触摸屏技术在浮式检修门中的应用
触摸屏技术在我国的应用虽然只有10多年的时间，但已成为继键盘、鼠标、手写板、语音输入后最为普通百姓所易接受的计算机输入方式。这种人机交互方式赋予了多媒体崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。一 触摸屏的技术特点船体维修是保障水运交通的重要环节，浮式检修门因其特殊的工作场合和固定的内部结构，使触摸屏技术在这一领域得到了运用。控制柜上人机界面可使浮门工作过程可视化、智能化，方便系统调试，增强系统故障之后的恢复能力，改善系统的可维护性，降低运行成本。 本系统采用ProTool 6.0软件对TP-270(10in)触摸屏进行组态设计开发。ProTool是一个用于Simatic HMI设备系列的基于文本显示的改进组态软件包， 使用同样的组态软件来组态系列中的所有设备，无论为哪个设备创建项目，Pro-Tool总是提供相同的、类似的用户界面。它最显著的特点是可用ProTool离线创建和编辑项目，可以没有设备。组态计算机显示已组态的项目数据，像它们以后将显示在设备上那样。完成组态后，将可执行的项目文件从组态计算机下载到设备上。 与该项目相关的PLC设备，我们也选用了西门子公司的S7-300系列的产品，实现了硬件最佳兼容。 相比工控机技术，触摸屏更好地适应了浮式检修门的需要：(1)浮式检修门内部空间狭小，控制柜的大小限制了工控机机箱和显示器所能占据的位置，而触摸屏不受其限制;(2)触摸屏与PLC良好的上位机与下位机通信功能，也满足了数据传输的需要，它只需要一根MPI数据传输线就可完成要在工控机上需要经过复杂设置甚至编程才能完成的工作;(3)触摸屏简单的编程技术和优秀的人机交互功能，成就了操作人员的简单操作和直观监视，其故障报警功能组件也实现了故障数据管理、查询的数据库功能。二 触摸屏数据通信和液位转换1. 触摸屏与PLC的数据通信检修门运行是一个复杂的过程，在运行中门体可能全部沉入水下，工作人员无法从外部观察检修门各个位置和各压载舱的液位情况，通过在浮式检修门左、右两侧设置浮门上、下游液位传感器测定浮门两侧水位，在控制台内部设置浮门角度传感器检测浮门倾斜角度。 在各压载舱底部设置投入式传感器检测各压载舱液位。针对实际情况，我们选用标准输出为4～20mA的四线制传感器，得到的液位数据通过PLC的模拟量输入模块采集进入PLCCONTROL ENGINEERING China版权所有，存放在数据存储块中(DB块)，使用ProTool 6.0就能很方便地从中得到想要的数据。2. 触摸屏显示数据的转换算法由PLC传输来的数据是经过模拟量输入模块采集来并经过其内部A/D转换后的数值。从西门子PLC模块手册中可知，模拟量数值(4～20mA)经过A/D转换后变为相应的二进制数值，进一步换算成十进制量程(0～27648)。从上面的数据传输过程可知：触摸屏得到的也是这样的十进制数值CONTROL ENGINEERING China版权所有，这和工作时想从人机界面上观察的数据相差甚远，我们需要对这些数值进行相应的线性变换让它们和实际的数据对应。 选定的压载舱液位传感器最大量程为10m，代表当液位为10m时传感器输出数据为20mAwww.cechina.cn，PLC采集转换数据为27648，而我们想在触摸屏上得到的数据是10m，于是进行如下的数据转换： 数学式为： (对应最小量程和初始值为0) X为最后在触摸屏上观察到的液位数据。同理，通过上述数据转换也可实现在触摸屏上显示给定阀门开度的大小。三 触摸屏图片编程和角度转换 浮门自身工作在水面上及工作过程中，可能由于压载舱灌水不均匀造成浮门倾斜，当倾斜角度过大时会影响正常施工，严重时可能导致危险。因此，实时观察浮门角度，进而调整压载舱阀门大小，是触摸屏要完成的一个重要任务。 随着技术的发展，触摸屏的功能日渐强大，不仅具有文本显示和自身简单图片显示功能，还能够把用户自己创建的符合实际工况的图片显示出来，完美地体现了其强大的人机交互功能。 对于上面的角度问题，若只采用文字显示显然不够直观。根据实际要求，经过以下设计，实现的角度观察和报警不仅充分体现了触摸屏的强大功能，更实现了界面的美观和直观要求。(1)通过位图画图工具(最简单的就是采用计算机自带的画图板)，绘制出水平时浮门的整体侧面图;(2)采用Photoshop绘图软件修改浮门倾斜角度，分别保存位图形式，并保证图片大小格式一致，以体现出角度;(3)在Protool 6.0软件中设置图形列表，按照角度变化规律排列各位图，并分别设置索引值。(0～100，0和100分别对应报警界限时图片索引);(4)在软件中设置角度转换公式使倾斜角度值对应相应索引的图片;(5)当倾斜角度超过报警界限时，弹出浮门倾斜角度报警界面，提示操作人员进行相应操作，及时减小倾斜角。界面报警，同时在控制板上产生蜂鸣器报警。 角度和相关液位图象显示如图所示。 四系统界面总体介绍对本系统而言，需要考虑满足浮门的每个工作流程。为使画面清晰，采用多画面形式，各个画面之间通过触摸键进行切换，同时触摸屏上各类组件的内存单元与PLC中数字存储单元相关联，构成系统整体监控。我们共设计了10组画面，包括系统登入、参数设定、系统状态画面，压载舱液位、上下游小围堰液位显示画面，传感器故障报警、历史报警查询画面等。用户可通过触摸屏工作站直观地对现场所有设备进行监视，实现自动控制和操作。系统提供了故障自动报警、设备操作权限保护、设备参数自动记录，使系统的安全运行和故障处理变得简单、快捷。五 结束语 触摸屏中的应用，大大提升了浮门的自动化工作过程的可视化程度控制工程网版权所有，使浮式检修门的操作过程更加直观化，保证了施工质量，提高了施工的安全性控制工程网版权所有，促进了水运交通的快速发展。 标签: PLC触摸屏检修门
