人機界面范文10篇

摘要：本文介紹了基于LEODO人機界面的液壓馬達試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)，使用ET組態(tài)軟件進行監(jiān)控畫面的編制，實現(xiàn)液壓馬達試驗臺的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與處理,系統(tǒng)結(jié)構簡單，應用性強。

關鍵字：人機界面（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，進而影響生產(chǎn)設備的正常運行。根據(jù)液壓馬達型式試驗標準其系統(tǒng)簡圖如圖1所示。

圖1液壓馬達試驗臺系統(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,方便地構成監(jiān)控畫面,以動畫方式顯示控制設備的狀態(tài),具有報警窗口,實時趨勢曲線等功能。并可運用PC機豐富的軟硬件資源進行二次開發(fā),方便地生成各種報表,為應用程序的開發(fā)提供了十分方便的平臺，因此它在工業(yè)控制中運用越來越廣泛。

從第一個按鈕開關被研制出來，人機界面監(jiān)控系統(tǒng)（下文簡稱HMI）便成為工業(yè)生產(chǎn)中一個必不可少的部分。在通用汽車公司中，HMI系統(tǒng)能夠幫助工程師進行故障診斷和設備維護工作。但是，在通用汽車公司中，HMI最主要的作用還是確保設備無故障地運行。

通過HMI系統(tǒng)延長設備無故障運行時間地關鍵在于生產(chǎn)過程進行優(yōu)化。行之有效地開展維護工作并對故障進行準確地判斷將有利于共產(chǎn)隔得正常生產(chǎn)?；仡橦MI系統(tǒng)發(fā)展地歷程將有助于我們了解HMI系統(tǒng)未來發(fā)展地方向以及如何更好地實現(xiàn)工廠運營地目標－提高效率，增加無故障運行時間。

早期設備

最初地HMI應用項目中包含有大量地按鈕開關、指示燈、選擇開關和其它簡單地控制設備，功能僅限于啟動、停止某個設備，并顯示該設備地狀況。從某種意義上來說，這也是一種控制系統(tǒng)。這樣地控制系統(tǒng)非常簡單，通常由許多繼電器組合在一起來實現(xiàn)。在當時，設計者地重要設計思想就是讓控制電路越簡單越好，人機界面地雛形也受到這種思想地影響。

按鈕、開關以及指示燈在控制系統(tǒng)中地應用是一個不小地進步，早期地HMI系統(tǒng)常常不能有效地進行故障診斷，因為他們畢竟太簡陋了。在通用汽車公司，如果一個設備停止了工作，我們不許通過查看、測試控制系統(tǒng)地電路來找出故障。唯一地檢測技術就是用探針一一檢查測試點到設備控制電路、操作臺的導通情況?，F(xiàn)在，即便沒有專門的故障診斷功能，HMI和自動化控制系統(tǒng)也能較以前的系統(tǒng)能夠更快地診斷出故障原因。

PLC的引入

摘要：介紹LCD的控制驅(qū)動及基與MCU接口的特點；詳細闡述嵌入式系統(tǒng)人機界面中各種常見LCD的控制驅(qū)動與MCU接口設計，以及一些基礎LCD外圍電路設計。關鍵詞：LCDMCU接口控制驅(qū)動電路設計液晶顯示，穩(wěn)定可靠、成本低、功耗小、控制驅(qū)動方便、接口簡單易用、模塊化結(jié)構緊湊，在嵌入式系統(tǒng)中作為人機界面獲得了廣泛的應用。近年來，國內(nèi)許多廠商，如紫晶、冀雅、晶華、信利、蓬遠等已經(jīng)能夠滿足各種定制液晶顯示的需求；很多著名半導體廠商，如Hitachi、SeikoEpson、Toshiba、Holtek、Solomon、Samsung等相繼推出了許多控制驅(qū)動器件。本文以現(xiàn)有的控制驅(qū)動器件和液晶顯示器如何構成各種結(jié)構緊湊、成本低廉、簡單易用、性能優(yōu)良的嵌入式人機界面的設計進行綜合闡述。1液晶顯示及其控制驅(qū)動與接口概述液晶顯示LCD（LiquidCrystalDisplay），是利用液晶材料在電場作用下發(fā)生位置變化而遮蔽/通透光線的性能制作成為一種重要平板顯示器件。通常使用的LCD器件有TN型（TwistNematic，扭曲向列型液晶）、STN型（SuperTN，超扭曲向列型液晶）和TFT型（ThinFilmTransistor，薄膜晶體管型液晶）。TN、STN、TFT型液晶，性能依次增強，制作成本也隨之增加。TN和STN型常用作單色LCD。STN型可以設計成單色多級灰度LCD和偽彩色LCD，TFT型常用作真彩色LCD。TN和STN型LCD，不能做成大面積LCD，其顏色數(shù)在218種以下。218種顏色以下的稱為偽色彩，218種及其以上顏色的稱為真彩色。TFT型可以實現(xiàn)大面積LCD真彩顯示，其像素點可以做成0.3mm左右。TFT-LCD技術日趨成熟，長期困擾的難題已獲解決：視角達170°，亮度達500cd/m2(500尼特)，顯示器尺寸達101.6cm(40in)，變化速度達60幀/s。

