西門子變頻器代理商6SE6420-2UC13-7AA1       西門子變頻器代理商6SE6420-2UC13-7AA1 

2、系統(tǒng)主要硬件組成

系統(tǒng)硬件由可編程控制器（含數(shù)字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入模塊）、觸摸屏一臺(tái)、變頻器、傳感器及若干電器元件組成。各部分說明如下：

(1) PLC：選用SIEMENS公司的S7-200系列CPU224（配數(shù)字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入模塊）。通過接收開關(guān)量、模擬量輸入經(jīng)處理后輸出開關(guān)量、模擬量去控制繼電器的動(dòng)作，同時(shí)與觸摸屏進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，為觸摸屏的顯示提供數(shù)據(jù)，并對于觸摸屏發(fā)出的信息進(jìn)行處理等。

(2) 觸摸屏采用SIEMENS公司MP370。實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，與PLC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和交換，將設(shè)定參數(shù)寫入PLC，也可將PLC、傳感器及變頻器內(nèi)部參數(shù)讀入觸摸屏，實(shí)現(xiàn)了模擬量、數(shù)字量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，目標(biāo)值的設(shè)定以及報(bào)警記錄等。

(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及觸摸屏。

(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和觸摸屏。

(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。

3、觸摸屏特點(diǎn)功能 觸摸屏監(jiān)控器是90年代出現(xiàn)的新型可編程終端，是新一代高科技人機(jī)界面產(chǎn)品。適于在惡劣的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用，作為人機(jī)界面可代替普通或工控計(jì)算機(jī)，具有交互性好，可靠性高，編程簡單，與PLC聯(lián)結(jié)簡便等特點(diǎn)。觸摸屏的主要功能有：

(1) 主要用于實(shí)時(shí)顯示設(shè)備或系統(tǒng)在操作狀態(tài)方面的實(shí)時(shí)信息。

(2) 觸摸屏上的觸摸按鈕可產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)信號(hào)、數(shù)字信號(hào)（數(shù)值）、字符給PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,從而產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作控制系統(tǒng)或設(shè)備的運(yùn)行。

(3) 可多幅畫面重疊或切換顯示，顯示圖形、字符串、報(bào)警信息、歷史記錄、趨勢圖等。

4、PLC在系統(tǒng)中的作用

PLC作為控制單元，是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。通過接收開關(guān)量、模擬量輸入經(jīng)處理后輸出開關(guān)量、模擬量去控制繼電器、變頻器及電磁閥等的動(dòng)作，主要體現(xiàn)以下幾方面的作用：

1) 初始化變量，設(shè)置自由通訊口協(xié)議和中斷協(xié)議。

2) 與觸摸屏進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，為觸摸屏的顯示提供數(shù)據(jù)，并對觸摸屏輸入的信息進(jìn)行處理。

3) 完成數(shù)字量與模擬量的相互轉(zhuǎn)換。

4) 邏輯控制及PID等運(yùn)算。

5) 發(fā)送模擬（數(shù)字）等調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率。

6) 通過USS4協(xié)議讀寫變頻器內(nèi)部參數(shù)。

7) 判錯(cuò)傳遞數(shù)據(jù)信息、報(bào)警信息等。

5、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)，然后從支持工具（個(gè)人電腦）中下載到觸摸屏即可使用。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)

在支持工具上，創(chuàng)建一個(gè)歡迎頁面或被控主系統(tǒng)畫面作為主畫面，該畫面嫩進(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)的一些住要參數(shù)，以便在此畫面上對整個(gè)被控系統(tǒng)有大至的了結(jié)。

(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)際制做時(shí)還應(yīng)考慮加密的問題。

(4) 實(shí)時(shí)趨勢頁面的設(shè)計(jì)

該畫面住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)值超范圍和系統(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)電測量作比較。

6、結(jié)束語

在變頻節(jié)能系統(tǒng)中采用觸摸屏作為人機(jī)交互工具，簡單直觀，便于操作；提高了整個(gè)變頻節(jié)能系統(tǒng)以及企業(yè)的硬件檔次。隨著微電腦技術(shù)的不斷發(fā)展，觸摸屏本身的成本也在不斷的降低，再與PLC在系統(tǒng)中結(jié)合使用，在幾乎未提高系統(tǒng)裝置多少成本的前提下，就實(shí)現(xiàn)了整個(gè)被控系統(tǒng)的質(zhì)的飛躍，這種結(jié)合必將更多的應(yīng)用在未來的各種生產(chǎn)系統(tǒng)中，并成為自動(dòng)化控制發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn)。

