一、控制系統(tǒng)概述

本項(xiàng)目為東北某藥廠潔凈室空調(diào)自控系統(tǒng)，分為針劑廠區(qū)控制系統(tǒng)和原料廠區(qū)控制系統(tǒng)兩部分。

針劑廠區(qū)工作場所為一二層建筑，共10臺空調(diào)，采用臺達(dá)PLC DVP系列12SE主機(jī)及擴(kuò)展模塊作為控制器，每臺空調(diào)均配有一臺安裝在控制柜上的HMI人機(jī)界面作為現(xiàn)場端監(jiān)控上位機(jī)監(jiān)控空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，監(jiān)控室內(nèi)設(shè)有一臺主控制電腦，由SCADA監(jiān)控系統(tǒng)對整個針劑廠區(qū)空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況實(shí)施監(jiān)控。

原料廠區(qū)共2臺空調(diào)，采用臺達(dá)PLC DVP系列12SE主機(jī)及擴(kuò)展模塊作為控制器，每臺空調(diào)均配有一臺安裝在控制柜上的HMI人機(jī)界面作為現(xiàn)場端監(jiān)控上位機(jī)監(jiān)控空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，監(jiān)控室內(nèi)設(shè)有一臺主控制電腦，采用臺達(dá)eRemote遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件與現(xiàn)場端上位機(jī)人機(jī)界面同步監(jiān)控空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。此外，由臺達(dá)eServer數(shù)據(jù)存儲軟件記錄空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，并生成電子記錄報(bào)表，方便業(yè)主進(jìn)行回顧分析。

空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控空調(diào)系統(tǒng)中的送風(fēng)風(fēng)速，送風(fēng)/回風(fēng)/房間的溫濕度，每個系統(tǒng)都有幾種模式：工作模式、消毒模式、系統(tǒng)停止，以及消毒模式下的消毒和排毒階段等。控制系統(tǒng)可在各種模式間轉(zhuǎn)換及運(yùn)行，且按季節(jié)分為冬夏季節(jié)控制模式。

同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)將會監(jiān)視新風(fēng)溫度，送/回風(fēng)溫濕度，送風(fēng)風(fēng)速，對超標(biāo)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行報(bào)警，并做電子記錄。對于空調(diào)箱和PLC、變頻器等設(shè)備的故障，監(jiān)控系統(tǒng)也將進(jìn)行監(jiān)控，以保證維護(hù)人員能夠及時(shí)有效地查看整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，快速準(zhǔn)確地查詢和分析設(shè)備故障，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

 二、空調(diào)監(jiān)控方案實(shí)現(xiàn)

1.    硬件配置

針劑廠區(qū)空調(diào)箱K1、K4、K6

針劑廠區(qū)空調(diào)箱K2、K3、K7

針劑廠區(qū)空調(diào)箱K5

針劑廠區(qū)空調(diào)箱K8、K9、 K10

原料廠區(qū)空調(diào)箱K1

 原料廠區(qū)空調(diào)箱K2

2.    控制系統(tǒng)架構(gòu)

三、   控制程序

PLC控制程序采用臺達(dá)ISPSoft軟件編輯，將控制程序分為若干功能塊Function Block（簡稱FB），包括季節(jié)模式FB、消毒模式FB、PID運(yùn)算FB、模擬量處理FB等

 通訊設(shè)置：

模擬量處理FB

季節(jié)模式FB

消毒模式FB

四、 人機(jī)界面（HMI）

1.      主頁面

a)      在主頁面中，設(shè)置溫度【溫度設(shè)定】、濕度【濕度設(shè)定】目標(biāo)值，設(shè)定新風(fēng)閥開度【新風(fēng)閥開度設(shè)定】及送風(fēng)機(jī)頻率【送風(fēng)機(jī)頻率控制】，選擇冬夏模式【冬夏模式切換】，點(diǎn)擊【正常模式】，啟動空調(diào)。

b)     在【控制頁面】中完成消毒時(shí)間設(shè)定后，點(diǎn)擊【消毒模式】按鈕，啟動消毒模式

c)      當(dāng)前頁面會顯示系統(tǒng)手自動狀態(tài)、送風(fēng)機(jī)啟停狀態(tài)和風(fēng)機(jī)啟停狀態(tài)

d)     空調(diào)運(yùn)行參數(shù)（新風(fēng)/送風(fēng)/回風(fēng)溫濕度，閥門開度…）會顯示在當(dāng)前頁面

e)     當(dāng)初/中效濾網(wǎng)出現(xiàn)阻塞狀態(tài)時(shí)，濾網(wǎng)會變成紅色警戒色

f)      當(dāng)閥門打開時(shí)，對應(yīng)區(qū)段會有顏色變化的動畫效果，例如當(dāng)一次加熱閥打開后，一次加熱段會變成紅色，示意處于加熱狀態(tài)

g)     當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會有轉(zhuǎn)動效果

2.      輸入密碼

a)      在切換至控制頁面時(shí)，會彈出密碼輸入對話框提示用戶輸入密碼，以開啟控制頁面，若密碼輸入不正確，則無法打開控制頁面，防止非工作人員誤操作。

b)     在設(shè)置【溫度設(shè)定】值、【濕度設(shè)定】值，調(diào)整【新風(fēng)閥開度】、【送風(fēng)機(jī)頻率控制】參數(shù)時(shí)，會彈出密碼輸入對話框提示用戶輸入密碼，以開啟控制頁面，若密碼輸入不正確，則無法打開控制頁面，防止非工作人員誤操作。