進行LCD設計主要是LCD的控制/驅(qū)動和外界的接口設計?？刂浦饕峭ㄟ^接口與外界通信、管理內(nèi)/外顯示RAM，控制驅(qū)動器，分配顯示數(shù)據(jù)；驅(qū)動主要是根據(jù)控制器要求，驅(qū)動LCD進行顯示?？刂破鬟€常含有內(nèi)部ASCII字符庫，或可外擴的大容量漢字庫。小規(guī)模LCD設計，常選用一體化控制/驅(qū)動器；中大規(guī)模的LCD設計，常選用若干個控制器、驅(qū)動器，并外擴適當?shù)娘@示RAM、自制字符RAM或ROM字庫。控制與驅(qū)動器大多采用低壓微功耗器件。與外界的接口主要用于LCD控制，通常是可連接單片機MCU的8/16位PPI并口或若干控制線的SPI串口。顯示RAM除部分Samsung器件需用自刷新動態(tài)SDRAM外，大多公司器件都用靜態(tài)SRAM。嵌入式人機界面中常用的LCD類型及其典型控制/驅(qū)動器件與接口如下：

段式LCD，如HT1621（控/驅(qū)）、128點顯示、4線SPI接口；字符型LCD，如HD44780U（控/驅(qū)）、2行×8字符顯示、4/8位PPI接口；單色點陣LCD，如SED1520（控/驅(qū)）、61段×16行點陣顯示、8位PPI接口，又如T6863（控）+T6A39（列驅(qū)+T6A40（行驅(qū)）、640×64點雙屏顯示、8位PPI接口；

灰度點陣LCD，如HD66421（控/驅(qū)）、160×100點單色4級灰度顯示、8位PPI接口；偽彩點陣LCD，如SSD1780（控/驅(qū)）、104RGB×80點顯示、8位PPI或3/4線SPI接口；真彩色點陣LCD，如HD66772（控/源驅(qū)）+HD66774（柵驅(qū)）、176RGB×240點顯示、8/9/16/18位PPI接口、6/16/18動畫接口、同步串行接口；視頻變換LCD，如HD66840（CRT-RGB→CD-RGB）、720×512點顯示、單色/8級灰度/8級顏色/4位PPI接口?？刂乞?qū)動器件的供電電路、驅(qū)動的偏壓電路、背光電路、振蕩電路等構成LCD控制驅(qū)動的基本電路。它是LCD顯示的基礎。

LCD與其控制驅(qū)動、接口、基本電路一起構成LCM（LiquidCrystalModule,LCD模塊）。常規(guī)嵌入式系統(tǒng)設計，多使用現(xiàn)成的LCM做人機界面；現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)設計，常把LCD及其控制驅(qū)動器件、基本電路直接做入系統(tǒng)。本體考慮、既結(jié)構緊湊，又降低成本，并且有昨于減少功耗、實現(xiàn)產(chǎn)品小型化?？刂芁CD顯示，常采用單片機MCU，通過LCD部分的PPI或SPI接口，按照LCD控制器的若干條的協(xié)議指令執(zhí)行。MCU的LCD程序一般包括初始化程序、管理程序和數(shù)據(jù)傳輸程序。大多數(shù)LCD控制驅(qū)動器廠商都隨器件提供有匯編或C語言的例程資料，十分方便程序編制。

