PLC結合人機界面與變頻器在恒溫恒濕空調風柜上的應用———PLC結合人機界面與變頻器在

　　【摘要】本文介紹了PLC結合人機界面與變頻器在恒溫恒濕空調風柜上的應用，并給出了恒溫恒濕空調風柜的監(jiān)控系統(tǒng)硬件結構圖、系統(tǒng)控制方法以及人機界面操作圖。【關鍵字】變頻器PLC人機界面RS-485串行通訊【前言】本人一直從事工控產品（如PLC、變頻器、人機界面）方面的技術支持，并為很多行業(yè)的設備進行編程調試。下面是我做的其中一項恒溫恒濕空調風柜控制系統(tǒng)。系統(tǒng)基本配置：臺達程控器DVP20EX00R2、臺達變頻器VFD150F43A人機界面TD210PLC是空調風柜的主控器，完成機組的參數(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），實現(xiàn)根據(jù)現(xiàn)場采集的溫濕度值對蒸汽閥、冷水閥進行控制，并根據(jù)室內正壓差的變動調節(jié)變頻器的頻率（即調節(jié)風機轉速）；人機界面采用文本顯示器TD210（黑白3寸），可進行控制系統(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)結構圖（圖1）選擇PLC、變頻器、人機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)控功能設計人機界面畫面。由圖1可知，PLC所需的開關量點數(shù)為3入2出、模擬量點數(shù)為3入1出，因此我選擇了臺達PLCDVP20EX00R2。選定好PLC后，根據(jù)給出的電氣接線圖（圖2）用WPL2.08軟件編輯程序（見附件程序）；然后使用TD210V36軟件編輯人機界面。二、流程簡述1、初始狀態(tài)主風機、變頻器、蒸汽閥、冷水閥為關閉狀態(tài)。2、啟動㈠根據(jù)新風溫度與界面設定的新風換季溫度對比：①當新風溫度大于新風換季溫度時為夏季工況；②當新風溫度小于新風換季溫度時為冬季工況；㈡按下“開機”按鈕后，變頻器帶動主風機起動，變頻器頻率以界面所設定的下限頻率運行，30秒后所有電氣元件根據(jù)冬季/夏季工況的不同進入不同的自動調節(jié)狀態(tài)；3、運行狀態(tài)㈠變頻器頻率由室內正壓差P控制，當P=設定值Po±范圍值△P內時，變頻器頻率在下限頻率和上限頻率之間自動調節(jié)；㈡冷水電動閥由送風濕度RH控制，當送風濕度RH=設定值RHo±范圍值△RH內時，自動調節(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溫度Ts控制，當送風溫度Ts=設定值Tso±范圍值△t內時，自動調節(jié)再生蒸汽比例積分電動閥；4、報警控制當主風機過流報警或室內正壓差報警發(fā)生時，執(zhí)行故障停機程序，人機界面自動進入故障報警畫面，且相應的報警指示燈亮，當故障解除后，按“復位”鍵報警指示燈熄滅。5、停機㈠正常停機停機時，先關閉冷水閥和蒸汽閥，延時4分鐘后停止風機和變頻器。㈡故障現(xiàn)象①出現(xiàn)主風機過流報警時，執(zhí)行正常停機程序，人機界面自動顯示報警畫面，且相應的指示燈亮，故障解除后按“復位”鍵，報警指示燈熄滅；②當室內正壓差>上限值（界面設定）時，執(zhí)行正常停機程序，人機界面自動顯示報警畫面，且相應的指示燈亮，故障解除后按“復位”鍵，報警指示燈熄滅；③出現(xiàn)初效過濾網壓差報警和中效過濾網壓差報警時，系統(tǒng)不停機，人機界面自動顯示報警畫面，且相應的指示燈亮，故障解除后按“復位”鍵，報警指示燈熄滅。6、人機界面顯示要求㈠在界面上可進行開機、停機、變頻器手動選擇的操作；㈡顯示送風溫度Ts（℃）、送風相對濕度RH（%）、新風溫度Tx（℃）、室內正壓差P、冷水閥開度和蒸汽閥狀態(tài)；㈢可設定新風換季溫度Txo、送風相對濕度RHo,夏季/冬季送風溫度Tso、變頻器下限/上限頻率、壓差上限報警值Po；㈣可校正送風溫度Ts、送風濕度RH、新風溫度Tx、室內正壓差P。㈤可設定△t、△RH、△P、t1、t2、t3、t47、RS-485串行通訊功能利用PLC上的RS-485通訊口與變頻器RS-485通訊口進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)變頻器控制方式的變換及頻率的自動調節(jié)。手動：變頻器設定頻率由變頻器面板給定；自動：變頻器設定頻率由PLC給定；三、變頻器參數(shù)設定參考01-00：此參數(shù)設定變頻器最大操作頻率命令范圍，以鍵盤設定的主頻率命令以此參數(shù)設定為限制；01-07：此參數(shù)設定值會限制變頻器的最大輸出頻率；01-08：此參數(shù)設定值會限制變頻器的最低輸出頻率，當變頻器的頻率命令小于此設定值時，變頻器的輸出頻率會保持在此下限頻率設定；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0.00Hz所需時間，即減速時間；02-00：此參數(shù)設定變頻器的主頻率來源；02-01：此參數(shù)設定變頻器運轉信號來源；02-06：此參數(shù)設定當變頻器設定由外部端子控制，且變頻器上電時外部端子已經處于運轉狀態(tài)下，驅動器是否要執(zhí)行運轉命令；03-00：此參數(shù)設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)設定變頻器串行通訊時的位址；09-01：此參數(shù)用來設定PLC與變頻器彼此的傳輸速率；09-04：此參數(shù)用來設定通訊資料格式；09-05：此參數(shù)用來設定奇偶位元及停止位元；09-07：此參數(shù)用來設定變頻器的運行頻率，僅在通訊時可設定，鍵盤設定無效，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“▲”鍵為畫面跳轉的操作鍵（報警畫面除外），按“▼”進入下一畫面，按“▲”回到前一畫面。參考文獻1、《VFD-F系列變頻器使用手冊》臺達電子工業(yè)股份有限公司2、《DVP-PLC可編程序控制器使用說明書》臺達電子工業(yè)股份有限公司3、《DVP-PLC應用技術手冊.程式篇》臺達電子工業(yè)股份有限公司4、《TD210使用說明書》