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西门子触摸屏与PLC闭环控制的变频器使用
日期:2016-10-9 11:01:50人气:  标签:常州PLC培训 常州三菱PLC编程设计培训 常州西门子PLC编程设计培训
西门子触摸屏结合西门子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。

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    图1 触摸屏结合PLC控制的变频节能系统示意图

2、闭环控制的变频节能系统用途
  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:
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。

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、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
  一般的,可用欢迎画面或被控系统的主系统画面作为主画面,该画面可进入到各分画面。各分画面均能一步返回主画面。若是将被控主系统画面作为主画面,则应在画面中显示被控系统的一些住要参数,以便在此画面上对整个被控系统有大致的了结。
(2)控制画面的设计
  该种画面主要用来控制被控设备的启停及显示变频器内部的参数,也可将变频器参数的设定做在其中。该种画面的数量在触摸屏画面中占的最多,其具体画面数量由实际被控设备决定。
(3)参数设置页面的设计
  该画面主要是对变频器的内部参数进行设定,同时还应显示参数设定完成的情况,实际制做时还应考虑加密的问题。
(4)实时趋势页面的设计
  该画面住要是以曲线记录的形式来显示被控值、变频器的主要工作参数(如输出频率)等的实时状态。
(5)信息记录页面的设计
  该画面主要是记录可能出现的设备损坏、过载、数值超范围和系统急停等故障。另外该画面还可记录各设备启停操作,作为凭证。
(6)节能画面的设计
  该画面主要是记录和显示变频器的累积用电数及实时节电状态,以便向用户展示变频节能的好处,也可用来与其它的节电测量作比较。

5、PLC程序设计
  PLC程序由S7-200专用编程软件进行设计,然后通过编程电脑下载到PLC进行联机调试,合格后即可使用。PLC在编程前应先对各功能程序段的地址进行规划,以免重复使用同一地址,造成误动。
(1)逻辑功能的设计
  这部分程序主要是完成各变频器、水泵(或风机)的启动停止、联动、联锁及自动投切等等功能,一般在离线状态下就能完成软件逻辑功能的测试。
(2)PID功能的设计
  通过S7-200中的PID向导可完成PID调节程序,具体应用时需根据实际被控设备及采样设备决定其配置。
(3)采样程序的设计
  采样元件使用标准配置时,应注意采样AD转换后的具体数据是否与PID及显示等程序配套,实际制做时还应考虑采样是多路且相关联的情况。
(4)PLC与变频器通信程序的设计
  SIEMENS S7-200PLC与SIEMENS 430等变频器的通信一般使用USS4协议程序来完成,该程序的主要目的是监控变频器的实时运行状态。
(5)其它辅助程序的设计
  PLC程序在实际编程过程中,需考虑对一些程序进行修补,尽量减少程序漏洞,反复推敲,不断的总结完善。

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