西門子變頻器代理商6SE6420-2UC13-7AA1       西門子變頻器代理商6SE6420-2UC13-7AA1 

2、系統主要硬件組成

系統硬件由可編程控制器（含數字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入模塊）、觸摸屏一臺、變頻器、傳感器及若干電器元件組成。各部分說明如下：

(1) PLC：選用SIEMENS公司的S7-200系列CPU224（配數字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入模塊）。通過接收開關量、模擬量輸入經處理后輸出開關量、模擬量去控制繼電器的動作，同時與觸摸屏進行實時通訊，為觸摸屏的顯示提供數據，并對于觸摸屏發出的信息進行處理等。

(2) 觸摸屏采用SIEMENS公司MP370。實現人機對話，與PLC系統進行數據傳送和交換，將設定參數寫入PLC，也可將PLC、傳感器及變頻器內部參數讀入觸摸屏，實現了模擬量、數字量的實時監控，目標值的設定以及報警記錄等。

(3) 變頻器：采用SIEMENS公司440系列，通過USS4協議可由觸摸屏通過PLC設置其內部參數，根據PLC發送過來的數據（模擬量）值調節水泵或風機的轉速，并將其內部運行參數反饋到PLC及觸摸屏。

(4) 壓力、溫度等傳感器：將被控制系統（水系統或風系統）的實際參數值轉變成電信號上傳至PLC和觸摸屏。

(5) 電氣元件：給PLC、觸摸屏、變頻器及傳感器等供電，完成各種操作及驅動等。

3、觸摸屏特點功能 觸摸屏監控器是90年代出現的新型可編程終端，是新一代高科技人機界面產品。適于在惡劣的工業環境中應用，作為人機界面可代替普通或工控計算機，具有交互性好，可靠性高，編程簡單，與PLC聯結簡便等特點。觸摸屏的主要功能有：

(1) 主要用于實時顯示設備或系統在操作狀態方面的實時信息。

(2) 觸摸屏上的觸摸按鈕可產生相應的開關信號、數字信號（數值）、字符給PLC進行數據交換,從而產生相應的動作控制系統或設備的運行。

(3) 可多幅畫面重疊或切換顯示，顯示圖形、字符串、報警信息、歷史記錄、趨勢圖等。

4、PLC在系統中的作用

PLC作為控制單元，是整個系統的控制核心。通過接收開關量、模擬量輸入經處理后輸出開關量、模擬量去控制繼電器、變頻器及電磁閥等的動作，主要體現以下幾方面的作用：

1) 初始化變量，設置自由通訊口協議和中斷協議。

2) 與觸摸屏進行實時通訊，為觸摸屏的顯示提供數據，并對觸摸屏輸入的信息進行處理。

3) 完成數字量與模擬量的相互轉換。

4) 邏輯控制及PID等運算。

5) 發送模擬（數字）等調節變頻器的輸出頻率。

6) 通過USS4協議讀寫變頻器內部參數。

7) 判錯傳遞數據信息、報警信息等。

5、觸摸屏畫面設計

觸摸屏畫面由ProTool等軟件進行設計，然后從支持工具（個人電腦）中下載到觸摸屏即可使用。觸摸屏畫面總數應在其存儲空間允許的范圍內，各畫面之間盡量做到可相互及強制切換。

(1) 主畫面的設計

在支持工具上，創建一個歡迎頁面或被控主系統畫面作為主畫面，該畫面嫩進入到各分畫面。各分畫面均能一步返回主畫面。若是將被控主系統畫面作為主畫面，則應在畫面中顯示被控系統的一些住要參數，以便在此畫面上對整個被控系統有大至的了結。

