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PLC结合人机界面与变频器在恒温恒湿空调风柜上的应用

PLC结合人机界面与变频器在恒温恒湿空调风柜上的应用

2006/2/8 11:48:00
【摘要】
本文介绍了PLC 结合人机界面与变频器在恒温恒湿空调风柜上的应用,并给出了恒温恒湿空调风柜的监控系统硬件结构图、系统控制方法以及人机界面操作图。

【关键字】
变频器 PLC 人机界面 RS-485 串行通讯

【前言】
本人一直从事工控产品(如PLC、变频器、人机界面)方面的技术支
持,并为很多行业的设备进行编程调试。

下面是我做的其中一项恒温恒湿空调风柜控制系统。

系统基本配置:  台达程控器 DVP20EX00R2、
         台达变频器 VFD150F43A
         人机界面 TD210

  PLC是空调风柜的主控器,完成机组的参数采集、故障检测和流程控制功能,这款PLC 的特殊之处在于开关量为8 入6 出、模拟量为4 入2 出,是一种混合型的PLC,能直接采集温度模拟信号,即可直接连接温湿度传感器(0~10V 或4~20mA),实现根据现场采集的温湿度值对蒸汽阀、冷水阀进行控制,并根据室内正压差的变动调节变频器的频率(即调节风机转速);人机界面采用文本显示器TD210(黑白3 寸),可进行控制系统起停、参数修改、故障报警、系统状态信息显示等功能。

一、简介
  首先根据系统结构图(图1)选择PLC、变频器、人机界面以及各种电气元件,然后绘出电气接线图(图2),并编制PLC程序,最后根据所需要的控制、监控功能设计人机界面画面。



  由图1 可知,PLC 所需的开关量点数为3 入2 出、模拟量点数为3 入1 出,因此我选择了台达PLC DVP20EX00R2。选定好PLC后,根据给出的电气接线图(图2)用WPL2.08软件编辑程序(见附件程序);然后使用TD210V36 软件编辑人机界面。



二、流程简述
1、初始状态
主风机、变频器、蒸汽阀、冷水阀为关闭状态。

2、启动
㈠ 根据新风温度与界面设定的新风换季温度对比:
① 当新风温度大于新风换季温度时为夏季工况;
② 当新风温度小于新风换季温度时为冬季工况;
㈡ 按下“开机”按钮后,变频器带动主风机起动,变频器频率以界面所设定的下限频率运行,30 秒后所有电气元件根据冬季/夏季工况的不同进入不同的自动调节状态;

3、运行状态
㈠ 变频器频率由室内正压差P控制,当P=设定值Po±范围值△P内时,变频器频率在下限频率和上限频率之间自动调节;
㈡ 冷水电动阀由送风湿度RH控制,当送风湿度RH=设定值RHo±范围值△RH内时,自动调节比例积分电动阀,冬季工况不开冷水阀;
㈢ 蒸汽比例积分电动阀由送风温度Ts控制,当送风温度Ts=设定值Tso±范围值△t内时,自动调节再生蒸汽比例积分电动阀;

4、报警控制
当主风机过流报警或室内正压差报警发生时,执行故障停机程序,人机界面自动进入故障报警画面,且相应的报警指示灯亮,当故障解除后,按“复位”键报警指示灯熄灭。

5、停机
㈠ 正常停机
停机时,先关闭冷水阀和蒸汽阀,延时4分钟后停止风机和变频器。
㈡ 故障现象
  ① 出现主风机过流报警时,执行正常停机程序,人机界面自动显示报警画面,且相应的指示灯亮,故障解除后按“复位”键,报警指示灯熄灭;
  ② 当室内正压差>上限值(界面设定)时,执行正常停机程序,人机界面自动显示报警画面,且相应的指示灯亮,故障解除后按“复位”键,报警指示灯熄灭;
  ③ 出现初效过滤网压差报警和中效过滤网压差报警时,系统不停机,人机界面自动显示报警画面,且相应的指示灯亮,故障解除后按“复位”键,报警指示灯熄灭。

6、人机界面显示要求
㈠ 在界面上可进行开机、停机、变频器手动选择的操作;
㈡ 显示送风温度Ts(℃)、送风相对湿度RH(%)、 新风温度Tx(℃)、室内正压差P、冷水阀开度和蒸汽阀状态;
㈢ 可设定新风换季温度Txo、送风相对湿度RHo, 夏季/冬季送风温度Tso、变频器下限/上限频率、压差上限报警值Po;
㈣ 可校正送风温度Ts、送风湿度RH、新风温度Tx、室内正压差P。
㈤ 可设定△t、△RH、△P、t1、t2、t3、t4

7、RS-485串行通讯功能
  利用PLC 上的RS-485 通讯口与变频器RS-485 通讯口进行数据交换,实现变频器控制方式的变换及频率的自动调节。
  手动:变频器设定频率由变频器面板给定;
  自动:变频器设定频率由PLC给定;

三、变频器参数设定参考
01-00: 此参数设定变频器最大操作频率命令范围,以键盘设定的主频率命令以此参数设定为限制;
01-07: 此参数设定值会限制变频器的最大输出频率;

01-08: 此参数设定值会限制变频器的最低输出频率,当变频器的频率命令小于此设定值时,变频器的输出频率会保持在此下限频率设定;

01-09: 此参数为变频器由0.00Hz 加速至最大操作频率01-00 所需的时间,即为加速时间;

01-10: 此参数为变频器由最大操作频率01-00 减速至0.00 Hz 所需时间,即减速时间;

02-00: 此参数设定变频器的主频率来源;

02-01: 此参数设定变频器运转信号来源;

02-06: 此参数设定当变频器设定由外部端子控制,且变频器上电时外部端子已经处于运转状态下,驱动器是否要执行运转命令;

03-00: 此参数设定变频器上的多功能输出端子1(RA1-RC1)的功能;

09-00: 此参数设定变频器串行通讯时的位址;

09-01: 此参数用来设定PLC与变频器彼此的传输速率;

09-04: 此参数用来设定通讯资料格式;

09-05: 此参数用来设定奇偶位元及停止位元;

09-07: 此参数用来设定变频器的运行频率,仅在通讯时可设定,键盘设定无效,即利用PLC修改此参数可改变变频器频率。

【注意】
在整个操作界面中,“▼”键和“▲”键为画面跳转的操作键(报警画面除外),按“▼”进入下一画面,按“▲”回到前一画面。

参考文献
1、《VFD-F 系列变频器使用手册》 台达电子工业股份有限公司
2、《DVP-PLC 可编程序控制器使用说明书》 台达电子工业股份有限公司
  3、《DVP-PLC 应用技术手册.程式篇》 台达电子工业股份有限
公司
4、《TD210 使用说明书》
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