觸摸屏和PLC與變頻器的組合應(yīng)用

在工業(yè)現(xiàn)場控制領(lǐng)域，可編程控制器（PLC）一直起著重要的作用。隨著國家在供水行業(yè)的投資力度加大，水廠運(yùn)行自動(dòng)化水平不斷提高，PLC在供水行業(yè)應(yīng)用逐步增多。觸摸屏與PLC配套使用，使得PLC的應(yīng)用更加靈活，同時(shí)可以設(shè)置參數(shù)、顯示數(shù)據(jù)、以動(dòng)畫等形勢描繪自動(dòng)化過程，使得PLC的應(yīng)用可視化。

　　變頻恒壓供水成為供水行業(yè)的一個(gè)主流，是保證供水管網(wǎng)在恒壓狀態(tài)的重要手段。現(xiàn)代變頻器完善的網(wǎng)絡(luò)通信功能，為電機(jī)的同步運(yùn)行，遠(yuǎn)距離集中控制和在線監(jiān)控等提供了必要的支持。通過與PLC連接的觸摸屏，可以使控制更加形象、直觀，操作更加簡單、方便。

　　組合應(yīng)用PLC、觸摸屏及變頻器，采用通信方式對變頻器進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)變頻恒壓供水。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　變頻恒壓供水系統(tǒng)原理如圖1所示，系統(tǒng)主要由PLC、變頻器、觸摸屏、壓力變送器、動(dòng)力及控制線路以及泵組組成。用戶可以通過觸摸屏了解和控制系統(tǒng)的運(yùn)行，也可以通過控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)來了解和控制系統(tǒng)的運(yùn)行。通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力變送器，把出口壓力信號(hào)變成4～20mA或0～10V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入PLC內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)PID運(yùn)算與給定壓力參數(shù)進(jìn)行比較，輸出運(yùn)行頻率到變頻器?？刂葡到y(tǒng)由變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)供水量，根據(jù)用水量的不同，PLC頻率輸出給定變頻器的運(yùn)行頻率，從而調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒壓供水。PLC設(shè)定的內(nèi)部程序驅(qū)動(dòng)I/O端口開關(guān)量的輸出來實(shí)現(xiàn)切換交流接觸器組，以此協(xié)調(diào)投入工作的水泵電機(jī)臺(tái)數(shù)，并完成電機(jī)的啟停、變頻與工頻的切換。通過調(diào)整投入工作的電機(jī)臺(tái)數(shù)和控制電機(jī)組中一臺(tái)電機(jī)的變頻轉(zhuǎn)速，使系統(tǒng)管網(wǎng)的工作壓力始終穩(wěn)定，進(jìn)而達(dá)到恒壓供水的目的。

工作原理

　　該系統(tǒng)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行方式。手動(dòng)方式時(shí)，通過觸摸屏或控制柜上的啟動(dòng)和停止按鈕控制水泵運(yùn)行，可根據(jù)需要分別控制1#～3#泵的啟停，該方式主要供設(shè)備調(diào)試、自動(dòng)有故障和檢修時(shí)使用。自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，首先由1#水泵變頻運(yùn)行，變頻器輸出頻率從0HZ上升，同時(shí)PID調(diào)節(jié)器把接收的信號(hào)與給定壓力比較運(yùn)算后送給變頻器控制。如壓力不夠，則頻率上升到50HZ，由PLC設(shè)定的程序驅(qū)動(dòng)I/O端口開關(guān)量的輸出來實(shí)現(xiàn)切換交流接觸器組，使得1＃泵變頻迅速切換為工頻，2＃泵變頻啟動(dòng)，若壓力仍達(dá)不到設(shè)定壓力，則2＃泵由變頻切換成工頻，3＃泵變頻啟動(dòng)；如用水量減少，PLC控制從先起的泵開始切除，同時(shí)根據(jù)PID調(diào)節(jié)參數(shù)使系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，始終保持管網(wǎng)壓力。

