PLC結(jié)合人機(jī)界面與變頻器在恒溫恒濕空調(diào)風(fēng)柜上的應(yīng)用

【摘要】
　　本文介紹了PLC 結(jié)合人機(jī)界面與變頻器在恒溫恒濕空調(diào)風(fēng)柜上的應(yīng)用，并給出了恒溫恒濕空調(diào)風(fēng)柜的監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖、系統(tǒng)控制方法以及人機(jī)界面操作圖。 　　
　　【關(guān)鍵字】
　　變頻器 PLC 人機(jī)界面 RS-485 串行通訊 　　
　　【前言】
　　本人一直從事工控產(chǎn)品（如PLC、變頻器、人機(jī)界面）方面的技術(shù)支
　　持，并為很多行業(yè)的設(shè)備進(jìn)行編程調(diào)試。 　　
　　下面是我做的其中一項(xiàng)恒溫恒濕空調(diào)風(fēng)柜控制系統(tǒng)。 　　
　　系統(tǒng)基本配置：　　臺達(dá)程控器 DVP20EX00R2、
　　　　　　　　　　　臺達(dá)變頻器 VFD150F43A
　　　　　　　　　　　人機(jī)界面 TD210 　
　　　　PLC是空調(diào)風(fēng)柜的主控器，完成機(jī)組的參數(shù)采集、故障檢測和流程控制功能，這款PLC 的特殊之處在于開關(guān)量為8 入6 出、模擬量為4 入2 出，是一種混合型的PLC，能直接采集溫度模擬信號，即可直接連接溫濕度傳感器（0~10V 或4~20mA），實(shí)現(xiàn)根據(jù)現(xiàn)場采集的溫濕度值對蒸汽閥、冷水閥進(jìn)行控制，并根據(jù)室內(nèi)正壓差的變動調(diào)節(jié)變頻器的頻率（即調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速）；人機(jī)界面采用文本顯示器TD210（黑白3 寸），可進(jìn)行控制系統(tǒng)起停、參數(shù)修改、故障報警、系統(tǒng)狀態(tài)信息顯示等功能。 　
　　一、簡介
　　　　首先根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（圖1）選擇PLC、變頻器、人機(jī)界面以及各種電氣元件，然后繪出電氣接線圖（圖2），并編制PLC程序，最后根據(jù)所需要的控制、監(jiān)控功能設(shè)計(jì)人機(jī)界面畫面。
　　

　　
　　二、流程簡述
　　1、初始狀態(tài)
　　主風(fēng)機(jī)、變頻器、蒸汽閥、冷水閥為關(guān)閉狀態(tài)。 　　
　　2、啟動
　　㈠ 根據(jù)新風(fēng)溫度與界面設(shè)定的新風(fēng)換季溫度對比：
　　① 當(dāng)新風(fēng)溫度大于新風(fēng)換季溫度時為夏季工況；
　　② 當(dāng)新風(fēng)溫度小于新風(fēng)換季溫度時為冬季工況；
　　㈡ 按下“開機(jī)”按鈕后，變頻器帶動主風(fēng)機(jī)起動，變頻器頻率以界面所設(shè)定的下限頻率運(yùn)行，30 秒后所有電氣元件根據(jù)冬季/夏季工況的不同進(jìn)入不同的自動調(diào)節(jié)狀態(tài)； 　　
　　3、運(yùn)行狀態(tài)
　　㈠ 變頻器頻率由室內(nèi)正壓差P控制，當(dāng)P=設(shè)定值Po±范圍值△P內(nèi)時，變頻器頻率在下限頻率和上限頻率之間自動調(diào)節(jié)；
　　㈡ 冷水電動閥由送風(fēng)濕度RH控制，當(dāng)送風(fēng)濕度RH=設(shè)定值RHo±范圍值△RH內(nèi)時，自動調(diào)節(jié)比例積分電動閥，冬季工況不開冷水閥；
　　㈢ 蒸汽比例積分電動閥由送風(fēng)溫度Ts控制，當(dāng)送風(fēng)溫度Ts=設(shè)定值Tso±范圍值△t內(nèi)時，自動調(diào)節(jié)再生蒸汽比例積分電動閥；
　　
　　4、報警控制
　　當(dāng)主風(fēng)機(jī)過流報警或室內(nèi)正壓差報警發(fā)生時，執(zhí)行故障停機(jī)程序，人機(jī)界面自動進(jìn)入故障報警畫面，且相應(yīng)的報警指示燈亮，當(dāng)故障解除后，按“復(fù)位”鍵報警指示燈熄滅。 　　
　　5、停機(jī)
　　㈠ 正常停機(jī)
　　停機(jī)時，先關(guān)閉冷水閥和蒸汽閥，延時4分鐘后停止風(fēng)機(jī)和變頻器。
　　㈡ 故障現(xiàn)象
　　　　① 出現(xiàn)主風(fēng)機(jī)過流報警時，執(zhí)行正常停機(jī)程序，人機(jī)界面自動顯示報警畫面，且相應(yīng)的指示燈亮，故障解除后按“復(fù)位”鍵，報警指示燈熄滅；
