關(guān)鍵詞:觸摸屏 PLC 變頻節(jié)能 閉環(huán)控制
1、 引言
觸摸屏是一種新型可編程控制終端,是新一代高科技人機(jī)界面產(chǎn)品招狸,適用于現(xiàn)場控制,可靠性高邻薯,編程簡單裙戏,使用維護(hù)方便乘凸。在工藝參數(shù)較多又需要人機(jī)交互時使用觸摸屏,可使整個生產(chǎn)的自動化控制的功能得到大大的加強(qiáng)累榜。
PLC有著運(yùn)算速度高营勤、指令豐富、功能強(qiáng)大癣辉、可靠性高模鹿、使用方便、編程靈活传起、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)挚雾。近幾年,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步同肆,各行業(yè)對其生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)的自動化程度要求越來越高虏斤,采用現(xiàn)代自動化控制技術(shù)對減輕勞動強(qiáng)度、優(yōu)化生產(chǎn)工藝末尤、提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本起著很重要的作用脊距。觸摸屏結(jié)合PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用是一種自動控制的趨勢。
觸摸屏和PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的使用非阿,可以讓操作者在觸摸屏中直接設(shè)定目標(biāo)值(壓力及溫度等)种诫,通過PLC與實際值(傳感器的測量值)進(jìn)行比較運(yùn)算,直接向變頻節(jié)能系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)算指令(模擬信號)湾关,調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率烫饼。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),實現(xiàn)報警试读、記錄等功能杠纵。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。
2钩骇、 閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)用途很廣比藻,各種場合的變頻節(jié)能系統(tǒng)的拖動方式及控制方式各有不同,具體應(yīng)用時應(yīng)根據(jù)實際情況選擇設(shè)計倘屹。下面列舉一些:
中央空調(diào)節(jié)能:冷凍泵银亲、冷卻泵、主機(jī)纽匙、卻塔風(fēng)機(jī)务蝠、風(fēng)機(jī)盤管等。
恒壓供水:水廠一烛缔、二級泵馏段,供水管網(wǎng)增壓泵、大廈供水水泵等
鍋爐:引風(fēng)機(jī)践瓷、送風(fēng)機(jī)亭颈、給水泵等次翩,變頻節(jié)能系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)預(yù)處理信號由鍋爐自動控制系統(tǒng)、DCS或多沖量控制系統(tǒng)給出蛾岳。
汽輪機(jī):循環(huán)泵、凝結(jié)泵等揣响,其控制調(diào)節(jié)預(yù)處理信號由汽輪機(jī)自動控制系統(tǒng)及DCS給出簿睦。
純水處理系統(tǒng):軟化水泵、增壓泵等儿猪。
潔凈室:增壓風(fēng)機(jī)派暴、FFU群控等等。
3相梳、 整個閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)的組成設(shè)備及其作用:
(1)PLC選用SIEMENS公司的S7-200系列:由CPU224XP咏逛、DI/DO模塊、AI/AO模塊組成奢惋。PLC作為控制單元预隆,是整個系統(tǒng)的控制核心。其主要的作用要體現(xiàn)以下幾方面:
⌒ッぁ①完成對系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)字量與模擬量的相互轉(zhuǎn)換膳灶。
②完成對整個系統(tǒng)的邏輯控制及PID調(diào)節(jié)的運(yùn)算立由。
≡觥③向觸摸屏提供所采集及處理的數(shù)據(jù),并執(zhí)行觸摸屏發(fā)出的各種指令锐膜。
”瞎俊④將PID運(yùn)算的數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)換成模擬信號,作為調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率的控制信號道盏。
《獭⑤通過通信電纜及USS4協(xié)議完成對變頻器內(nèi)部參數(shù)讀寫及控制。
(2)觸摸屏采用SIEMENS公司MP370: 其主要作用如下:
±剔取①可實時顯示設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)牺堰。
②通過觸摸向PLC發(fā)出指令和數(shù)據(jù),再通過PLC完成對系統(tǒng)或設(shè)備的控制颅围。
∥昂③可做成多幅多種監(jiān)控畫面,替代了傳統(tǒng)的電氣操作盤及顯示記錄儀表等院促,且功能更加強(qiáng)大酒旷。
