浅谈富士触摸屏与温控表在铝塑复合管中的应用

　　一、引言

　　在铝塑复合管生产线中涉及到对数个加热区，如机筒加热区、法兰加热区和模具加热区的温度测量和控制，而在实际生产中每个加热区至少需要一至二台温控表来设定温度和输出加热控制温度。传统设备的温控表只能通过单台人工观察和设定温度以实现对应加热区的温控，而不能集中控制。随着3C技术的提高，通讯领域也发生了翻天覆地的变化，现在选择了带有通讯功能的温控表与触摸屏之间通讯就能完全实现集中控制。一台触摸屏可以同时与31台温控表通讯，通讯方式为RS-485串行通讯，这样，所有温控表中的参数在触摸屏中一目了然。方便于温控表中参数的修改设定。

　　二、系统介绍

　　本文以富士触摸屏和温控表为例介绍其在铝塑复合管生产线中的实际应用。

　　1、 电气系统

　　整个系统采用可编程控制器（PLC）、触摸屏、温控表、变频器及其它电气配件。

　　⑴、触摸屏

　　触控屏（Touch panel）又称为触控面板，是个可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。工作时，我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成；触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。

　　触摸屏选用富士UG420H-SC1，10.4英寸、128色STN显示，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，基于Windows95/98/NT操作平台下的专用组态软件，界面友好直观，易学易用，大大节省产品开发周期。且产品型号齐全有 5.7、7.7、10.4、12.1英寸单色彩色等，方便选型。具有RS232/422/485通讯口，方便于连接其它厂家的PLC及外设产品。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。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。此系统采用UG420H-SC1通过不同的通讯口同时和SIEMENS S7-200CPU226通讯，和 FUJI PXR4温控表以RS-485方式通讯。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温控表的型号FUJI PXR，利用触摸屏中的另外一个通讯口与温控表通讯。与富士PXR4通讯的波特率为9600bps；奇偶校验为奇校验；数据长度8位；停止位1位；通讯方式RS-485。

　　⑵温控表

　　传统的温度控制器的电热元件一般以电热棒、发热圈为主，两者里面都用发热丝制成。发热丝通过电流加热时，通常达到1000℃以上，所以发热棒、发热圈内部温度都很高。一般进行温度控制的电器机械，其控制温度多在0-400℃之间，所以，传统的温控器进行温度控制期间，当被加热器件温度升高至设定温度时，温控器会发出信号停止加热。但这时发热棒或发热圈的内部温度会高于400℃，发热棒、发热圈还将会对被加热的器件进行加热，即使温控器发出信号停止加热，被加热器件的温度还往往继续上升几度，然后才开始下降。当下降到设定温度的下，温控器又开始发出加热的信号，开始加热，但发热丝要把温度传递到被加热器件需要一定的时候，这就要视乎发热丝与被加热器件之间的介质情况而定（例如发热棒、发热圈表面的厚薄，及其与被加热器件接触的面积等等）。

　　选用富士带有通讯功能的PXR4温控表。它是富士电机推出的一种新型温控表，本身具有RS-232/485通讯功能，具有自整定功能，通过控制器的测量和计算功能自动设定PID参数。具有模糊控制功能，模糊运算用于抑制超调，以改善对外部扰动的响应。有报警、偏差报警等。还具有输出限制、参数屏蔽等多种功能。

　　2、 系统生产工艺

　　铝塑复合管由内管、内胶、铝管、外胶、外管5层材料构成，以物料运动顺序该生产线分为65mm内管挤出机、 45mm内胶挤出机、自动纵移恒张力牵引机、45mm外胶挤出机65mm外管挤出机。所以需要控制的温控加热区共有26个，计26台温控表由一台触摸屏控制。

　　当系统上电后，首先开始温控，即温控表上电，变频器不得电，上电后立即向各个温控表发出2条命令，1是禁止温控表输出加热（不影响实际测温）2是设置一个较低的上电初始加热温度，因为热电偶插在加热区内部，加热圈在外部，这样避免升温过快使整个加热圈温度不均。26个加热区的上电初始值可以是相同的。上电结束后，如果通讯检测正常，就会在触摸屏上显示各加热区的参数，可以在触摸屏上设定各加热区的温度，也可以在触摸屏上改变各加热区的加热允许/禁止状态，以上两种命令认为是随机发生的，还可以用中断方式在读温控表实测中实现。

　　为使触摸屏中显示的26个加热区的实测温度刷新率，采用“接力”通讯读取方式，即当读一区后立即读取下一区。通讯错误的处理：可以为每个从站的通讯设立一个出错计数器，当某个从站通讯校验或通讯超时错误此计数器加1，通讯成功后会自动清除。当某个计数器增加到一个预设值时蜂鸣器报警，同时弹出通讯失败的报警画面，并详细说明如何处理。系统运行中，如果某一加热区出现超高/低温报警，温控表上的“Alarm”报警灯变成红色，同时触摸屏中立刻弹出报警信息。方便及时排除故障。真正体现触摸屏的独特性——人机对话。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。

　　三 、结束语

　　本系统在浙江某厂已经成功运行4年多，现场运行证明该电气系统无论是在软件还是硬件设计上都是较为合理的，运行可靠，且有着很强的抗干扰性，使工业自动化水平又上升了一个新的台阶，很值得在挤出机行业中推广。