PLC系列結(jié)合人機(jī)界面與變頻器在恒溫恒濕空調(diào)風(fēng)柜上的應(yīng)用
【摘要】
本文介紹了PLC 結(jié)合人機(jī)界面與變頻器在恒溫恒濕空調(diào)風(fēng)柜上的應(yīng)用，并給出了恒溫恒濕空調(diào)風(fēng)柜的監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖、系統(tǒng)控制方法以及人機(jī)界面操作圖。
【關(guān)鍵字】
變頻器 PLC 人機(jī)界面 RS-485 串行通訊
【前言】
本人一直從事工控產(chǎn)品（如PLC、變頻器、人機(jī)界面）方面的技術(shù)支
持，并為很多行業(yè)的設(shè)備進(jìn)行編程調(diào)試。
下面是我做的其中一項(xiàng)恒溫恒濕空調(diào)風(fēng)柜控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)基本配置： 臺(tái)達(dá)程控器 DVP20EX00R2、
臺(tái)達(dá)變頻器 VFD150F43A
人機(jī)界面 TD210
PLC是空調(diào)風(fēng)柜的主控器，完成機(jī)組的參數(shù)采集、故障檢測(cè)和流程控制功能，這款PLC 的特殊之處在于開(kāi)關(guān)量為8 入6 出、模擬量為4 入2 出，是一種混合型的PLC，能直接采集溫度模擬信號(hào)，即可直接連接溫濕度傳感器（0~10V 或4~20mA），實(shí)現(xiàn)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的溫濕度值對(duì)蒸汽閥、冷水閥進(jìn)行控制，并根據(jù)室內(nèi)正壓差的變動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器的頻率（即調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速）；人機(jī)界面采用文本顯示器TD210（黑白3 寸），可進(jìn)行控制系統(tǒng)起停、參數(shù)修改、故障報(bào)警、系統(tǒng)狀態(tài)信息顯示等功能。
一、簡(jiǎn)介
首先根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（圖1）選擇PLC、變頻器、人機(jī)界面以及各種電氣元件，然后繪出電氣接線圖（圖2），并編制PLC程序，最后根據(jù)所需要的控制、監(jiān)控功能設(shè)計(jì)人機(jī)界面畫(huà)面。
由圖1 可知，PLC 所需的開(kāi)關(guān)量點(diǎn)數(shù)為3 入2 出、模擬量點(diǎn)數(shù)為3 入1 出，因此我選擇了臺(tái)達(dá)PLC DVP20EX00R2。選定好PLC后，根據(jù)給出的電氣接線圖（圖2）用WPL2.08軟件編輯程序（見(jiàn)附件程序）；然后使用TD210V36 軟件編輯人機(jī)界面。
二、流程簡(jiǎn)述
1、初始狀態(tài)
主風(fēng)機(jī)、變頻器、蒸汽閥、冷水閥為關(guān)閉狀態(tài)。
2、啟動(dòng)
㈠ 根據(jù)新風(fēng)溫度與界面設(shè)定的新風(fēng)換季溫度對(duì)比：
① 當(dāng)新風(fēng)溫度大于新風(fēng)換季溫度時(shí)為夏季工況；
② 當(dāng)新風(fēng)溫度小于新風(fēng)換季溫度時(shí)為冬季工況；
㈡ 按下“開(kāi)機(jī)”按鈕后，變頻器帶動(dòng)主風(fēng)機(jī)起動(dòng)，變頻器頻率以界面所設(shè)定的下限頻率運(yùn)行，30 秒后所有電氣元件根據(jù)冬季/夏季工況的不同進(jìn)入不同的自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)；
3、運(yùn)行狀態(tài)
㈠ 變頻器頻率由室內(nèi)正壓差P控制，當(dāng)P=設(shè)定值Po±范圍值△P內(nèi)時(shí)，變頻器頻率在下限頻率和上限頻率之間自動(dòng)調(diào)節(jié)；
㈡ 冷水電動(dòng)閥由送風(fēng)濕度RH控制，當(dāng)送風(fēng)濕度RH=設(shè)定值RHo±范圍值△RH內(nèi)時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)比例積分電動(dòng)閥，冬季工況不開(kāi)冷水閥；