　　　　② 當(dāng)室內(nèi)正壓差>上限值（界面設(shè)定）時，執(zhí)行正常停機(jī)程序，人機(jī)界面自動顯示報警畫面，且相應(yīng)的指示燈亮，故障解除后按“復(fù)位”鍵，報警指示燈熄滅；
　　　　③ 出現(xiàn)初效過濾網(wǎng)壓差報警和中效過濾網(wǎng)壓差報警時，系統(tǒng)不停機(jī)，人機(jī)界面自動顯示報警畫面，且相應(yīng)的指示燈亮，故障解除后按“復(fù)位”鍵，報警指示燈熄滅。 　
　　6、人機(jī)界面顯示要求
　　㈠ 在界面上可進(jìn)行開機(jī)、停機(jī)、變頻器手動選擇的操作；
　　㈡ 顯示送風(fēng)溫度Ts（℃）、送風(fēng)相對濕度RH（%）、 新風(fēng)溫度Tx（℃）、室內(nèi)正壓差P、冷水閥開度和蒸汽閥狀態(tài)；
　　㈢ 可設(shè)定新風(fēng)換季溫度Txo、送風(fēng)相對濕度RHo, 夏季/冬季送風(fēng)溫度Tso、變頻器下限/上限頻率、壓差上限報警值Po；
　　㈣ 可校正送風(fēng)溫度Ts、送風(fēng)濕度RH、新風(fēng)溫度Tx、室內(nèi)正壓差P。
　　㈤ 可設(shè)定△t、△RH、△P、t1、t2、t3、t4 　　
　　7、RS-485串行通訊功能
　　　　利用PLC 上的RS-485 通訊口與變頻器RS-485 通訊口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)變頻器控制方式的變換及頻率的自動調(diào)節(jié)。
　　　　手動：變頻器設(shè)定頻率由變頻器面板給定；
　　　　自動：變頻器設(shè)定頻率由PLC給定； 　　
　　三、變頻器參數(shù)設(shè)定參考
　　01-00： 此參數(shù)設(shè)定變頻器最大操作頻率命令范圍，以鍵盤設(shè)定的主頻率命令以此參數(shù)設(shè)定為限制；
　　01-07： 此參數(shù)設(shè)定值會限制變頻器的最大輸出頻率； 　　
　　01-08： 此參數(shù)設(shè)定值會限制變頻器的最低輸出頻率，當(dāng)變頻器的頻率命令小于此設(shè)定值時，變頻器的輸出頻率會保持在此下限頻率設(shè)定； 　　
　　01-09： 此參數(shù)為變頻器由0.00Hz 加速至最大操作頻率01-00 所需的時間，即為加速時間； 　　
　　01-10： 此參數(shù)為變頻器由最大操作頻率01-00 減速至0.00 Hz 所需時間，即減速時間； 　　
　　02-00： 此參數(shù)設(shè)定變頻器的主頻率來源；　　
　　02-01： 此參數(shù)設(shè)定變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)信號來源； 　　
　　02-06： 此參數(shù)設(shè)定當(dāng)變頻器設(shè)定由外部端子控制，且變頻器上電時外部端子已經(jīng)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，驅(qū)動器是否要執(zhí)行運(yùn)轉(zhuǎn)命令；　　
　　03-00： 此參數(shù)設(shè)定變頻器上的多功能輸出端子1（RA1-RC1）的功能；　　
　　09-00： 此參數(shù)設(shè)定變頻器串行通訊時的位址；　　
　　09-01： 此參數(shù)用來設(shè)定PLC與變頻器彼此的傳輸速率；
　　09-04： 此參數(shù)用來設(shè)定通訊資料格式；　　
　　09-05： 此參數(shù)用來設(shè)定奇偶位元及停止位元； 　　
　　09-07： 此參數(shù)用來設(shè)定變頻器的運(yùn)行頻率，僅在通訊時可設(shè)定，鍵盤設(shè)定無效，即利用PLC修改此參數(shù)可改變變頻器頻率。
　　【注意】
　　在整個操作界面中，“▼”鍵和“▲”鍵為畫面跳轉(zhuǎn)的操作鍵（報警畫面除外），按“▼”進(jìn)入下一畫面，按“▲”回到前一畫面。　　
　　參考文獻(xiàn)
　　 1、《VFD-F 系列變頻器使用手冊》 臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司
　　 2、《DVP-PLC 可編程序控制器使用說明書》 臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司
　　　　3、《DVP-PLC 應(yīng)用技術(shù)手冊.程式篇》 臺達(dá)電子工業(yè)股份有限
　　公司
　　 4、《TD210 使用說明書》