2常見LCD的控制驅(qū)動與接口設計2.1段式LCD的控制驅(qū)動與接口設計段式LCD用于顯示段形數(shù)字或固定形狀的符號，廣泛用作計數(shù)、計時、狀態(tài)指示等。普遍使用的控制驅(qū)動器件是Holtek的HT1621，它內(nèi)含與LCD顯示點一一對應的顯存、振蕩電路，低壓低功耗，4線串行MCU連接，8條控制/傳輸指令，可進行32段×4行=128點控制顯示，顯示對比度可外部調(diào)整，可編程選擇偏壓、占空比等驅(qū)動性能。HT1621控制驅(qū)動LCD及其MCU接口如圖1所示。2．2字符型LCD的控制驅(qū)動與接口設計字符型LCD用于顯示5×8等點陣字符，廣泛用作工業(yè)測量儀表儀器。常用的控制驅(qū)動器件有：Hitachi的HD44780U、Novatek的NT3881D、Samsung的KS0066、Sunplus的SPLC78A01等。HD44780U使用最普遍。它內(nèi)嵌與LCD顯示點一一對應的顯存SRAM、ASCII碼等的字符庫CGROM和自制字符存儲器CGRAM，可顯示1～行每行8個5～8點陣字符或相應規(guī)模的5×10點陣字符，其內(nèi)振蕩電路附加外部阻容RC可直接構成振蕩器。HD44780U具有可直接連接68XXMCU的4/8位PPI接口，9條控制/傳輸指令，顯示對比度可外部調(diào)整。HD44780U連接80XXMCU時有直接連接和間接連接兩種方式：直接連接需外部邏輯變換接口控制信號，而無需特別操作程序；間接連接將控制信號接在MCU的I/O口上，需特別編制訪問程序。HD44780U控制驅(qū)動LCD及其與80XXMCU的接口如圖2所示。

摘要：本文介紹了基于LEODO人機界面的液壓馬達試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)，使用ET組態(tài)軟件進行監(jiān)控畫面的編制，實現(xiàn)液壓馬達試驗臺的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與處理,系統(tǒng)結(jié)構簡單，應用性強。

關鍵字：人機界面（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，進而影響生產(chǎn)設備的正常運行。根據(jù)液壓馬達型式試驗標準其系統(tǒng)簡圖如圖1所示。

圖1液壓馬達試驗臺系統(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,方便地構成監(jiān)控畫面,以動畫方式顯示控制設備的狀態(tài),具有報警窗口,實時趨勢曲線等功能。并可運用PC機豐富的軟硬件資源進行二次開發(fā),方便地生成各種報表,為應用程序的開發(fā)提供了十分方便的平臺，因此它在工業(yè)控制中運用越來越廣泛。

一、前言

柱塞式塑料注射成型機在日常使用過程中發(fā)現(xiàn)柱塞式塑料注射成型機的電氣控制系統(tǒng)的控制速度低，可靠性差，維護工作量大，故障多且不易查找，嚴重影響生產(chǎn)，所以對柱塞式塑料注射成型機電氣控制系統(tǒng)的改造已經(jīng)成為必然。

二、柱塞式塑料注射成型機的工作原理

柱塞式塑料注射成型機用于熱塑性塑料（聚苯乙烯、聚乙烯等）的成型加工，將原料通過加料調(diào)節(jié)器定量地加入料筒中，料筒外面加包有電加熱圈，當注射柱塞向前移動時，使加入的塑料在被推擠向前的過程中逐漸加熱、塑化，壓實而積聚在料筒前端，柱塞繼續(xù)前進，于是塑化的塑料在高壓下經(jīng)噴嘴注入冷的模具內(nèi)，經(jīng)保壓后柱塞退回，塑化的原料中冷模具內(nèi)很快凝固成型為制品。

