摘 要：本文主要講述應用臺達自動化產(chǎn)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應用技術。
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(xiàn)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(xiàn)臺達系統(tǒng)集成應用技術方案提供完善的自動化系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)設計
2.1 恒壓供水原理
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(diào)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(diào)節(jié)供水管道壓力的控制效果。
2.2 臺達PLC的PID控制
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(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。
（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(shù)值用于人機界面顯示：
2.3 配置設計
控制系統(tǒng)技術方案配置如表（一）所示。元件表格列舉出控制系統(tǒng)主要控制原件，其他輔助器件未給出。
表（一）供水自動化系統(tǒng)配置
|
序號 |
元件名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量（臺） |
備注 |
|
1 |
電源模塊 |
DVPPS02 |
1 |
24V，2A |
|
2 |
PLC主機 |
DVP14SS11R2 |
1 |
|
|
3 |
PLC擴展 |
DVP06XA－S |
1 |
A/D、D/A |
|
4 |
變頻器 |
VFD110F43B |
1 |
11KW |
|
5 |
人機界面 |
DOP－AS57BSTD |
1 |
5.7” |
3 基于臺達HMI宏指令的動畫設計
人機界面設計提供直觀生動的供水管理監(jiān)控。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。主畫面如圖（二）所示。水泵運行動畫動態(tài)顯示畫面如圖（三）所示。
圖（二）供水系統(tǒng)主畫面
圖（三）基于臺達HMI宏指令的動畫畫面
水泵運行動畫動態(tài)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(tài)軟件生動，但是還是把工業(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(diào)用SubMacro 1和SubMacro 2。
SubMacro 1用于顯示水泵1的動態(tài)運行水流動畫顯示。
SubMacro 2用于顯示水泵2的動態(tài)運行水流動畫顯示。
4 結束語
臺達機電產(chǎn)品整合應用完成恒壓供水系統(tǒng)功能全面滿足工程需求，用戶十分肯定臺達產(chǎn)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。
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
