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触摸屏与PLC在闭环控制的变频节能系统中的应用

时间:2018-08-27 来源:SMC浏览次数:125

    1、触摸屏是一种新型可编程控制终端,是新一代高科技人机界面产品,适用于现场控制,可靠性高,编程简单,使用维护方便。当工艺参数较多且需要人机交互时,采用触摸屏可大大增强整个生产的自动化控制功能。
    PLC操作速度快,指令丰富,功能强大,可靠性高,使用方便,编程灵活,抗干扰能力强。近年来,随着科学技术的不断进步,各个行业对其生产设备和系统的自动化程度要求越来越高。采用现代自动化控制技术对降低劳动强度、优化生产工艺、提高劳动生产率、降低生产成本具有重要作用。触摸屏与PLC结合在闭环控制节能系统中的应用是自动控制的发展趋势。
    触摸屏和PLC的使用变频节能系统的闭环控制,允许运营商直接在触摸屏上设定目标(压力和温度等),通过PLC和实际价值(传感器测量)比较操作,直接变频节能系统操作指令(模拟信号),调节变频器的输出频率。此外,还可以实时监控被控系统的实际值和变频器中的多个参数,实现报警、记录等功能。
触摸屏
    2、变频节能系统在闭环控制中的应用
    变频节能闭环控制系统具有广泛的应用前景。变频节能系统在不同场合的阻力控制方式不同。具体应用应当根据实际情况设计。这里有几个:
    •中央空调节能:
    •恒压供水:
    •汽轮机:
    •纯水处理系统:
    •洁净室:
    3、整个闭环控制变频节能系统的组成及功能:
    (1) PLC选用西门子公司s7-200系列:由CPU224XP、DIDO模块、AIAO模块组成。PLC作为控制单元,是整个系统的控制核心。其主要作用应体现在以下几个方面:
    Pin完成系统各种数据的采集以及数字量和模拟量的转换。完成了整个系统的逻辑控制和PID调节的操作。向触摸屏提供采集和处理的数据,执行触摸屏发出的各种命令。然后联合将PID数据转换成模拟信号,作为控制信号来调整转换器的输出频率。通过通信电缆和USS4协议,集线器可以对变换器内部参数进行读写和控制。
    (2)触摸屏采用西门子公司MP370,主要功能如下
    实时显示设备和系统的运行状态。通过触摸,指令和数据被发送到PLC,控制系统或设备通过PLC完成。该装置配有多种监控屏幕,取代了传统的电气操作面板和显示记录仪器,功能更加强大。
    (3)变频器:采用西门子440系列,通过USS4协议,触摸屏可以通过PLC设定部分内部参数,根据PLC发送的数据(模拟量)调整泵或风机的转速,并将其内部运行参数反馈给PLC。
    (4)压力、温度等传感器:将被控系统(水系统、风系统)的实际参数值转换成电信号上传到PLC。
    (5)电气部分:为PLC、触摸屏、变频器、传感器供电,完成各种操作和驱动。
    4、触摸屏的屏幕设计
    屏幕由等专用软件设计,通过编程计算机调试后下载到触摸屏上。触摸屏图片的总数量应在其存储空间范围内,每个屏幕可以尽可能多的相互强制切换。
    (1)主画面设计
    一般情况下,受控系统的欢迎屏幕或主系统屏幕可以作为主屏幕,可以进入每个子屏幕。每个可以在一步中返回到主帧。如果使用主系统屏幕作为主屏幕,则控制系统的一些参数应该显示在屏幕上,以便在表面上大致完成整个控制系统。
    (2)控制屏设计
    这种屏幕主要用于控制被控设备的启动和停止,显示变频器内部的参数。这类图片的数量在触摸屏图片中占最多,具体的图片数量由实际控制设备决定。
    (3)参数设置页面设计
    这个画面主要是设置转换器的内部参数,同时要显示参数设置完成,实际制作时也要考虑加密的问题。
    (4)实时趋势页面设计
    这张图以曲线记录的形式显示了变频器控制值、主要工作参数(如输出频率)等的实时状态。
    (5)信息记录页面设计
    屏幕主要记录可能发生的设备损坏、过载、数值超量程和系统紧急停机。此外,屏幕还可以记录每个设备的启动和停止操作,作为证明。
    (6)节能图片设计
    该屏幕主要用于记录和显示变频器的累计功耗和实时节电状态,向用户展示变频节能的好处,也可与其他节电措施进行对比。
    5、PLC编程
    PLC程序由专用编程软件s7-200设计,然后下载到PLC进行在线调试。PLC应在程序开始前计划好每个功能程序段的地址,以免重复使用同一个地址,造成误操作。
    (1)逻辑函数设计
    程序的这一部分主要完成各种变频器、泵(或风机)等功能的启停、联动、联锁和自动切换。一般来说,它可以在离线状态下完成软件逻辑功能的测试。
    (2) PID函数设计
    可以使用s7-200中的PID向导完成PID调节程序,其配置应根据实际控制设备和采样设备确定。
    (3)抽样方案设计
    在标准配置中使用采样元素时,要注意AD转换后的具体数据是否与PID和显示程序等匹配,在实际生产中也要考虑采样是多路径且相关的。

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