三、電氣控制系統(tǒng)存在的問題

柱塞式塑料注射成型機的電氣控制系統(tǒng)由交流接觸器、中間繼電器、時間繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電邏輯控制系統(tǒng)，且采用固定接線的方式來完成控制功能。這樣對生產(chǎn)工藝工程變更的適應性差。當生產(chǎn)工藝需要改變時，只能更改電氣控制箱內(nèi)各繼電器，并且需要重新布線。而且現(xiàn)有控制系統(tǒng)的控制速度低，可靠性差，觸點多，故障點多，維護工作量大。

摘要:通過分析煙草制絲生產(chǎn)線自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，結(jié)合其實際應用，提出了一種依據(jù)國際標準設計人機交互界面的層次結(jié)構，基于監(jiān)控對象創(chuàng)建標準模型，根據(jù)應用需求規(guī)劃產(chǎn)品功能的人機交互軟件設計思路，并給出了用戶應用安全和更好滿足用戶體驗等方面的一些建議。設計方式有助于提高人機交互軟件的標準化和結(jié)構化設計，并為后期制絲車間的信息化集成奠定了基礎。

關鍵詞:煙草制絲生產(chǎn)線;人機界面;用戶體驗;數(shù)字化建模

人機交互界面是自動化生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(supervisorycontroianddataacquisitionsystem，SCADA)中的一個子系統(tǒng)。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的人機交互界面是一個綜合的操作環(huán)境，也是用戶與計算機之間傳遞和交換信息的工具，同時是使用監(jiān)控軟件平臺，通過網(wǎng)絡對現(xiàn)場PLC數(shù)據(jù)進行采集、交換處理，實現(xiàn)對生產(chǎn)線的監(jiān)控和管理功能［1］，并為企業(yè)信息系統(tǒng)提供生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的一種工業(yè)應用軟件產(chǎn)品。隨著新一輪卷煙行業(yè)技術升級和生產(chǎn)線控制系統(tǒng)柔性化的進一步增強，采用電控系統(tǒng)標準化技術、對象化技術、單元化技術和系統(tǒng)集成技術的智能集成生產(chǎn)控制系統(tǒng)已成為煙草行業(yè)的發(fā)展趨勢，打造新一代面向工業(yè)V4．0、數(shù)字化、智能化工廠是煙草行業(yè)信息化建設的主要目標。智能工廠主要關注智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程。如何通過人機交互界面的設計，更好地展示煙草制絲生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的柔性化、智能化設計，是本文主要探討的問題。交互設計是一種將產(chǎn)品從技術化轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑?，同時滿足人們情感需求的實際方法，隨著人機交互設計的不斷發(fā)展，人機交互界面更傾向于提高工業(yè)生產(chǎn)效率的易操作性和重視用戶體驗的人性化設計［2］。

1煙草制絲生產(chǎn)線人機交互界面設計現(xiàn)狀

現(xiàn)在應用中的制絲生產(chǎn)線人機界面設計，多側(cè)重于設備狀態(tài)的監(jiān)視和控制功能的實現(xiàn)，設計開發(fā)者通常依據(jù)自己的個性進行開發(fā)設計，將采集到的所有數(shù)據(jù)信息盡可能地堆疊到畫面中，設計缺乏一定的規(guī)范性。人機界面信息量很大，信息卻沒有進行有效的分類、規(guī)劃，往往會因為一些無關緊要的信息，干擾了用戶對關鍵信息的響應速度。隨著工業(yè)技術的高速發(fā)展，現(xiàn)代煙草制絲生產(chǎn)線控制系統(tǒng)正向著面向定制化設計，支持多品種小批量生產(chǎn)模式發(fā)展，要求生產(chǎn)線控制系統(tǒng)具有高度的柔性，能夠進行模塊化組合，以滿足生產(chǎn)不同產(chǎn)品的需求，因此對生產(chǎn)線操作員要求更高。但是操作員卻希望通過簡單、快捷和安全的操作界面，完成對復雜工藝生產(chǎn)線的控制，實現(xiàn)真正意義上的智能化應用。因此人機交互界面的設計也應該向著更加規(guī)范，更加人性化的設計方向發(fā)展［3］。交互設計三要素:機器/系統(tǒng)、人、界面。如何通過界面，更好地將機器/系統(tǒng)的信息“告訴”人，并通過界面，將人要表達的意思“傳達”給機器/系統(tǒng)，是工業(yè)人機界面設計需要研究的問題。

