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    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(guān)于恒壓供水項目控制系統(tǒng)技術(shù)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(yīng)用等多種架構(gòu)，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(shè)計方案，主要體現(xiàn)臺達系統(tǒng)集成應(yīng)用技術(shù)方案提供完善的自動化系統(tǒng)。

    2 系統(tǒng)設(shè)計

    2.1 恒壓供水原理

    根據(jù)設(shè)備工作要求設(shè)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(jié)果控制輸出MV值，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(gòu)成反饋控制回路，達到恒壓供水控制要求，原理設(shè)計如圖（一）所
     
    （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(guān)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(yīng)關(guān)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(zhuǎn)換為頻率數(shù)值用于人機界面顯示：


 
    2.3 配置設(shè)計

    控制系統(tǒng)技術(shù)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
   

    3 基于臺達HMI宏指令的動畫設(shè)計

    人機界面設(shè)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(shè)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(jié)束語

    臺達機電產(chǎn)品整合應(yīng)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(shù)方案，應(yīng)用HMI與PLC集成設(shè)計，提供功能全面的自動化控制技術(shù)。

    參考文獻

    ［1］臺達DVP－PLC應(yīng)用技術(shù)手冊程序篇

    ［2］臺達DVP－PLC應(yīng)用技術(shù)手冊特殊模塊篇

    ［3］臺達DOP系列人機界面應(yīng)用技術(shù)手冊

    ［4］臺達VFD－F系列交流變頻器使用手冊