基于人机界面及伺服控制器的卷烟系统

　MK9-5/PA8-5 型卷接机组是我国引进较早数量较多的烟草设备之一，为英国莫林斯(MOLINS)公司70年代产品。其电气系统设计复杂，电气逻辑、模拟控制是以两组 8088A微处理器为核心并由51块外露式专用电子线路板组成。由于该电气系统运行多年，设备老化，故障率相当高，给厂家造成许多不必要的损失。我厂在结合其现场实际情况并且经过大量调查研究后决定选用性价比极好的富士人机界面和可编程控制器及伦茨伺服控制器进行彻底改造该系统。

　　一、硬件组成

　　1、人机界面

　　选用富士UG220H-LC4，5.7寸STN单色八级灰度，可以与26个厂家的PLC直接通讯(正是由于其兼容性强才决定选用此产品)，其编程方式简单易学，既使无专业知识也能快速掌握。能与多家温控表和变频器直接通讯，可以上挂以太网和直接驱动市售打印机。前面板防水等级达到IP65，运行温度为 0-50摄氏度完全能够满足工业现场。产品型号齐全从5.7寸、7.7寸、10.4寸到12.1寸，单色、彩色、STN、TFT。

　　2、可编程控制器

　　选用富士NB1U56R-11(主机56点)和NB1W56R-11(扩展56点)，该种机型结构紧凑输入输出点可以自由组合，只需轻轻插拔继电器即可调配输入/输出点。而且其主机还可以与NB2系列扩展兼容，同时可以带模拟量模块。其全中文的编程环境使编程者方便易懂。

　　3、伺服控制器

　　选用德国伦茨伺服控制器。

　　限于篇幅本文只对人机界面方面加以介绍，其它在适当时机发表后请专家读者指教。

　　二、软件实现

　　通过其专用的编程软件UG00S-CW在计算机上进行组态、调试下载到人机界面中，连接上通讯电缆后就可进行操作显示。人机界面运行时以自身程序对PLC进行读取、传送，不必担心它的引入而影响PLC的扫描周期。针对MK9-5/PA8-5机组的工艺流程本系统对人机界面功能做如下介绍：该系统画面分为监视画面、参数修改画面、点动测试画面、PLC组态画面、统计和帮助画面五部分。这五部分的操作通过人机界面上的F1—F5五个按键来实现操作翻屏，同时不影响F1—F5的其它功能(如调节背光灯的亮度)如图1。富士人机界面本身具有强大的编程指令—宏指令，此系统的所有弹出报警菜单程序均由人机界面本身完成。

　　

　　1、F1监视画面

　　人机界面上电后自动进入此画面，此时其接受PLC的控制，屏幕上按时间顺序先后出现信息显示，如图2：

　　

　　当主机电源开启后，只要主机运行条件不满足，屏幕左下角就会出现“开机请就绪”的信息，当按下“启动”按钮而主机运行条件仍未满足“开机请就绪”会连续闪烁 3秒钟，此时触摸此区域会弹出一报警框，提示所出现的故障如：装机盘故障、拖纸器故障、油路阻塞……同时显示所发生故障的原因及消除的方式。如同时发生多个故障则按故障发生时间的先后顺序出现报警信息。如果调车按钮吸合屏幕上会出现“机器处于调车状态，请注意安全”的走马灯式信息。设备在正常运转过程中如发生报警则在主画面上会随时弹出报警信息。

　　2、F2操作及参数修改画面

　　此画面共计6屏，手控可改变画面开关、按钮状态，对工艺参数进行修改，进入参数更改画面时需键入正确的级别密码方可修改画面。操作画面如图3：

　　当PLC掉电后，以上1—6项受中间继电器(M)控制将被复位，7—10项受锁存继电器(L)控制保持原来的状态，只有手动触发才能改变其相应的状态。

操作修改画面中设置了高速刹车、低速刹车、打条器时间、给嘴、给纸、水松纸剔除等32个参数，下面以打条器时间和给嘴支数(开机自动给纸控制)说明，如下图：

　　

　　3、F3点动测试画面

　　对PLC的全部输出点和部分输入点进行测试，对其功能的实现需在PLC运行主程序中加入测试程序，首先使主程序全部关闭，所有输出点复位为OFF状态，每一部操作在人机界面上均有提示信息，测试完毕后按“确认”键返回主程序。此功能对PLC执行器件的检查非常方便。

　　4、F4 PLC组态画面

　　对PLC的112个输入输出点进行ON、OFF状态的监视。

　　5、F5统计、帮助画面

　　此画面对生产产量、材料消耗、高速运行时间、停机时间进行统计，如果需要可以实时打印。同时，人机界面对设备的操作方法、维护注意事项等进行了详细的介绍。画面中还加入了留言板功能，方便于交接班时记录使用。

　　本系统是单台PLC与单台人机界面按1：1的方式通讯，单台人机界面还能与多台PLC通讯(1：N)，此种方式适用于多台相对独立的单机联成机组的情况下，如烟草行业的包装机械;多台人机界面还能于单台PLC通讯(N：1)，此种方式适用于占地面积庞大并由单台PLC控制的设备，如烟草行业的制丝线设备，使得在设备的多处监视其运转情况。

　　三、结束语

　　本系统投入使用一年来，设备运行稳定可靠，大大减少故障率，使得自动化控制水平又上升了新的台阶，具有极大的推广价值。