觸摸屏是一種新型的人機(jī)界面，是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間作信息溝通的橋梁，非常適用于工業(yè)環(huán)境。 利用 PLC 的模擬量輸入輸出功能對(duì)變頻器進(jìn)行控制，由于模擬量可以平滑地調(diào)整，因此變頻器也可以實(shí)現(xiàn)近似于無級(jí)調(diào)速的平滑調(diào)速，這是運(yùn)用非常廣泛的變頻器控制方法。在 PLC 模擬量控制變頻器調(diào)速系統(tǒng)中融入觸摸屏技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)變頻器運(yùn)行頻率的實(shí)時(shí)寫入與讀出，并為操作人員提供信息量十分豐富的交互界面，使整個(gè)控制系統(tǒng)功能更為全面、操作更為簡便，技術(shù)層次得到了較大的提高。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1．1 主要設(shè)備
西門子 S7-200 系列 CPU224XP 型 PLC、 西門子 MicroMaster420型變頻器、威綸MT506 型觸摸屏。

1．2 系統(tǒng)構(gòu)成
西門子 S7-200 系列 CPU224XP 型 PLC 集成了模擬量輸入/輸出功能，將 PLC 模擬量輸出模塊的 V、M （ 電 壓 輸 出 ） 兩 端 分 別 與MicroMaster420 型變頻器的 3、4 號(hào)控制端子（模擬輸入源）相連，即可使PLC 向變頻器輸出模擬電壓信號(hào)； 將 PLC 模擬量輸入模塊的 A+、M 兩端分別與變頻器的 12、13 號(hào)控制端子（模擬輸出）相連，即可使 PLC 取得變頻器運(yùn)行時(shí)輸出的模擬電流信號(hào)， 該信號(hào)的大小與變頻器的輸出頻率相對(duì)應(yīng)；將 PLC 的 Q0.4、Q0.5、2L 分別與變頻器的 5、6、8 號(hào)控制端子相連，當(dāng) PLC 的輸出點(diǎn) Q0.4 動(dòng)作時(shí)，即可對(duì)變頻器發(fā)出啟動(dòng)/停止命令；當(dāng) PLC 的輸出點(diǎn) Q0.5 動(dòng)作時(shí)，即對(duì)變頻器發(fā)出反轉(zhuǎn)控制命令。由于使用了觸摸屏，因此無需在 PLC 輸入點(diǎn)上接按鈕、開關(guān)等主令元件。

1．3 系統(tǒng)的控制要求
本系統(tǒng)采用觸摸屏控制，由觸摸屏輸入電動(dòng)機(jī)的初始運(yùn)行頻率，初始運(yùn)行頻率必須介于 0~50Hz 之間、若初始頻率不符合要求則在觸摸屏上顯示報(bào)警信息，并且系統(tǒng)不能啟動(dòng)。觸摸屏上設(shè)置系統(tǒng)啟動(dòng)開關(guān)、 反轉(zhuǎn)切換開關(guān)、加速按鈕和減速按鈕。啟動(dòng)開關(guān)閉合時(shí)，變頻器以初始頻率運(yùn)行，加速按鈕每動(dòng)作一次，則運(yùn)行頻率增加 5Hz，減速按鈕每動(dòng)作一次則運(yùn)行頻率減少 10Hz。 系統(tǒng)加速時(shí)運(yùn)行頻率不得超過 50Hz，系統(tǒng)減速時(shí)運(yùn)行頻率不得低于 5Hz。 反轉(zhuǎn)切換開關(guān)動(dòng)作時(shí)，電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。 啟動(dòng)開關(guān)斷開后，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，觸摸屏上能實(shí)時(shí)顯示變頻器的當(dāng)前運(yùn)行頻率。

1．4 變頻器參數(shù)設(shè)置
變頻器參數(shù)恢復(fù)工廠設(shè)置后，只需按系統(tǒng)需要改變 P1120、P1121（斜坡上升、下降時(shí)間），其余參數(shù)均保持默認(rèn)狀態(tài)，即可進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試。

2 觸摸屏人機(jī)界面的設(shè)計(jì)
按照上述控制要求，設(shè)計(jì)觸摸屏人機(jī)界面，該人機(jī)界面中主要元件的設(shè)置如下：
初始頻率：VW100，數(shù)值輸入元件，十進(jìn)制格式，小數(shù)點(diǎn)一位
當(dāng)前頻率：VD110，數(shù)值顯示元件，單精度浮點(diǎn)數(shù)格式，小數(shù)點(diǎn)一位
報(bào)警信號(hào)：M11.0，“初始頻率未設(shè)定” 報(bào)警；M11.1，“初始頻率超限”報(bào)警
啟動(dòng)開關(guān)：M10.0，切換開關(guān)
反轉(zhuǎn)開關(guān)：M10.1，切換開關(guān)
加速按鈕：M10.2，復(fù)歸型開關(guān)
減速按鈕：M10.3，復(fù)歸型開關(guān)

3 控制程序設(shè)計(jì)方法 
3．1 運(yùn)行頻率的輸入
由觸摸屏向 PLC 的 VW100 單元輸入初始運(yùn)行頻率，最大數(shù)值為 50.0，而由于觸摸屏數(shù)值輸入元件有一位小數(shù)點(diǎn)，因此 VW100 的真實(shí) 數(shù)值將為 500。 西門子CPU224XP型PLC 的模擬量輸出規(guī)范中滿量程數(shù)值為32000，所以需要將 VW100 中的數(shù)值擴(kuò)大 64 倍后才能對(duì)應(yīng)模 擬量的輸出大小，也就是（VW100×64）→AQW0。因此，在變頻器運(yùn)行 時(shí)，改變 VW100 中的數(shù)值，同樣能改變模擬量輸出點(diǎn)AQW0 的輸出 電壓大小。

3．2 當(dāng)前運(yùn)行頻率的顯示 變頻器在運(yùn)行時(shí) PLC 的模擬量輸入點(diǎn)AIW0 會(huì)采集到與頻率大 小對(duì)應(yīng)的模擬電流信，為了能在觸摸屏上能準(zhǔn)確顯示當(dāng)前的頻率，需要將采集到的模擬量數(shù)據(jù)必須進(jìn)行一系列換算。 經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試，換 算出來的數(shù)據(jù)必須為實(shí)數(shù)格式，且倍率應(yīng)為270.0，這樣才能將運(yùn)行頻 率實(shí)時(shí)顯示于觸摸屏上，即將 AIW0 的數(shù)值轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)后再除以270.0 后再傳送至 VD110 中，也就是（AIW0 轉(zhuǎn)為實(shí)數(shù)÷270.0）→VD110， 由觸摸屏顯示當(dāng)前的頻率大小。 由于系統(tǒng)本身存在的誤差，顯示的頻 率誤差在 0.1Hz 之內(nèi)。 

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