㈢ 蒸汽比例積分電動(dòng)閥由送風(fēng)溫度Ts控制，當(dāng)送風(fēng)溫度Ts=設(shè)定值Tso±范圍值△t內(nèi)時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)再生蒸汽比例積分電動(dòng)閥；
4、報(bào)警控制
當(dāng)主風(fēng)機(jī)過(guò)流報(bào)警或室內(nèi)正壓差報(bào)警發(fā)生時(shí)，執(zhí)行故障停機(jī)程序，人機(jī)界面自動(dòng)進(jìn)入故障報(bào)警畫(huà)面，且相應(yīng)的報(bào)警指示燈亮，當(dāng)故障解除后，按“復(fù)位”鍵報(bào)警指示燈熄滅。
5、停機(jī)
㈠ 正常停機(jī)
停機(jī)時(shí)，先關(guān)閉冷水閥和蒸汽閥，延時(shí)4分鐘后停止風(fēng)機(jī)和變頻器。
㈡ 故障現(xiàn)象
?、?出現(xiàn)主風(fēng)機(jī)過(guò)流報(bào)警時(shí)，執(zhí)行正常停機(jī)程序，人機(jī)界面自動(dòng)顯示報(bào)警畫(huà)面，且相應(yīng)的指示燈亮，故障解除后按“復(fù)位”鍵，報(bào)警指示燈熄滅；
?、?當(dāng)室內(nèi)正壓差>上限值（界面設(shè)定）時(shí)，執(zhí)行正常停機(jī)程序，人機(jī)界面自動(dòng)顯示報(bào)警畫(huà)面，且相應(yīng)的指示燈亮，故障解除后按“復(fù)位”鍵，報(bào)警指示燈熄滅；
③ 出現(xiàn)初效過(guò)濾網(wǎng)壓差報(bào)警和中效過(guò)濾網(wǎng)壓差報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)不停機(jī)，人機(jī)界面自動(dòng)顯示報(bào)警畫(huà)面，且相應(yīng)的指示燈亮，故障解除后按“復(fù)位”鍵，報(bào)警指示燈熄滅。
6、人機(jī)界面顯示要求
㈠ 在界面上可進(jìn)行開(kāi)機(jī)、停機(jī)、變頻器手動(dòng)選擇的操作；
㈡ 顯示送風(fēng)溫度Ts（℃）、送風(fēng)相對(duì)濕度RH（%）、 新風(fēng)溫度Tx（℃）、室內(nèi)正壓差P、冷水閥開(kāi)度和蒸汽閥狀態(tài)；
㈢ 可設(shè)定新風(fēng)換季溫度Txo、送風(fēng)相對(duì)濕度RHo, 夏季/冬季送風(fēng)溫度Tso、變頻器下限/上限頻率、壓差上限報(bào)警值Po；
㈣ 可校正送風(fēng)溫度Ts、送風(fēng)濕度RH、新風(fēng)溫度Tx、室內(nèi)正壓差P。
㈤ 可設(shè)定△t、△RH、△P、t1、t2、t3、t4
7、RS-485串行通訊功能
利用PLC 上的RS-485 通訊口與變頻器RS-485 通訊口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)變頻器控制方式的變換及頻率的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
手動(dòng)：變頻器設(shè)定頻率由變頻器面板給定；
自動(dòng)：變頻器設(shè)定頻率由PLC給定；
三、變頻器參數(shù)設(shè)定參考
01-00： 此參數(shù)設(shè)定變頻器最大操作頻率命令范圍，以鍵盤(pán)設(shè)定的主頻率命令以此參數(shù)設(shè)定為限制；
01-07： 此參數(shù)設(shè)定值會(huì)限制變頻器的最大輸出頻率；
01-08： 此參數(shù)設(shè)定值會(huì)限制變頻器的最低輸出頻率，當(dāng)變頻器的頻率命令小于此設(shè)定值時(shí)，變頻器的輸出頻率會(huì)保持在此下限頻率設(shè)定；
01-09： 此參數(shù)為變頻器由0.00Hz 加速至最大操作頻率01-00 所需的時(shí)間，即為加速時(shí)間；
01-10： 此參數(shù)為變頻器由最大操作頻率01-00 減速至0.00 Hz 所需時(shí)間，即減速時(shí)間；
02-00： 此參數(shù)設(shè)定變頻器的主頻率來(lái)源；
