基于臺達(dá)自動化產(chǎn)品的蒸餾水機(jī)控制系統(tǒng)

本文主要介紹臺達(dá)自動化產(chǎn)品在蒸餾水機(jī)上的系統(tǒng)集成，體現(xiàn)了臺達(dá)自動化產(chǎn)品在電氣控制系統(tǒng)上整合應(yīng)用的高性價(jià)比與技術(shù)方案優(yōu)勢，說明臺達(dá)自動化產(chǎn)品是裝備制造業(yè)的上佳之選。
關(guān)鍵字：PLC 人機(jī)界面 宏指令 RS485通訊

1 引言

蒸餾水通俗的說是水蒸汽冷凝后的產(chǎn)物，化學(xué)上稱之謂純凈水，化學(xué)分子式為H2O的純凈水不應(yīng)含任何其他雜質(zhì)成分，是工業(yè)生產(chǎn)中的重要原料。蒸餾水應(yīng)用行業(yè)廣泛，主要用于化工產(chǎn)品原料配比和食品、藥品、化妝品等產(chǎn)品加工制造行業(yè)，比如飲料、醫(yī)用輸液鹽水等。本文介紹的蒸餾水機(jī)是專用蒸餾水生產(chǎn)裝備，該蒸餾水電氣控制系統(tǒng)完全采用臺達(dá)自動化產(chǎn)品整合，為客戶實(shí)現(xiàn)工藝控制和技術(shù)要求。

2 蒸餾水機(jī)控制系統(tǒng)及工藝

2.1 控制工藝

蒸餾水機(jī)控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)控制被控原料罐內(nèi)部溫度、壓力以及電導(dǎo)率等物理量滿足不同產(chǎn)品規(guī)格要求。控制系統(tǒng)可以根據(jù)不同產(chǎn)品需要設(shè)定相關(guān)參數(shù)，同時(shí)設(shè)置參數(shù)上下限，并實(shí)時(shí)顯示相關(guān)參數(shù)數(shù)值變化，控制各個(gè)管道閥門開度，從而保證產(chǎn)品按照預(yù)設(shè)工藝參數(shù)生產(chǎn)，超限時(shí)會有報(bào)警顯示和相關(guān)保護(hù)動作。同時(shí)根據(jù)客戶需要，產(chǎn)品加工完成后打印參數(shù)報(bào)表和存儲參數(shù)報(bào)表（電子文件格式*.JPG存儲在通用USB磁盤內(nèi)）。

上述表格列出的配件是生產(chǎn)線控制系統(tǒng)主要元器件，此外還包括低壓電器（低壓斷路器、繼電器、主令按鈕、指示燈等）、檢測傳感器（K型熱電偶、PT100熱電阻、電導(dǎo)率傳感器，壓力傳感器，液位傳感器，模擬信號變送器等）、微型打印機(jī)等電氣元件，此處不予贅述。

2.2 系統(tǒng)原理

（1）系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)：系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)如圖1所示。系統(tǒng)由臺達(dá)PLC建構(gòu)主控制器，通過RS－485總線與臺達(dá)觸摸屏人機(jī)界面構(gòu)成管理操作和打印記錄系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件配置如表1所示。利用臺達(dá)人機(jī)界面豐富的通訊口功能，可以提供給用戶3個(gè)COM口，方便與外圍工控設(shè)備通訊聯(lián)機(jī)。

圖1控制系統(tǒng)架構(gòu)

（2）系統(tǒng)通訊原理設(shè)計(jì)：COM1：RS232通訊方式與下位PLC連接，進(jìn)行蒸餾水設(shè)備和產(chǎn)品各項(xiàng)工藝參數(shù)設(shè)置和讀取。COM2：RS485通訊方式與微型打印機(jī)連接，利用臺達(dá)HMI宏指令編程功能，處理自由口通訊協(xié)議，發(fā)送給打印機(jī)需要打印的漢字、英文字母以及數(shù)字等，可以進(jìn)行產(chǎn)品工藝參數(shù)報(bào)表打印，作為產(chǎn)品品質(zhì)檢測的文字依據(jù)以及存檔保存數(shù)據(jù)。

3 軟件開發(fā)

3.1 PLC用戶程序

PLC用戶控制程序主要實(shí)現(xiàn)模擬量數(shù)據(jù)采集和運(yùn)算轉(zhuǎn)換，超限報(bào)警輸出控制。一定要根據(jù)傳感器和變送器模擬信號量程范圍計(jì)算數(shù)字量顯示值，根據(jù)用戶提供的工藝要求編寫報(bào)警處理程序。圖2是PLC控制程序節(jié)選，僅供參考。

