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沈阳机电业务处 FAE 孙承志
摘要：本文主要讲述了台达自动化产品在给水行业无负压智能供水系统中整合应用，介绍了恒压供水控制系统配置和工艺过程，以及台达PLC、HMI应用技巧。
关键字：PLC PID 人机界面 宏指令
1引言
恒压供水主要用于锅炉、楼宇、工业厂房供水等众多给水行业，关于恒压供水项目属于老生常谈，控制系统技术方案比较成熟，实现方法也比较多，有专用的微机给水控制盒、变频器自身PID控制，人机界面和PLC整合应用，其原理和核心控制思路都是采用PID控制模型，实现无负压恒压供水，本文介绍后一种技术方案实现恒压供水，主要体现台达整合应用技术方案提供给客户完美的自动化体验。
2 控制系统技术方案配置
附表列举出控制系统主要控制原件，其他辅助电气器件不予赘述。
附表 元件表
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序号 |
元件名称 |
型号规格 |
数量（台） |
备注 |
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1 |
电源模块 |
DVPPS02 |
1 |
24V，2A |
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2 |
PLC主机 |
DVP14SS11R2 |
1 |
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3 |
PLC扩展 |
DVP06XA－S |
1 |
A/D、D/A |
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4 |
变频器 |
VFD110F43B |
1 |
11KW |
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5 |
人机界面 |
DOP－AS57BSTD |
1 |
5.7” |
3 控制系统原理概述
PLC主要利用PID指令达到恒压供水控制要求，如图1、2所示。
图1控制系统原理a)
图2 控制系统原理b)
4控制系统工艺及PLC程序概述
根据设备工作要求设定系统给定压力（Mpa），作为PID自整定控制模型的SV值，压力仪表传感器将被控对象管道压力（Mpa）实时采集作为PID自整定模型的PV值，二者数值大小比较后生成偏差值Et，按照调整好的比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd，PLC控制程序PID指令运算结果控制输出MV值，转换为模拟量（0～10V）作为变频器频率给定信号，控制变频器拖动水泵电机输出不同转速，达到调节供水管道压力的控制效果。
图3
PID指令参数解释如图4所示。 
图4 PID指令参数解释图
PLC控制程序中管道压力读取部分如图5所示。
图5 PLC控制程序中管道压力部分图
PLC控制程序中关于采集管道压力处理如图6所示。
滤除掉06XA模块采集数字量0～4000之外的数值，根据压力传感器和压力变送器量程对应关系计算出管道实际压力（MPa）值。
图6 PLC控制程序中关于采集管道压力处理图
PLC控制程序中PID指令运用方法如图7所示。
图7 PLC控制程序中PID指令运用方法图
PID指令运算输出作为变频器频率给定信号，同时转换为频率数值用于人机界面显示，如图8所示。
图8 PID指令转换图
5人机界面控制画面组成
人机界面主要有三个画面：实现参数设置和实时显示，水泵运行动画显示，工作方式选择等功能。分别介绍如图9、10所示。
图9主画面图
图10 PID参数设置画面图
图11 水泵运行动画动态显示画面图
值得一提的是，水泵运行的动画显示是同过人机界面宏指令来完成的，效果虽没有工控组态软件那么豪华、赏心悦目，但是也把工业现场的运行状态真实表现出来，满足了客户的需要。
宏指令分为三部分：CLOCK，子宏1，子宏2。
CLOCK Macro根据两台水泵不同运行状态分别调用SubMacro 1和SubMacro 2，如图11、12。
SubMacro 1用于显示水泵1的动态运行水流动画显示。
图11 SubMacro 1
SubMacro 2用于显示水泵2的动态运行水流动画显示。
图12 SubMacro 2
图13
6总结
台达自动化产品成功整合应用恒压供水项目，实际恒压供水效果良好，完全满足客户需求，用户十分肯定台达产品，通过本案介绍提供给客户成熟可靠的技术方案，灵活应用人机、PLC等工控产品，给客户提供完美的自动化控制产品体验。
作者简介：
孙承志 工程师 供职于中达电通股份有限公司沈阳机电业务处。
参考文献：
［1］台达DVP－PLC应用技术手册程序篇.
［2］台达DVP－PLC应用技术手册特殊模块篇.
［3］台达DOP系列人机界面应用技术手册.
［4］台达VFD－F系列交流变频器使用手册.
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