产品描述
哈尔滨西门子PLC模块交换机供应商
德国西门子(SIEMENS)公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛,在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子(SIEMENS)公司的PLC产品包括LOGO,S7-200,S7-300,S7-400,工业网络,HMI人机界面,工业软件等。
西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化,具有网络通信能力,功能强,性高。S7系列PLC产品可分为微型PLC(如S7-200),小规模性能要求的PLC(如S7-300)和中、要求的PLC(如S7-400)等。
1.SIMATIC S7-200 PLC
S7-200 PLC是小型化的PLC,它适用于各行各业,各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行,或连成网络都能实现复杂的控制功能。
S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。
2.SIMATIC S7-300 PLC
S7-300是模块化小型PLC系统,能满足中等性能要求的应用。各种单的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较,S7-300 PLC采用模块化结构,具备高速(0.6~0.1μs)的指令运算速度;用浮点数运算比较有效地实现了为复杂的算术运算;一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值;方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内,人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面(HMI)从S7-300中数据,S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送;CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如:时,模块换,等等);多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密,防止未经允许的复制和修改;S7-300 PLC设有操作方式选择开关,操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出,当钥匙拔出时,就不能改变操作方式,这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能,S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能,这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口,并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统;串行通信处理器用来连接点到点的通信系统;多点接口(MPI)集成在CPU中,用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。
3. SIMATIC S7-400 PLC
S7-400 PLC是用于中、性能范围的可编程序控制器。
S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计,,同时可以选用多种级别(功能逐步升级)的CPU,并配有多种通用功能的模板,这使用户能根据需要组合成不同的系统。当控制系统规模扩大或升级时,只要适当地增加一些模板,便能使系统升级和充分满足需要。
4. 工业通讯网络
通讯网络是自动化系统的支柱,西门子的全集成自动化网络平台提供了从控制级一直到现场级的一致性通讯,“SIMATIC NET”是全部网络系列产品的总称,他们能在工厂的不同部门,在不同的自动化站以及通过不同的级交换数据,有标准的接口并且相互之间兼容。
5. 人机界面(HMI)硬件
HMI硬件配合PLC使用,为用户提供数据、图形和事件显示,主要有文本操作面板TD200(可显示中文),OP3,OP7,OP17等;图形/文本操作面板OP27,OP37等,触摸屏操作面板TP7,TP27/37,TP170A/B等;SIMATIC面板型PC670等。个人计算机(PC)也可以作为HMI硬件使用。HMI硬件需要经过软件(如ProTool)组态才能配合PLC使用。
6. SIMATIC S7工业软件
西门子的工业软件分为三个不同的种类:
