臺達自動化產品恒壓供水整合應用

摘要：本文主要講述了臺達自動化產品在給水行業無負壓智能供水系統中整合應用，介紹了恒壓供水控制系統配置和工藝過程，以及臺達PLC、HMI應用技巧。

關鍵字：PLC PID 人機界面 宏指令

1引言
恒壓供水主要用于鍋爐、樓宇、工業廠房供水等眾多給水行業，關于恒壓供水項目屬于老生常談，控制系統技術方案比較成熟，實現方法也比較多，有專用的微機給水控制盒、變頻器自身PID控制，人機界面和PLC整合應用，其原理和核心控制思路都是采用PID控制模型，實現無負壓恒壓供水，本文介紹后一種技術方案實現恒壓供水，主要體現臺達整合應用技術方案提供給客戶完美的自動化體驗。

2 控制系統技術方案配置

附表列舉出控制系統主要控制原件，其他輔助電氣器件不予贅述。


3 控制系統原理概述
PLC主要利用PID指令達到恒壓供水控制要求，如圖1、2所示。

圖1控制系統原理a)


圖2 控制系統原理b)

4控制系統工藝及PLC程序概述
根據設備工作要求設定系統給定壓力（Mpa），作為PID自整定控制模型的SV值，壓力儀表傳感器將被控對象管道壓力（Mpa）實時采集作為PID自整定模型的PV值，二者數值大小比較后生成偏差值Et，按照調整好的比例系數Kp、積分系數Ki、微分系數Kd，PLC控制程序PID指令運算結果控制輸出MV值，轉換為模擬量（0～10V）作為變頻器頻率給定信號，控制變頻器拖動水泵電機輸出不同轉速，達到調節供水管道壓力的控制效果。

圖3

PID指令參數解釋如圖4所示。



圖4 PID指令參數解釋圖

PLC控制程序中管道壓力讀取部分如圖5所示。

圖5 PLC控制程序中管道壓力部分圖

PLC控制程序中關于采集管道壓力處理如圖6所示。

濾除掉06XA模塊采集數字量0～4000之外的數值，根據壓力傳感器和壓力變送器量程對應關系計算出管道實際壓力（MPa）值。



圖6 PLC控制程序中關于采集管道壓力處理圖

PLC控制程序中PID指令運用方法如圖7所示。


圖7 PLC控制程序中PID指令運用方法圖

PID指令運算輸出作為變頻器頻率給定信號，同時轉換為頻率數值用于人機界面顯示，如圖8所示。


圖8 PID指令轉換圖

5人機界面控制畫面組成
人機界面主要有三個畫面：實現參數設置和實時顯示，水泵運行動畫顯示，工作方式選擇等功能。分別介紹如圖9、10所示。

圖9主畫面圖


圖10 PID參數設置畫面圖


圖11 水泵運行動畫動態顯示畫面圖

值得一提的是，水泵運行的動畫顯示是同過人機界面宏指令來完成的，效果雖沒有工控組態軟件那么豪華、賞心悅目，但是也把工業現場的運行狀態真實表現出來，滿足了客戶的需要。

宏指令分為三部分：CLOCK，子宏1，子宏2。

CLOCK Macro根據兩臺水泵不同運行狀態分別調用SubMacro 1和SubMacro 2，如圖11、12。

SubMacro 1用于顯示水泵1的動態運行水流動畫顯示。

圖11 SubMacro 1

SubMacro 2用于顯示水泵2的動態運行水流動畫顯示。


圖12 SubMacro 2


圖13

6總結
臺達自動化產品成功整合應用恒壓供水項目，實際恒壓供水效果良好，完全滿足客戶需求，用戶十分肯定臺達產品，通過本案介紹提供給客戶成熟可靠的技術方案，靈活應用人機、PLC等工控產品，給客戶提供完美的自動化控制產品體驗。

作者簡介：
孫承志 工程師供職于中達電通股份有限公司沈陽機電業務處。

參考文獻：
［1］臺達DVP－PLC應用技術手冊程序篇.
［2］臺達DVP－PLC應用技術手冊特殊模塊篇.
［3］臺達DOP系列人機界面應用技術手冊.
［4］臺達VFD－F系列交流變頻器使用手冊.