2煙草制絲生產(chǎn)線人機界面設計思路

一、概述

NUM數(shù)控系統(tǒng)以其功能的強大性，開放性、靈活性、高速和高精度而著稱，尤其是開放性的人機界面功能深受用戶的歡迎。利用系統(tǒng)提供的MMITOOL軟件，可以開發(fā)出適合機床特點的專用中文人機界面。在齒輪機床行業(yè)得到了廣泛的應用，其數(shù)控系統(tǒng)銷售量一直處于領先地位。

蝸桿砂輪磨齒機是一種高效、高精度的齒輪精加工機床，用于磨削標準或者修形的圓柱漸開線齒輪，適用于大批量小模數(shù)齒輪的加工。由于其數(shù)控系統(tǒng)采用的是法國NUM1060HG數(shù)控系統(tǒng)，在操作習慣和用戶界面上和我國有很大的不同，增加了用戶在安裝、調(diào)試、編程、操作和維護等方面的難度。在工件的加工過程以及系統(tǒng)的調(diào)試和維護過程中，用戶通過人機界面與系統(tǒng)存在著大量的交互過程，因此，基于NUM的磨齒機數(shù)控系統(tǒng)的二次開發(fā)對于簡化用戶操作，提高生產(chǎn)率具有重要的意義。

二、系統(tǒng)結(jié)構與功能

數(shù)控磨齒機采用展成原理，砂輪為蝸桿狀，相當于齒條的砂輪與被磨齒輪相嚙合，在連續(xù)展成運動中實現(xiàn)展成磨削。該磨齒機共有6個軸，分別為徑向X軸、切向Y軸、軸向Z軸、修整進給U軸、砂輪旋轉(zhuǎn)B軸和工件旋轉(zhuǎn)C軸，可實現(xiàn)多軸聯(lián)動。依據(jù)機床結(jié)構和加工的要求，利用NUM數(shù)控系統(tǒng)提供的軟件工具，采用VB語言，開發(fā)了蝸桿砂輪磨齒機的人機界面系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由參數(shù)設置模塊、齒向修形模塊、顯示模塊、機床調(diào)整模塊組成?？傮w結(jié)構。

1、系統(tǒng)平臺和開發(fā)工具

摘要：到圖像信息進行處理。該系統(tǒng)可以在人機界面上對系統(tǒng)的參數(shù)進行設定，對分級狀態(tài)進行監(jiān)視，控制系統(tǒng)各部件動作，完成系統(tǒng)的信號采集、通信、判斷、控制等功能，實現(xiàn)水果的自動分級。

關鍵詞：計算機視覺；圖像采集；LabVIEW；自動分級系統(tǒng)

中國作為世界上最大的水果生產(chǎn)大國，水果產(chǎn)量和種植面積逐年提升，2019年我國的水果產(chǎn)量為2.84億噸，通過測算，我國果園面積今后還會進一步增大，供應規(guī)模將繼續(xù)擴大。但總體上看，我國的水果產(chǎn)業(yè)并不能稱之為強，其中最大的痛點是缺乏產(chǎn)業(yè)鏈整合，尤其是各類水果的篩選分級技術還相對落后，嚴重阻礙了我國水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，實現(xiàn)水果的快速有效的分級，以提升我國水果品質(zhì)和競爭力已經(jīng)勢在必行[1-2]。本文介紹了一種基于計算機視覺技術的水果自動分級系統(tǒng)，將計算機視覺技術用于水果品質(zhì)分級具有潛在的應用價值和很好的發(fā)展前景，也最適合走工業(yè)化的發(fā)展軌道。

