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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

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日期:2006-6-13 20:33:19     来源:   作者: 点击:
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  摘 要:
  本文介绍了触摸屏与PLC在变频节能系统中的应用及触摸屏页面设计和PLC的程序设计。
  
  关键词:
  触摸屏 PLC 变频节能 闭环控制
  
  1、 引言
    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。在工艺参数较多又需要人机交互时使用触摸屏,可使整个生产的自动化控制的功能得到大大的加强。
    PLC有着运算速度高、指令丰富、功能强大、可靠性高、使用方便、编程灵活、抗干扰能力强等特点。近几年,随着科学技术的不断进步,各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减轻劳动强度、优化生产工艺、提高劳动生产率和降低生产成本起着很重要的作用。触摸屏结合PLC在闭环控制的变频节能系统中的应用是一种自动控制的趋势。
    触摸屏和PLC在闭环控制的变频节能系统中的使用,可以让操作者在触摸屏中直接设定目标值(压力及温度等),通过PLC与实际值(传感器的测量值)进行比较运算,直接向变频节能系统发出运算指令(模拟信号),调节变频器的输出频率。并可实时监控到被控系统实际值的大小及变频器内的多个参数,实现报警、记录等功能。一般PLC结合触摸屏的闭环调节的变频节能系统如下图所示。
  

  

  
  2、闭环控制的变频节能系统用途很广,各种场合的变频节能系统的拖动方式及控制方式各有不同,具体应用时应根据实际情况选择设计。下面列举一些:
    中央空调节能:冷冻泵、冷却泵、主机、却塔风机、风机盘管等。
    恒压供水:水厂一、二级泵,供水管网增压泵、大厦供水水泵等
  锅炉:引风机、送风机、给水泵等,变频节能系统的控制调节预处理信号由锅炉自动控制系统、DCS或多冲量控制系统给出。
    汽轮机:循环泵、凝结泵等,其控制调节预处理信号由汽轮机自动控制系统及DCS给出。
    纯水处理系统:软化水泵、增压泵等。
    洁净室:增压风机、FFU群控等等。
  
  3、整个闭环控制的变频节能系统的组成设备及其作用:
    (1)PLC选用SIEMENS公司的S7-200系列:由CPU224XP、DI/DO模块、AI/AO模块组成。PLC作为控制单元,是整个系统的控制核心。其主要的作用要体现以下几方面:
    ①完成对系统各种数据的采集以及数字量与模拟量的相互转换。
    ②完成对整个系统的逻辑控制及PID调节的运算。
    ③向触摸屏提供所采集及处理的数据,并执行触摸屏发出的各种指令。
    ④将PID运算的数据结果转换成模拟信号,作为调节变频器的输出频率的控制信号。
    ⑤通过通信电缆及USS4协议完成对变频器内部参数读写及控制。
  
  (2)触摸屏采用SIEMENS公司MP370: 其主要作用如下:
    ①可实时显示设备和系统的运行状态。
    ②通过触摸向PLC发出指令和数据,再通过PLC完成对系统或设备的控制。
    ③可做成多幅多种监控画面,替代了传统的电气操作盘及显示记录仪表等,且功能更加强大。
  
  (3)变频器:采用SIEMENS公司440系列,通过USS4协议可由触摸屏通过PLC设置其内部的部分参数,根据PLC发送过来的数据(模拟量)值调节水泵或风机的转速,并将其内部运行参数反馈到PLC。
  
  (4)压力、温度等传感器:将被控制系统(水系统或风系统)的实际参数值转变成电信号上传至PLC。
  
  (5)电气元件:给PLC、触摸屏、变频器及传感器等供电,完成各种操作及驱动等。
  
  4、 触摸屏画面设计
    触摸屏画面由ProTool等专用软件进行设计,然后先通过编程电脑调试,合格后再下载到触摸屏。触摸屏画面总数应在其存储空间允许的范围内,各画面之间尽量做到可相互及强制切换。
  
  (1)主画面的设计

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