3.      控制頁面

開啟控制頁面后，可設(shè)定控制參數(shù)

a)      在消毒模式啟動前，需在控制頁面中設(shè)置消毒時(shí)間【消毒階段設(shè)定時(shí)間】和排毒時(shí)間【排毒階段設(shè)定時(shí)間】

b)     排風(fēng)機(jī)啟停模式默認(rèn)為【同啟同停】，可點(diǎn)擊其他兩個按鈕選擇【獨(dú)立啟停】和【獨(dú)啟同停】模式

c)      當(dāng)排風(fēng)機(jī)啟停模式選擇為【獨(dú)立啟停】和【獨(dú)啟同停】模式時(shí)，右側(cè)的排風(fēng)機(jī)啟停按鈕有效，可通過點(diǎn)擊【啟動】、【停止】按鈕，在當(dāng)前模式下控制風(fēng)機(jī)啟停

d)     設(shè)置除濕模式上下限，在環(huán)境濕度達(dá)到【濕度上限值】時(shí)迅速除濕，至【濕度下限值】時(shí)，結(jié)束迅速除濕

e)     在手動狀態(tài)時(shí)，【新風(fēng)閥手動控制 關(guān)閉/開啟】按鈕會出現(xiàn)，此時(shí)，通過點(diǎn)擊此按鈕控制新風(fēng)閥開關(guān)，新風(fēng)閥開度全開100%或全關(guān)0%

控制頁面右側(cè)為空調(diào)控制PID參數(shù)——【一次熱水閥PID控制參數(shù)】、【二次熱水閥PID控制參數(shù)】、【表冷器PID控制參數(shù)】、【加濕器PID控制參數(shù)】

4.      切換至校正頁面

在控制頁面左上角有一隱藏區(qū)域，點(diǎn)擊后，輸入密碼，切換至【校正頁面】

5.      校正頁面

在【校正頁面】中，可輸入校正值，以校正新風(fēng)溫度等參數(shù)

報(bào)警頁面

a)      故障報(bào)警

【排風(fēng)機(jī)故障】——排風(fēng)機(jī)存在故障

【變頻器故障】——變頻器存在故障

【送風(fēng)機(jī)壓差】——當(dāng)送風(fēng)機(jī)異常時(shí)，則送風(fēng)機(jī)兩側(cè)無壓差，會產(chǎn)生報(bào)警

【風(fēng)機(jī)接觸器故障】——風(fēng)機(jī)接觸器存在故障

【初效濾網(wǎng)】——初效濾網(wǎng)阻塞

【中校濾網(wǎng)】——中校濾網(wǎng)阻塞

【防凍開關(guān)】——新風(fēng)溫度過低，防凍開關(guān)動作

b)     溫濕度異常報(bào)警

設(shè)定溫濕度上下限，當(dāng)環(huán)境溫濕度超出限值，即產(chǎn)生報(bào)警【過高】、【過低】

c)      當(dāng)PLC模擬量模塊出現(xiàn)異常時(shí)，對應(yīng)異常指示燈會由綠色變紅，以警戒當(dāng)前異常狀態(tài)

d)     點(diǎn)擊【故障指示燈顯示說明】黃色標(biāo)識，進(jìn)入【故障指示燈顯示說明頁】

e)     【報(bào)警復(fù)位】——對部分報(bào)警進(jìn)行復(fù)位

6.      故障指示燈顯示說明

故障指示燈顯示當(dāng)前故障燈號，在下部查詢當(dāng)前故障，以確定當(dāng)前PLC模擬量模塊異常狀況

五、 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）

1.    登陸頁面說明：

設(shè)有管理員、操作員及系統(tǒng)管理員三種登陸身份，輸入正確的密碼即可進(jìn)入監(jiān)控畫面。主畫面如下：

說明：

a)     此畫面為主畫面——樓層畫面1F、2F，按照現(xiàn)場CAD圖紙建模，與現(xiàn)場建筑結(jié)構(gòu)及空調(diào)箱位置高度一致；

b)     點(diǎn)擊空調(diào)箱上方的數(shù)字就可以進(jìn)入該空調(diào)監(jiān)控畫面；

c)     當(dāng)有故障報(bào)警時(shí)，空調(diào)箱會閃爍紅色以提示監(jiān)控者查看當(dāng)前警情

2.    PLC控制器升位圖畫面

說明：

a)     此畫面為PLC升位圖畫面，顯示整個監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)；

b)     畫面上PLC型號及擴(kuò)展模塊個數(shù)與現(xiàn)場完全一致；

c)     當(dāng)某一空調(diào)有故障報(bào)警產(chǎn)生，其對應(yīng)的PLC控制器將變?yōu)榧t色或黃色報(bào)警，以顯示不同程度的警情；

d)     當(dāng)PLC與上位機(jī)軟件監(jiān)控系統(tǒng)間的通訊中斷時(shí)，該PLC會變暗，以提醒維護(hù)人員查看設(shè)備連接狀況