02-01： 此參數(shù)設(shè)定變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)來(lái)源；
02-06： 此參數(shù)設(shè)定當(dāng)變頻器設(shè)定由外部端子控制，且變頻器上電時(shí)外部端子已經(jīng)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)器是否要執(zhí)行運(yùn)轉(zhuǎn)命令；
03-00： 此參數(shù)設(shè)定變頻器上的多功能輸出端子1（RA1-RC1）的功能；
09-00： 此參數(shù)設(shè)定變頻器串行通訊時(shí)的位址；
09-01： 此參數(shù)用來(lái)設(shè)定PLC與變頻器彼此的傳輸速率；
09-04： 此參數(shù)用來(lái)設(shè)定通訊資料格式；
09-05： 此參數(shù)用來(lái)設(shè)定奇偶位元及停止位元；
09-07： 此參數(shù)用來(lái)設(shè)定變頻器的運(yùn)行頻率，僅在通訊時(shí)可設(shè)定，鍵盤(pán)設(shè)定無(wú)效，即利用PLC修改此參數(shù)可改變變頻器頻率。
【注意】
在整個(gè)操作界面中，“▼”鍵和“▲”鍵為畫(huà)面跳轉(zhuǎn)的操作鍵（報(bào)警畫(huà)面除外），按“▼”進(jìn)入下一畫(huà)面，按“▲”回到前一畫(huà)面。
參考文獻(xiàn)
1、《VFD-F 系列變頻器使用手冊(cè)》 臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司
2、《DVP-PLC 可編程序控制器使用說(shuō)明書(shū)》 臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司
3、《DVP-PLC 應(yīng)用技術(shù)手冊(cè).程式篇》 臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限
公司
4、《TD210 使用說(shuō)明書(shū)》
本文介紹了PLC 結(jié)合人機(jī)界面與變頻器在恒溫恒濕空調(diào)風(fēng)柜上的應(yīng)用，并給出了恒溫恒濕空調(diào)風(fēng)柜的監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖、系統(tǒng)控制方法以及人機(jī)界面操作圖。
【關(guān)鍵字】
變頻器 PLC 人機(jī)界面 RS-485 串行通訊
【前言】
本人一直從事工控產(chǎn)品（如PLC、變頻器、人機(jī)界面）方面的技術(shù)支
持，并為很多行業(yè)的設(shè)備進(jìn)行編程調(diào)試。
下面是我做的其中一項(xiàng)恒溫恒濕空調(diào)風(fēng)柜控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)基本配置： 臺(tái)達(dá)程控器 DVP20EX00R2、
臺(tái)達(dá)變頻器 VFD150F43A
人機(jī)界面 TD210
PLC是空調(diào)風(fēng)柜的主控器，完成機(jī)組的參數(shù)采集、故障檢測(cè)和流程控制功能，這款PLC 的特殊之處在于開(kāi)關(guān)量為8 入6 出、模擬量為4 入2 出，是一種混合型的PLC，能直接采集溫度模擬信號(hào)，即可直接連接溫濕度傳感器（0~10V 或4~20mA），實(shí)現(xiàn)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的溫濕度值對(duì)蒸汽閥、冷水閥進(jìn)行控制，并根據(jù)室內(nèi)正壓差的變動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器的頻率（即調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速）；人機(jī)界面采用文本顯示器TD210（黑白3 寸），可進(jìn)行控制系統(tǒng)起停、參數(shù)修改、故障報(bào)警、系統(tǒng)狀態(tài)信息顯示等功能。
一、簡(jiǎn)介