(1)编程和工程工具 编程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于编程、组态、模拟和维护等控制所需的工具。STEP 7标准软件包SIMATIC S7是用于S7-300/400,C7 PLC和SIMATIC Wi基于制产品的组态编程和维护的项目管理工具,STEP 7-Micro/WIN是在bbbbbbs平台上运行的S7-200系列PLC的编程、在线软件。
(2)基于PC的控制软件 基于PC的控制系统Wi允许使用个人计算机作为可编程序控制器(PLC)运行用户的程序,运行在安装了bbbbbbs NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。Wi提供两种PLC,一种是软件PLC,在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC(在用户计算机上安装一个PC卡),它具有硬件PLC的全部功能。Wi与SIMATIC S7系列处理器兼容,其编程采用统一的SIMATIC编程工具(如STEP 7),编制的程序既可运行在Wi上,也可运行在S7系列处理器上。
(3)人机界面软件 人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面(HMI)或SA系统,支持大范围的平台。人机界面软件有两种,一种是应用于机器级的ProTool,另一种是应用于监控级的WinCC。
ProTool适用于大部分HMI硬件的组态,从操作员面板到标准PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成组态。ProTool/lite用于文本显示的组态,如:OP3,OP7,OP17,TD17等。ProTool/Pro用于组态标准PC和所有西门子HMI产品,ProTool/Pro不只是组态软件,其运行版也用于bbbbbbs平台的监控系统。
WinCC是一个真正开放的,面向监控与数据采集的SA(Supervisory Control and Data Acquisition)软件,可在任何标准PC上运行。WinCC操作简单,系统性高,与STEP 7功能集成,可直接进入PLC的硬件故障系统,节省项目开发时间。它的设计适合于广泛的应用,可以连接到已存在的自动化环境中,有大量的通信接口和的过程信息和数据处理能力,其新的WinCC5.0支持在办公室通过IE浏览器动态监控生产过程。
PLC目前大量地用单片机制成.可以说,PLC是单片机在继电控制系统中的一种应用.PLC所采用的梯形图类似于继电器线路图,易于为广大电气工程技术人员所接受;
总结来说:
1、PLC是建立在单片机之上的产品,单片机是一种集成电路,两者不具有可比性;
2、PLC加适合于工业恶劣环境下使用使用比较稳定而单片机的工作环境要高一些;
3、在程序语言上单片机多采用汇编语言,PLC采用梯形图语言;
4、单片机可以构成各种各样的应用系统,从微型、小型到中型、大型都可,PLC是单片机应用系统的一个特例;
5、不同厂家的PLC有相同的工作原理,类似的功能和指标,有一定的互换性,质量,编程软件正朝标准化方向迈进。这正是PLC获得广泛应用的基础。而单片机应用系统则是八仙过海,各显神通,功能千差万别,质量参差不齐,学习、使用和维护都很困难。
后,从工程的角度,谈谈PLC与单片机系统的选用:
1.对单项工程或重复数少的项目,采用PLC方案是明智、快捷的途径,成功率高,可塑性好,手尾少,但成本较高。
2.对于量大的配套项目,采用单片机系统具有、效益高的优点,但这要有相当的研发力量和行业经验才能使系统稳定、可接地运行。的方法是单片机系统嵌入PLC的功能,这样可大大简化单片机系统的研制时间,性能得到,效益也就。
大家对单片机系统抱不信任的态度不是因为单片机不行,而是单片机的设计要求考虑的问题和对待问题所要采用的措施相当复杂,不是随便的一个电子工程师就能搞定的,国内企业为了降低所谓的成本,在80年代大量采用的单片机系统,但由于设计人员的经验问题,往往经常死机或者非常不,这大大加深了大家的怀疑,这和单片机技术本身没。
总体来说,的单片机或者嵌入系统的设计工程师,可以设计出性达到甚至过PLC的控制系统,这是因为PLC是大批量的产品,考虑批量成本,而某些的系统对成本不那么敏感。
PLC系统适合小批量,控制逻辑或者工艺需要经常改动的系统,比如大家常说的工程项目,在这样的系统下能够达到的性能价格比。
但是对于大批量的固定控制要求的场合,还是找到的单片机开发工程师单设计比较划算,虽然初期投入成本高,时间长,但是分摊到单个的产品上还是很多。比如温控器。
另外对于某些要求苛刻的场合,PLC不能满足要求的时候,很多用单片机或者嵌入系统实现,以达到技术要求。比如需要故障的场合(铁路信号系统),某些需要高速数据采集的场合,需要数据存储的场合,需要低功耗的场合等等,还是要采用单片机或者嵌入系统设计。
有人在力抬高PLC,贬低单片机是对系统缺乏了解的,因为诸多PLC都是单片机做的,有8031,有INFINEON的C166,C167.也有拿X86的如188,也有拿ARM开发的。本质上说PLC就是一个单片机产品
