触摸屏与PLC在闭环控制系统的应用

触摸屏与PLC在闭环控制系统中的应用触摸屏是一种新型的可编程控制终端，是新一代高科技人机接口产品，适用于现场控制，可靠性高，编程简单，维护方便。 在工艺参数多需要人机交互时使用触摸屏，可大幅度增强生产整体的自动控制功能。PLC具有运算速度高、指令丰富、功能强、可靠性高、使用方便、编程灵活、抗干扰性强等特点。 近年来，随着科技的进步，对各行业生产设备和系统的自动化要求越来越高，采用现代自动化控制技术对减轻劳动强度、优化生产技术、提高劳动生产率、降低生产成本起着重要作用。 触摸屏与PLC相结合的闭环控制在变频节能系统中的应用是自动控制的流程。触摸面板和PLC的闭环控制在逆变器节能系统中的使用，是通过在触摸面板上直接设定目标值(压力和温度等)，比较运算PLC和实际的值(传感器的测定值)，向逆变器节能系统直接发送运算指令(模拟信号)，调节逆变器的输出频率可实时监视控制对象系统的实际值大小和变频器内的多个参数，实现警报和记录等功能。 组合了一般的PLC和触摸屏闭环调节的变频器节能系统如下图所示。闭环控制的变频节能系统用途广泛，不同情况下变频节能系统的拖动方式和控制方式各不相同，具体应用要根据情况选择设计。 以下是一些例子中央空调节能：冷冻泵、冷却泵、主体、冷却塔风扇、鼓风机盘管等。恒压供水：水厂一、二级泵、供水管网加压泵、大楼供水泵等锅炉：送风机、送风机、给水泵等变频节能系统的控制调节前处理信号由锅炉自动控制系统、DCS或多脉冲控制系统提供。汽轮机：循环泵、冷凝泵等，其控制调整前处理信号由汽轮机自动控制系统和DCS提供。纯水处理系统：软化泵、加压泵等。洁净室：助力风扇、FFU群控制等。闭环控制总体变频节能系统的组成设备及其作用：(1)PLC由SIEMENS公司的S7-200系列： CPU224XP、DI/DO模块、AI/AO模块构成。 PLC作为控制单元，是系统整体控制的核心。 主要职责包括：完成系统各种数据的收集和数字量与模拟量的相互转换。完成系统整体的逻辑控制和PID调节的运算。将收集处理过的数据提供给触摸面板，执行来自触摸面板的各种指令。PID运算部的数据结果被转换成模拟信号，成为调节逆变器的输出频率的控制信号。通过通信电缆和USS4协议完成变频器内部参数的读写和控制。(2)触摸面板采用SIEMENS公司MP370，主要作用如下可实时显示设备和系统的运行状态。通过触摸向PLC发出指令和数据，通过PLC完成系统和设备的控制。能够代替以往的电气操作盘和显示记录仪等，制作多种监视画面，具有更强大的功能。(3)变频器：采用SIEMENS公司440系列，通过USS4协议从触摸屏通过PLC设定其内部参数的一部分，根据从PLC传送来的数据(模拟)值调节泵和风扇的转速，将其内部的运转参数输入PLC(4)压力、温度等传感器：将被控制系统(水系或风系统)的实际参数值转换为电信号并上传到PLC。(5)电气部件：向PLC、触摸屏、变频器、传感器等供电，完成各种操作和驱动等。触摸屏画面设计触摸屏画面采用ProTool等专用软件设计，通过编程计算机调试合格后下载到触摸屏。 触摸屏画面的总数应该在其存储空间允许的范围内，在各画面之间尽可能相互以及强制性地切换。(1)主画面的设计通常，欢迎屏幕和受控系统的主系统屏幕是主屏幕，并且该屏幕可以进入每个屏幕。 各画面可以一步一步地返回主画面。 在将被控制主系统的画面作为主画面的情况下，为了在该画面中大致结束被控制整体，在画面中显示被控制系统的几个住持参数。(2)控制画面的设计该画面主要是用于控制被控制设备的起停、显示变频器内部的参数的画面，也可以设定变频器参数。 这种画面的数量在触摸面板画面中最多，其具体的画面数量取决于实际控制的设备。(3)参数设定页面的设计该画面主要设定变频器的内部参数，同时显示参数的设定完成，在实际创建时还需要考虑加密问题。(4)实时趋势页面的设计该画面以图形记录的形式显示控制值、逆变器的主要动作参数(输出频率等)等实时状态。(5)信息记录页面的设计该画面主要记录可能发生的设备损坏、过载、数值范围外、系统紧急停止等故障。 此外，该画面还可以将各设备的停止操作记录为证书。(6)节能画面的设计该画面主要记录并显示逆变器的累积消耗电力数量和实时节电状态，从而向用户显示逆变器的节能优点，并与其他节电测量进行比较。PLC程序设计PLC程序通过S7-200专用的编程软件设计，从编程计算机下载到PLC中进行在线调试，合格后可以使用。 PLC在编程前，请规划各功能段的地址，反复使用相同的地址，以免误动作。(1)逻辑功能的设计该部分程序主要完成各逆变泵(或鼓风机)的启动停止、联动、联锁、自动切断等功能，一般可在离线状态下完成软件逻辑功能的测试。(2)PID功能的设计S7-200的PID向导可以完成PID调节程序，并且在具体的应用中，需要根据实际的受控设备或采样设备来确定其配置。(3)抽样程序的设计标准配置采样元件时，请注意采样A/D转换后的具体数据是否与PID和显示等程序组合，实际上也要考虑采样多重相关。(4)PLC和逆变器通信程序的设计SIEMENS S7-200PLC与SIEMENS 430等逆变器的通信一般使用USS4协议程序进行，该程序的主要目的是监视逆变器的实时运行状态。(五)其他辅助程序的设计PLC程序在实际编程过程中，要考虑修补一些程序，尽量减少程序的脆弱性，反复推敲，不断完善。结语闭环控制的变频节能系统采用触摸屏，用户能够直观监控中央空调变频节能系统及其相关设备和系统，