首先根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（圖1）選擇PLC、變頻器、人機(jī)界面以及各種電氣元件，然后繪出電氣接線圖（圖2），并編制PLC程序，最后根據(jù)所需要的控制、監(jiān)控功能設(shè)計(jì)人機(jī)界面畫(huà)面。
由圖1 可知，PLC 所需的開(kāi)關(guān)量點(diǎn)數(shù)為3 入2 出、模擬量點(diǎn)數(shù)為3 入1 出，因此我選擇了臺(tái)達(dá)PLC DVP20EX00R2。選定好PLC后，根據(jù)給出的電氣接線圖（圖2）用WPL2.08軟件編輯程序（見(jiàn)附件程序）；然后使用TD210V36 軟件編輯人機(jī)界面。
二、流程簡(jiǎn)述
1、初始狀態(tài)
主風(fēng)機(jī)、變頻器、蒸汽閥、冷水閥為關(guān)閉狀態(tài)。
2、啟動(dòng)
㈠ 根據(jù)新風(fēng)溫度與界面設(shè)定的新風(fēng)換季溫度對(duì)比：
① 當(dāng)新風(fēng)溫度大于新風(fēng)換季溫度時(shí)為夏季工況；
② 當(dāng)新風(fēng)溫度小于新風(fēng)換季溫度時(shí)為冬季工況；
㈡ 按下“開(kāi)機(jī)”按鈕后，變頻器帶動(dòng)主風(fēng)機(jī)起動(dòng)，變頻器頻率以界面所設(shè)定的下限頻率運(yùn)行，30 秒后所有電氣元件根據(jù)冬季/夏季工況的不同進(jìn)入不同的自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài)；
3、運(yùn)行狀態(tài)
㈠ 變頻器頻率由室內(nèi)正壓差P控制，當(dāng)P=設(shè)定值Po±范圍值△P內(nèi)時(shí)，變頻器頻率在下限頻率和上限頻率之間自動(dòng)調(diào)節(jié)；
㈡ 冷水電動(dòng)閥由送風(fēng)濕度RH控制，當(dāng)送風(fēng)濕度RH=設(shè)定值RHo±范圍值△RH內(nèi)時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)比例積分電動(dòng)閥，冬季工況不開(kāi)冷水閥；
㈢ 蒸汽比例積分電動(dòng)閥由送風(fēng)溫度Ts控制，當(dāng)送風(fēng)溫度Ts=設(shè)定值Tso±范圍值△t內(nèi)時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)再生蒸汽比例積分電動(dòng)閥；
4、報(bào)警控制
當(dāng)主風(fēng)機(jī)過(guò)流報(bào)警或室內(nèi)正壓差報(bào)警發(fā)生時(shí)，執(zhí)行故障停機(jī)程序，人機(jī)界面自動(dòng)進(jìn)入故障報(bào)警畫(huà)面，且相應(yīng)的報(bào)警指示燈亮，當(dāng)故障解除后，按“復(fù)位”鍵報(bào)警指示燈熄滅。
5、停機(jī)
㈠ 正常停機(jī)
停機(jī)時(shí)，先關(guān)閉冷水閥和蒸汽閥，延時(shí)4分鐘后停止風(fēng)機(jī)和變頻器。
㈡ 故障現(xiàn)象
?、?出現(xiàn)主風(fēng)機(jī)過(guò)流報(bào)警時(shí)，執(zhí)行正常停機(jī)程序，人機(jī)界面自動(dòng)顯示報(bào)警畫(huà)面，且相應(yīng)的指示燈亮，故障解除后按“復(fù)位”鍵，報(bào)警指示燈熄滅；
?、?當(dāng)室內(nèi)正壓差>上限值（界面設(shè)定）時(shí)，執(zhí)行正常停機(jī)程序，人機(jī)界面自動(dòng)顯示報(bào)警畫(huà)面，且相應(yīng)的指示燈亮，故障解除后按“復(fù)位”鍵，報(bào)警指示燈熄滅；
③ 出現(xiàn)初效過(guò)濾網(wǎng)壓差報(bào)警和中效過(guò)濾網(wǎng)壓差報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)不停機(jī)，人機(jī)界面自動(dòng)顯示報(bào)警畫(huà)面，且相應(yīng)的指示燈亮，故障解除后按“復(fù)位”鍵，報(bào)警指示燈熄滅。
6、人機(jī)界面顯示要求
㈠ 在界面上可進(jìn)行開(kāi)機(jī)、停機(jī)、變頻器手動(dòng)選擇的操作；
