1 引言

　　目前，可編程序控制器（簡稱PLC）由于具有功能強、可編程、智能化等特點，已成為工業(yè)控制領域中最主要的自動化裝置之一，三菱PLC是當前電氣程控技術的主要實現(xiàn)手段。用三菱PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器控制方式，可簡化接線，方便調試，提高系統(tǒng)可靠性。

　　三菱觸摸屏是專為三菱PLC應用而設計的一種高科技人機界面產品，由于操作簡便、界面美觀、節(jié)省控制面板空間、性價比高和人機交互性好等優(yōu)點，近年來已越來越多地被應用于工業(yè)控制等領域。

　　本文利用三菱PLC和觸摸屏技術研制了水位傳感器測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于進行洗衣機用水位傳感器的質量檢測，整個系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、穩(wěn)定性好、自動化程度高，代替了以前的純手動操作，較好地滿足實際生產的要求，提高了生產效率。

　　2 系統(tǒng)控制原理及要求

　　洗衣機用水位傳感器的工作原理是將水位高度的變化轉換成傳感器內部膜片上壓力的變化，從而導致傳感器輸出電感L的變化，將水位傳感器輸出電感與外部電路組成LC振蕩電路，就可將電感的變化轉換成振蕩頻率的變化，不同的水位高度通過水位傳感器可以產生不同的振蕩頻率，最后通過檢測振蕩頻率與水位高度的對應關系，就可實現(xiàn)水位傳感器的質量檢測。

    輸入X0～X1為編碼器的A、B相輸出脈沖信號，X3為振蕩頻率信號，X4～X14為按鈕、選擇開關、限位開關和計數(shù)開始等信號，輸出Y0～Y7分別控制繼電器、信號指示燈等。

　　水位高度的測量主要是通過編碼器來完成，編碼器的A、B相可向可編程序控制器的高速計數(shù)端發(fā)出脈沖，并通過高速計數(shù)器C251獲得該脈沖的計數(shù)值。當電動機轉動時，高速計數(shù)器的計數(shù)值就會不斷累加。通過傳動機構的合理設置，每個脈沖對應0.25mm的水位高度變化，通過編程計算，可以算出實際水位高度的變化。

　　振蕩信號頻率的測量可利用三菱PLC的高速計數(shù)器C253完成，通過編程，可以利用高速計數(shù)器C253在規(guī)定的時間內（如3s）對振蕩信號的脈沖數(shù)進行計數(shù)，并將計數(shù)值取出并放在數(shù)據(jù)存儲器D0中，那么將D0中的值除以3所得的值就是所要測量的振蕩頻率的大小。

　　觸摸屏選用臺灣生產的性價比較高的PWS6600S，配備有5.7?高清晰度液晶顯示屏，分辨率為320×240，通過一個RS232串口與三菱PLC實現(xiàn)串行通訊。支持靜態(tài)文字控件，支持on/off按鈕、數(shù)值輸入、畫面按鈕、數(shù)值顯示、狀態(tài)指示燈控件等動態(tài)對象，支持中文顯示。

　　當在靜態(tài)文字控件中指定變量時，觸摸屏能夠在屏幕上實時顯示與之相連的三菱PLC中的變量值，這給工作人員實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控和狀態(tài)檢測提供了較大的方便。

　　當操作人員觸摸數(shù)值輸入控件時，PWS6600S自動彈出虛擬數(shù)字鍵盤，包括0～9等數(shù)字和清空、取消、刪除和確定等。輸入數(shù)字后按取消鍵取消可輸入值，按確定鍵確定輸入，虛擬數(shù)字鍵盤消失后，控件中的數(shù)字也就成為輸入值，相應的三菱PLC中對應變量也隨之改變。

　　當操作人員觸摸on/off按鈕、畫面按鈕、狀態(tài)指示燈和數(shù)值顯示等控件時，PWS6600S可以觸發(fā)按鈕按下、按鈕彈起、畫面切換、狀態(tài)顯示和數(shù)值顯示等事件，操作人員可以進行清除數(shù)據(jù)、改變工作模式、選擇屏幕畫面等工作。

  　4 系統(tǒng)軟件設計

　　系統(tǒng)軟件包括三菱PLC控制軟件和觸摸屏軟件兩部分。

　　三菱PLC具有豐富的編程指令，軟件設計環(huán)境良好，可采用梯形圖（LD）、順序功能圖（SFC）和指令表（IL）等基本的編程語言。本系統(tǒng)采用梯形圖編程，編程軟件為FXGP，先利用

 　　計算機（PC）進行編程和調試，調試成功后通過接口電纜將控制程序下載到三菱PLC中。

　　三菱PLC程序主要包括主程序和分段上升、分段下降子程序等，其中分段上升、分段下降子程序主要是使細鋼管按測試要求分七段進行上升和下降，以便測試不同水位高度時傳感器輸出的頻率大小，從而判斷水位傳感器的質量好壞。圖3為三菱PLC程序控制流程圖。

　　PWS6600S觸摸屏畫面由專用支持軟件ADP6.0進行設計組態(tài)，先在個人計算機上用該軟件設計窗口、菜單、按鈕等界面，設計完成后通過RS232串行口將程序下載至PWS6600S觸摸屏內存中，由三菱PLC對觸摸屏狀態(tài)控制區(qū)和通知區(qū)進行讀寫達到兩者之間的信息交互。三菱PLC讀觸摸屏狀態(tài)通知區(qū)中的數(shù)據(jù)，得到當前畫面號，而通過寫觸摸屏狀態(tài)控制區(qū)的數(shù)據(jù)，強制切換畫面。觸摸屏加電后就進入設計畫面，通過觸摸屏按鈕可顯示和修改三菱PLC數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與三菱PLC的通訊。

　　整個畫面由兩部分組成：一部分為顯示畫面，主要包括系統(tǒng)畫面、測試系統(tǒng)的運行狀態(tài)、水位高度顯示、振蕩頻率輸出、顯示每天的總產量等畫面，如圖4所示;另一部分為參數(shù)設定畫面，主要用來設定工作模式、水位分段上升、下降的數(shù)值等，如圖5所示。

　由于PWS6600S觸摸屏具有較強的人機交互功能，以及簡便的操作特性，簡潔的界面和高可靠性，因此得到了較好的使用效果。

　　5 結束語

　　將三菱PLC和觸摸屏技術應用于水位傳感器檢測系統(tǒng)，使操作更加簡便，速度、水位高度可按測試要求進行控制，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性和工作效率，控制精度高，操作性強，并可通過觸摸屏觀察三菱PLC內部的工作情況和現(xiàn)場工況，核定相關參數(shù)，操作靈活、方便。

　　本系統(tǒng)成功開發(fā)以來，已先后在多家為洗衣機生產廠家配套的水位傳感器生產廠家投入使用，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，經濟效益十分明顯，同時，因其操作簡單、實用性強，數(shù)據(jù)可實時監(jiān)控等特點，受到用戶的普遍好評。