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摘要：本文能過介紹了艾默生公司EC20 PLC在老化房控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，以及該產(chǎn)品PID閉環(huán)功能在恒溫控制上的實(shí)現(xiàn)和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信功能對艾默生EV2000的變頻器運(yùn)行控制。實(shí)現(xiàn)了對室內(nèi)溫度和變頻器運(yùn)行的集中控制。
關(guān)鍵詞：EC20 PLC 艾默生 EV2000 變頻器 控制
一、概述
本文介紹了艾默生公司EC20 PLC在老化房控制系統(tǒng)中的應(yīng)用并著重介紹該產(chǎn)品的PID閉環(huán)功能在恒溫控制上的實(shí)現(xiàn)和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信功能對EMERSON EV2000變頻器運(yùn)行控制的實(shí)現(xiàn)。該老化房控制系統(tǒng)是家電，電子，電腦行業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)檢測的重要設(shè)備，也是產(chǎn)品生產(chǎn)合格檢查的重要環(huán)節(jié)。該系統(tǒng)采用EMERSON EC20 PLC和多臺EV2000變頻器，實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)溫度和變頻器運(yùn)行的集中控制。
二、 老化房控制系統(tǒng)工藝要求：
老化房結(jié)構(gòu)如圖所示：
具體要求如下：
1, 該系統(tǒng)所控制的老化房面積達(dá)16×30M，要求控制范圍在20-55℃，控制精度達(dá)±5℃，能夠在上位機(jī)對溫度設(shè)定/顯示/保存；（加濕控制采用單獨(dú)進(jìn)行和PLC無關(guān)）
2, 該系統(tǒng)有3個風(fēng)機(jī)，用于進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)和排風(fēng)；有4個風(fēng)閘：新風(fēng)閘，回風(fēng)閘，排風(fēng)閘，防火閘；2個防塵過濾網(wǎng)；6個火災(zāi)報(bào)警點(diǎn)；
在正常情況下（溫濕度），關(guān)閉進(jìn)風(fēng)閥和排風(fēng)閥，停止進(jìn)風(fēng)電機(jī)和排風(fēng)電機(jī)，打開回風(fēng)閥和防火閥，啟動回風(fēng)風(fēng)機(jī)，保持老化房內(nèi)回風(fēng)循環(huán)；
在高溫情況下，排風(fēng)閥和進(jìn)風(fēng)閥打開，啟動排風(fēng)電機(jī)和進(jìn)風(fēng)電機(jī)，抽出部分空氣；
在火災(zāi)報(bào)警情況下，防火閥關(guān)閉，回風(fēng)禁止循環(huán)，全部從室內(nèi)抽出；同時(shí)排風(fēng)閥和進(jìn)風(fēng)閥打開，啟動排風(fēng)電機(jī)和進(jìn)風(fēng)電機(jī)，抽出室內(nèi)空氣；
3，其他要求省略；
三、 工作原理：
PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：
EC20PLC設(shè)備的I/0接線如圖：
工作原理：
根據(jù)老化房工藝要求組成如上圖控制系統(tǒng)：上位機(jī)采用臺灣研華IPC（工控計(jì)算機(jī)）；監(jiān)控畫面采用亞控公司的KINGVIEW軟件，該軟件操作簡單，元件形象豐富，性能穩(wěn)定；核心控制部分采用EMERSON EC20-2012BTA類型的PLC和4個溫度采集模塊（EC20-4TC，接受K型溫度信號）；傳動采用EMERSON EV2000通用型變頻器。
在設(shè)備連接方面，EC20 PLC充分體現(xiàn)了自身的優(yōu)勢，由于EC20 PLC本身帶有2個串行通信口（1個RS232口，集成自由協(xié)議/編程協(xié)議/MODBUS從站協(xié)議，1個RS232/485口，集成自由協(xié)議/MODBUS主站/從站協(xié)議），EC20 PLC利用COM0口和IPC進(jìn)行通信（EC20 PLC做從站，設(shè)置成MODBUS從站協(xié)議），利用COM1和多臺變頻器組成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中控制（EC20 PLC的COM1設(shè)置成MODBUS主站協(xié)議）。
IPC為整個系統(tǒng)的人機(jī)接口，IPC讀取PLC采集的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)如各風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，各測溫點(diǎn)溫度，報(bào)警狀況并顯示在監(jiān)控畫面上，IPC又把各種操作命令傳給PLC以控制系統(tǒng)的運(yùn)行，如溫度的設(shè)定，PID參數(shù)設(shè)定，各種閥門的開閉，變頻器的啟動、停止等設(shè)定。并且可以實(shí)時(shí)監(jiān)控整個系統(tǒng)的工作運(yùn)行狀態(tài)、動作過程及故障報(bào)警等，IPC還可以根據(jù)設(shè)定對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存打印。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，EC20 PLC為整個系統(tǒng)的核心，執(zhí)行各種系統(tǒng)操作及計(jì)算，EC20 PLC根據(jù)工藝要求和現(xiàn)場狀況進(jìn)行邏輯判斷，開閉各種閥門和啟停各風(fēng)機(jī)；同時(shí)利用自身的PID功能對溫度進(jìn)行控制，具體方法后面描述。
EV2000系列變頻器自帶RS485接口的通訊單元，符合RS485通訊規(guī)范，用于實(shí)現(xiàn)PLC與多臺變頻器的聯(lián)網(wǎng)。根據(jù)MODBUS通訊協(xié)議，我們可以通過RS485網(wǎng)絡(luò)輕松實(shí)現(xiàn)對變頻器的運(yùn)行控制。由于RS485通訊鏈路傳輸距離遠(yuǎn)、配線簡單、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高，因此在設(shè)計(jì)中，我們省略了變頻器的外部起停控制線路，對變頻器的所有控制都通過RS485通訊鏈路來完成，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)高效的目的。
四、 監(jiān)控畫面
整個系統(tǒng)監(jiān)控畫面主要分為主畫面，實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控，PID參數(shù)設(shè)定，三個部分（其他部分省略），具體如下：
主畫面如上圖所示，主要完成對系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控（如各種風(fēng)閥的開閉狀態(tài)，風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，報(bào)警狀態(tài)），數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（如系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間，啟停系統(tǒng)的次數(shù)），溫度設(shè)定/測量等功能。
實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控畫面如上所示，此畫面主要用于對溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并描繪出溫度曲線趨勢，以便判斷系統(tǒng)的溫度控制是否處于良好狀態(tài)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對溫度進(jìn)行保存/打印等操作。
PID參數(shù)設(shè)定畫面主要用于比例常數(shù)P，積分常數(shù)I，微分常數(shù)D的設(shè)定，同時(shí)根據(jù)實(shí)時(shí)溫度曲線狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)；同時(shí)顯示PID控制的輸出比例。
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