西門子PLC 6ES7231-5ND32-0XB0 SM1231 模擬量輸入模塊4AI 16位分辯率

6ES7231-5ND32-0XB0 SIMATIC S7-1200，模擬輸入， SM 1231，4 模擬輸入， +/-10V，+/-5V，+/-2.5V，+/-1.25 或 0-20mA/4-20mA， 15 Bit+符號(hào) Bit

西門子觸摸屏與PLC閉環(huán)控制的變頻器使用西門子觸摸屏結(jié)合西門子PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用是一種自動(dòng)控制的趨勢(shì)。下面列舉一些：空調(diào)節(jié)能：冷凍泵、冷卻泵、主機(jī)、卻塔風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管等。恒壓供水：水廠一、二級(jí)泵，供水管網(wǎng)增壓泵、大廈供水水泵等鍋爐：引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、給水泵等，變頻節(jié)能系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)預(yù)處理信號(hào)由鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)、DCS或多沖量控制系統(tǒng)給出。

汽輪機(jī)：循環(huán)泵、凝結(jié)泵等，其控制調(diào)節(jié)預(yù)處理信號(hào)由汽輪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)及DCS給出。純水處理系統(tǒng)：軟化水泵、增壓泵等。潔凈室：增壓風(fēng)機(jī)、FFU群控等等。整個(gè)閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)的組成設(shè)備及其作用(1)PLC選用SIEMENS公司的S7-200系列：由CPU224XP、DIDO模塊、AIAO模塊組成。

PLC作為控制單元，是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。其主要的作用要體現(xiàn)以下幾方面：①完成對(duì)系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)字量與模擬量的相互轉(zhuǎn)換。②完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的邏輯控制及PID調(diào)節(jié)的運(yùn)算。③向觸摸屏提供所采集及處理的數(shù)據(jù)，并執(zhí)行觸摸屏發(fā)出的各種指令。

④將PID運(yùn)算的數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，作為調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率的控制信號(hào)。⑤通過通信電纜及USS4協(xié)議完成對(duì)變頻器內(nèi)部參數(shù)讀寫及控制。(2)觸摸屏采用SIEMENS公司MP370：其主要作用如下①可實(shí)時(shí)顯示設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

②通過觸摸向PLC發(fā)出指令和數(shù)據(jù),再通過PLC完成對(duì)系統(tǒng)或設(shè)備的控制。③可做成多幅多種監(jiān)控畫面，替代了傳統(tǒng)的電氣操作盤及顯示記錄儀表等，且功能更加強(qiáng)大。(3)變頻器：采用SIEMENS公司440系列，通過USS4協(xié)議可由觸摸屏通過PLC設(shè)置其內(nèi)部的部分參數(shù)，根據(jù)PLC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)（模擬量）值調(diào)節(jié)水泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將其內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)反饋到PLC。

針對(duì)在高壓固態(tài)軟起動(dòng)設(shè)備中，PLC所需要完成的工作包括：邏輯處理及主回路控制、模擬量采集及處理、觸發(fā)角給定控制、從站通訊等。觸發(fā)角的給定方式?jīng)Q定了電機(jī)啟動(dòng)的模式，下面將以S7-200控制器為例列舉不同啟動(dòng)模式下的觸發(fā)角給定處理。

5.1斜坡升壓軟啟動(dòng)由于這種啟動(dòng)方式不具備電流閉環(huán)控制,PLC僅輸出調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角信號(hào),該信號(hào)對(duì)應(yīng)時(shí)間按一定的斜率增加。S7-200系列PLC內(nèi)部提供豐富的定時(shí)器功能,可以利用階梯上升曲線的方式模擬斜坡曲線,亦可利用PLC提供的積分功能,使輸出信號(hào)按一定斜率輸出。

這兩種方式均可實(shí)現(xiàn)斜坡信號(hào)輸出和斜率調(diào)整,但相對(duì)積分器方式而言,階梯模擬方式可操作性強(qiáng)。5.2斜坡恒流軟啟動(dòng)這種啟動(dòng)方式屬于閉環(huán)控制,主要的調(diào)節(jié)參數(shù)為電機(jī)啟動(dòng)電流。在控制器的算法上可采用模糊控制,模糊控制器設(shè)計(jì)為雙輸入單輸出。

控制器通過模擬輸入通道檢測(cè)電機(jī)的啟動(dòng)電流,計(jì)算出啟動(dòng)電流與設(shè)定值的偏差E和在偏差變化率EC作為模糊控制器的輸入;模糊控制器依據(jù)E和EC,根據(jù)模糊控制規(guī)則經(jīng)計(jì)算后得出輸出值,此輸出值經(jīng)PLC的D/A轉(zhuǎn)換后輸出控制晶閘管導(dǎo)通。

PLC實(shí)現(xiàn)模糊控制時(shí),可首先將模糊控制規(guī)則轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表存放在PLC存儲(chǔ)區(qū),這樣就可大大減少控制中的計(jì)算量,PLC僅通過偏差E和偏差變化率EC就可很快的得出輸出值,提高控制的時(shí)性。S7-200系列PLC提供的指針訪問方式,可以方便的在數(shù)據(jù)表中查找到輸出值。