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沈陽機電業(yè)務處 FAE 孫承志
摘要：本文主要講述了臺達自動化產品在給水行業(yè)無負壓智能供水系統(tǒng)中整合應用，介紹了恒壓供水控制系統(tǒng)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(yè)廠房供水等眾多給水行業(yè)，關于恒壓供水項目屬于老生常談，控制系統(tǒng)技術方案比較成熟，實現(xiàn)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(xiàn)無負壓恒壓供水，本文介紹后一種技術方案實現(xiàn)恒壓供水，主要體現(xiàn)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(tǒng)技術方案配置
附表列舉出控制系統(tǒng)主要控制原件，其他輔助電氣器件不予贅述。
附表 元件表
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序號 |
元件名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量（臺） |
備注 |
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1 |
電源模塊 |
DVPPS02 |
1 |
24V，2A |
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2 |
PLC主機 |
DVP14SS11R2 |
1 |
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3 |
PLC擴展 |
DVP06XA－S |
1 |
A/D、D/A |
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4 |
變頻器 |
VFD110F43B |
1 |
11KW |
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5 |
人機界面 |
DOP－AS57BSTD |
1 |
5.7” |
3 控制系統(tǒng)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(tǒng)原理a)
圖2 控制系統(tǒng)原理b)
4控制系統(tǒng)工藝及PLC程序概述
根據(jù)設備工作要求設定系統(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象管道壓力（Mpa）實時采集作為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(jié)供水管道壓力的控制效果。
圖3
PID指令參數(shù)解釋如圖4所示。 
圖4 PID指令參數(shù)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(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(shù)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(xiàn)參數(shù)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(shù)設置畫面圖
圖11 水泵運行動畫動態(tài)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(tài)軟件那么豪華、賞心悅目，但是也把工業(yè)現(xiàn)場的運行狀態(tài)真實表現(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)兩臺水泵不同運行狀態(tài)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(tài)運行水流動畫顯示。
圖11 SubMacro 1
SubMacro 2用于顯示水泵2的動態(tài)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(yè)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.
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