本文介紹了觸摸屏結(jié)合PLC在變頻節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用,并對該系統(tǒng)中的觸摸屏頁面設(shè)計和PLC的原理及作用進(jìn)行了分析。
1、引言
近幾年译拿,隨著微電腦技術(shù)的不斷進(jìn)步,人們對自動化控制系統(tǒng)要求越來越高请癣,采用現(xiàn)代自動化控制技術(shù)對減輕勞動強(qiáng)度薛对、保證工程及產(chǎn)品質(zhì)量、加快施工速度砍倾、提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)建設(shè)成本起著很重要的作用窑岖。觸摸屏結(jié)合PLC在變頻節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用是一種自動控制的趨勢,因為PLC本身有著運(yùn)算速度高唱棍、指令豐富匹惊、功能強(qiáng)大、可靠性高估喷、使用方便凛忿、編程靈活、抗干擾能力強(qiáng)等特點竞川,而觸摸屏(人機(jī)介面)在工藝參數(shù)較多需要人機(jī)交互時使用又使整個自動化控制系統(tǒng)的功能得到很大的加強(qiáng)店溢。
通過觸摸屏和PLC結(jié)合使用,可以在觸摸屏中直接設(shè)定目標(biāo)值(壓力及溫度等)委乌,通過PLC與實際值(傳感器的測量值)進(jìn)行比較運(yùn)算床牧,直接向變頻節(jié)能系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)算指令(模擬信號),調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率遭贸。并可實時監(jiān)控到被控系統(tǒng)實際值的大小及變頻器內(nèi)的多個參數(shù)戈咳,實現(xiàn)報警、記錄等功能壕吹。一般PLC結(jié)合觸摸屏的閉環(huán)調(diào)節(jié)的變頻節(jié)能系統(tǒng)如下圖所示著蛙。
圖1
2、系統(tǒng)主要硬件組成
系統(tǒng)硬件由可編程控制器(含數(shù)字量輸入/輸出模塊
(1) PLC:選用SIEMENS公司的S7-200系列CPU224(配數(shù)字量輸入/輸出模塊拄渣、模擬量輸入模塊)。通過接收開關(guān)量癌越、模擬量輸入經(jīng)處理后輸出開關(guān)量浦砚、模擬量去控制繼電器的動作,同時與觸摸屏進(jìn)行實時通訊淋渤,為觸摸屏的顯示提供數(shù)據(jù)脂性,并對于觸摸屏發(fā)出的信息進(jìn)行處理等雄睦。
(2) 觸摸屏采用SIEMENS公司MP370荷十。實現(xiàn)人機(jī)對話,與PLC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和交換娇裁,將設(shè)定參數(shù)寫入PLC从秃,也可將PLC、傳感器及變頻器內(nèi)部參數(shù)讀入觸摸屏荞篙,實現(xiàn)了模擬量泽衬、數(shù)字量的實時監(jiān)控,目標(biāo)值的設(shè)定以及報警記錄等殿姑。
(3) 變頻器:采用SIEMENS公司440系列树碱,通過USS4協(xié)議可由觸摸屏通過PLC設(shè)置其內(nèi)部參數(shù),根據(jù)PLC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)(模擬量)值調(diào)節(jié)水泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速变秦,并將其內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)反饋到PLC及觸摸屏成榜。
(4) 壓力、溫度等傳感器:將被控制系統(tǒng)(水系統(tǒng)或風(fēng)系統(tǒng))的實際參數(shù)值轉(zhuǎn)變成電信號上傳至PLC和觸摸屏蹦玫。
(5) 電氣元件:給PLC赎婚、觸摸屏、變頻器及傳感器等供電樱溉,完成各種操作及驅(qū)動等挣输。
3、觸摸屏特點功能
觸摸屏監(jiān)控器是90年代出現(xiàn)的新型可編程終端福贞,是新一代高科技人機(jī)界面產(chǎn)品撩嚼。適于在惡劣的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用,作為人機(jī)界面可代替普通或工控計算機(jī)挖帘,具有交互性好绢馍,可靠性高,編程簡單肠套,與PLC聯(lián)結(jié)簡便等特點歇肖。觸摸屏的主要功能有:
