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    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，已成為工業控制領域中最主要的自動化裝置之一，它是當前電氣程控技術的主要實現手段。用PLC控制系統取代傳統的繼電器控制方式，可簡化接線，方便調試，提高系統可靠性。

        觸摸屏是專為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、節省控制面板空間、性價比高和人機交互性好等優點，近年來已越來越多地被應用于工業控制等領域。

       本文利用PLC和觸摸屏技術研制了水位傳感器測試系統，該系統主要用于進行洗衣機用水位傳感器的質量檢測，整個系統實現簡單、穩定性好、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，就可實現水位傳感器的質量檢測。

圖1 控制系統原理框圖

       圖1為控制系統原理框圖。測試系統要求能在不同的水位高度時，準確測量出由水位傳感器組成的振蕩電路的振蕩頻率，水位高度和振蕩頻率的測量精度要求較高，因此，對測試系統的要求較高。

       作為主電機的直流電動機由PLC進行控制，電機實現PID調速，電機的輸出通過減速機構與執行機構相連，最后帶動細鋼管在水箱中上下移動來按檢測要求控制管內水位高度的準確變化，通過編碼器實現水位高度變化的實時檢測，頻率的實時檢測由PLC的高速計數器來完成。控制命令的輸入接PLC的輸入端，PLC的輸出端接執行繼電器和工作狀態指示燈等。

        系統中采用觸摸屏作為人機界面，顯示操作畫面，進行參數修改和指令輸入。通過觸摸屏可實現水位上升、下降高度等參數的設定和修改，實現實際水位高度變化、輸出振蕩頻率和總產量等的實時顯示等，并可對工作進程進行實時監控。

    3、控制系統硬件組成

        根據水位傳感器測試系統的工藝特點和控制要求，本系統選用三菱公司的FX1N-24MR基本型PLC，共有24點輸入輸出，其中14個輸入點，10個繼電器輸出點，其環境溫度、抗沖擊、抗噪聲等性能指標均能滿足要求。

        圖2為PLC控制系統硬件接線圖。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、限位開關和計數開始等信號，輸出Y0～Y7分別控制繼電器、信號指示燈等。

圖2 控制系統硬件接線圖

        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端發出脈沖，并通過高速計數器C251獲得該脈沖的計數值。當電動機轉動時，高速計數器的計數值就會不斷累加。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PLC的高速計數器C253完成，通過編程，可以利用高速計數器C253在規定的時間內（如3s）對振蕩信號的脈沖數進行計數，并將計數值取出并放在數據存儲器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英寸高清晰度液晶顯示屏，分辨率為320×240，通過一個RS232串口與PLC實現串行通訊。支持靜態文字控件，支持on/off按鈕、數值輸入、畫面按鈕、數值顯示、狀態指示燈控件等動態對象，支持中文顯示。