简单说一个PLC相当于多个常规继电器,时间继电器,计数器的集合体,使用方便,体积小,可根据须要改程序,节省了改动线路的麻烦!PLC开始设计就是用在需要频繁改控制电路的地方。PLC与继电器线路比较有以下优势:
1、功能强,性能价格比高
一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件,有很强的功能,可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器相比,具有很高的性能价格比。可篇程序控制器可以通过通信联网,实现分散控制,集中管理。
2、硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强
可编程序控制器产品已经标准化,系列化,模块化,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用。用户能灵活方便的进行系统配置,组成不同的功能、不规模的系统。楞编程序控制器的安装接线也很方便,一般用接线端子连接外部接线。PLC有很强的带负载能力,可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。
3、性高,抗干扰能力强
传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良,容易出现故障,PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器,仅剩下与输入和输出有关的少量硬件,接线可减少互继电器控制系统的1/10--1/100,因触点接触不良造成的故障大为减少。
PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施,具有很强的抗干扰能力,平均无故障时间达到数万小时以上,可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场,PLC已被广大用户公认为的工业控制设备之一。
4、系统的设计、安装、调试工作量少
PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。
PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计方法。这种编程方法很有规律,很容易掌握。对于复杂的控制系统,梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。
PLC的用户程序可以在实验室模拟调试,输入信号用小开关来模拟,通过PLC上的发光二管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后,在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决,系统的调试时间比继电器系统少得多。
5、编程方法简单
梯形图是使用得多的可编程序控制器的编程语言,其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似,梯形图语言形象直观,易学易懂,熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言,并用来编制用户程序。
梯形图语言实际上是一种面向用户的一种语言,可编程序控制器在执行梯形图的程序时,用解释程序将它“翻译”成汇编语言后再去执行。
6、维修工作量少,维修方便
PLC的故障率很低,且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时,可以根据PLC上的发光二管或编程器提供的住处的查明故障的原因,用换模块的方法可以地排除故障。
7、体积小,能耗低
对于复杂的控制系统,使用PLC后,可以减少大量的中间继电器和时间继电器,小型PLC的体积相当于几个继电器大小,因此可将开关柜的体积缩小到原来的确1/2-1/10。
PLC的配线比继电器控制系统的配线要少得多,故可以省下大量的配线和附件,减少大量的安装接线工时,可以减少大量费用。学得辛苦,做得舒服。
8、与时俱变,能实现网络通讯
PLC可以与电脑及智能仪表等通过通信联网,实现分散控制,集中管理。并能实现地显示出当前机械设备的工作状态和工作流程,对生产管理和现场维修带来大的方便。
9、提升产品技术含量,增加产品形象
对于复杂的机械设备,如果还使用传统的继电器控制,则不单加大的控制电箱的配制难度,还让产品的终客户觉得产品不够,有PLC的机械品质,同时使用PLC加大了**的难度!
10、对未来机械升级很方便
对于复杂的机械设备,如果随着时间的推移而不能满足使用的话,就要进行机械设备升级改造,如果是用传统继电器控制的,则会很麻烦,基本上要把以前的控制电箱宣布报废,但是用PLC控制很方面,只要扩展一个相关的I/O点,修改一下相关的控制程序就可以。
PLC有很强的自诊断能力,当PLC自身故障或外围设备故障,都可用PLC上具有的诊断指示功能的发光二管的亮灭来诊断。
