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LEODO人機(jī)界面在液壓馬達(dá)綜合性能試驗臺中的應(yīng)用
? 摘要：本文介紹了基于LEODO人機(jī)界面的液壓馬達(dá)試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)，使用ET組態(tài)軟件進(jìn)行監(jiān)控畫面的編制，實現(xiàn)液壓馬達(dá)試驗臺的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與處理，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用性強(qiáng)。關(guān)鍵字：人機(jī)界面（HIM），液壓試驗臺，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)型式試驗標(biāo)準(zhǔn)其系統(tǒng)簡圖如圖1所示。
圖1 液壓馬達(dá)試驗臺系統(tǒng)簡圖
在工業(yè)測控軟件中，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)控畫面，以動畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報警窗口，實時趨勢曲線等功能。并可運(yùn)用PC機(jī)豐富的軟硬件資源進(jìn)行二次開發(fā)，方便地生成各種報表，為應(yīng)用程序的開發(fā)提供了十分方便的平臺，因此它在工業(yè)控制中運(yùn)用越來越廣泛。
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)場環(huán)境，安全可靠，可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過程設(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)綜合測試系統(tǒng)中，利用ET組態(tài)軟件構(gòu)成監(jiān)控畫面。通過串行口與PLC和數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行通信，這樣可實現(xiàn)對各個開關(guān)量的控制以及試驗數(shù)據(jù)的采集和處理。
二、系統(tǒng)配置：
本液壓馬達(dá)試驗臺控制系統(tǒng)由32路開關(guān)量和7路模擬量組成，開關(guān)量的控制由人機(jī)界面與三菱FX2N系列PLC通過人機(jī)界面上的串口COM1口連接實現(xiàn)通信，模擬量由人機(jī)界面與研華智能模塊ADAM4017+通過人機(jī)界面上的COM2口連接實現(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，本測試系統(tǒng)共有七路模擬量信號需要采集，來自壓力變送器和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩儀的模擬量信號為0——5V直流電壓信號，來自流量變送器的模擬量信號為4——20mA電流信號，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、校驗和、波特率及各通道的模擬量輸入范圍。
圖2 系統(tǒng)配置簡圖
在ET組態(tài)軟件中定義兩個串口類設(shè)備FXNPLC和P4017,分別代表三菱FX2N系列PLC和ADAM4017+模塊，串口號為COM1和COM2.設(shè)備定義結(jié)束后，定義七個I/O實型變量，分別與設(shè)備P4017智能模塊的模擬量輸入寄存器AI連接，實現(xiàn)模擬量的采集。定義32個I/O離散變量，分別與設(shè)備FXNPLC的輸出寄存器Y連接，實現(xiàn)開關(guān)量的控制。
三、系統(tǒng)特點(diǎn)
本系統(tǒng)具有實時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控顯示功能。對來自現(xiàn)場試驗臺的馬達(dá)壓力、馬達(dá)流量、馬達(dá)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、溫度和操作控制開關(guān)信號等進(jìn)行實時監(jiān)控，通過數(shù)值或圖形來實時反映生產(chǎn)現(xiàn)場的信號變化情況，并通過相應(yīng)處理可存儲于數(shù)據(jù)庫，利用網(wǎng)絡(luò)開發(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)庫中，也可以將數(shù)據(jù)傳送到外部通用數(shù)據(jù)庫中。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)可通過加密、設(shè)定用戶權(quán)限等形式對一些操作進(jìn)行限制，系統(tǒng)將自動記錄操作員的操作過程。
四、畫面功能介紹：
在ET組態(tài)軟件中編制本測試系統(tǒng)的組態(tài)界面。根據(jù)本測試系統(tǒng)的特點(diǎn)及實際使用情況，試驗臺由左右兩套完全相同的系統(tǒng)組成，界面設(shè)計由系統(tǒng)登陸畫面、左系統(tǒng)監(jiān)控畫面、右系統(tǒng)監(jiān)控畫面三部分組成。
登陸畫面如圖3所示，畫面中設(shè)置用戶登陸權(quán)限，加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。左右監(jiān)控畫面如圖4所示，主要由歷史趨勢曲線、實時趨勢曲線、泵及閥的開關(guān)按鍵及各個模擬量輸出窗口構(gòu)成。歷史趨勢曲線顯示系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行前一個小時六路模擬量數(shù)據(jù)的變化趨勢，以便于了解系統(tǒng)的歷史運(yùn)行情況。實時趨勢曲線顯示了系統(tǒng)運(yùn)行時各個模擬量數(shù)據(jù)的變化趨勢，并可與歷史趨勢曲線進(jìn)行對比。設(shè)置畫面轉(zhuǎn)換按鍵，可進(jìn)行左右系統(tǒng)的同時監(jiān)控。
圖3系統(tǒng)登陸畫面
在系統(tǒng)開始運(yùn)行后，ET組態(tài)軟件讀取PLC和智能模塊監(jiān)測到的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、模擬量采樣數(shù)據(jù)等信息，根據(jù)這些實時數(shù)據(jù)，在屏幕上動態(tài)顯示整個液壓系統(tǒng)的運(yùn)行情況、包括整個系統(tǒng)的泵及閥門的開關(guān)狀態(tài)、模擬量示值、歷史趨勢曲線及實時趨勢曲線等，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，使得觸摸屏在畫面顯示的同時還可以保存歷史數(shù)據(jù)，方便了現(xiàn)場應(yīng)用，并可以定時、實時打印數(shù)據(jù)或者整個畫面。
圖4監(jiān)控系統(tǒng)主畫面（左）
五、使用前后的情況：
使用了本系統(tǒng)后，由于采用了計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，提高了測試速度和測試的自動化程度，提高了測試數(shù)據(jù)的精度。ET組態(tài)軟件能方便的實現(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，是一種簡便高效的工程應(yīng)用系統(tǒng)。本測試監(jiān)控系統(tǒng)大大改善了實時監(jiān)控性差，測試的可靠性和精度均難以保證，測試后的數(shù)據(jù)處理、測試分析報告及曲線的繪制均靠手工完成的問題。
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