臺達變頻器結(jié)合PLC與人機界面在中央空調(diào)上設(shè)計應(yīng)用

　　
　　四、中央空調(diào)水泵風(fēng)機變頻監(jiān)控系統(tǒng)
　　1、系統(tǒng)硬件組成
　　中央空調(diào)水泵風(fēng)機變頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖三所示，它由公司自來水恒壓泵、分包裝部二樓冷凍泵、質(zhì)檢部老二樓空調(diào)機房水泵風(fēng)機和基因部水泵風(fēng)機四個子系統(tǒng)組成，對分布在不同部門的19臺變頻器實施遠(yuǎn)程監(jiān)控。各部分說明如下：①、變頻器選用臺達VFD-P系列變頻器，該系列變頻器具有高可靠性，低噪聲，高節(jié)能，保護功能健全，內(nèi)建功能強大的RS-485串行通訊接口，且RS-485串行通訊協(xié)議對用戶公開等特點。②、PLC作為控制單元，是整個系統(tǒng)的控制核心，選用臺達DVP24ES01R。運用其通訊指令編好程序，下載到PLC，然后將它與變頻器的RS-485串行通訊接口相連接，就可實現(xiàn)與變頻器的實時通訊。③、人機界面采用Hitech公司的PWS-3760，彩色10.4寸。它是新一代高科技可編程終端，專為PLC而設(shè)計的互動式工作站，具備與各品牌PLC連線監(jiān)控能力，適于在惡劣的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用，可代替普通或工控計算機。其主要特點有：畫面容量大，可達255個畫面，畫面規(guī)劃簡單；使用ADP3全中文操作軟件，適用于WINDOWS95/WINDOWS98環(huán)境，巨集指令豐富，編程簡單；具有交互性好，抗干擾能力強，通訊可靠性高；自動化程度高，操作簡單方便，故障率低，壽命長，維修量少。其主要功能有：設(shè)計者可依需要編輯出各種畫面，實時顯示設(shè)備狀態(tài)或系統(tǒng)的操作指示信息；人機界面上的觸摸按鍵可產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)信號，或輸入數(shù)值、字符給PLC進行數(shù)據(jù)交換，從而產(chǎn)生相應(yīng)的動作控制設(shè)備的運行；可多幅畫面重疊或切換顯示，顯示文字、數(shù)字、圖形、字符串、警報信息、動作流程、統(tǒng)計資料、歷史記錄、趨勢圖、簡易報表等。④、RS-485串行通訊辦法：RS-485采用平衡發(fā)送接收辦法，它具有傳輸距離長、抗干擾能力強和多站能力的優(yōu)點。
　　

　　圖三 變頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖
　　
　　2、人機界面畫面設(shè)計
　　本系統(tǒng)人機界面所有畫面均由ADP3全中文軟件進行設(shè)計，有主畫面、參數(shù)設(shè)定、運轉(zhuǎn)設(shè)定、參數(shù)顯示、狀態(tài)信息、報警信息和幫助等畫面，經(jīng)ADP3軟件編譯無誤后，從個人電腦中下載到人機界面即可使用。人機界面與PLC之間通過RS232通訊電纜以主從辦法進行連接。由PLC對人機界面的狀態(tài)控制區(qū)和通知區(qū)進行讀寫達到兩者之間的信息交互。PLC讀人機界面狀態(tài)通知區(qū)中的數(shù)據(jù)，得到當(dāng)前畫面號，而通過寫人機界面狀態(tài)控制區(qū)的數(shù)據(jù)，強制切換畫面。參數(shù)顯示畫面之一如圖四所示。
　　

　　圖四 基因部中央空調(diào)風(fēng)機水泵1#監(jiān)控畫面
　　用戶需要監(jiān)視19臺水泵風(fēng)機的電壓、電流以及頻率的大小。因此為它們分別設(shè)置三組數(shù)值顯示區(qū)，分別顯示電壓、電流與頻率值，這是運用元件中的數(shù)值顯示功能實現(xiàn)的。系統(tǒng)啟動后，19臺變頻器周期性地向PLC回復(fù)其工作狀態(tài)，經(jīng)PLC處理后送人機界面，這樣人機界面就可以實時顯示這三組數(shù)值。數(shù)值的格式、位數(shù)和精度等根據(jù)實際情況在數(shù)值顯示的屬性框中設(shè)置。
　　
　　3、系統(tǒng)控制方法
　　本系統(tǒng)要求對分布在不同部門、距離較遠(yuǎn)的19臺變頻器實施遠(yuǎn)程監(jiān)控，能在中央監(jiān)控室的人機界面上自動/手動設(shè)定、修改和寫入頻率值與啟停各臺變頻器，可實時監(jiān)測到中央空調(diào)水泵風(fēng)機電機實際工作電壓、電流、頻率的大小，并具有聲光報警等功能。具體控制方法是：采用一臺DVP-PLC、一臺人機界面PWS-3760和19臺VFD-P系列變頻器通過RS-485串行通訊辦法組成一個實時通信網(wǎng)絡(luò)（如圖三所示）,在現(xiàn)場設(shè)定好19臺變頻器的通信參數(shù)，如控制辦法為RS-485通訊指令，通訊地址：1-19，波特率為9600，通訊資料格式等；設(shè)計系統(tǒng)PLC程序，程序流程圖如圖五所示。要求手動控制有即時設(shè)定、修改和寫入頻率值與啟停各臺變頻器等功能，自動控制采用二個時段控制，可以隨時設(shè)定二個時段值和對應(yīng)的二個頻率值，現(xiàn)使用時段值一：7：30對應(yīng)頻率一 45HZ，時段值二：23：00對應(yīng)頻率二 35HZ。程序設(shè)計參照VFD-P變頻器通訊協(xié)議，采用PLC與變頻器間的一些RS-485通訊指令實現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，還可通過打印機實現(xiàn)報表的打印。
　　

　　圖五 系統(tǒng)程序流程圖
　　
　　五、結(jié)束語
　　采用交流變頻調(diào)速器對中央空調(diào)系統(tǒng)的水泵、風(fēng)機進行節(jié)能改造，不但操作簡單方便、節(jié)約電能降低生產(chǎn)成本，而且大大地改善水泵風(fēng)機的運行條件，減少水泵、風(fēng)機、閥門等的維護量。本變頻改造項目及監(jiān)控系統(tǒng)自2002年5月投運以來，已連續(xù)運行二年多，系統(tǒng)運行可靠平穩(wěn)，通訊數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時，使設(shè)備管理規(guī)范化，提高了工作效率，需要在線改變的量為時段與頻率的設(shè)定值，采用人機界面作為人機交互工具，簡單直觀，便于操作。PLC作為中央處理單元，兩者在變頻監(jiān)控系統(tǒng)中結(jié)合使用，實現(xiàn)了該系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、手動即時變頻和自動分時段變頻等功能，在實際使用中取得良好的效果，值得推廣到其他行業(yè)應(yīng)用。