可编程控制器的维护和故障诊断是每个从事plc应用的工控人都要面对的问题,欢迎大家对这一问题发表自己的见解。
下面以一种plc做为描述样板,其余各型PLC大同小异,介绍plc的维护、诊断、换的方法。
一般各型PLC(以一种plc做为描述样板,其余各型PLC大同小异)均设计成长期不间断的工作制。但是,偶然有的地方也需要对动作进行修改,找到这个场所并修改它们是很重要的。修改发生在PLC以外的 动作需要许多时间。
查找故障的设备
PLC的指示灯及机内设备,有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具,他能方便地插到PLC上面。在编程器上可以观察整个控制系统的状态,当您去查找PLC为的控制系统的故障时,作为一个习惯,您应带一个编程器或笔记本。
基本的查找故障顺序 提出下列问题,并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地换各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过换模块来完成。 除了一把螺丝和一个万用电表外,并不需要特殊的工具,不需要示波器,精密电压表或特殊的测试程序。
1、PWR(电源)灯亮否?如果不亮,在采用交流电源的框架的电压输入端(98-162VAC或195-252VAC)检查电源电压;对于需要直流电压的框架, 测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压,如果不是合适的AC或DC电源,则问题发生在PLC之外。如AC或DC电源电压正常,但PWR灯不亮,检查保险丝, 如必要的话,就换CPU框架。
2、PWR(电源)灯亮否?如果亮,检查显示出错的代码,对照出错代码表的代码定义,做相应的修正。
3、RUN(运行)灯亮否?如果不亮,检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置,或者是不是程序出错。如RUN灯不亮,而编程器并没插上,或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码,则需要换CPU模块。
4、BATT(电池)灯亮否?如果亮,则需要换锂电池。由于BATT灯只是报警信号,即使电池电压过低,程序也可能尚没改变。换电池以后, 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错,在完成系统编程初始化后,将录在磁带上的程序重新装入PLC。
5、在多框架系统中,如果CPU是工作的,可用RUN`继电器来检查其它几个电源的工作。如果RUN继电器未闭合(高阻态),按上面讲的步检查AC或DC电源如AC 或DC电源正常而继电器是断开的,则需要换框架。
一般查找故障步骤
其他步骤于用户的逻辑知识有关。下面的一些步骤,实际上只是较普通的,对于您遇到的特定的应用问题,尚修改或调整。查找故障的工具就是 您的感觉和经验。,插上编程器,并将开关打到RUN位置,然后按下列步骤进行。
1、如果PLC停止在某些输出被激励的地方,一般是处于中间状态,则查找引起下一步操作发生的信号(输入,定时器,线川,鼓轮控制器等)。 编程器会显示那个信号的ON/OFF状态。
2、如果输入信号,将编程器显示的状态与输入模块的LED指示作比较,结果不一致,则换输入模块。入发现在扩展框架上有多个模块要换, 那么,在您换模块之前,应先检查I/O扩展电缆和它的连接情况。
3、如果输入状态与输入模块的LED指示指示一致,就要比较一下发光二管与输入装置(按钮、限位开关等)的状态。入二者不同,测量一下输入 模块,如发现有问题,需要换I/O装置,现场接线或电源;否则,要换输入模块。
5、如信号是线川,没有输出或输出与线川的状态不同,就得用编程器检查输出的驱动逻辑,并检查程序清单。检查应按从有到左进行, 找出个不接通的触点,如没有通的那个是输入,就按二和三步检查该输入点,如是线川,就按四步和五步检查。要确认使主控继电器步影响逻辑操作。
6、如果信号是定时器,而且停在小于999.9的非零值上,则要换CPU模块。
7、如果该信号控制一个计数器,检查控制复位的逻辑,然后是计数器信号。按上述2到5部进行。
下面是换系统的步骤
一、换框架
1、切断AC电源 ;如装有编程器,拔掉编程器 。
2、从框架右端的接线端板上,拔下塑料盖板,拆去电源接线。
3、拔掉所有的I/O模块。如果原先在安装时有多个工作回路的话,不要搞乱IU/O的接线,并记下每个模块在框架中的位置,以便重新插上时不至于搞错。
4、如果CPU框架,拔除CPU组件和模块。将它放在的地方,以便以后重新安装.
5、卸去底部的二个固定框架的螺丝,松开上部二个螺丝,但不用拆掉。
6、将框架向上推移一下,然后把框架向下拉出来放在旁边。
7、将新的框架 从部螺丝上套进去,
8、装上底部螺丝,将四个螺丝都拧紧。
9、插入I/O模块,注意位置要与拆下时一致。
如果模块插错位置,将会引起控制系统危险的或错误的操作,但不会损坏模块。
