中達電通股份有限公司 沈陽機電業務處                孫承志

摘  要：本文主要講述應用臺達自動化產品在給水行業無負壓智能供水系統中整合應用，介紹了恒壓供水控制系統配置和工藝過程，以及臺達PLC、HMI應用技術。

關鍵字：PLC  PID 人機界面 宏指令

恒壓供水主要用于鍋爐、樓宇、工業廠房供水等眾多給水行業，關于恒壓供水項目控制系統技術方案比較成熟，實現方法也比較多，有專用的微機給水控制器、變頻器嵌入式PID反饋恒壓控制、人機界面和PLC整合應用等多種架構，其原理和核心控制思路都是采用PID反饋控制模型，實現無負壓恒壓供水。本文介紹基于臺達觸摸屏PLC的恒壓變頻恒壓供水設計方案，主要體現臺達系統集成應用技術方案提供完善的自動化系統。

根據設備工作要求設定系統給定壓力（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，二者數值大小比較后生成偏差值Et，按照調整好的比例系數Kp、積分系數Ki、微分系數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，達到調節供水管道壓力的控制效果。

臺達PLC主要利用PID指令算法構成反饋控制回路，達到恒壓供水控制要求，原理設計如圖（一）所示。

   

（1）PLC控制程序中管道壓力讀取部分如下：

（2）PLC控制程序中關于采集管道壓力處理如下：

濾除掉06XA模塊采集數字量0～4000之外的數值，根據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。

（3）PLC控制程序中PID指令運用方法如下：

（4）PID指令運算輸出作為變頻器頻率給定信號，同時轉換為頻率數值用于人機界面顯示：

控制系統技術方案配置如表（一）所示。元件表格列舉出控制系統主要控制原件，其他輔助器件未給出。

 

 

表（一）供水自動化系統配置

人機界面設計提供直觀生動的供水管理監控。人機界面主要有三個畫面，實現參數設置和實時顯示，水泵運行動畫顯示，工作方式選擇等功能。主畫面如圖（二）所示。水泵運行動畫動態顯示畫面如圖（三）所示。

 

    水泵運行動畫動態顯示水泵運行的動畫顯示是通過人機界面宏指令來完成的，效果雖沒有工控組態軟件生動，但是還是把工業現場的運行狀態真實表現出來，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根據兩臺水泵不同運行狀態分別調用SubMacro 1和SubMacro 2。

SubMacro 1用于顯示水泵1的動態運行水流動畫顯示。

SubMacro 2用于顯示水泵2的動態運行水流動畫顯示。

 

    臺達機電產品整合應用完成恒壓供水系統功能全面滿足工程需求，用戶十分肯定臺達產品，通過本案介紹提供給成熟可靠的技術方案，應用HMI與PLC集成設計，提供功能全面的自動化控制技術。

［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