西门子模块6ES7322-1FL00-0AA0参数详细
可编程逻辑控制器(PLC)以其编程简单方便、控制稳定可靠、功能强大等优点通常作为控制器广泛应用于现代工业控制领域。触摸屏作为人机交互界面在一定程度上减少PLC的外部I／O点的使用以及减轻系统外部按钮开关的连线复杂程度，也**了运行维护的方便性。随着工业现场对控制设备小型化、易操作化、智能化的要求的不断**，基于PLC和触摸屏的交流变频调速系统的应用前景将非常广阔。本文采用三菱PLC(Fx2N－64MR)、海泰克触摸屏(PWS6AOOT)、伦茨变频器和外部按钮实现两台三相异步电机的交流变频调速实验系统设计。实际运行结果表明，该系统运行稳定可靠，控制性能良好。
1 控制系统要求
本套系统要求能够实现两台三相异步电动机的如下状态的控制：正转；反转；停止；点动；加速；减速。要求可以由触摸屏或外部按钮实现上述功能，两种开关量输入方式互为冗余备用，以**控制系统的可靠性。对于各种开关量状态及硬件不正常状态需要指示灯显示。
2 控制系统硬件设计
交流变频调速系统的硬件结构如图1所示。
控制系统硬件结构主要包括：可编程控制模块、控制指令输入模块、D／A转换模块、变频器调节模块。
2．1 模块功能
2．1．1 可编程控制模块
该模块是整个控制系统控制的核心处理器，是触摸屏指令和按钮开关指令的执行中枢和变频器指令触发元件。
2．1．2 控制指令输入模块
该模块就是给PLC加载控制指令以实现相应的输出操作。这里指令输入可由触摸屏按键实现，也可以由外部开关按钮实现，两种指令输入方式互为备用。为避免由按钮开关指令实现众多指令会导致接线复杂情况出现，可以对重要的开关量实现冗余备用，非重要开关量仅由触摸屏按键实现。
2．1．3 D／A模块
D／A是将PLC输出的数字量转换成模拟电压量以实现变频调速的目的。此系统采用的FX2N－2DA模块，该模块有两路模拟量输出以实现对两台变频器的控制。
2．1．4 变频器调节模块
变频器可根据PLC加载在其输入控制端子的指令执行相应的调节，能够执行三相异步电动机的各种工作状态。
2．2 模块通信
PC机通过专用电缆与PLC模块和触摸屏模块进行通信连接，编制调试程序完毕可以直接下载到触摸屏和PLC各自程序存储器。PLC模块与触摸屏之间由专用电缆连接，触摸屏按键指令可以由通信电缆加载到控制程序以执行相应的操作。外部按钮指令直接加载在PLC输入端以实现相应的指令操作。PLC与D／A模块由扩展电缆连接，将PLC输出数字量转换成对应的两路电压信号加载到变频器输入端子以实现调速控制。
3 控制系统软件设计
3．1 PLC程序设计
3．1．1 输入、输出地址分配
根据控制系统要求，确定开关量输入、输出数量并对PLC分别地址分配。
X00～X04、X10～X14分别分配给电动机1、2的开关量输入端子(包括正转、反转、点动、停止)和变频器故障输入端子。
Y00～Y04、Y10～Y14分别分配给电动机1、2的开关量输出指示(包括正转、反转、点动、停止)和触摸屏故障指示。
Y20～Y22、Y30～Y32分别连接两台变频器的E1、E2和28控制端子。其中，E1端子功能为高电平时激活固定给定转速；E2端子控制旋转方向；28端子控制电机启动和停止。
M00～M05、M10～X15分别分配给触摸屏的1、2按键指令的PLC写入地址(包括正转、反转、点动、加速、减速、停止)。
寄存器D1、D2分别为存储两台电机的D／A待转换数值，寄存器M8000监视PLC运行状态。
3．1．2 程序流程设计
PLC程序采用三菱FXGP－WIN－E编程软件实现，程序采用模块化、功能化结构，便于扩展应用，对应的程序流程图如图2所示。
3．2 触摸屏程序设计
本系统的触摸屏人机交互界面的开发平台，采用海泰克触摸屏的HitechADP编程软件实现。该软件类似于组态软件，采用图形化的编程方法，只需将相关元件拖到预先定义的画面上，根据需要设置相关参数、合理配置PLC写入地址即可完成操作。
Hitech ADP编程软件对编程PC机要求不高，利用触摸屏自带RS232串口或者USB接口通信，将设计完成后的人机交互界面下载到触摸屏。对于两台电动机分别设计了正转、反转、点动、加速、减速、停止以及速度显示控键，可由相应的控键实现对电机运转状态的控制和监控。触摸屏上电后自动进入所设计的画面，操作人员可以根据需要直接通过人机交互的方式，对下位机PLC进行控制。人机界面如图3所示。
基于可编程控制器和触摸屏的三相异步电机的交流变频调速系统充分利用了PLC强大的逻辑处理功能和人机界面的良好的交互性，避免传统的继电器一接触器控制电路的复杂接线，降低了对运行人员的技术要求；对重要开关输入量实现触摸屏按键和外部按钮冗余备用模式，**了系统的可靠性，为现场操作人员对运行过程的实时监控和维护带来了方便。本系统作为实验室综合试验系统的子系统之一，将理论与实际相结合，对学生掌握新技术新理念，**动手能力，有很好的指导意义和现实意义
该系统采用上、下位机主从式结构，PLC作为下位机通过modbus通信方式，完成工业现场数据的实时采集;上位机采用工业控制计算机，与PLC之间通过工业以态网通讯方式，实现高压变频器在运行过程中的实时数据显示、故障报警等各项功能.
