IS200EPSMG2A  GE

  
本文介紹了觸摸屏與PLC在變頻節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用及觸摸屏頁面設(shè)計(jì)和PLC的程序設(shè)計(jì)。 
1、引言 
觸摸屏是一種新型可編程控制終端，是新一代高科技人機(jī)界面產(chǎn)品，適用于現(xiàn)場控制，可靠性高，編程簡單，使用維護(hù)方便。在工藝參數(shù)較多又需要人機(jī)交互時(shí)使用觸摸屏，可使整個(gè)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制的功能得到大大的加強(qiáng)。 
PLC有著運(yùn)算速度高、指令豐富、功能強(qiáng)大、可靠性高、使用方便、編程靈活、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各行業(yè)對其生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)的自動(dòng)化程度要求越來越高，采用現(xiàn)代自動(dòng)化控制技術(shù)對減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本起著很重要的作用。觸摸屏結(jié)合PLC 在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用是一種自動(dòng)控制的趨勢。 
觸摸屏和PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的使用，可以讓操作者在觸摸屏中直接設(shè)定目標(biāo)值（壓力及溫度等），通過PLC與實(shí)際值（傳感器的測量值）進(jìn)行比較運(yùn)算，直接向變頻節(jié)能系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)算指令（模擬信號），調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率。并可實(shí)時(shí)監(jiān)控到被控系統(tǒng)實(shí)際值的大小及變頻器內(nèi)的多個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警、記錄等功能。一般PLC結(jié)合觸摸屏的閉環(huán)調(diào)節(jié)的變頻節(jié)能系統(tǒng)如下圖所示。 

圖1 觸摸屏結(jié)合PLC控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)示意圖 
2、閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)用途 
閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)用途很廣，各種場合的變頻節(jié)能系統(tǒng)的拖動(dòng)方式及控制方式各有不同，具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇設(shè)計(jì)。下面列舉一些： 
·中央空調(diào)節(jié)能：冷凍泵、冷卻泵、主機(jī)、卻塔風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管等。 
·恒壓供水：水廠一、二級泵，供水管網(wǎng)增壓泵、大廈供水水泵等 
·鍋爐：引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給水泵等，變頻節(jié)能系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)預(yù)處理信號由鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)、DCS或多沖量控制系統(tǒng)給出。 
·汽輪機(jī)：循環(huán)泵、凝結(jié)泵等，其控制調(diào)節(jié)預(yù)處理信號由汽輪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)及DCS給出。
·純水處理系統(tǒng)：軟化水泵、增壓泵等。 
·潔凈室：增壓風(fēng)機(jī)、FFU群控等等。 
3、整個(gè)閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)的組成設(shè)備及其作用 
(1) PLC選用SIEMENS公司的S7-200系列：由CPU224XP、DIDO模塊、AIAO模塊組成。PLC作為控制單元，是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。其主要的作用要體現(xiàn)以下幾方面： 
① 完成對系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)字量與模擬量的相互轉(zhuǎn)換。 
② 完成對整個(gè)系統(tǒng)的邏輯控制及PID調(diào)節(jié)的運(yùn)算。 
③ 向觸摸屏提供所采集及處理的數(shù)據(jù)，并執(zhí)行觸摸屏發(fā)出的各種指令。 