㈡ 顯示送風(fēng)溫度Ts（℃）、送風(fēng)相對(duì)濕度RH（%）、 新風(fēng)溫度Tx（℃）、室內(nèi)正壓差P、冷水閥開(kāi)度和蒸汽閥狀態(tài)；
㈢ 可設(shè)定新風(fēng)換季溫度Txo、送風(fēng)相對(duì)濕度RHo, 夏季/冬季送風(fēng)溫度Tso、變頻器下限/上限頻率、壓差上限報(bào)警值Po；
㈣ 可校正送風(fēng)溫度Ts、送風(fēng)濕度RH、新風(fēng)溫度Tx、室內(nèi)正壓差P。
㈤ 可設(shè)定△t、△RH、△P、t1、t2、t3、t4
7、RS-485串行通訊功能
利用PLC 上的RS-485 通訊口與變頻器RS-485 通訊口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)變頻器控制方式的變換及頻率的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
手動(dòng)：變頻器設(shè)定頻率由變頻器面板給定；
自動(dòng)：變頻器設(shè)定頻率由PLC給定；
三、變頻器參數(shù)設(shè)定參考
01-00： 此參數(shù)設(shè)定變頻器最大操作頻率命令范圍，以鍵盤(pán)設(shè)定的主頻率命令以此參數(shù)設(shè)定為限制；
01-07： 此參數(shù)設(shè)定值會(huì)限制變頻器的最大輸出頻率；
01-08： 此參數(shù)設(shè)定值會(huì)限制變頻器的最低輸出頻率，當(dāng)變頻器的頻率命令小于此設(shè)定值時(shí)，變頻器的輸出頻率會(huì)保持在此下限頻率設(shè)定；
01-09： 此參數(shù)為變頻器由0.00Hz 加速至最大操作頻率01-00 所需的時(shí)間，即為加速時(shí)間；
01-10： 此參數(shù)為變頻器由最大操作頻率01-00 減速至0.00 Hz 所需時(shí)間，即減速時(shí)間；
02-00： 此參數(shù)設(shè)定變頻器的主頻率來(lái)源；
02-01： 此參數(shù)設(shè)定變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)來(lái)源；
02-06： 此參數(shù)設(shè)定當(dāng)變頻器設(shè)定由外部端子控制，且變頻器上電時(shí)外部端子已經(jīng)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)器是否要執(zhí)行運(yùn)轉(zhuǎn)命令；
03-00： 此參數(shù)設(shè)定變頻器上的多功能輸出端子1（RA1-RC1）的功能；
09-00： 此參數(shù)設(shè)定變頻器串行通訊時(shí)的位址；
09-01： 此參數(shù)用來(lái)設(shè)定PLC與變頻器彼此的傳輸速率；
09-04： 此參數(shù)用來(lái)設(shè)定通訊資料格式；
09-05： 此參數(shù)用來(lái)設(shè)定奇偶位元及停止位元；
09-07： 此參數(shù)用來(lái)設(shè)定變頻器的運(yùn)行頻率，僅在通訊時(shí)可設(shè)定，鍵盤(pán)設(shè)定無(wú)效，即利用PLC修改此參數(shù)可改變變頻器頻率。
【注意】
在整個(gè)操作界面中，“▼”鍵和“▲”鍵為畫(huà)面跳轉(zhuǎn)的操作鍵（報(bào)警畫(huà)面除外），按“▼”進(jìn)入下一畫(huà)面，按“▲”回到前一畫(huà)面。
參考文獻(xiàn)
1、《VFD-F 系列變頻器使用手冊(cè)》 臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司
2、《DVP-PLC 可編程序控制器使用說(shuō)明書(shū)》 臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司
3、《DVP-PLC 應(yīng)用技術(shù)手冊(cè).程式篇》 臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限
公司
4、《TD210 使用說(shuō)明書(shū)》
本文標(biāo)簽：PLC系列結(jié)合人機(jī)界面與變頻器在恒溫恒濕空調(diào)風(fēng)柜上的應(yīng)用
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