【正文】 性[16]。S7200TD設備是一個2行或4行的文本顯示設備，可以連接到S7200CPU。TD200設備的組態(tài)需要完成以下操作：1)STEP 7Micro/WIN 的文本顯示向導,創(chuàng)作操作員界面和報警和組態(tài)TD設備的參數(shù)塊；2)TD參數(shù)中，選擇TD設備的類型、啟用CPU功能、選擇更新速率、選擇語言和字符集和組態(tài)按鍵；3)屏幕設置中，創(chuàng)建用戶菜單，定義屏幕；4)報警設置中，選擇顯示選項，定義報警信息；5)語言集設置中，選擇提示和菜單的語言，選擇字符集；6)翻譯報警和屏幕，把翻譯后的信息反饋回報警和屏幕；7)參數(shù)塊地址設置中，定義參數(shù)塊的地址，即V存儲區(qū)。該PLC上集成了通訊接口可供RS485線纜通訊，并設置了TD200文本顯示器，用來顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)和報警信息等。以此類推。第4章 控制系統(tǒng)軟件設計 設備間通訊 RS485介紹智能儀表是隨著80年代初單片機技術的成熟而發(fā)展起來的，現(xiàn)在世界儀表市場基本被智能儀表所壟斷。RS485電纜：在低速、短距離、無干擾的場合可以采用普通的雙絞線，反之，在高速、長線傳輸時，則必須采用阻抗匹配(一般為120Ω)的RS485專用電纜，而在干擾惡劣的環(huán)境下還應采用鎧裝型雙絞屏蔽電纜。如果真需要長距離傳輸，可以采用光纖為傳播介質，收發(fā)兩端各加一個光電轉換器，多模光纖的傳輸距離是5~10公里，而采用單模光纖可達50公里的傳播距離。從站永遠不會主動發(fā)送數(shù)據(jù)。對于主站來說，從站必須在接收到主站報文之后的一定時間內發(fā)回響應。(3)一個網(wǎng)絡上最多可以有32個節(jié)點(最多31個從站)。為完成USS通訊，還需要對MM440進行參數(shù)設置。 PLC的初始設定要實現(xiàn)PLC對變頻器的通訊控制，必須對PLC進行編程。圖42 初始程序段b網(wǎng)絡3：。圖46 初始程序段f網(wǎng)絡8：向驅動器中寫參數(shù)：P1082=。因為梯形圖(LAD)語言最接近于繼電器接觸器控制系統(tǒng)中的電氣控制原理圖，是應用最多的一種編程語言，與計算機語言相比，梯形圖可以看作是PLC的高級語言，幾乎不用去考慮系統(tǒng)內部的結構原理和硬件邏輯，因此，它很容易被一般的電氣工程設計和運行維護人員所接受。 程序設計 中央空調控制系統(tǒng)的I/O分配表表41 I/O分配表名稱地址編號說明輸入信號驅動裝置的啟動/停止控制停車信號2,封鎖主回路輸出，自由停車停車信號3，快速停車故障確認電機運轉方向控制USS通訊和PPI通訊轉換讀/寫操作開始按鈕SA手動/自動切換按鈕SB1手動模式1冷凍泵啟動按鈕SB2手動模式1冷凍泵停止按鈕SB3手動模式2冷凍泵啟動按鈕SB4手動模式2冷凍泵停止按鈕SB5手動模式3冷凍泵啟動按鈕SB6手動模式3冷凍泵停止按鈕AIW0用戶房間內溫度傳感器續(xù)表41 I/O分配表輸出信號運行模式反饋指示運轉方向驅動裝置禁止狀態(tài)指示故障指示位KM21冷凍泵變頻運行接觸器及指示燈KM11冷凍泵工頻運行接觸器及指示燈KM42冷凍泵變頻運行接觸器及指示燈KM32冷凍泵工頻運行接觸器及指示燈KM63冷凍泵變頻運行接觸器及指示燈KM53冷凍泵工頻運行接觸器及指示燈AQW0輸出模擬信號到變頻器 程序中使用的存儲器及功能表42 存儲器及功能地址功能VD108傳感器反饋的電壓值VD104房間內壓力下限對應的電壓值VD106房間內壓力上限對應的電壓值VD300變頻工作泵的泵號VD301工頻運行泵的總臺數(shù)T33產(chǎn)生關斷變頻脈沖信號的時間控制T34產(chǎn)生啟動工頻脈沖信號的時間控制T37增加工頻泵的時間控制T38減少工頻泵的時間控制T39產(chǎn)生下一臺泵變頻啟動信號的時間控制初始化完成標志位讀寫功能塊完成標志位，用于功能塊輪替讀寫功能塊控制位工頻啟動脈沖變頻啟動脈沖關斷當前泵脈沖當前泵工頻啟動脈沖下一臺泵變頻運行脈沖泵工頻/變頻轉換控制邏輯續(xù)表42存儲器及功能泵工頻/變頻轉換控制邏輯泵工頻/變頻轉換控制邏輯軟件編程詳見附錄C 中央空調控制系統(tǒng)的MCGS組態(tài) MCGS組態(tài)軟件簡介MCGS(Monitor and Control Generated System，監(jiān)視與控制通用系統(tǒng))是北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司研發(fā)的一套基于Windows平臺的，用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制，可運行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/XP等操作系統(tǒng)。 