中山西门子PLC代理商电源供应商

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控制要求：

1. 温度控制：系统反应需要在的温度下进行，所以需要保持反应箱水的温度恒定。
具体方法是设定一温度D414，设定回差D410，温设定D535。当采集温度D310小于D414时，开始加热，当温度达到D414+D410时停止加热，温度降到D414时再次加热，使温度在设定回差内徘徊，达到恒温的目的。如果温度过温设定D535则停止加热并报警。
2. ClO2投加量控制：系统控制需要严格控制加入反应器里的ClO2的浓度，能够使水充分的，又不会太多形成二次污染，所以对的控制精度要求高。
具体方法是ClO2的投加量根据待水流量和单位投加量计算，尔后，感测器将水中的余氯量反馈到控制器(PLC)，将余氯量与设定值(目标值)进行比较并根据二者的差值确定单位投加量的纠正的速度和幅度，计算出新的单位投加量，从而将投加量控制在合理的范围内，
◆ 水流量×ClO2单位投加量→计量泵的输出频率
◆ 余氯设定值(即目标值)后，减小单位投加量，减小量由差值大小控制。
◆ 余氯设定值(即目标值)后，增大单位投加量，增大量由差值大小控制。
◆ 检测到的流量信号，经延时后参与运算，延时长短在0~150分钟内可设，经运算后得到控制泵的频率(即控制投加ClO2的量)
◆ 输出控制计量泵的频率计算公式：

3. 报警控制：

◆ 压力水欠压、负压系统压、缺原料--------报警，停计量泵
◆ 缺水、温、高温-----报警，停止加热

器件选型：

1.控制器：
采用台达DVP14SS11T2+DVP04PT-S+ DVP06XA-S。主机DVP14SS11T2负责反应箱两路加热信号；并控制计量泵的频率达到控制加入反应箱的ClO2的药量。DVP04PT-S采集反应箱的2路温度信号；
2.显示部分：
采用台达DOPA-A57GSTD及TP04终端显示器。根据终用户的不同选择采用不同的显示幕。
3.米顿罗（MILTON ROY）LMI电磁驱动隔膜计量泵：（型号P766-y/流量0.08~7.6L/H/压力3.5bar）
供给反应器ClO2，计量泵受PLC脉冲的控制，PLC每发一个脉冲，计量泵动作一次，输出一个冲程的ClO2，大100次/分钟；计量泵的冲程可以手动调整，即计量泵每动作一次能够输出的液体的量，可设定0~**范围。
4.氯酸纳、盐酸采用电磁阀开关进行供给。

5.反应箱的温度采集采用标准Pt100，用台达DVP04PT-S
直接采集并转换，十分方便。
6.ClO2浓度采集采用德国普罗名特流体控制（中国）有限公司的CDE 2-mA-2ppm型ClO2感测器，可以直接输出4~20mA到DVP06XA-S模块进行采集。

市场分析：

随着人民日常生活的提高，对生产产品时的用水就特别关注，如果水源不洁，又怎幺能够生产出让人放心的产品乃至食品呢？没有好的水，对于化学实验又怎幺能够分析准确呢？没有好的清洁水，医院怎幺能够对病人有足够的保证呢？在很多行业里，都是需要有较好的水来下一步骤的顺利进行，所以净化设备将会日益俱增。从国内一些净化厂商来看，目前都有加注资金投入情况，而且销售情况整体较好，厂商也忙得不亦乐乎，所以水处理行业是一个自动化厂商配套的很有前景的一个行业。

小结：

净化水设备厂商的，对于台达PLC来说无疑是一个很好的机会。根据目前接触的几家厂商来看，技术人员对自动化电气实现功能理解还不深刻，需要进行交流培养，也需要有耐心去推广我们的PLC。在此种小型设备上，台达PLC具有先天优势，体积小，功能强，轻松实现其要求的功能。所以净化水设备是一个设备配套较有潜力的行业，应该把台达的PLC技术应用到多的净化水设备当中，提高净水设备自动化控制水平，提高控制精度。