(2) 控制畫面的設計

該種畫面主要用來控制被控設備的啟停及顯示變頻器內部的參數，也可將變頻器參數的設定做在其中。該種畫面的數量在觸摸屏畫面中占的多，其具體畫面數量由實際被控設備決定。

(3) 參數設置頁面的設計

該畫面主要是對變頻器的內部參數進行設定，同時還應顯示參數設定完成的情況，實際制做時還應考慮加密的問題。

(4) 實時趨勢頁面的設計

該畫面住要是以曲線記錄的形式來顯示被控值、變頻器的主要工作參數（如輸出頻率）等的實時狀態。

(5) 信息記錄頁面的設計

該畫面主要是記錄可能出現的設備損壞、過載、數值超范圍和系統急停等故障。另外該畫面還可記錄各設備啟停操作，作為憑證。

(6) 節能畫面的設計

該畫面主要是記錄和顯示變頻器的累積用電數及實時節電狀態，以便向用戶展示變頻節能的好處，也可用來與其它的節電測量作比較。

6、結束語

在變頻節能系統中采用觸摸屏作為人機交互工具，簡單直觀，便于操作；提高了整個變頻節能系統以及企業的硬件檔次。隨著微電腦技術的不斷發展，觸摸屏本身的成本也在不斷的降低，再與PLC在系統中結合使用，在幾乎未提高系統裝置多少成本的前提下，就實現了整個被控系統的質的飛躍，這種結合必將更多的應用在未來的各種生產系統中，并成為自動化控制發展的一個亮點。

觸摸屏和PLC與變頻器的組合應用

在工業現場控制領域，可編程控制器（PLC）一直起著重要的作用。隨著國家在供水行業的投資力度加大，水廠運行自動化水平不斷提高，PLC在供水行業應用逐步增多。觸摸屏與PLC配套使用，使得PLC的應用更加靈活，同時可以設置參數、顯示數據、以動畫等形勢描繪自動化過程，使得PLC的應用可視化。

　　變頻恒壓供水成為供水行業的一個主流，是保證供水管網在恒壓狀態的重要手段?，F代變頻器完善的網絡通信功能，為電機的同步運行，遠距離集中控制和在線監控等提供了必要的支持。通過與PLC連接的觸摸屏，可以使控制更加形象、直觀，操作更加簡單、方便。

　　組合應用PLC、觸摸屏及變頻器，采用通信方式對變頻器進行控制來實現變頻恒壓供水。系統結構

　　變頻恒壓供水系統原理如圖1所示，系統主要由PLC、變頻器、觸摸屏、壓力變送器、動力及控制線路以及泵組組成。用戶可以通過觸摸屏了解和控制系統的運行，也可以通過控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉換開關來了解和控制系統的運行。通過安裝在出水管網上的壓力變送器，把出口壓力信號變成4～20mA或0～10V標準信號送入PLC內置的PID調節器，經PID運算與給定壓力參數進行比較，輸出運行頻率到變頻器?？刂葡到y由變頻器控制水泵的轉速以調節供水量，根據用水量的不同，PLC頻率輸出給定變頻器的運行頻率，從而調節水泵的轉速，達到恒壓供水。PLC設定的內部程序驅動I/O端口開關量的輸出來實現切換交流接觸器組，以此協調投入工作的水泵電機臺數，并完成電機的啟停、變頻與工頻的切換。通過調整投入工作的電機臺數和控制電機組中一臺電機的變頻轉速，使系統管網的工作壓力始終穩定，進而達到恒壓供水的目的。

工作原理

　　該系統有手動和自動兩種運行方式。手動方式時，通過觸摸屏或控制柜上的啟動和停止按鈕控制水泵運行，可根據需要分別控制1#～3#泵的啟停，該方式主要供設備調試、自動有故障和檢修時使用。自動運行時，首先由1#水泵變頻運行，變頻器輸出頻率從0HZ上升，同時PID調節器把接收的信號與給定壓力比較運算后送給變頻器控制。如壓力不夠，則頻率上升到50HZ，由PLC設定的程序驅動I/O端口開關量的輸出來實現切換交流接觸器組，使得1＃泵變頻迅速切換為工頻，2＃泵變頻啟動，若壓力仍達不到設定壓力，則2＃泵由變頻切換成工頻，3＃泵變頻啟動；如用水量減少，PLC控制從先起的泵開始切除，同時根據PID調節參數使系統平穩運行，始終保持管網壓力。

