随着电子技术,计算机控制技术和通信技术的发展,PLC的功能也愈来愈强大,由原来简单的逻辑控制功能逐渐发展到模拟量控制、高速大容量运算处理、PID闭环控制、运动/定位控制和网络通信等功能,已经成为现代工业控制设备的三大支柱之一。EC20系列PLC是艾默生(Emerson)公司致力于工业自动化领域全新推出的新一代小型可编程控制器,它代表了工业自动化控制的最高水平,是最新计算机技术与工业控制技术的完美结合。
自EMERSON EC20系列PLC推向市场以来控制工程网版权所有,以其卓越的性能,高品位的性价比,完善的服务体系受到用户好评,产品广泛应用于电子、食品饮料、空调制冷设备、锅炉、物流仓库、科技农业、交通运输、石油化工、供水、玻璃/钢铁、纺织机械、线缆机械、塑机、印染包装等各个领域。本文介绍了EC20小型PLC在老化房控制系统中的应用,并着重阐述了该产品的PID闭环功能在恒温控制上的实现和强大的网络通信功能对EMERSON EV2000变频器运行控制的实现。
老化房控制系统工艺要求
该老化房控制系
(1)该系统所控制的老化房面积达16m×30m,要求控制范围在20℃~55℃,控制精度达±5℃,能够在上位机对温度设定/显示/保存。
图1 老化房结构示意图
(2)该系统有3个风机,用于进风,回风和排风;有4个风闸:进风闸,回风闸,排风闸,防火闸;2个防尘过滤网;6个火灾报警点;在正常情况下(温湿度),关闭进风阀和排风阀,停止进风电机和排风电机,打开回风阀和防火阀,启动回风风机,保持老化房内回风循环;在高温情况下,排风阀和进风阀打开www.cechina.cn,启动排风电机和进风电机,抽出部分空气;在火灾报警情况下,防火阀关闭,回风禁止循环,全部从室内抽出;同时排风阀和进风阀打开www.cechina.cn,启动排风电机和进风电机,抽出室内空气。
PLC控制原理
PLC系统结构如图2所示:
图2 EC 20系列PLC结构示意图
根据老化房工艺要求组成如图2的控制系统:上位机采用台湾研华IPC(工控计算机);监控画面采用亚控公司的KINGVIEW软件,该软件操作简单,元件形象丰富,性能稳定;核心控制部分采用艾默生EC20-2012BTA类型的PLC和4个温度采集模块(EC20-4TC,接受K型温度信号);传动采用艾默生EV2000通用型变频器。
在设备连接方面,EC20 PLC充分体现了自身的优势,由于EC20 PLC本身带有2个串行通信口(1个RS232口CONTROL ENGINEERING China版权所有,集成自由协议/编程协议/MODBUS从站协议,1个RS232/485口,集成自由协议/MODBUS主站/从站协议),EC20 PLC利用COM0口和IPC进行通信(EC20 PLC做从站,设置成MODBUS从站协议),利用COM1和多台变频器组成网络进行集中控制(EC20 PLC的COM1设置成MODBUS主站协议)。
IPC为整个系统的人机接口,IPC读取PLC采集的系统运行状态如各风机的运转状态,各测温点温度,报警状况并显示在监控画面上,IPC又把各种操作命令传给PLC以控制系统的运行,如温度的设定,PID参数设定,各种阀门的开闭,变频器的启动、停止等设定。并且可以实时监控整个系统的工作运行状态、动作过程及故障报警等,IPC还可以根据设定对采集的数据进行保存打印。
在系统设计中,EC20 PLC为整个系统的核心,执行各种系统操作及计算www.cechina.cn,EC20 PLC根据工艺要求和现场状况进行逻辑判断www.cechina.cn,开闭各种阀门和启停各风机;同时利用自身的PID功能对温度进行控制,具体方法后面描述。
艾默生EV2000系列变频器自带RS485接口的通讯单元,符合RS485通讯规范,用于实现PLC与多台变频器的联网。根据MODBUS通讯协议,可以通过RS485网络轻松实现对变频器的运行控制。由于RS485通讯链路传输距离远、配线简单、抗干扰能力强、可靠性高,因此在设计中,我们省略了变频器的外部起停控制线路,对变频器的所有控制都通过RS485通讯链路来完成,达到了经济高效的目的。
监控画面