MCGS MCGS ，簡潔、大方，使用方便靈活。完善的網(wǎng)絡體系結構，可以支持最新流行的各種通訊方式，包括電話通訊網(wǎng)，寬帶通訊網(wǎng)，ISDN通訊網(wǎng)，GPRS通訊網(wǎng)和無線通訊網(wǎng)。主要工作如下：1)對中央空調控制系統(tǒng)現(xiàn)狀進行了解，研究了系統(tǒng)的工作過程和工作原理。在設計中，我學到了許多有關PLC、變頻器、溫度變送器方面的知識，這讓我更深入的體會到PLC和變頻器在中央空調控制方面的應用能力。我想對給予我極大幫助的李老師再次表示深深的謝意！感謝機電一體化學院的各位老師，在我的?？茖W習期間給予我無私的幫助和關懷，忠心地感謝他們！感謝我的同學和朋友，陪伴我度過開心的大學生活，在學習和生活中給予我大量的幫助和支持，在此向他們表示深深的謝意!特別感謝我的父母，他們對我的關心、鼓勵和支持是我不斷前進的動力!最后，忠心地感謝在百忙之中為本論文評閱和參加答辯的各位老師！謝謝！參考文獻附錄C PLC軟件源程序 42 。另外李老師在學術上的成績一直也使我敬慕不已，做了畢業(yè)設計之后，我更敬佩導師那嚴謹、科學、正直的作風以及孜孜不倦的學習態(tài)度，在我做論文的每一個階段，李老師都嚴格把關，容不得半點馬虎。3)采用PLC與變頻器協(xié)調控制的硬件系統(tǒng)，完成對中央空調系統(tǒng)節(jié)能、穩(wěn)定的最優(yōu)化控制。最后通過MCGS軟件實現(xiàn)組態(tài)的設計。MCGS 、旋轉動畫、透明位圖、流動塊等多種動畫方式，可以達到良好的動畫效果。通過與其他相關的硬件設備結合，可以快速、方便的開發(fā)各種用于現(xiàn)場采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設備。STEP7軟件還附帶一些控制程序模塊，如PID調節(jié)模塊，這些模塊可以從主控制程序中直接調用，實現(xiàn)不同的功能。 PLC主程序流程圖 圖48 程序設計流程圖 PLC編程軟件PLC控制程序采用西門子公司提供的STEP7micro/win32 。圖43 初始程序段c圖44 初始程序段d網(wǎng)絡5：。圖41 初始程序段a網(wǎng)絡1：，以及參數(shù)讀寫控制位。USS通信是由 S7200 和驅動裝置配合，因此相關參數(shù)一定要配合設置。(5)容易實現(xiàn)，成本較低。USS 協(xié)議的特點為：(1)支持多點通信(因而可以應用在 RS485 等網(wǎng)絡上)。(2)本從站在接收到主站報文中被尋址 。通過STEP7Micro/WIN32 以上版本指令庫中的 USS 庫指令，可簡單方便地實現(xiàn)通信，控制實際驅動器和讀?。瘜懭腧寗悠鲄?shù)[17]。理論上，通信速率在100Kbps及以下時，RS485的最長傳輸距離可達1200米，但在實際應用中傳輸?shù)木嚯x也因芯片及電纜的傳輸特性而所差異。最初是數(shù)據(jù)模擬信號輸出簡單過程量，后來儀表接口是RS232接口，這種接口可以實現(xiàn)點對點的通信方式，但這種方式不能實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。圖32 中央空調冷凍水循環(huán)控制系統(tǒng)主回路連接示意圖圖33 中央空調控制系統(tǒng)電路圖圖34 中央空調控制系統(tǒng)主要設備的端口連接圖 本章小結本章介紹了中央空調控制系統(tǒng)的硬件設計，對變頻器、PLC、溫度傳感器進行了選型，并設計了人機界面。通過變頻器的控制來決定冷凍泵的工作頻率和工作臺數(shù)。此主機的冷凍水出口溫度設為7℃，在其冷凍水入水溫度高于7℃情況下，制冷主機會正常工作；如入水溫度達到或接近7℃時，制冷主機會自動停機。我們選用TD200文本顯示屏來完成中央空調控制系統(tǒng)的人機界面設計。可以使用TD設備組態(tài)一組層級式用戶菜單，從而提供更多應用程序交互結構。 人機界面設計人機界面(又稱用戶界面或使用者界面)是系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介，它實現(xiàn)信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。產(chǎn)品特點：，模塊化結構。它的工業(yè)原理：當PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆，它的阻值會隨著溫度上升而成勻速增長的。 