基于臺達自動化產(chǎn)品的蒸餾水機控制系統(tǒng)

本文主要介紹臺達自動化產(chǎn)品在蒸餾水機上的系統(tǒng)集成，體現(xiàn)了臺達自動化產(chǎn)品在電氣控制系統(tǒng)上整合應(yīng)用的高性價比與技術(shù)方案優(yōu)勢，說明臺達自動化產(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)完全采用臺達自動化產(chǎn)品整合，為客戶實現(xiàn)工藝控制和技術(shù)要求。

2 蒸餾水機控制系統(tǒng)及工藝

2.1 控制工藝

蒸餾水機控制系統(tǒng)主要實現(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)，同時設(shè)置參數(shù)上下限，并實時顯示相關(guān)參數(shù)數(shù)值變化，控制各個管道閥門開度，從而保證產(chǎn)品按照預(yù)設(shè)工藝參數(shù)生產(chǎn)，超限時會有報警顯示和相關(guān)保護動作。同時根據(jù)客戶需要，產(chǎn)品加工完成后打印參數(shù)報表和存儲參數(shù)報表（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：系統(tǒng)原理設(shè)計如圖1所示。系統(tǒng)由臺達PLC建構(gòu)主控制器，通過RS－485總線與臺達觸摸屏人機界面構(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。利用臺達人機界面豐富的通訊口功能，可以提供給用戶3個COM口，方便與外圍工控設(shè)備通訊聯(lián)機。

圖1控制系統(tǒng)架構(gòu)

（2）系統(tǒng)通訊原理設(shè)計：COM1：RS232通訊方式與下位PLC連接，進行蒸餾水設(shè)備和產(chǎn)品各項工藝參數(shù)設(shè)置和讀取。COM2：RS485通訊方式與微型打印機連接，利用臺達HMI宏指令編程功能，處理自由口通訊協(xié)議，發(fā)送給打印機需要打印的漢字、英文字母以及數(shù)字等，可以進行產(chǎn)品工藝參數(shù)報表打印，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現(xiàn)模擬量數(shù)據(jù)采集和運算轉(zhuǎn)換，超限報警輸出控制。一定要根據(jù)傳感器和變送器模擬信號量程范圍計算數(shù)字量顯示值，根據(jù)用戶提供的工藝要求編寫報警處理程序。圖2是PLC控制程序節(jié)選，僅供參考。

圖2 工藝參數(shù)報警梯形圖

3.2人機界面用戶程序

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。三個按鈕互相鎖存，按下其中一個按鈕后，其他兩個按鈕均無效，通過宏指令實現(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：

靈活運用人機界面提供的宏指令功能可以達到事半功倍的效果，上面的程序是一個應(yīng)用例子，實現(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)計開發(fā)技術(shù)人員提供了靈活編程應(yīng)用的強大功能。蒸餾水機參數(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)可以實時顯示進水溫度、出水溫度、壓力、液位、電導(dǎo)率等各項工藝參數(shù)變化情況，以便操作員操控設(shè)備，如有超限報警，系統(tǒng)會已報警走馬燈的形式滾動報警提示信息，方便操作員下達保護指令。臺達人機界面新版軟件提供“拮取畫面”功能按鈕，可以將人機某個畫面以后綴名為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盤未插在人機背面，會顯示未找到存儲盤報警。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，可以消除各個傳感器檢測結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)檢測儀表的固定偏差，達到系統(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，微型打印機就會打印出數(shù)據(jù)報表，如圖6所示，報表打印也是通過臺達人機界面強大的宏指令實現(xiàn)。

圖6 報表打印

其他壓力、液位、電導(dǎo)率、操作員、日期、時間等打印子程序與上述進水、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

提供具有良好性價比完美整合方案是中達電通的營銷策略，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，本項目開發(fā)的蒸餾水機設(shè)備控制系統(tǒng)整合應(yīng)用臺達HMI、PLC等自動化產(chǎn)品，為客戶實現(xiàn)了一套穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)，設(shè)備自投產(chǎn)以來運行正常，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，再次證明中達電通是客戶值得信賴的合作伙伴。