关键词：净水设备、可编程控制器(PLC)、人机界面

引言：

工业对发展中国家的经济的发展起到了不可磨灭的作用，特别是中国的今天，工业的发展带动了相关产业的高速发展，成为国民经济重要的支柱之一。但是经过工业迅猛发展的国家都明白，工业的发展也意味着自然环境的破坏，特别是对水源的严重污染，所以对水源的保护，污水的治理，水的净化就显得十分的重要。随着人们生活质量的不断提高，特别是医院、化工实验室等单位，对水的品质也提出了高的要求，所以根据现状的需要，对好的净化水的设备也提出了相应的需求。而此促进了净化设备公司的飞快成长，也对控制部分要求稳定，！像目些净化水设备厂商加大资金与技术的投入，用PLC代替以前的单片机控制系统。

设备控制背景：

系统构成：电源模组+以8051单片机为主，加扩展A/D及I/O芯片搭建的PCB控制板；
系统分析：系统采用单片机实现自动控制系统，由于电路的整体设计不能够很合理，尖峰等保护措施不好，很容量出现电路故障。这也增加了服务，也的增加了产品的成本，影响公司市场的发展，所以用户很想用的系统来代替原有的系统，以减少服务量，减少综合成本。

原理说明：

化学反应在专门的反应箱里，通过PLC控制两路加热信号并及时的采集PT100温度信号，使反应箱始终保持在设定的温度，再通过PLC发出脉冲对计量泵进行控制加入ClO2剂量，使适当浓度的ClO2与水的发生化学反应，达到的目的。

控制要求：

1. 温度控制：系统反应需要在的温度下进行，所以需要保持反应箱水的温度恒定。
具体方法是设定一温度D414，设定回差D410，温设定D535。当采集温度D310小于D414时，开始加热，当温度达到D414+D410时停止加热，温度降到D414时再次加热，使温度在设定回差内徘徊，达到恒温的目的。如果温度过温设定D535则停止加热并报警。
2. ClO2投加量控制：系统控制需要严格控制加入反应器里的ClO2的浓度，能够使水充分的，又不会太多形成二次污染，所以对的控制精度要求高。
具体方法是ClO2的投加量根据待水流量和单位投加量计算，尔后，感测器将水中的余氯量反馈到控制器(PLC)，将余氯量与设定值(目标值)进行比较并根据二者的差值确定单位投加量的纠正的速度和幅度，计算出新的单位投加量，从而将投加量控制在合理的范围内，
◆ 水流量×ClO2单位投加量→计量泵的输出频率
◆ 余氯设定值(即目标值)后，减小单位投加量，减小量由差值大小控制。
◆ 余氯设定值(即目标值)后，增大单位投加量，增大量由差值大小控制。
◆ 检测到的流量信号，经延时后参与运算，延时长短在0~150分钟内可设，经运算后得到控制泵的频率(即控制投加ClO2的量)
◆ 输出控制计量泵的频率计算公式：

3. 报警控制：

◆ 压力水欠压、负压系统压、缺原料--------报警，停计量泵
◆ 缺水、温、高温-----报警，停止加热

器件选型：

1.控制器：
采用台达DVP14SS11T2+DVP04PT-S+ DVP06XA-S。主机DVP14SS11T2负责反应箱两路加热信号；并控制计量泵的频率达到控制加入反应箱的ClO2的药量。DVP04PT-S采集反应箱的2路温度信号；
2.显示部分：
采用台达DOPA-A57GSTD及TP04终端显示器。根据终用户的不同选择采用不同的显示幕。
3.米顿罗（MILTON ROY）LMI电磁驱动隔膜计量泵：（型号P766-y/流量0.08~7.6L/H/压力3.5bar）
供给反应器ClO2，计量泵受PLC脉冲的控制，PLC每发一个脉冲，计量泵动作一次，输出一个冲程的ClO2，大100次/分钟；计量泵的冲程可以手动调整，即计量泵每动作一次能够输出的液体的量，可设定0~**范围。
4.氯酸纳、盐酸采用电磁阀开关进行供给。

5.反应箱的温度采集采用标准Pt100，用台达DVP04PT-S
直接采集并转换，十分方便。
6.ClO2浓度采集采用德国普罗名特流体控制（中国）有限公司的CDE 2-mA-2ppm型ClO2感测器，可以直接输出4~20mA到DVP06XA-S模块进行采集。

