变频器及触摸屏在恒压供水系统中的应用

8.2.8　PLC、变频器及触摸屏在恒压供水系统中的应用

1）实习目的

（1）了解恒压供水系统的工作原理及结构。

（2）掌握PLC、变频器、触摸屏和FX0N-3A模拟量输入/输出混合模块的综合应用。

（3）掌握PLC、变频器和外部设备的电路设计及综合布线。

（4）能运用PLC、变频器和HMI等常用工控设备解决工程实际问题。

2）实习器材

（1）可编程控制器1台（FX2N-48MR）。

（2）变频器1台（三菱FR-E540）。

（3）F940GOT触摸屏1台。

（4）FX0N-3A模拟量输入/输出混合模块（2组A/D，1组D/A）1只。

（5）计算机（已安装编程软件）1台。

（6）恒压供水实习台1台。

（7）电工常用工具1套。

（8）接触器、导线等。

3）实习要求

控制要求：设计一个恒压供水系统，其控制要求如下：

①共有2台水泵，要求1台运行，1台备用。自动运行时，某泵累计工作100h，工、备切换一次；手动时不切换。

②2台水泵分别由M1、M2电动机拖动，由KM1、KM2控制。

③切换后启动和停电后启动需有5s报警；如运行异常可自动切换到备用泵，并报警。

④水压在0～1Mpa之间，通过触摸屏输入调节。

⑤触摸屏可以设定显示水压、实际水压以及水泵的运行时间、转速、报警信号等。

其工作示意图如图8.15所示。SP为压力传感器，将供水管道压力信号变成4～20mA电信号送至PLC的A/D通道。电磁阀YV用来控制市政供水管网的通断。

图8.15　变频恒压供水示意图

4）实习步骤

（1）控制系统的I/O分配及系统接线

①I/O分配

触摸屏和PLC输入、输出分配参考如表8.8所示。

表8.8　触摸屏和PLC输入、输出分配参考

②系统接线

根据系统的控制要求，模拟量处理模块采用输入/输出混合模块FX0N-3A，变频器通过FX0N-3A的模拟量输出调节电动机的转速。根据控制要求及I/O分配，画出控制系统接线图。

（2）触摸屏画面制作

根据系统的控制要求，结合触摸屏技术资料，制作触摸屏画面（详细内容见5.2节）。

（3）程序的编制

（4）变频器参数设置

根据系统控制要求，设置变频器参数。

（5）系统调试

①根据控制要求，画出控制系统接线图。

②将触摸屏RS232接口与计算机连接，触摸屏RS422接口与PLC编程接口连接，编写好FX0N-3A偏移/增益调整程序，连接好FX0N-3A的I/O电路，通过GAIN和OFFSET调整偏移/增益。

③将PLC设定为监视状态，按触摸屏上的按钮，观察程序触点动作情况。如动作不正确，检查触摸屏属性设置和程序设定是否对应。

④改变触摸屏输入，观察程序对应寄存器值的变化。

⑤按控制系统接线图连接好PLC的I/O线路和变频器的控制电路及主电路。

⑥将PLC运行开关置为ON，设定水压调整为0.3MPa。

⑦按手动按钮启动，设备应正常启动。观察各设备运行是否正常，变频器输出频率是否相对平稳，观察水压与设定值的偏差。

⑧如果水压在设定值上下有剧烈的抖动，则应调节PID指令的微分参数，将值设定的小一些，同时适当增加积分参数值。如果调整过于缓慢，且水压的上下偏差很大，则系统比例常数太大，应适当减小。

⑨测试其他功能，是否跟控制要求相符。

如无触摸屏，系统可改用组态软件在PC上实现监控及参数修改功能。

5）实习报告要求

整理实习文档资料，要求给出PLC的I/O分配表、I/O端子接线图、梯形图程序及指令表，给出HMI触摸屏与PLC编程元件分配表，截取触摸屏运行画面，给出变频器参数设置及接线示意图等。并根据实习操作结果，总结心得体会，撰写实习报告。