④ 將PID運(yùn)算的數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)換成模擬信號，作為調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率的控制信號。 
⑤ 通過通信電纜及USS4協(xié)議完成對變頻器內(nèi)部參數(shù)讀寫及控制。 
(2) 觸摸屏采用SIEMENS公司MP370： 其主要作用如下 
① 可實(shí)時(shí)顯示設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。 
② 通過觸摸向PLC發(fā)出指令和數(shù)據(jù),再通過PLC完成對系統(tǒng)或設(shè)備的控制。 
③ 可做成多幅多種監(jiān)控畫面，替代了傳統(tǒng)的電氣操作盤及顯示記錄儀表等，且功能更加強(qiáng)大。 
(3) 變頻器：采用SIEMENS公司440系列，通過USS4協(xié)議可由觸摸屏通過PLC設(shè)置其內(nèi)部的部分參數(shù)，根據(jù)PLC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)（模擬量）值調(diào)節(jié)水泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將其內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)反饋到PLC。 
(4) 壓力、溫度等傳感器：將被控制系統(tǒng)（水系統(tǒng)或風(fēng)系統(tǒng)）的實(shí)際參數(shù)值轉(zhuǎn)變成電信號上傳至PLC。 
(5) 電氣元件：給PLC、觸摸屏、變頻器及傳感器等供電，完成各種操作及驅(qū)動(dòng)等。 
4、觸摸屏畫面設(shè)計(jì) 

觸摸屏畫面由ProTool等專用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后先通過編程電腦調(diào)試，合格后再下載到觸摸屏。觸摸屏畫面總數(shù)應(yīng)在其存儲空間允許的范圍內(nèi)，各畫面之間盡量做到可相互及強(qiáng)制切換。 
（1）主畫面的設(shè)計(jì) 
一般的，可用歡迎畫面或被控系統(tǒng)的主系統(tǒng)畫面作為主畫面，該畫面可進(jìn)入到各分畫面。各分畫面均能一步返回主畫面。若是將被控主系統(tǒng)畫面作為主畫面，則應(yīng)在畫面中顯示被控系統(tǒng)的一些住要參數(shù)，以便在此畫面上對整個(gè)被控系統(tǒng)有大致的了結(jié)。 
（2）控制畫面的設(shè)計(jì) 
該種畫面主要用來控制被控設(shè)備的啟停及顯示變頻器內(nèi)部的參數(shù)，也可將變頻器參數(shù)的設(shè)定做在其中。該種畫面的數(shù)量在觸摸屏畫面中占的多，其具體畫面數(shù)量由實(shí)際被控設(shè)備決定。 
（3）參數(shù)設(shè)置頁面的設(shè)計(jì) 
該畫面主要是對變頻器的內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)還應(yīng)顯示參數(shù)設(shè)定完成的情況，實(shí)際制做時(shí)還應(yīng)考慮加密的問題。 
（4）實(shí)時(shí)趨勢頁面的設(shè)計(jì) 
該畫面住要是以曲線記錄的形式來顯示被控值、變頻器的主要工作參數(shù)（如輸出頻率）等的實(shí)時(shí)狀態(tài)。 
（5）信息記錄頁面的設(shè)計(jì) 
該畫面主要是記錄可能出現(xiàn)的設(shè)備損壞、過載、數(shù)值超范圍和系統(tǒng)急停等故障。另外該畫面還可記錄各設(shè)備啟停操作，作為憑證。 
（6）節(jié)能畫面的設(shè)計(jì) 
該畫面主要是記錄和顯示變頻器的累積用電數(shù)及實(shí)時(shí)節(jié)電狀態(tài)，以便向用戶展示變頻節(jié)能的好處，也可用來與其它的節(jié)電測量作比較。 
5、PLC程序設(shè)計(jì) 
PLC程序由S7-200專用編程軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后通過編程電腦下載到PLC進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，合格后即可使用。PLC在編程前應(yīng)先對各功能程序段的地址進(jìn)行規(guī)劃，以免重復(fù)使用同一地址，造成誤動(dòng)。 
（1）邏輯功能的設(shè)計(jì) 
這部分程序主要是完成各變頻器、水泵（或風(fēng)機(jī)）的啟動(dòng)停止、聯(lián)動(dòng)、聯(lián)鎖及自動(dòng)投切等等功能，一般在離線狀態(tài)下就能完成軟件邏輯功能的測試。 
（2）PID功能的設(shè)計(jì) 
通過S7-200中的PID向?qū)Э赏瓿蒔ID調(diào)節(jié)程序，具體應(yīng)用時(shí)需根據(jù)實(shí)際被控設(shè)備及采樣設(shè)備決定其配置。 
（3）采樣程序的設(shè)計(jì) 
采樣元件使用標(biāo)準(zhǔn)配置時(shí)，應(yīng)注意采樣AD轉(zhuǎn)換后的具體數(shù)據(jù)是否與PID及顯示等程序配套，實(shí)際制做時(shí)還應(yīng)考慮采樣是多路且相關(guān)聯(lián)的情況。 