市场分析：

随着人民日常生活的提高，对生产产品时的用水就特别关注，如果水源不洁，又怎幺能够生产出让人放心的产品乃至食品呢？没有好的水，对于化学实验又怎幺能够分析准确呢？没有好的清洁水，医院怎幺能够对病人有足够的保证呢？在很多行业里，都是需要有较好的水来下一步骤的顺利进行，所以净化设备将会日益俱增。从国内一些净化厂商来看，目前都有加注资金投入情况，而且销售情况整体较好，厂商也忙得不亦乐乎，所以水处理行业是一个自动化厂商配套的很有前景的一个行业。

小结：

净化水设备厂商的，对于台达PLC来说无疑是一个很好的机会。根据目前接触的几家厂商来看，技术人员对自动化电气实现功能理解还不深刻，需要进行交流培养，也需要有耐心去推广我们的PLC。在此种小型设备上，台达PLC具有先天优势，体积小，功能强，轻松实现其要求的功能。所以净化水设备是一个设备配套较有潜力的行业，应该把台达的PLC技术应用到多的净化水设备当中，提高净水设备自动化控制水平，提高控制精度。

、引言
声波布料切割机主要用来制作无尘拭布（洁净布），无缝缝润等化纤、尼龙类布料。
无尘布是常用于电子产品、光学仪器以及其他在无尘生产环境中制作的零部件清洁用布，无尘布具有柔软、弹性大、易变形以及无脱毛、无崩布边等特点，因此，对该布料对布料的分切加工也有着特殊的工艺要求。
声波布料切割机是针对无尘布的特点，专门设计制造的机械。具有切口光滑、牢靠，切边准确，不会变形，不翘边、起毛、抽丝、皱折等优点。可避免的“激光切割机”存在的切边粗糙、焦边、起球等缺点采用德维森科技(深圳)有限公司开发生产的 V80 系列小型 PLC 为声波布料切割机提供了一个价格低廉和的解决方案。本文从声波布料切割机的关键技术入手，阐述了 V80 系列 PLC 在声波布料切割机控制方案中的应用情况。
2、关键技术
声波布料切割机有 2 个主要关键技术，一个是声波产生技术，另外一个是布料的传送和切割技术。声波布料切割机的工作原理是通过陶瓷振子加电压产生声波振动，再经增幅放大，使头刃具产生高速振动，可用来切割布料，塑料等材料。
声波布料切割机重要的环节就是实现布料的传送以及高速切割。声波布料切割机每次布料的传送长度要求一致，而且布料的传送和切割速度要求能够达到快以提高生产效率。同时，在切割时要求不能产生黑边现象。
3、系统方案
针对声波布料切割机的特殊工业要求，本文提供了一个价格低廉和的解决方案。主传送马达采用步进电机代替伺服电机，切割电机采用交流异步电机。压布挡板的控制，进，退的控制以及布料的安装等均采用气缸来控制。
电气控制采用德维森科技(深圳)有限公司开发生产的V80系列中的M32DR-AC/S以实现所有控制，并通过触摸屏来实现对布料切割长度的设置以及累计产量的统计，机器的启动停止控制也有触摸屏设定完成。
M32DR-AC/S 为具有运动控制的小型 PLC，基本配置为 16 个输入点以及 16 个继电器
输出点。且带有 2 路单的速度高达 50KHZ 的 PTO/PWM 输出接口和 2 路全功能（ABZ 三相）的高速计数接口。
传统的切割机在切割一次后将归位的方式比较，采用 M32DR-AC/S 方案节省了切割的进退过程，可实现从左到右切割一次，下次再从右到左切割，大大提高了整体切割速度。
由于 V80M32DR-AC/S 的脉冲输出具有速度可任意设置，多可设置 256 段不同加减速曲线，并且脉冲输出，驱动电路抗干扰强，从而保证 V80M32DR-AC/S 地控制传送布料的步进电机，切割的交流异步电机以及气缸运动。本系统设定 5 段加减速频率，分别为 2 段加速，2 段减速，1 段高速稳定输出，可设置的小布料长度在小于 5cm，布料宽度可灵活调整。因此，采用 M32DR-AC/S 的解决方案具有功能强，精度高，，的特点。
V80M32DR-AC/S具有2路高速脉冲输出的功能，脉冲输出具有三种设置功能模块，分别为：普通模式脉冲串输出（PTO）设置(N_PTO_S)；平滑模式脉冲串输出（PTO）设置(B_PTO_S)；多段模式脉冲串输出（PTO）设置(M_PTO_S)；脉宽调制输出功能块为：脉
宽调制输出（PWM）设置（PWM_S)；运行功能块为：脉冲输出运行（PLSRUN）。本系统采用多段模式脉冲串输出设置(M_PTO_S)模块，每一段频率脉冲需要5个参数，
如果有N段加，减速曲线，则需要N*5个参数。5个参数分别为：，起始周期（单位可为ms或者us）频率则为周期的倒数；二：递进周期T（bit0~bit14 有效，bit15 为递进方向控制位，1 为减，0 为增）；三：递进间隔脉冲数N，即每隔多少个脉冲，变化一次频率；四：当前段脉冲数，以这个方式输出的总脉冲个数；五：方向输出线控制字，是否和外部的方向线绑定输出。我们可以看出，对脉冲输出的控制设置比较清晰，操作简单。V80M32DR-AC/S 具有 2 个通讯接口，都支持 MODBUS 协议，可方便和各类人机界面连接，在本系统中，采用一个 5.7 寸单色屏置切割长度，并且可实现启动，停止的控制以及统计和分析切割产量。
4、结论
采用 V80 系列 PLC 控制声波切割机，提高了布料的传送精度和切割速度，通过改进往复切割工艺，大大提高了切割产量。高性价比的 V80 系列 PLC 可以为控制声波切割机节省大量的电控成本，从而提高了产品的竞争力。

