西門子觸摸屏與PLC閉環(huán)控制的變頻器使用

時(shí)間：2023-04-28作者：上海佑湘自動(dòng)化科技有限公司瀏覽：115

本文介紹了基于西門子觸摸屏與PLC閉環(huán)控制的變頻器節(jié)能改造系統(tǒng)，　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(cè)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(hào)），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。

1、西門子觸摸屏結(jié)合西門子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(shì)。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(cè)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(hào)），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(chǎng)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(jí)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(hào)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(hào)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**。其主要的作用要體現(xiàn)以下幾方面：① 完成對(duì)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(duì)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)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，作為調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率的控制信號(hào)。⑤ 通過通信電纜及USS4協(xié)議完成對(duì)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(duì)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*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(hào)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**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(chǔ)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)的一些主要參數(shù)，以便在此畫面上對(duì)整個(gè)被控系統(tǒng)有大致的了解。（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(duì)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)際制作時(shí)還應(yīng)考慮加密的問題。（4）實(shí)時(shí)趨勢(shì)頁面的設(shè)計(jì)　　該畫面主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*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(cè)量作比較。5、PLC程序設(shè)計(jì)　　PLC程序由S7-200**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(duì)各功能程序段的進(jìn)行規(guī)劃，以免重復(fù)使用同一，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。（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)際制作時(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(duì)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。


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  詞條說明

• 什么是西門子模塊

  西門子兼容模塊是西門子200和300系列的PLC上面的模塊，外形與西門子模塊相近，又有自己的商標(biāo)權(quán)利。功能完全兼容西門子PLC且在原有基礎(chǔ)上有擴(kuò)展。如：8路熱電偶模塊。32路數(shù)字量模塊。完全與西門子CPU兼容，在精度方面有加強(qiáng)。數(shù)字量模塊數(shù)字量擴(kuò)展模塊可以方便地?cái)U(kuò)展S7-200系列PLC的數(shù)字量輸 入/輸出通道擴(kuò)展模塊具有與CPU相同的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，通過總路線互相連接高密度輸入模塊可供選擇，增強(qiáng)擴(kuò)展能

• 西門子觸摸屏常見故障解決方法及原因

  西門子觸摸屏維修常見故障及原因西門子觸摸屏維修常見故障及原因(1) 故障一：觸摸偏差現(xiàn)象1：手指所觸摸的位置與鼠標(biāo)箭頭沒有重合。原因1：安裝完驅(qū)動(dòng)程序后，在進(jìn)行校正位置時(shí)，沒有垂直觸摸靶心正中位置。解決1：重新校正位置?，F(xiàn)象2：部分區(qū)域觸摸準(zhǔn)確，部分區(qū)域觸摸有偏差。 原因2：表面聲波觸摸屏四周邊上的聲波反射條紋上面積累了大量的塵土或水垢，影響了聲波信號(hào)的傳遞所造成的。解決2：清潔觸摸屏，特別注意要

• 西門子觸摸屏介紹

  高過載能力，內(nèi)置制動(dòng)單元；西門子觸摸屏控制功能，西門子觸摸屏保護(hù)功能。西門子觸摸屏功能強(qiáng)大，多面手，應(yīng)用廣泛----MicroMaster440是全新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它 術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)具備*強(qiáng)的過載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合。創(chuàng)新的BiCo功能有無可比擬的靈活性。詳細(xì)資料:西門子觸摸屏詳細(xì)資料說明：主要特征：200V-240V±10%，單相/三相，

• 西門子觸摸屏怎樣直接控制多臺(tái)變頻器？

  首先要看西門子的哪款觸摸屏了：現(xiàn)在市面上主流的西門子觸摸屏有ARTLINE系列（精彩面板），KTP系列（精簡(jiǎn)面板），TP系列（精智面板），性能和價(jià)格都是逐級(jí)提高的。首先ARTLINE系列，自帶串口和以太網(wǎng)口，因此可以采用485串口通過Modbus RTU通訊的方式來進(jìn)行控制多臺(tái)變頻器。然后是KTP系列，KTP系列的訂貨號(hào)分為PN接口和DP接口兩種（二選一），PN接口支持以太網(wǎng)通訊，DP接口支持串口