1系統(tǒng)總體設計

目前，水果篩選分級主要有人工水果分級和機械自動化分級兩種形式，其中人工分級方式需要大量的勞動力，效率低，難以滿足大批量分級需求。機械自動化分級可以分為純機械裝置分級、基于光電檢測技術分級和基于圖像/視覺技術分級三種。隨著計算機視覺技術的發(fā)展和應用，基于圖像/視覺技術的水果分級簡化了圖像分類和處理的流程，在很大程度上提升了產(chǎn)品品質(zhì)檢測的速度和精度，降低了成本。因此，利用計算機視覺技術進行分級是自動化分級發(fā)展的必然趨勢。本系統(tǒng)將綜合采用傳感器技術、電氣控制技術、計算機視覺技術等多種技術，應用智能化的控制方式實現(xiàn)水果的自動分級。系統(tǒng)的核心是以工控機為核心的控制系統(tǒng)，通過工業(yè)相機采集水果圖像，通過各種傳感器采集各項指標，通過LabVIEW和LabVIEWVisionAssistant軟件搭建人機界面，并進行圖像分析和處理，控制執(zhí)行機構，監(jiān)測設備運行狀態(tài)，實現(xiàn)水果的分級。

1.1系統(tǒng)組成及功能

摘要：污水處理工作是一個城市的重中之重，也是保證人民生活有序進行的保證。近年來，隨著科學技術的不斷進步，污水處理的工藝也有了升級和革新，其中PLC和變頻器的應用非常廣泛，起到很好的效果。通過設計PLC和變頻器的控制系統(tǒng)，讓污水處理的自動化水平得到了很大的提高，提高了污水處理效率。筆者根據(jù)自己的經(jīng)驗，對PLC和變頻器在污水處理中的應用進行了分析，希望能夠?qū)Τ鞘形鬯幚砉ぷ饔兴鶐椭?/p>

關鍵詞：污水凈化；自動控制；PLC；變頻器

十八大以來，我國對環(huán)境建設工作給予了充分的重視，其中，城市污水處理就是非常重要的一個部分，人民的生活，工業(yè)和農(nóng)業(yè)的使用，都會產(chǎn)生大量的污水，所以，我們要及時的進行處理，才能夠保證城市的良好秩序。在污水處理的工藝當中，PLC與變頻器是關鍵的部分，通過合理的設計，能夠有效的提高污水處理的效率。本文探討了二者的應用，并給出了一些建議。

1PLC和變頻器在系統(tǒng)改善中的功能

目前，由于我國霧霾情況嚴重，加之工業(yè)廢水等環(huán)境污染等問題，已經(jīng)對我國造成了重要的影響。近一段時間，節(jié)能減排和生態(tài)中國概念的提出，讓我國對城市污水的處理有了新的理念和想法。其中，紫外線是目前應用非常廣泛的一個方案，因為紫外線具有很好的殺菌效應，同時，安全可靠、綠色清潔，是常用的一種污水處理方法。而我國有相當一部分的城市并沒有引入紫外線殺菌的方法，而是一直在沿用化學清洗和機械式的清洗方法，具有損壞燈管、工人勞動強度較高的弊端。所以，應用紫外線污水凈化系統(tǒng)就成為了一種很好的替代方法。在紫外線消毒系統(tǒng)中，主要是通過玻璃套管或者是石英套管來隔離紫外燈管和污水，然后，再通過控制紫外線強度，進行自然殺菌，從而達到消毒的效果。但是，紫外線殺菌系統(tǒng)的自動化水平還是不夠好，利用PLC、變頻器和人機界面相結(jié)合的方式可以有效的對紫外線系統(tǒng)進行自動化的改造，提高凈水的效率。通過自動化改造，可以實現(xiàn)很多功能，得到很好的效果。第一，凈化池設定水位警戒線，實時監(jiān)控水位狀況。我們在凈化池當中安裝有超聲波液位計來測量液位，對水量進行控制，可以保證污水的濃度。第二，在石英套管的外壁安裝氣動清潔機構，可以設置定期清潔的自動化模式。第三，安裝PH計，可以對水樣進行實時的檢測和監(jiān)控，并將結(jié)果反映在人機界面上。這些功能的實現(xiàn)，與具體的工具和設備具有重要的關系，但是，更為重要的是，PLC和變頻器系統(tǒng)在其中起到了更重要的作用，將紫外線污水處理系統(tǒng)聯(lián)系成為了一個整體，提高了凈水效率。