 在木工机械中，例如木工带锯机，往往通过PLC或单片机来控制送料部分进行自动运行。由于单片机控制系统的抗干扰能力差，容易产生误动作和误数据，使操作人员判断错误，从而误操作。而PLC具备良好的抗干扰性和通用性，从而解决了这一问题。

 1 木工带锯机的工作原理

 用来锯切原木或成材的木工机床分为木工带锯机﹑木工圆锯机和木工框锯机等。所谓木工带锯机是环状带锯条张紧在两个锯轮上，环状带锯条由电动机通过锯轮带动，作连续切削运动。木料的进给可以采用手动，也可以采用跑车或滚筒进行自动进给。按照用途分类，带锯机可以分为锯切原木的跑车带锯机和剖分板材或方材的再剖带锯机。
 本项目所使用的带锯机为跑车带锯机。所谓跑车，是指夹持原木向带锯条作进给运动的送材车。PLC需要完成的动作是对跑车进行定位控制。跑车的动力设备是装配在底盘上的电动机，经过齿轮传动，带动跑车的主轴进行往复运动。跑车前进为工作行程，跑车后退为返回行程。其工作过程是，跑车工作台以一定的速度运行一段距离，当系统再次收到前进指令时，又以同样的速度运行同样的距离，并且此距离可以被修改。当系统收到后退指令时，进行返回行程，直到此指令被取消。电动机的正转和反转控制跑车工作台的前进和后退。通过PLC控制系统实现对电动机方向的控制。

 2 PLC选型与I/O点分配

 为了保证系统的控制精度，跑车带锯机控制系统采用闭环控制。根据旋转编码器反馈回来的脉冲信号计算跑车工作台的实际距离。当跑车工作台到达设定距离后，PLC输出制动信号，停止跑车的运行，实现跑车的定位。PLC控制系统需要配置1路高速脉冲信号输入。跑车工作台还需要1个位置来进行进尺和余尺的计算，可以利用安装在跑车支架上的接近开关确定跑车经过的位置，因此系统还需要配置1个接近开关输入点。后，系统还需要配置启动、停止、进车、退车、点动等按钮。因此，系统的开关量输入点为8个。系统的开关量输出点只有制动接触器和后退继电器等2个点，分别控制跑车的停止和跑车运动的方向。PLC控制系统的I/O点分配如表1所示。
 综上所述，根据输入和输出的要求，我们选用和利时公司具有自主知识产权的HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC。考虑到此系统需要一定的备用I/O点，CPU模块选择带有24点开关量的LM3107，其中开关量输入14点，开关量输出10点。CPU模块LM3107自带3路立的高速脉冲输入，其继电器输出的电流容量大为2A，可以直接控制制动接触器，不需要中间继电器。这些配置能够满足系统的要求。