10、插入卸下的CPU和模块。
11、在框架右边的接线端上重新接好电源接线,再盖上电源接线端的塑料盖。
12、检查一下电源接线是否正确,然后再通上电源。仔细地检查整个控制系统的工作,确保所有的I/O模块位置正确,程序没有变化。
二、CPU模块的换
1、切断电源,如插有编程器的话,把编程器拔掉。
2、向中间挤压CPU模块面板的上下紧固扣,使它们脱出卡口。
3、把模快从槽中垂直拔出。
4、将印刷线路板对准底部导槽。将新的CPU模块插入底部导槽。
5、轻微的晃动CPU模块,使CPU模块对准部导槽。
6、把CPU模块插进框架,直到二个弹性锁扣扣进卡口。
7、重新插上编程器,并通电。
8、在对系统编程初始化后,把录在磁带上的程序重新装入。检查一下整个系统的操作。
三、I/O模块的换
1、切断框架和I/O系统的电源。
2、卸下I/O模块接线端上塑料盖。拆下有故障模块的现场接线。
3、如果CPU上装着EPROM存储器,把EPROM拔下,装在新的CPU上。
1系统设计
根据确定所要开发的系统控制方式及其它特殊要求,根据所在单位和个人条件,计算I0点数和选择PC机的规格型号,并设计绘制电路原理图和安装接线图。
2设计PLC梯形图程序
采用PLC作为中间过程控制的电梯电气控制,在电路原理图和安装接线图设计绘制完成后,还设计绘制与电路原理图对应的PLC梯形图程序,梯形图程序是PLC内各种软硬继电器的逻辑控制图,它的逻辑控制方式类似于中间过程控制继电器之间的逻辑控制电路图,因此它是PLC控制电气系统设计工作的重要环节之一。设计梯形图程序时,应接PLC使用手册的方法,了解PLC的工I0接口分配、组合排列和代号,机内各种软继电器、数据区、通道代号,常用指令的编制规则和代号等。
设计梯形图一般应遵守以下规则:
(1) I/0点和内部各种软继电器等的常开和常闭触点可多次重复使用。
(2)软继电器的线圈不能与左边的母线直接连接,应有过渡点。
(3)软继电器的右边不能再有接点。
(4)在一套梯形图中,相同代号的线圈不能重复出现。(用SET, RST指令外)
(5) PLC的输入输出点可当软继电器来使用。
3,灌输程序
梯形图编制好后,灌输到PLC的存储器中方可运行。现在大家都有电脑,我们可以用编程软件把梯形图编好,用的电缆把电脑与PLC连接后,就可把程序写到PLC中去了。
4、模拟运行
程序灌入PLC中之后,先要进行模拟运行。方法可用搭接线的办法模拟输入端的各种状态,观看输出信号是否达到设计要求。
编程软件介绍
采用三菱FX系列的PLC,可以使用三菱FX系列PLC编程软件FxGP/WIN来编程。该软件可以采用三种方式来编程:(1)输入指令方式(2)画梯形图方式(3) SFC编程方式。利用一根电缆SC-09可以与PLC通信,达到灌输或读出程序的目的。而且可以在线监控运行中的PLC,观察PLC内部各种软继电器的动作状态,使用十分方便。
1、引言
在国产高压变频器的设计中,为了提高高压变频器内部控制的灵活性以及在现场应用的可扩展性,通常在高压变频器中内置PLC。自从20世纪70年代台PLC诞生以来,PLC的应用越来越广泛、功能越来越完善,除了具有强大的逻辑控制功能外还具其他扩展功能:A/D和D/A转换、PID闭环回路控制、高速记数、通信联网、中断控制及特殊功能函数运算等功能,并可以通过上位机进行显示、报警、记录、人机对话,使其控制水平大大提高。
本文以广州智光电机有限公司为攀钢集团成都钢铁有限公司污水处理厂设计生产的国产高压变频器ZINVERT-H800/B10为例,介绍了三菱PLC在高压变频器控制系统中的运用。
2、广州智光电机高压变频器简介
广州智光电机有限公司推出的新一代ZINVERT系列智能高压变频调速系统为直接高-高型变频调速系统,通过直接调节接入高压电机定子绕组的电源频率和电压来实现电动机转速的调节从而达到节能的目的。它是集大功率电力电子控制技术、微电子技术、高速光纤通信技术、自动化控制技术和高电压技术等多学科为一体的产品。该产品采用主流双DSP控制系统和大规模集成电路设计,通过的数字移相技术和波形控制技术实现了高压电机的灵活调节和能耗控制。
3、PLC在国产高压变频器中的设计使用
3.1 PLC主要逻辑控制
(1)用户要求高压变频器在出现故障停机时能快速自动切换到工频旁路运行,笔者给高压变频器专门配置了可以实现自动旁路功能的旁路柜,K1~K4为手动操作闸,J1~J3为高压真空接触器。在变频器发生故障时,旁路柜可以在几秒内完成从变频到工频的转换;而变频器在工频运行时,通过1个按钮就可以实现变频器从工频到变频的转换。这样的控制要求增加了变频器整机控制逻辑的复杂性。.
自动旁路柜控制逻辑简要介绍如下:
变频调速系统退出变频转工频运行有两种方式,一种是自动方式,一种是手动方式,选择自动方式时,当变频器发生停机故障时变频器自动从变频转工频;选择手动方式时则需人工操作。
变频调速系统退出工频转变频运行也有两种方式,一种是自动方式,一种是手动方式,选择自动方式时,只需在控制柜上按一个按钮,变频器就自动完成从工频转变频;选择手动方式时则需人工操作.