　　若有電源瞬時停電的情況，則系統停機，待電源恢復正常后，人工啟動，系統自動恢復到初始狀態開始運行。變頻自動功能是該系統基本的功能，系統自動完成對多臺泵的啟動、停止、循環變頻的全部操作過程。設備參數的設置

　　在進行通信之前必須對PLC、觸摸屏和變頻器的通訊參數進行正確設置。本系統定義為Modbus協議，波特率為9600，數據位為8，無校驗，停止位為1。變頻器除設置通信參數外，還需啟用“自由停車”以保護電機。

PLC控制系統

　　該系統采用三菱FX-200的PLC，繼電器輸出，PLC編程采用三菱PLC的編程軟件，軟件提供完整的編程環境，可進行離線編程、在線連接和調試。為了提高整個系統的性價比，該系統采用可編程控制器的開關量輸入輸出來控制電機的起停、自動投入、定期切換，供水泵的變頻及故障的報警等，而且通過PLC內置的PID給定電機的轉速、設定壓力、頻率、電流、電壓等模擬信號量。

　　以往的變頻恒壓供水系統在水壓高時，通常采用停變頻泵，再將變頻器以工頻運行方式切換到正在以工頻運行的泵上進行調節。這種切換的方式理論上要比直接切換工頻的方式*，但其容易引起泵組的頻繁起停，從而減少設備的使用壽命。而在該系統中采用直接停工頻泵的運行方式，同時由變頻器迅速調節，只要參數設置合適，即可實現泵組的無沖擊切換，使水壓過渡平穩，有效的防止了水壓的大范圍波動及水壓太低時的短時間缺水的現象，提高了供水品質。

觸摸屏界面設計和運行操作

　　*步：確認接通觸摸屏電源，進入觸摸屏歡迎界面。

　　第二步：在歡迎界面中用一個手指輕壓“進入系統”，進入“系統主畫面”。

　　第三步：要進行參數設定。手指輕壓“參數設定”，進入參數設定畫面。 點擊時間后的數字可以彈出軟鍵盤，在軟鍵盤中設定切泵時間，單位為小時，設定后輕壓“Enter”確認。按上面的方法依次設定加泵時間和減泵時間，單位為秒；用同樣的方法對P、I值進行設定。　　第四步：輕壓可以返回系統主畫面，在主畫面中輕壓“狀態畫面”可以進入系統狀態畫面。

　　輕壓“系統壓力設定”后面的方框，在軟鍵盤上設定管網壓力，單位為MPa，即1MPa＝10個壓。

　　第五步：輕壓“啟動”，啟動PLC設定的程序，開始控制切泵，實現恒壓供水。狀態監視頁面將會顯示當前工作狀態。

　　在系統出現故障時，手指輕壓“停止”后，水泵停止工作，然后進行維護。

解決PLC控制系統應用的抗干擾問題

PLC工業控制中的應用越來越廣泛。PLC控制系統的可靠性直接影響到工業企業的平安生產和經濟運行，隨著科學技術的發展。系統的抗*力是關系到整個系統可靠運行的關鍵。自動化系統中所使用的各種類型PLC有的集中裝置在控制室，有的裝置在生產現場和各電機設備上，大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環境中。要提高PLC控制系統可靠性，一方面要求PLC生產廠家提高設備的抗*力；另一方面，要求工程設計、裝置施工和使用維護中引起高度重視，多方配合才干完善解決問題，有效地增強系統的抗干擾性能。

　　二、電磁干擾源及對系統的干擾

　　1干擾源及干擾一般分類