2硬件設計

0.引言

PLC以其可靠性高、邏輯控制功能強、體積小、適應性強和與計算機接口方便等優(yōu)勢在工業(yè)測控領域廣泛運用,已大量替代由中間繼電器和時間繼電器等組成的傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)。近年來,PLC技術發(fā)展迅猛,新產(chǎn)品層出不窮。高端PLC不僅擅長開關量檢測和邏輯控制,而且能夠處理模擬信號、進行位置控制和回路控制,還可以連接各種觸摸屏人機界面并具有強大的網(wǎng)絡功能。高端PLC配備適當?shù)奈恢每刂茊卧陀|摸屏人機界面,并根據(jù)計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)或柔性制造系統(tǒng)(FMS)的具體要求,配置相應的網(wǎng)絡模塊或網(wǎng)絡單元,即可實現(xiàn)網(wǎng)絡互連,構成開放的數(shù)控系統(tǒng)。本文介紹一種基于OMRON高端PLC的磨削數(shù)控系統(tǒng),這種數(shù)控系統(tǒng)裝備的位置控制單元可以實現(xiàn)兩軸聯(lián)動,并可根據(jù)實際需要,任意擴展控制軸數(shù);觸摸屏人機界面可以根據(jù)操作需要靈活設計;還可通過DeviceNet、ControllerLink和TCP/IP協(xié)議單元進行多層次的網(wǎng)絡互連。這種數(shù)控系統(tǒng)目前已在3MZ2120磨床數(shù)控技術改造中獲得成功應用。

1.數(shù)控系統(tǒng)的開放特征與典型模式

開放式數(shù)控系統(tǒng)一般基于PC平臺,具有模塊化、標準化、平臺無關性、可二次開發(fā)和適應聯(lián)網(wǎng)工作等特征?；赑C平臺的開放式數(shù)控系統(tǒng)目前有3種典型模式。第一種為衍生型(專用NC+PC),在傳統(tǒng)CNC中插入專門開發(fā)的接口板,使傳統(tǒng)的專用CNC帶有PC的特點。此種模式是由于數(shù)控系統(tǒng)制造商不能在短期內(nèi)放棄傳統(tǒng)的專用CNC技術而產(chǎn)生的折中方案,尚未實現(xiàn)NC內(nèi)核的開放,只具有初級開放性;第二種為嵌入型(PC+NC控制卡),將基于DSP的高速運動控制卡(NC控制卡)插在PC的標準擴展槽中,由PC機執(zhí)行各種非實時任務,NC控制卡處理實時任務。是目前基于PC平臺的開放式數(shù)控系統(tǒng)的主流;第三種為全軟件數(shù)控系統(tǒng),PC機不僅能夠完成管理等非實時任務,也可以在實時操作系統(tǒng)的支持下,執(zhí)行實時插補、伺服控制、機床電器控制等實時性任務。這種模式的數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了NC內(nèi)核的開放和用戶操作界面的開放,可以直接或通過網(wǎng)絡運行各種應用軟件,是真正意義上的開放式數(shù)控系統(tǒng)。與PC平臺開放式數(shù)控系統(tǒng)相比,基于高端PLC的數(shù)控系統(tǒng)的開放性主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡層面和系統(tǒng)擴充層面。高端PLC采用類似于PC的總線結(jié)構和面向操作的梯形圖語言編程,模擬量處理單元、位置控制單元、回路控制單元、網(wǎng)絡模塊或網(wǎng)絡單元等高端部件都有專用控制語句,具有系統(tǒng)構建靈活、擴充能力強、應用軟件設計便捷等優(yōu)點。編程語言標準化和部件可互換性的不斷增強,現(xiàn)場總線技術和工業(yè)以太網(wǎng)絡標準的普遍采用,都使基于高端PLC的數(shù)控系統(tǒng)變得更加開放,將成為面向CIMS或FMS的設備層的重要組成部分。

2.基于高端PLC的磨削數(shù)控系統(tǒng)

2.1開關信號監(jiān)測與邏輯控制