1 引言
近几年来，可编程序控制器(以下简称plc)因其可靠性高、编程简单、抗干扰能力强等优点，在工业控制领域得到了广泛应用。但plc在人机交互性能方面较弱，工控组态软件(如组态王)具有良好的人机界面及控制决策能力。将二者结合起来可有效实现整个生产过程的综合监控。东方日立(成都)电控设备有限公司生产的高压大功率变频器有机地将二者结合起来，实现变频器在昆钢自备发电厂高炉煤气发电机组送、引风机系统上的应用及节能计算。
该系统采用上、下位机主从式结构，plc作为下位机通过modbus通信方式，完成工业现场数据的实时采集;上位机采用工业控制计算机，与plc之间通过工业以态网通讯方式，实现高压变频器在运行过程中的实时数据显示、故障报警等各项功能。组态王又作为数据服务器，通过dde方式为节能软件提供实时数据，以助节能软件完成数据计算、动态曲线显示。
2 系统硬件配置
送、引风机高压变频装置通讯系统的硬件配置，主要包括mdm3000电力综合测试仪、集线器及实现远程监控的工业计算机。单元控制柜内所用的plc，选用西门子s7-200系列cpu226;通讯单元为西门子工业以太网模块cp243-1。数据采集器选用深圳亚特尔公司的mdm3000产品，实现变频器输入电压、输入电流等数据采集。工业计算机选用研华原装工控机ipc-610h，主要配置：cpu2.8g/256m(内存);80g硬盘;集成显卡;另置网卡;50倍光驱;1.44m(软驱)和kb104+mouse。送、引风机高压变频装置通讯系统的硬件配置如图1所示。
在生产过程中，凡是将两种或两种以上的物料量自动地保持一定比例关系的控制系统，就称为比值控制系统。在化工行业中，**控制是非常重要的。本文主要介绍了一种**比值控制系统，经实验和实践运行，证明该系统具有结构简单、稳态误差小、控制精度高等优点。
1 工作原理
比值控制有开环比值控制、单闭环比值控制和双闭环比值控制三种类型。开环比值控制是简单的控制方案。单闭环比值控制系统是为了克服开环比值控制方案的缺点而设计的，这种方案的不足之处是主**没有构成闭环控制。本系统采样双闭环比值控制方案。
图1 kcl-h2so4双闭环**比值控制系统原理图
由图1所示，个闭环控制系统是主**氯化钾本身构成的**闭环控制系统，当设置确定后，通过闭环调节作用，消除扰动的影响，使氯化钾的**稳定在设定值上，主**闭环控制系统属于恒值控制系统。第二个闭环控制系统是副**硫酸闭环控制系统，其输入量是经过检测与变送后的氯化钾**信号q1与比值系数k1的乘积。硫酸副**闭环控制系统由副控制器1、硫酸泵变频器、硫酸泵以及检测点2/变送器2等组成。副**闭环控制系统属于跟随系统。
2 **比值控制系统设计
2.1 **比值控制系统构成
氯化钾与硫酸**比值控制系统是由三菱fx2nc系列plc、耐腐蚀泵、西门子mm440变频器、计量螺旋、电磁**计等组成。**比值控制系统方框图如图2所示。
图2 **比值控制系统方框图
（1）三菱fx2nc系列plc。fx2nc系列plc具有很高的性能体积比和通信功能，可以安装到比标准的plc小很多的空间内。i/o型连接器可以降低接线成本，节约接线时间。i/o点数可以扩展到256点，多可以连接4个特殊功能模块。
（2）耐腐蚀泵。硫酸属于腐蚀性介质，输送泵必须采用耐腐蚀泵。本系统采用ihf6550-160型氟塑料离心泵，泵进口直径65mm；出口直径50mm；叶轮名义直径160mm；转速2900r/nin，**25m3/h；扬程32m；电机功率5.5kw。硫酸泵采用变频调速。对于泵类设备，应选用水泵类专用变频器。ihf6550-160型氟塑料离心泵的驱动电机功率为5.5kw,选用西门子公司mm430型水泵专用变频器，该变频器带内置a级滤波器。
（3）西门子mm440变频器。粉体在螺旋内的流动速度是由电机编码器输出脉冲来间接计算的,如果电机转速稳定性不好,将影响计量螺旋的正常工作。为此,采用德国西门子公司mm440型矢量控制变频器，电源电压380vac，额定输出功率5.5kw，额定输出电流13.2a。为了稳定螺旋轴的转速并计算粉体流速，采用带速度编码器的矢量控制方式。变频器需要增加脉冲编码器脉冲处理模板(简称编码器模板)和编码器。
（4）计量螺旋。氯化钾是粉粒状物料(简称粉体)。计量螺旋是对粉体进行输送、动态计量和**控制的设备。本设计采用万息得公司的lsc型计量螺旋(螺旋电子称)。