 3.    空調(diào)監(jiān)控畫面

說明：

與人機(jī)界面控制功能相似，此畫面為空調(diào)監(jiān)控畫面，可直觀地查看并設(shè)定溫濕度、風(fēng)速、風(fēng)機(jī)頻率，選擇工作模式、季節(jié)模式、排風(fēng)機(jī)啟停模式，啟停風(fēng)機(jī)，設(shè)定PID參數(shù)、閥門開度、除濕上下限、消排毒時(shí)間…

a)     根據(jù)空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，加熱、表冷、加濕段的蒸汽、水閥開度都會表現(xiàn)出顏色變化的動態(tài)效果

b)     風(fēng)機(jī)扇葉也會根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)臺呈現(xiàn)出轉(zhuǎn)動的動畫效果

c)     初效濾網(wǎng)、中效濾網(wǎng)阻塞時(shí)，會以紅色警戒色提醒操作人員處理，風(fēng)機(jī)異常會有WARNING紅色字樣提示操作人員切換至報(bào)警記錄窗中查看

4.    報(bào)警畫面

說明：

a)     此頁為報(bào)警畫面，可在報(bào)警記錄窗中查看當(dāng)前報(bào)警，及歷史報(bào)警記錄

b)     報(bào)警記錄窗中的報(bào)警信息默認(rèn)為紅色字顯示，綠色字代表已解除的警情，報(bào)警時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間都會被記錄，報(bào)警值與恢復(fù)值、警情處理人員的信息也會被記錄下來

c)     報(bào)警記錄窗右側(cè)為溫濕度報(bào)警限值設(shè)定窗

5.報(bào)表畫面（實(shí)時(shí)報(bào)表和歷史報(bào)表）

實(shí)時(shí)報(bào)表

說明：

報(bào)表查詢畫面，可查詢當(dāng)前空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的實(shí)時(shí)報(bào)表，也可以通過設(shè)定查詢時(shí)間段，查詢歷史數(shù)據(jù)報(bào)表，并進(jìn)行保存、打印、頁面設(shè)定等操作

6.趨勢曲線畫面（實(shí)時(shí)趨勢曲線和歷史趨勢曲線）

l  實(shí)時(shí)趨勢曲線

實(shí)時(shí)趨勢曲線畫面，可動態(tài)添加、刪除、隱藏變量曲線，對不同變量的變化趨勢進(jìn)行比較分析

l  歷史趨勢曲線

歷史趨勢曲線畫面中，可對變量的歷史變化趨勢，分時(shí)分段的進(jìn)行查看，在趨勢曲線顯示框下部為曲線數(shù)值框，當(dāng)取樣游標(biāo)點(diǎn)擊曲線時(shí)，會獲取當(dāng)前變量值，同時(shí)變量的最大、最小、平均值在數(shù)值框中也有體現(xiàn)

7.     事件記錄畫面

說明：

l  事件記錄畫面中，普通用戶可以進(jìn)行密碼修改的相關(guān)操作，管理員可對用戶進(jìn)行添加、刪除和密碼管理操作；此外，所有成員的登陸、操作信息會被記錄下來，有利于管理者對空調(diào)控系統(tǒng)的管理

六、 結(jié)束語

臺達(dá)HVAC解決方案配合SCADA監(jiān)控系統(tǒng)的生動展示，使得整體方案無論在功能操作還是畫面展示效果方面都得到了客戶的認(rèn)可。

作者簡介：

孫健, 男，出生于1990年，畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)，通信工程專業(yè)。現(xiàn)任臺達(dá)集團(tuán)機(jī)電事業(yè)群應(yīng)用技術(shù)中心系統(tǒng)整合部專案工程師，從事工業(yè)自動化產(chǎn)品方案整合與系統(tǒng)開發(fā)。

蘇長春, 男，出生于1985年，吉林師范大學(xué)，電子聲像專業(yè)。現(xiàn)任臺達(dá)集團(tuán)--中達(dá)電通股份有限公司機(jī)電事業(yè)部應(yīng)用工程師，從事工業(yè)自動化產(chǎn)品方案整合與系統(tǒng)開發(fā)，具有多年從事臺達(dá)工業(yè)自動化產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)及HVAC，試驗(yàn)機(jī)、汽車等行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。