 信号类型 物理元件 PLC地址 说明
 开关量输入信号 接近开关 %IX0.0 接近开关输入信号
  SB1 %IX0.1 起动按钮
  SB2 %IX0.2 停止按钮
  SB3 %IX0.3 进车按钮
   %IX0.4 编码器脉冲输入
   %IX0.5 编码器方向输入
  SB4 %IX0.6 退车按钮
  SB5 %IX0.7 点动按钮
 开关量输出信号 KM1 %QX0.0 制动接触器
  KM2 %QX0.1 后退继电器

 3 PLC控制系统软件设计
 跑车工作台运行的启动、停止开关SB1、SB2分别接到PLC的输入端口%IX0.1和%IX0.2。当启动开关SB1接通时，跑车工作台启动运行。当停止开关SB2闭合时，跑车工作台停止运行。旋转编码器产生的脉冲信号接到内部计数器HD_CTUD_T4的输入端口%IX0.4和%IX0.5。利用PLC计数器HD_CTUD_T4的脉冲计数功能，控制系统可以定位跑车工作台当前的运行距离，将当前距离与设定距离进行比较，从而控制工作台的进给位置。PLC的输出端口%QX0.0接制动接触器，用来控制跑车工作台运行和停止。当%QX0.0=0时，电动机正转，带动工作台前进。当%QX0.0=1时，电动机反转，带动工作台后退。
 根据跑车工作台运行过程的要求，控制系统的流程图如图1所示。PLC根据HD_CTUD_T4的当前脉冲值和触摸屏的设定值进行比较。如果当前值小于设定值，跑车工作台继续运行。如果当前值大于设定值，系统立即输出制动信号，然后等待下一次前进信号的输入。当系统需要锯路补偿时，程序会根据用户选择的补偿量进行锯路补偿。

 图1 控制系统的流程图

     水源热泵空调系统是一种利用自然水源作为冷热源的空调系统，其技术是水源热泵技术。所谓水源热泵技术，是利用地球表面浅层水源所吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。河水、湖水、地下水等地球表面浅层水源吸收了太阳辐射的能量，水源的温度十分稳定。在夏季，水源热泵空调系统将物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，所以可以地带走热量。在冬季，水源热泵空调系统从水源中提取能量，根据热泵原理，通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。通常，水源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。由于水源热泵空调系统具有、节能和环保等优点，近年来得到了越来越多的应用。

     空调系统的控制主要分为继电器控制系统、直接数字式控制器（DDC）系统和可编程序控制器（PLC）系统等级几种。由于故障率高、系统复杂、功耗高等明显的缺点，继电器控制系统已逐渐被淘汰。DDC控制系统虽然在智能化方面有了很大的发展，但由于其本身抗干扰能力差、不易联网、信息集成度不高和分级分步式结构的局限性，从而限制了其应用。相反，PLC控制系统以其运行、使用维护方便、抗干扰能力强、适合新型高速网络结构等显著的优点，在智能建筑中得到了广泛的应用。为了提高空调系统的经济性、性和可维护性，目前空调系统都倾向于采用、实用、的PLC来进行控制。

     本文介绍和利时公司HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC在水源热泵空调控制系统中的成功应用，说明了HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC可以很好地实现空调智能化控制，达到减少无效能耗、提高能源利用效率和保护空调设备的目的。

     2、空调系统介绍

     北京市某单位的办公楼采用水源热泵空调系统，总建筑面积8550m2，建筑高度20.5m，其中空调面积约6840m2。地下1层为各种设备房和操作间，地上1层为职工食堂、大厅和会议室，地上2～6层为商业办公用房。