(3)變頻器:采用SIEMENS公司440系列,通過USS4協(xié)議可由觸摸屏通過PLC設(shè)置其內(nèi)部的部分參數(shù)满傍,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)速渡表,并將其內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)反饋到PLC娶讽。
(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赐罪。
(5)電氣元件:給PLC涉等、觸摸屏、變頻器及傳感器等供電详础,完成各種操作及驅(qū)動等程挑。
4、 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)計普易,然后先通過編程電腦調(diào)試臊耳,合格后再下載到觸摸屏。觸摸屏畫面總數(shù)應(yīng)在其存儲空間允許的范圍內(nèi)畜股,各畫面之間盡量做到可相互及強(qiáng)制切換颈侈。
(1)主畫面的設(shè)計
一般的闷旧,可用歡迎畫面或被控系統(tǒng)的主系統(tǒng)畫面作為主畫面长豁,該畫面可進(jìn)入到各分畫面。各分畫面均能一步返回主畫面鸠匀。若是將被控主系統(tǒng)畫面作為主畫面蕉斜,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)有大致的了結(jié)缀棍。
(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)宅此,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爬范,其具體畫面數(shù)量由實際被控設(shè)備決定父腕。
(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)定青瀑,同時還應(yīng)顯示參數(shù)設(shè)定完成的情況璧亮,實際制做時還應(yīng)考慮加密的問題。
〕饽选(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枝嘶、變頻器的主要工作參數(shù)(如輸出頻率)等的實時狀態(tài)。
⌒饭!(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)備損壞膜暴、過載、數(shù)值超范圍和系統(tǒng)急停等故障尚稍。另外該畫面還可記錄各設(shè)備啟停操作道暑,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)竭珊,以便向用戶展示變頻節(jié)能的好處人蕊,也可用來與其它的節(jié)電測量作比較葬聘。
5、 PLC程序設(shè)計
PLC程序由S7-200專用編程軟件進(jìn)行設(shè)計锤镀,然后通過編程電腦下載到PLC進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試赖相,合格后即可使用。PLC在編程前應(yīng)先對各功能程序段的地址進(jìn)行規(guī)劃手索,以免重復(fù)使用同一地址捣兄,造成誤動。
√涫酢(1)邏輯功能的設(shè)計
這部分程序主要是完成各變頻器、水泵(或風(fēng)機(jī))的啟動停止载碌、聯(lián)動猜嘱、聯(lián)鎖及自動投切等等功能,一般在離線狀態(tài)下就能完成軟件邏輯功能的測試嫁艇。
(2)PID功能的設(shè)計
通過S7-200中的PID向?qū)Э赏瓿蒔ID調(diào)節(jié)程序朗伶,具體應(yīng)用時需根據(jù)實際被控設(shè)備及采樣設(shè)備決定其配置。
〔竭洹(3)采樣程序的設(shè)計
采樣元件使用標(biāo)準(zhǔn)配置時论皆,應(yīng)注意采樣A/D轉(zhuǎn)換后的具體數(shù)據(jù)是否與PID及顯示等程序配套,實際制做時還應(yīng)考慮采樣是多路且相關(guān)聯(lián)的情況猾漫。
〉闱纭(4)PLC與變頻器通信程序的設(shè)計
SIEMENS S7-200PLC與SIEMENS 430等變頻器的通信一般使用USS4協(xié)議程序來完成,該程序的主要目的是監(jiān)控變頻器的實時運(yùn)行狀態(tài)悯周。
×6健(5)其它輔助程序的設(shè)計
PLC程序在實際編程過程中,需考慮對一些程序進(jìn)行修補(bǔ)禽翼,盡量減少程序漏洞屠橄,反復(fù)推敲,不斷的總結(jié)完善硫忆。
結(jié)束語
在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中采用觸摸屏可以使用戶簡單直觀監(jiān)控整個中央空調(diào)變頻節(jié)能系統(tǒng)及與其相關(guān)聯(lián)的設(shè)備和系統(tǒng)筷资,提高了整個被控系統(tǒng)以及企業(yè)的自動化程度和硬件檔次。隨著微電腦技術(shù)的不斷發(fā)展袭丛,觸摸屏本身的成本也在不斷的降低胃宰,再與PLC在系統(tǒng)中使用,實現(xiàn)了整個被控系統(tǒng)自動化程度的質(zhì)的飛躍敦浅,這必將使觸摸屏與PLC被更多的應(yīng)用在未來的各種生產(chǎn)系統(tǒng)中录教,并成為自動化控制發(fā)展的一個亮點(diǎn)。
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