　　若有電源瞬時(shí)停電的情況，則系統(tǒng)停機(jī)，待電源恢復(fù)正常后，人工啟動(dòng)，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)到初始狀態(tài)開始運(yùn)行。變頻自動(dòng)功能是該系統(tǒng)基本的功能，系統(tǒng)自動(dòng)完成對多臺(tái)泵的啟動(dòng)、停止、循環(huán)變頻的全部操作過程。設(shè)備參數(shù)的設(shè)置

　　在進(jìn)行通信之前必須對PLC、觸摸屏和變頻器的通訊參數(shù)進(jìn)行正確設(shè)置。本系統(tǒng)定義為Modbus協(xié)議，波特率為9600，數(shù)據(jù)位為8，無校驗(yàn)，停止位為1。變頻器除設(shè)置通信參數(shù)外，還需啟用“自由停車”以保護(hù)電機(jī)。

PLC控制系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)采用三菱FX-200的PLC，繼電器輸出，PLC編程采用三菱PLC的編程軟件，軟件提供完整的編程環(huán)境，可進(jìn)行離線編程、在線連接和調(diào)試。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的性價(jià)比，該系統(tǒng)采用可編程控制器的開關(guān)量輸入輸出來控制電機(jī)的起停、自動(dòng)投入、定期切換，供水泵的變頻及故障的報(bào)警等，而且通過PLC內(nèi)置的PID給定電機(jī)的轉(zhuǎn)速、設(shè)定壓力、頻率、電流、電壓等模擬信號(hào)量。

　　以往的變頻恒壓供水系統(tǒng)在水壓高時(shí)，通常采用停變頻泵，再將變頻器以工頻運(yùn)行方式切換到正在以工頻運(yùn)行的泵上進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種切換的方式理論上要比直接切換工頻的方式*，但其容易引起泵組的頻繁起停，從而減少設(shè)備的使用壽命。而在該系統(tǒng)中采用直接停工頻泵的運(yùn)行方式，同時(shí)由變頻器迅速調(diào)節(jié)，只要參數(shù)設(shè)置合適，即可實(shí)現(xiàn)泵組的無沖擊切換，使水壓過渡平穩(wěn)，有效的防止了水壓的大范圍波動(dòng)及水壓太低時(shí)的短時(shí)間缺水的現(xiàn)象，提高了供水品質(zhì)。

觸摸屏界面設(shè)計(jì)和運(yùn)行操作

　　*步：確認(rèn)接通觸摸屏電源，進(jìn)入觸摸屏歡迎界面。

　　第二步：在歡迎界面中用一個(gè)手指輕壓“進(jìn)入系統(tǒng)”，進(jìn)入“系統(tǒng)主畫面”。

　　第三步：要進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。手指輕壓“參數(shù)設(shè)定”，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定畫面。 點(diǎn)擊時(shí)間后的數(shù)字可以彈出軟鍵盤，在軟鍵盤中設(shè)定切泵時(shí)間，單位為小時(shí)，設(shè)定后輕壓“Enter”確認(rèn)。按上面的方法依次設(shè)定加泵時(shí)間和減泵時(shí)間，單位為秒；用同樣的方法對P、I值進(jìn)行設(shè)定?！　〉谒牟剑狠p壓可以返回系統(tǒng)主畫面，在主畫面中輕壓“狀態(tài)畫面”可以進(jìn)入系統(tǒng)狀態(tài)畫面。

　　輕壓“系統(tǒng)壓力設(shè)定”后面的方框，在軟鍵盤上設(shè)定管網(wǎng)壓力，單位為MPa，即1MPa＝10個(gè)壓。

　　第五步：輕壓“啟動(dòng)”，啟動(dòng)PLC設(shè)定的程序，開始控制切泵，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。狀態(tài)監(jiān)視頁面將會(huì)顯示當(dāng)前工作狀態(tài)。

　　在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，手指輕壓“停止”后，水泵停止工作，然后進(jìn)行維護(hù)。

解決PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用的抗干擾問題

PLC工業(yè)控制中的應(yīng)用越來越廣泛。PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的平安生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。系統(tǒng)的抗*力是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。自動(dòng)化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC有的集中裝置在控制室，有的裝置在生產(chǎn)現(xiàn)場和各電機(jī)設(shè)備上，大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗*力；另一方面，要求工程設(shè)計(jì)、裝置施工和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才干完善解決問題，有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。

　　二、電磁干擾源及對系統(tǒng)的干擾

　　1干擾源及干擾一般分類