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中達(dá)電通股份有限公司 沈陽機(jī)電業(yè)務(wù)處 孫承志
摘 要：本文主要講述應(yīng)用臺(tái)達(dá)自動(dòng)化產(chǎn)品在給水行業(yè)無負(fù)壓智能供水系統(tǒng)中整合應(yīng)用，介紹了恒壓供水控制系統(tǒng)配置和工藝過程，以及臺(tái)達(dá)PLC、HMI應(yīng)用技術(shù)。
關(guān)鍵字：PLC PID 人機(jī)界面 宏指令
1 引言
恒壓供水主要用于鍋爐、樓宇、工業(yè)廠房供水等眾多給水行業(yè)，關(guān)于恒壓供水項(xiàng)目控制系統(tǒng)技術(shù)方案比較成熟，實(shí)現(xiàn)方法也比較多，有專用的微機(jī)給水控制器、變頻器嵌入式PID反饋恒壓控制、人機(jī)界面和PLC整合應(yīng)用等多種架構(gòu)，其原理和核心控制思路都是采用PID反饋控制模型，實(shí)現(xiàn)無負(fù)壓恒壓供水。本文介紹基于臺(tái)達(dá)觸摸屏PLC的恒壓變頻恒壓供水設(shè)計(jì)方案，主要體現(xiàn)臺(tái)達(dá)系統(tǒng)集成應(yīng)用技術(shù)方案提供完善的自動(dòng)化系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 恒壓供水原理
根據(jù)設(shè)備工作要求設(shè)定系統(tǒng)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(duì)象管道壓力（Mpa）實(shí)時(shí)采集作為PID自整定模型的PV值，二者數(shù)值大小比較后生成偏差值Et，按照調(diào)整好的比例系數(shù)Kp、積分系數(shù)Ki、微分系數(shù)Kd，PLC控制程序PID指令運(yùn)算結(jié)果控制輸出MV值，轉(zhuǎn)換為模擬量（0～10V）作為變頻器頻率給定信號(hào)，控制變頻器拖動(dòng)水泵電機(jī)輸出不同轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)供水管道壓力的控制效果。
2.2 臺(tái)達(dá)PLC的PID控制
臺(tái)達(dá)PLC主要利用PID指令算法構(gòu)成反饋控制回路，達(dá)到恒壓供水控制要求，原理設(shè)計(jì)如圖（一）所示。  
（1）PLC控制程序中管道壓力讀取部分如下：
（2）PLC控制程序中關(guān)于采集管道壓力處理如下：
濾除掉06XA模塊采集數(shù)字量0～4000之外的數(shù)值，根據(jù)壓力傳感器和壓力變送器量程對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算出管道實(shí)際壓力（MPa）值。
（3）PLC控制程序中PID指令運(yùn)用方法如下：
（4）PID指令運(yùn)算輸出作為變頻器頻率給定信號(hào)，同時(shí)轉(zhuǎn)換為頻率數(shù)值用于人機(jī)界面顯示：
2.3 配置設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)技術(shù)方案配置如表（一）所示。元件表格列舉出控制系統(tǒng)主要控制原件，其他輔助器件未給出。
表（一）供水自動(dòng)化系統(tǒng)配置
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序號(hào) |
元件名稱 |
型號(hào)規(guī)格 |
數(shù)量（臺(tái)） |
備注 |
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1 |
電源模塊 |
DVPPS02 |
1 |
24V，2A |
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2 |
PLC主機(jī) |
DVP14SS11R2 |
1 |
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3 |
PLC擴(kuò)展 |
DVP06XA－S |
1 |
A/D、D/A |
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4 |
變頻器 |
VFD110F43B |
1 |
11KW |
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5 |
人機(jī)界面 |
DOP－AS57BSTD |
1 |
5.7” |
3 基于臺(tái)達(dá)HMI宏指令的動(dòng)畫設(shè)計(jì)
人機(jī)界面設(shè)計(jì)提供直觀生動(dòng)的供水管理監(jiān)控。人機(jī)界面主要有三個(gè)畫面，實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和實(shí)時(shí)顯示，水泵運(yùn)行動(dòng)畫顯示，工作方式選擇等功能。主畫面如圖（二）所示。水泵運(yùn)行動(dòng)畫動(dòng)態(tài)顯示畫面如圖（三）所示。
圖（二）供水系統(tǒng)主畫面
圖（三）基于臺(tái)達(dá)HMI宏指令的動(dòng)畫畫面
水泵運(yùn)行動(dòng)畫動(dòng)態(tài)顯示水泵運(yùn)行的動(dòng)畫顯示是通過人機(jī)界面宏指令來完成的，效果雖沒有工控組態(tài)軟件生動(dòng)，但是還是把工業(yè)現(xiàn)場的運(yùn)行狀態(tài)真實(shí)表現(xiàn)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(jù)兩臺(tái)水泵不同運(yùn)行狀態(tài)分別調(diào)用SubMacro 1和SubMacro 2。
SubMacro 1用于顯示水泵1的動(dòng)態(tài)運(yùn)行水流動(dòng)畫顯示。
SubMacro 2用于顯示水泵2的動(dòng)態(tài)運(yùn)行水流動(dòng)畫顯示。
4 結(jié)束語
臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品整合應(yīng)用完成恒壓供水系統(tǒng)功能全面滿足工程需求，用戶十分肯定臺(tái)達(dá)產(chǎn)品，通過本案介紹提供給成熟可靠的技術(shù)方案，應(yīng)用HMI與PLC集成設(shè)計(jì)，提供功能全面的自動(dòng)化控制技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
［1］臺(tái)達(dá)DVP－PLC應(yīng)用技術(shù)手冊程序篇
［2］臺(tái)達(dá)DVP－PLC應(yīng)用技術(shù)手冊特殊模塊篇
［3］臺(tái)達(dá)DOP系列人機(jī)界面應(yīng)用技術(shù)手冊
［4］臺(tái)達(dá)VFD－F系列交流變頻器使用手冊
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