圖2 工藝參數(shù)報(bào)警梯形圖

3.2人機(jī)界面用戶程序

系統(tǒng)控制主界面如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)控制主界面

操作員必須通過口令才能登陸控制系統(tǒng)，操作員1～3具有不同的響應(yīng)級別，級別依次降低，密碼級別操作員1>操作員2>操作員3，即使用操作員1密碼可以登陸操作員2和操作員3。三個(gè)按鈕互相鎖存，按下其中一個(gè)按鈕后，其他兩個(gè)按鈕均無效，通過宏指令實(shí)現(xiàn)。操作員畫面CYCLE宏如下所示：

操作員1按鈕生效位為$10003.0處于OFF狀態(tài)，按下“操作員1”按鈕，執(zhí)行宏指令如下所示：

操作員2按鈕生效位為$10004.0處于OFF狀態(tài)，按下“操作員2”按鈕，執(zhí)行宏指令如下所示：

操作員3按鈕生效位為$10005.0處于OFF狀態(tài)，按下“操作員3”按鈕，執(zhí)行宏指令如下所示：

靈活運(yùn)用人機(jī)界面提供的宏指令功能可以達(dá)到事半功倍的效果，上面的程序是一個(gè)應(yīng)用例子，實(shí)現(xiàn)了不同權(quán)限級別多用戶登陸控制系統(tǒng)，給產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)人員提供了靈活編程應(yīng)用的強(qiáng)大功能。蒸餾水機(jī)參數(shù)數(shù)據(jù)畫面如圖4所示。

圖4 參數(shù)數(shù)據(jù)畫面

系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示進(jìn)水溫度、出水溫度、壓力、液位、電導(dǎo)率等各項(xiàng)工藝參數(shù)變化情況，以便操作員操控設(shè)備，如有超限報(bào)警，系統(tǒng)會已報(bào)警走馬燈的形式滾動報(bào)警提示信息，方便操作員下達(dá)保護(hù)指令。臺達(dá)人機(jī)界面新版軟件提供“拮取畫面”功能按鈕，可以將人機(jī)某個(gè)畫面以后綴名為JPG的文件格式存儲在USB存儲盤中，方便地將工業(yè)現(xiàn)場工藝參數(shù)報(bào)表存儲和打印出來。

按下圖4參數(shù)存儲按鈕后，該畫面就以YY－MM－DD－畫面編號.JPG文件格式存儲在U盤中，文件名以日期＋畫面序號命名，如果U盤未插在人機(jī)背面，會顯示未找到存儲盤報(bào)警。按下圖4的“限位設(shè)定”按鈕，畫面跳轉(zhuǎn)到溫度、壓力高低限位設(shè)定畫面，如圖5所示。通過數(shù)值輸入按鈕輸入不同參數(shù)數(shù)值，滿足不同產(chǎn)品規(guī)格使用。

圖5 工藝參數(shù)限位設(shè)定

按下圖4的“參數(shù)校正”按鈕，畫面跳轉(zhuǎn)到溫度、壓力參數(shù)校正畫面，通過數(shù)值輸入按鈕可以輸入擬校正的參數(shù)數(shù)值，可以消除各個(gè)傳感器檢測結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)檢測儀表的固定偏差，達(dá)到系統(tǒng)顯示和測量和標(biāo)準(zhǔn)儀表一致，類似于傳感器信號調(diào)零過程。

按下圖4 “打印”按鈕，微型打印機(jī)就會打印出數(shù)據(jù)報(bào)表，如圖6所示，報(bào)表打印也是通過臺達(dá)人機(jī)界面強(qiáng)大的宏指令實(shí)現(xiàn)。

圖6 報(bào)表打印

其他壓力、液位、電導(dǎo)率、操作員、日期、時(shí)間等打印子程序與上述進(jìn)水、出水溫度打印子程序雷同，不予贅述。由宏指令CLOCK循環(huán)主程序，分時(shí)調(diào)用打印子程序?qū)崿F(xiàn)參數(shù)數(shù)據(jù)打印。

4 結(jié)束語

提供具有良好性價(jià)比完美整合方案是中達(dá)電通的營銷策略，提供穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)集成解決方案是服務(wù)客戶的保證，本項(xiàng)目開發(fā)的蒸餾水機(jī)設(shè)備控制系統(tǒng)整合應(yīng)用臺達(dá)HMI、PLC等自動化產(chǎn)品，為客戶實(shí)現(xiàn)了一套穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)，設(shè)備自投產(chǎn)以來運(yùn)行正常，不但能夠滿足現(xiàn)場工藝要求，而且更提高了生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量品質(zhì)可控性和設(shè)備工作效率，再次證明中達(dá)電通是客戶值得信賴的合作伙伴。