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博客

基于PLC控制与触摸屏的无线通信解决方案

热度 1已有 347 次阅读2013-4-21 14:25

基于PLC控制与触摸屏的无线通信解决方案

1、PLC-触摸屏简介
触摸式工业图形显示器(简称触摸屏)是一种新型可编程控制终端,是新一代高科技人机界面(国外称为 HMI 或 MMI )产品,它是替代传统控制面板和键盘的智能化操作显示器。可用于参数设置、数据显示、以曲线、动画等形式描绘自动化控制过程,并可简化 PLC 的控制程序。 具有体积小、 连线简单化、 防尘、抗震 、防水、防电磁 等特点。
PLC是一种可编程控制器,有着运算速度高、指令丰富、功能强大、可靠性高、使用方便、编程灵活、抗干扰能力强等特点。近几年,随着科学技术的不断进步,各行业对其生产设备和系统的自动化程度要求越来越高,采用现代自动化控制技术对减轻劳动强度、优化生产工艺、提高劳动生产率和降低生产成本起着很重要的作用。
2、PLC-触摸屏的应用领域
* 传统的产业设备和机械的自动控制;
* 中小型过程控制系统;
* 远程维护服务系统;
* 节能监视控制系统;
3、基于PLC控制与触摸屏的具体解决方案
3.1  城市(工厂)污水处理自动化控制系统解决方案

3.1.1  系统概述
该污水处理工程自动化系统的下位控制站采用上位机、PLC和现场总线功能为一体的最新智能化控制器作为主控装置,还配有继电器、接触器、智能化热继电器、电量变送器等装置,完成工艺设备的保护和控制、流程数据采集和控制功能等。另外,系统中还包括在线水质分析仪表、变送器、调节阀、电磁阀、各种泵及风机等。
3.1.2  系统主要控制功能
* 自动排油控制:污水进入隔油池后,控制器根据水温自动打开蒸汽阀给污水加热,使水温达到设定温度,启动浮油机工作。吸走水面浮油,达到排油目的;
* 集水池潜水泵控制:污水进入集水池后,根据水位启停潜水泵,将污水送至一级气浮池;
* 混凝加药泵控制:根据潜水泵的启停控制混凝加药泵的启停;
* 加碱及PH值控制:根据检测的PH值自动调节加碱量,使中和后的PH值控制在6~9;
* 回流泵控制:根据潜水泵的启停控制回流泵的启停;
* 风机的控制:根据氧化池含氧量测定,自动控制风机的启停;
* 一、二沉淀池自动定时排泥控制;
* 滤池定时反冲洗控制。
3.1.3  系统特点
* 基于Windows NT/2000/XP平台,采用面向对象的技术和方法进行系统设计和软件实现;
* 开放性强,遵循ODBC、COM/DCOM、Active X、IEC-1131-3等国际标准;
* 能跟据用户需求整合WINCC、IFIX、FIX32、RSVIEW、INTOUCH、阻态王等阻态软件;
* 系统界面直观,具有完善的浏览功能;
* 系统功能齐全、技术先进、操作简单、维护量少;
* 丰富方便的扩展能力,能方便地基于现有系统进行扩展;
* 系统提供形式丰富地报表,位统计和决策提供依据。
3.1.4  系统指标
* 数据刷新1s;
* 事件顺序分辨率<2ms;
* 控制命令响应时间≤1s;
* 调画面响应时间<1s。
3.1.5  系统组成原理图


 
3.1.6  系统主要硬件配置
系统硬件由可编程控制器(含数字量输入/输出模块、模拟量输入模块),WPLC-C无线透传终端,上位机,变频器、传感器及若干电器元件组成。
    (1)PLC:选用SIEMENS公司的S7-400系列(配数字扩展输入/输出模块、模拟输入模块)
    (2)变频器:采用DAFOSS公司VLT系列;据PLC发送过来的数据(PH值、曝气含氧量、水箱液位、流量计等模拟信号,水泵运行、电动阀门开、故障报警等为数字信号)值调节设备的运行,并将其内部运行参数反馈到PLC及上位机。
    (3)上位机:可作为工程师站对PLC和组态软件进行编程,操作员站可以监控系统的运行。上位机选用的是研宏YH-MB945VEA.
3.2  基于触摸屏结合PLC在空调送风系统中的节能应用
3.2.1  系统概述
      通过触摸屏和PLC结合使用,可以在触摸屏中直接设定目标值(压力及温度等),通过PLC与实际值(传感器的测量值)进行比较运算,直接向变频节能系统发出运算指令(模拟信号),调节变频器的输出频率。通过调节送风电机的转速,实现节能的目的。
3.2.2  系统原理图


 
3.2.3  系统主要硬件组成
      系统硬件由可编程控制器(含数字量输入/输出模块、模拟量输入模块)、触摸屏一台、变频器、传感器及若干电器元件组成。各部分说明如下:
    (1) PLC:选用SIEMENS公司的S7-200系列CPU224(配数字量输入/输出模块、模拟量输入模块)。通过接收开关量、模拟量输入经处理后输出开关量、模拟量去控制继电器的动作,同时与触摸屏进行实时通讯,为触摸屏的显示提供数据,并对于触摸屏发出的信息进行处理等。
    (2) 触摸屏采用PROFACE公司的GP2301。实现人机对话,与PLC系统进行数据传送和交换,将设定参数写入PLC,也可将PLC、传感器及变频器内部参数读入触摸屏,实现了模拟量、数字量的实时监控,目标值的设定以及报警记录等。
    (3) 变频器:采用SIEMENS公司440系列,通过USS4协议可由触摸屏通过PLC设置其内部参数,根据PLC发送过来的数据(模拟量)值调节水泵或风机的转速,并将其内部运行参数反馈到PLC及触摸屏。
    (4) 压力、温度等传感器:将被控制系统(水系统或风系统)的实际参数值转变成电信号上传至PLC和触摸屏。
    (5) 电气元件:给PLC、触摸屏、变频器及传感器等供电,完成各种操作及驱动等。
3.2.4  系统特点
    在变频节能系统中采用触摸屏作为人机交互工具,简单直观,便于操作。减少系统的电力消耗的前提下,减少了企业的用电费用。减轻了空调系统的高耗能对电网系统的压力。这种结合必将更多的应用在未来的各种生产系统中,并成为自动化控制发展的一个亮点


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