PT100溫度傳感器溫度是自然界中和人類打交道最多的物理參數(shù)之一，無論是在生產(chǎn)實驗場所，還是在居住休閑場所，溫度的采集或控制都十分頻繁和重要，而且，網(wǎng)絡化遠程采集溫度并報警是現(xiàn)代科技發(fā)展的一個必然趨勢。該接地點與電源連接器的3~7針共地。~+32000。：電壓輸出為177。該模塊模擬量的輸入值為只讀數(shù)據(jù)。 EM231技術指標。模擬量I/O模塊的主要任務就是實現(xiàn)A/D轉換和D/A轉換?？捎糜谧杂煽谕ㄐ艜r的控制。RUN模式：CPU在RUN模式下執(zhí)行完整的掃描過程，通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。4. 6個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調，電梯控制。S7200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：1)極高的可靠性；2)極豐富的指令集；3)易于掌握；4)便捷的操作；5)豐富的內置集成功能；6)實時特性；7)強勁的通訊能力；8)豐富的擴展模塊。我們選用西門子S7200PLC作為主控制器，其中主機型號：CPU226。處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質量等有關。通過軟件對PLC內部的性能和功能進行診斷是內診斷，通過軟件對可編程邏輯控制器的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。五種標準化編程語言：順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能模塊圖(FBD)三種圖形化語言和語句表(IL)、結構文本(ST)兩種文本語言。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU對現(xiàn)場設備進行控制，不能進行編程。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通信標準，應是開放的通信網(wǎng)絡。控制功能控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應根據(jù)控制要求確定。 PLC選型 PLC簡介可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。由于定子電流中含有高次諧波成分，電機轉矩中含有脈動分量，有可能造成電機的振動與機械振動產(chǎn)生共振，使設備出現(xiàn)故障。禁止把變頻器安裝在濕度過大和有可能出現(xiàn)凝露的地方?！?5%，無凝露。 主要特征易于安裝；易于調試；牢固的EMC設計；可由IT電源供電；對控制信號的響應是快速和可重復的；參數(shù)設置的范圍很廣，確保它可對廣泛的應用對象進行配置；電纜連接簡便；具有多個繼電器輸出；具有多個模擬量輸出(0~20mA)；6 個帶隔離的數(shù)字輸入，并可切換可NPN/PNP 接線；2 個模擬輸入：1)ADC1：0~10V，0~20mA 和10 至+10V 2)ADC2：0~10V，0~20mA；2 個模擬輸入可以作為第7 和第8 個數(shù)字輸入；BICO 技術；模塊化設計，配置非常靈活；開關頻率高(傳動變頻器可到16kHz)，因而電動機運行的噪音低；內部RS485 接口(端口)；詳細的變頻器狀態(tài)信息和完整的信息功能。既可用于單獨傳動系統(tǒng)，也可集成到自動化系統(tǒng)中。采用脈沖頻率可選的專用脈寬調制技術，可使電動機低噪聲運行。逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使6個開關器件導通、關斷就可以得到3相交流輸出。也可用兩組晶體管變流器構成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉。 變頻器的原理主電路是給異步電動機提供調壓調頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。溫度變送器：將溫度變量轉化為可傳送的標準化輸出信號。PID設置向導過程如圖29：圖26(a) PID向導設置過程圖26(b) PID向導設置過程 本章小結本章介紹了中央空調的結構和原理，對變流量控制進行了研究闡述了變頻調速原理，分別對比了軟啟動器和變頻器的優(yōu)缺點，最后對傳統(tǒng)PID控制進行了細致的研究和探討可行性及PID控制環(huán)節(jié)的實現(xiàn)。溫度設置如下表：表21 溫度值查詢表室溫19℃以下19℃~23℃23℃~26℃26℃以