台达自动化产品恒压供水应用

摘  要：本文主要讲述应用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应用技术。
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器、变频器嵌入式PID反馈恒压控制、人机界面和PLC整合应用等多种架构，其原理和核心控制思路都是采用PID反馈控制模型，实现无负压恒压供水。本文介绍基于台达触摸屏PLC的恒压变频恒压供水设计方案，主要体现台达系统集成应用技术方案提供完善的自动化系统。
2 系统设计
2.1 恒压供水原理
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。

2.2 台达PLC的PID控制
台达PLC主要利用PID指令算法构成反馈控制回路，达到恒压供水控制要求，原理设计如图（一）所示。




   
（1）PLC控制程序中管道压力读取部分如下：

（2）PLC控制程序中关于采集管道压力处理如下：
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。

（3）PLC控制程序中PID指令运用方法如下：

（4）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：

2.3 配置设计
控制系统技术方案配置如表（一）所示。元件表格列举出控制系统主要控制原件，其他辅助器件未给出。


表（一）供水自动化系统配置
序号元件名称型号规格数量（台）备注
1电源模块DVPPS02124V，2A
2PLC主机DVP14SS11R21
3PLC扩展DVP06XA－S1A/D、D/A
4变频器VFD110F43B111KW
5人机界面DOP－AS57BSTD15.7”
3 基于台达HMI宏指令的动画设计
人机界面设计提供直观生动的供水管理监控。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。主画面如图（二）所示。水泵运行动画动态显示画面如图（三）所示。

图（二）供水系统主画面

图（三）基于台达HMI宏指令的动画画面

    水泵运行动画动态显示水泵运行的动画显示是通过人机界面宏指令来完成的，效果虽没有工控组态软件生动，但是还是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。

SubMacro 1用于显示水泵1的动态运行水流动画显示。

SubMacro 2用于显示水泵2的动态运行水流动画显示。


4 结束语
    台达机电产品整合应用完成恒压供水系统功能全面满足工程需求，用户十分肯定台达产品，通过本案介绍提供给成熟可靠的技术方案，应用HMI与PLC集成设计，提供功能全面的自动化控制技术。
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