     室内温度和相对湿度等技术参数的设计要求如表1所示。水源热泵空调系统的设计制冷量为860kW，制热量为950kW。空调的主机系统由四台压缩机组成，水源水系统由取水井、渗水井和水处理设备组成。

 表1 室内技术参数的设计要求
 

     3、控制系统硬件设计

     该水源热泵空调系统主要是根据蒸发器和冷凝器进出水温度的变化来控制4台压缩机的启停，使水温稳定在设定的范围内。4台压缩机分成A和B两组，每组各有2台压缩机。系统的I/O点分配如表2所示，其中开关量输入点6个，模拟量输入点4个，开关量输出点5个，模拟量输出点1个。

 表2 系统的I/O点分配表
 

     根据输入和输出的要求，该水源热泵空调系统的控制器选用和利时公司具有自主知识产权的HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC。考虑到此系统需要一定的备用I/O点，CPU模块选择带有24点开关量的LM3107，其中开关量输入14点，开关量输出10点。模拟量输入模块选用四通道热电阻输入模块LM3312，模拟量输出模块选用两通道模拟量输出模块LM3320。PLC的人机界面选用EView触摸屏。PLC控制系统及相关设备的组成如图1所示，这些配置能够满足系统的要求。
 

 图1 PLC控制系统的组成

     4、控制系统软件设计

     控制系统的主要功能是对热泵进行自动启停，显示温度、压力、流量等运行参数，显示压缩机的工作状态，记录设备的运行时间和故障原因，实现对水源热泵空调系统的智能控制。从控制系统的主要功能出发，为了增加程序可读性和减少程序代码，PLC程序采用了主程序调用功能块、功能块调用函数的程序结构。PLC程序由1个主程序、11个功能块子程序和1个函数组成，其调用关系如图2所示。程序编译码占用空间为30K。

     程序设计的思路是，当PLC上电后，一直进行温度、压力、流量等运行参数的检测，这些检测主要在检测程序、故障程序和A/B组故障停机程序中完成。如果相关参数均无异常，则开机功能块子程序运行，启动压缩机。在开机过程中，同时进行温度判断。如果温度达到了设定值，则进入调节功能块子程序，停止开机功能块子程序，完成开机。根据温度的变化，调节功能块子程序控制压缩机的启停。变频器的控制则是通过调用加载程序和降载程序来实现。

     在这些程序中，为了满足压缩机的使用要求，调节功能块子程序是繁琐的，例如压缩机的启动时间要小于30秒、压缩机每小时的启动次数不要过5次等。为了平衡压缩机的运行时间，增加空调的使用寿命，传统的程序设计采用先启先停、先停先启、开机过程中启动次序轮换等控制方法，来协调压缩机的运行时间。但是，如果本系统采用这种方法，则仍然存在某一台压缩机运行时间过长的问题。因此决定对传统方法进行改进，采用随机启停的控制方法代替先启先停、先停先启的控制方法，解决了压缩机的运行时间不平衡的问题。
 

 图2 程序调用关系图

     人机界面选用EView触摸屏，页如图3所示。输入密码后，点击功能菜单，在弹出的快捷窗口中，可以选择参数查询、运行时间、故障查询、运行状态、参数设定、调节显示、操作界面等子菜单，进行相关的操作和显示。
 

 图3 人机界面页

     5、结论

     采用传统的继电器控制系统来实现热泵的控制，由于机械接触点很多，接线复杂，参数调整不方便，而且机械接触点的工作频率低，容易损坏，性差。采用直接数字式控制器（DDC）虽然可以减少接线，性有所提高，但由于DDC其本身的抗干扰能力差、不易联网、信息集成度不高和分级分步式结构的局限性，因此，越来越不能满足复杂多变的智能控制要求。

     采用PLC来控制热泵系统，不仅可以通过编程实现复杂的逻辑控制，而且可以在很大程度上简化硬件接线，提高控制系统性，用户操作界面友好，信息集程度高，便于实现智能控制。因此，在热泵空调领域，PLC控制系统取代DDC控制系统是必然趋势。