（4）PLC與變頻器通信程序的設(shè)計(jì) 
SIEMENS S7-200PLC與SIEMENS 430等變頻器的通信一般使用USS4協(xié)議程序來完成，該程序的主要目的是監(jiān)控變頻器的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。 
（5）其它輔助程序的設(shè)計(jì) 
PLC程序在實(shí)際編程過程中，需考慮對一些程序進(jìn)行修補(bǔ)，盡量減少程序漏洞，反復(fù)推敲，不斷的總結(jié)完善。 
結(jié)束語 
在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中采用觸摸屏可以使用戶簡單直觀監(jiān)控整個(gè)中央空調(diào)變頻節(jié)能系統(tǒng)及與其相關(guān)聯(lián)的設(shè)備和系統(tǒng)，提高了整個(gè)被控系統(tǒng)以及企業(yè)的自動(dòng)化程度和硬件檔次。隨著微電腦技術(shù)的不斷發(fā)展，觸摸屏本身的成本也在不斷的降低，再與PLC在系統(tǒng)中使用，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)被控系統(tǒng)自動(dòng)化程度的質(zhì)的飛躍，這必將使觸摸屏與PLC被更多的應(yīng)用在未來的各種生產(chǎn)系統(tǒng)中，并成為自動(dòng)化控制發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn)。
IS200EPSMG2A
IS200EPSMG2A65-0300
67-0300
67-0301
78004654RR
78004657RR
78004660RR
78005069RR
78005102RR
8001-CC-35
8002-CC-85
8003-CC-12
8005-CC-300
8011-CC-35
8012-CC-85
8013-CC-12
8014-CC-180
8016-CC-35
8017-CC-85
8018-CC-12
8019-CC-180
8020-CE-RH
8021-CE-LH
8030-CE-RH
8031-CE-LH
8034-CC-12
8041-CC-35
8042-CC-85
8043-CC-12
8044-CC-20
8060-CC-XT
8080-FC-10
8081-FC-20
8082-FC-30
8085-FC-10
8086-FC-20
8087-FC-30
8090-CC-66
8091-CC-02
8092-CC-02
8092-CC-03
8093-CC-550
8094-CC-400
8096-CC-85
8101-HI-TX
8102-HO-IP
8103-AI-TX
8104-AO-IP
8105-TI-TC
8106-TI-RT
8109-DI-DC
8110-DI-DC
8111-DI-AC
8112-DI-AC
8113-DI-AC
8114-DI-AC
8115-DO-DC
8116-DO-AC
8117-DO-DC
8118-DO-AC
8119-VI-05
8121-DI-DC
8122-DI-DC
8123-PI-QU
8125-DI-DC
8127-DI-SE
8129-IO-DC
8132-AI-UN
8139-SH-DC
8140-DI-AC
8142-DO-DC
8201-HI-IS
8202-HO-IS
8204-AO-IS
8205-TI-IS
8206-TI-IS
8215-DO-IS
8220-DI-IS
8223-PI-IS
8230-AI-IS
8401-FU-2A
8405-LK-ZE
8410-NS-PS
8413-FK-DN
8414-FK-SU
8420-BK-MO
8421-CC-PS
8422-MS-05
8423-TB-PG
8430-TS-MO
8460-CA-CF
8493-TR-BA
8494-TR-MA
8495-TR-BA
8495-TR-LO
8495-TR-MA
8495-TR-SI
8495-TR-SN
8496-TR-BA
8496-TR-EB
8496-TR-IM
8496-TR-RF
8496-TR-TE
8496-TR-TS
8497-TR-CC
8497-TR-CL
8498-SV-MT
8498-TR-SC
8498-TR-SN
8502-BI-DP-V1
8505-BI-MB
8505-BI-MB-V1
8507-BI-DP
8510-MO-NS
8512-IF-HA
8515-BI-PN
8516-BI-PN
8521-AX-MT
8521-CM-MT
8521-EB-MT
8521-HC-MT
8521-LC-MT
8521-PC-MT
8521-RT-DE
8601-FT-NI
8602-FT-ST
8603-FT-FU
8604-FT-FU
8605-FT-TC
8606-FT-RT
8607-FT-TC
8608-FT-NI
8610-FT-NA
8611-FT-FU
8612-FT-NA
8615-FT-4W
8617-FT-NI
8618-FT-MT
8619-FT-MT
8620-FT-MT
8621-FT-IS
8622-FT-IS
8623-FT-IS
8624-FT-IS
8625-FT-IS
8626-FT-IS
8650-FT-PX