綜合測(cè)試系統(tǒng)中，利用ET組態(tài)軟件構(gòu)成監(jiān)控畫(huà)面。通過(guò)串行口與PLC和數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行通信，這樣可實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)開(kāi)關(guān)量的控制以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理。
二、系統(tǒng)配置：
本液壓馬達(dá)試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)由32路開(kāi)關(guān)量和7路模擬量組成，開(kāi)關(guān)量的控制由人機(jī)界面與三菱FX2N系列PLC通過(guò)人機(jī)界面上的串口COM1口連接實(shí)現(xiàn)通信，模擬量由人機(jī)界面與研華智能模塊ADAM4017+通過(guò)人機(jī)界面上的COM2口連接實(shí)現(xiàn)通信。系統(tǒng)整體配置如圖2所示。
ADAM4017+是16位8通道雙端模擬量輸入模塊，本測(cè)試系統(tǒng)共有七路模擬量信號(hào)需要采集，來(lái)自壓力變送器和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀的模擬量信號(hào)為0——5V直流電壓信號(hào)，來(lái)自流量變送器的模擬量信號(hào)為4——20mA電流信號(hào)，利用相應(yīng)軟件將其中兩路通道設(shè)置為電流量輸入，另外四路通道設(shè)置為電壓量輸入，然后在ADAM4000模塊設(shè)置程序中設(shè)置好模塊的地址、校驗(yàn)和、波特率及各通道的模擬量輸入范圍。
圖2 系統(tǒng)配置簡(jiǎn)圖
在ET組態(tài)軟件中定義兩個(gè)串口類設(shè)備FXNPLC和P4017,分別代表三菱FX2N系列PLC和ADAM4017+模塊，串口號(hào)為COM1和COM2.設(shè)備定義結(jié)束后，定義七個(gè)I/O實(shí)型變量，分別與設(shè)備P4017智能模塊的模擬量輸入寄存器AI連接，實(shí)現(xiàn)模擬量的采集。定義32個(gè)I/O離散變量，分別與設(shè)備FXNPLC的輸出寄存器Y連接，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量的控制。
三、系統(tǒng)特點(diǎn)
本系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控顯示功能。對(duì)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)臺(tái)的馬達(dá)壓力、馬達(dá)流量、馬達(dá)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、溫度和操作控制開(kāi)關(guān)信號(hào)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)數(shù)值或圖形來(lái)實(shí)時(shí)反映生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)變化情況，并通過(guò)相應(yīng)處理可存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)，利用網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)送到其它站點(diǎn)。
本系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)運(yùn)算、保存及打印等功能�？蓪⒔Y(jié)果按照制定的格式保存到ET組態(tài)軟件的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)中，也可以將數(shù)據(jù)傳送到外部通用數(shù)據(jù)庫(kù)中。用戶可利用歷史曲線形式查詢數(shù)據(jù)，并打印查詢結(jié)果。
本系統(tǒng)可通過(guò)加密、設(shè)定用戶權(quán)限等形式對(duì)一些操作進(jìn)行限制，系統(tǒng)將自動(dòng)記錄操作員的操作過(guò)程。
四、畫(huà)面功能介紹：
在ET組態(tài)軟件中編制本測(cè)試系統(tǒng)的組態(tài)界面。根據(jù)本測(cè)試系統(tǒng)的特點(diǎn)及實(shí)際使用情況，試驗(yàn)臺(tái)由左右兩套完全相同的系統(tǒng)組成，界面設(shè)計(jì)由系統(tǒng)登陸畫(huà)面、左系統(tǒng)監(jiān)控畫(huà)面、右系統(tǒng)監(jiān)控畫(huà)面三部分組成。
登陸畫(huà)面如圖3所示，畫(huà)面中設(shè)置用戶登陸權(quán)限，加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。左右監(jiān)控畫(huà)面如圖4所示，主要由歷史趨勢(shì)曲線、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線、泵及閥的開(kāi)關(guān)按鍵及各個(gè)模擬量輸出窗口構(gòu)成。歷史趨勢(shì)曲線顯示系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行前一個(gè)小時(shí)六路模擬量數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，以便于了解系統(tǒng)的歷史運(yùn)行情況。實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線顯示了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)各個(gè)模擬量數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，并可與歷史趨勢(shì)曲線進(jìn)行對(duì)比。設(shè)置畫(huà)面轉(zhuǎn)換按鍵，可進(jìn)行左右系統(tǒng)的同時(shí)監(jiān)控。
圖3系統(tǒng)登陸畫(huà)面
在系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行后，ET組態(tài)軟件讀取PLC和智能模塊監(jiān)測(cè)到的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、模擬量采樣數(shù)據(jù)等信息，根據(jù)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在屏幕上動(dòng)態(tài)顯示整個(gè)液壓系統(tǒng)的運(yùn)行情況、包括整個(gè)系統(tǒng)的泵及閥門的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、模擬量示值、歷史趨勢(shì)曲線及實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等，系統(tǒng)以數(shù)值及曲線兩種方式反映數(shù)據(jù)的變化，LEODO人機(jī)界面內(nèi)置硬盤，使得觸摸屏在畫(huà)面顯示的同時(shí)還可以保存歷史數(shù)據(jù)，方便了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，并可以定時(shí)、實(shí)時(shí)打印數(shù)據(jù)或者整個(gè)畫(huà)面。
圖4監(jiān)控系統(tǒng)主畫(huà)面（左）
五、使用前后的情況：
使用了本系統(tǒng)后，由于采用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，提高了測(cè)試速度和測(cè)試的自動(dòng)化程度，提高了測(cè)試數(shù)據(jù)的精度。ET組態(tài)軟件能方便的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜友好圖形界面的編制，其本身與I/O設(shè)備通訊程序構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，不需工程人員自行編制設(shè)備的通訊程序，這種方式既保證了運(yùn)行系統(tǒng)的高效率，也方便了工程應(yīng)用，是一種簡(jiǎn)便高效的工程應(yīng)用系統(tǒng)。本測(cè)試監(jiān)控系統(tǒng)大大改善了實(shí)時(shí)監(jiān)控性差，測(cè)試的可靠性和精度均難以保證，測(cè)試后的數(shù)據(jù)處理、測(cè)試分析報(bào)告及曲線的繪制均靠手工完成的問(wèn)題。
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