(2)PLC控制系统原理图
PLC主机选用输入输出点数48点,型号为FX2N-48MR,PLC作为系统逻辑量控制的控制,在自动旁路柜的逻辑关系控制中起着至关重要的作用。
旁路柜的逻辑控制要求比较复杂,采用PLC控制,接线简单,提高了性;旁路柜的逻辑改也变得很简单,只需修改PLC梯形图程序就可以了,很方便满足用户现场的控制要求。
(3)PLC功能指令实现高压变频器PID闭环控制
用户现场对变频器闭环控制提出的要求是:变频器能够根据用户系统用水量的变化,自动调整变频泵的转速,实现管网恒压供水;同时还可以在液晶屏上设定压力目标值。
针对用户的要求,PLC另外配置了模拟特殊模块FX2N-4AD和FX2N-2DA。FX2N-4AD为模拟输入模块,有四个输入通道,大分辨力12位,模拟值输入范围为-10V~10V或者4~20mA;FX2N-2DA为模拟输出模块,有2个输出通道,大分辨力12位,模拟值输出值范围为-10V到10V或者4到20 mA。这样通过读取指令(FROM)和写入指令(TO),以及PLC带有的PID闭环控制功能指令,就可以实现对用户现场的管网水压进行PID闭环控制。
其具体编程过程是这样:PLC读取指令(FROM)读取用户水压反馈值,把反馈值用移动指令(MOV)存入PID指令中的D12数据地址里; 把用户的水压设定值用移动指令(MOV)存入PID指令中的D10数据地址里;D200~D222保存PID的运行参数;D14为PID指令的运算值输出,通过PLC的写入指令(TO)把PID闭环运算结果D14写入模拟输出模块,再通过模拟输出模块转换成-10V~10V或者4~20mA的模拟信号送入高压变频器控制器进行频率设定。
在进行PID运行参数设置时,P、I、D的参数设定尤其重要,其设定的好坏直接关系到管网水压控制的好坏。P表示比例增益,设定范围为0~99(%),比例调节设定大,系统出现偏差时,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例增益,会造成系统不稳定;I表示积分时间,设定范围为0~32767(*100ms),积分时间越小,积分作用就越强,反之I越大则积分作用弱;D表示微分时间,设定范围为0~32767(*10ms),微分调节有前的控制作用,合适的微分时间能改善系统的动态性能。
攀钢污水处理厂供水管网比较庞大,管网水压对水泵转速的变化响应比较缓慢, 因此PID的计算速度不能过快,即比例调节不能过快,否则如果管网水压突然变化大时,变频器的调节容易形成较长时间的振荡。根据这一情况,如图3所示,可以在PLC控制程序中加入PID间隔计算时间 (T0)以及PID运算死区(M0),这样就可以把PID的计算速度调节至与管网水压变化速度相一致,避免管网水压震荡。
(4)PLC功能指令实现PLC与变频器上位机通信
为了使变频器上位机能对PLC进行显示、报警及记录,PLC还配置了通信模块FX2N-232BD,实现与变频器上位机的串口通信。
PLC RS232串口通信可使用无协议(RS指令)或协议与上位机进行通信,本例中使用无协议与上位机进行通信,如图四所示:D8120用于设定PLC通信格式,D50表示发送起始地址,K60表示发送字节数量,D150表示接收起始地址,K20表示接收字节数量。
4、结束语
高压变频器自动旁路柜采用PLC进行旁路逻辑控制,通过在攀钢污水处理厂运行的智光高压变频器模拟故障说明,高压变频器自动旁路柜在从变频转工频,工频转变频的相互切换非常方便,能在10s以内完成,大大提高了水泵运行的性。现场PID闭环控制效果非常理想,水压波动非常小,波动在过0.1kg时,变频器能调节转速,把水压控制在设定范围内,调节转速时不会产生任何振荡。同时通过PLC与高压变频器控制器的串口RS-232通信,在高压变频器液晶屏上能监视系统管网水压及PLC各种状态量。
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