(1) 主要用于實時顯示設(shè)備或系統(tǒng)在操作狀態(tài)方面的實時信息夜川。
(2) 觸摸屏上的觸摸按鈕可產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)信號、數(shù)字信號(數(shù)值)役寡、字符給PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,從而產(chǎn)生相應(yīng)的動作控制系統(tǒng)或設(shè)備的運(yùn)行麻百。
(3) 可多幅畫面重疊或切換顯示,顯示圖形超棚、字符串拴猖、報警信息、歷史記錄应惠、趨勢圖等伐蔚。
4、PLC在系統(tǒng)中的作用
PLC作為控制單元天尤,是整個系統(tǒng)的控制核心谁意。通過接收開關(guān)量、模擬量輸入經(jīng)處理后輸出開關(guān)量擦钾、模擬量去控制繼電器料潘、變頻器及電磁閥等的動作,主要體現(xiàn)以下幾方面的作用:
1) 初始化變量悍赢,設(shè)置自由通訊口協(xié)議和中斷協(xié)議决瞳。
2) 與觸摸屏進(jìn)行實時通訊,為觸摸屏的顯示提供數(shù)據(jù)左权,并對觸摸屏輸入的信息進(jìn)行處理皮胡。
3) 完成數(shù)字量與模擬量的相互轉(zhuǎn)換。
4) 邏輯控制及PID等運(yùn)算赏迟。
5) 發(fā)送模擬(數(shù)字)等調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率屡贺。
6) 通過USS4協(xié)議讀寫變頻器內(nèi)部參數(shù)。
7) 判錯傳遞數(shù)據(jù)信息瀑梗、報警信息等烹笔。
5、觸摸屏畫面設(shè)計
觸摸屏畫面由ProTool等專用軟件進(jìn)行設(shè)計抛丽,然后從支持工具(個人電腦)中下載到觸摸屏即可使用谤职。觸摸屏畫面總數(shù)應(yīng)在其存儲空間允許的范圍內(nèi),各畫面之間盡量做到可相互及強(qiáng)制切換亿鲜。
(1) 主畫面的設(shè)計
在支持工具上允蜈,創(chuàng)建一個歡迎頁面或被控主系統(tǒng)畫面作為主畫面,該畫面嫩進(jìn)入到各分畫面竹肚。各分畫面均能一步返回主畫面帆田。若是將被控主系統(tǒng)畫面作為主畫面,則應(yīng)在畫面中顯示被控系統(tǒng)的一些住要參數(shù),以便在此畫面上對整個被控系統(tǒng)有大至的了結(jié)般蚪。
(2) 控制畫面的設(shè)計
該種畫面主要用來控制被控設(shè)備的啟停及顯示變頻器內(nèi)部的參數(shù)恨蒙,也可將變頻器參數(shù)的設(shè)定做在其中。該種畫面的數(shù)量在觸摸屏畫面中占的最多恶稼,其具體畫面數(shù)量由實際被控設(shè)備決定教够。
(3) 參數(shù)設(shè)置頁面的設(shè)計
該畫面主要是對變頻器的內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,同時還應(yīng)顯示參數(shù)設(shè)定完成的情況沪蜕,實際制做時還應(yīng)考慮加密的問題杠捂。
(4) 實時趨勢頁面的設(shè)計
該畫面住要是以曲線記錄的形式來顯示被控值、變頻器的主要工作參數(shù)(如輸出頻率)等的實時狀態(tài)泞首。
(5) 信息記錄頁面的設(shè)計
該畫面主要是記錄可能出現(xiàn)的設(shè)備損壞赋芥、過載、數(shù)值超范圍和系統(tǒng)急停等故障掖饲。另外該畫面還可記錄各設(shè)備啟停操作一膨,作為憑證。
(6) 節(jié)能畫面的設(shè)計
該畫面主要是記錄和顯示變頻器的累積用電數(shù)及實時節(jié)電狀態(tài)凰慈,以便向用戶展示變頻節(jié)能的好處汞幢,也可用來與其它的節(jié)電測量作比較驼鹅。
6微谓、結(jié)束語
在變頻節(jié)能系統(tǒng)中采用觸摸屏作為人機(jī)交互工具,簡單直觀输钩,便于操作豺型;提高了整個變頻節(jié)能系統(tǒng)以及企業(yè)的硬件檔次。隨著微電腦技術(shù)的不斷發(fā)展买乃,觸摸屏本身的成本也在不斷的降低姻氨,再與PLC在系統(tǒng)中結(jié)合使用,在幾乎未提高系統(tǒng)裝置多少成本的前提下剪验,就實現(xiàn)了整個被控系統(tǒng)的質(zhì)的飛躍肴焊,這種結(jié)合必將更多的應(yīng)用在未來的各種生產(chǎn)系統(tǒng)中,并成為自動化控制發(fā)展的一個亮點功戚。
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