基于臺達自動化產品的蒸餾水機控制系統

本文主要介紹臺達自動化產品在蒸餾水機上的系統集成，體現了臺達自動化產品在電氣控制系統上整合應用的高性價比與技術方案優勢，說明臺達自動化產品是裝備制造業的上佳之選。
關鍵字：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物，化學上稱之謂純凈水，化學分子式為H2O的純凈水不應含任何其他雜質成分，是工業生產中的重要原料。蒸餾水應用行業廣泛，主要用于化工產品原料配比和食品、藥品、化妝品等產品加工制造行業，比如飲料、醫用輸液鹽水等。本文介紹的蒸餾水機是專用蒸餾水生產裝備，該蒸餾水電氣控制系統完全采用臺達自動化產品整合，為客戶實現工藝控制和技術要求。

2 蒸餾水機控制系統及工藝

2.1 控制工藝

蒸餾水機控制系統主要實現控制被控原料罐內部溫度、壓力以及電導率等物理量滿足不同產品規格要求。控制系統可以根據不同產品需要設定相關參數，同時設置參數上下限，并實時顯示相關參數數值變化，控制各個管道閥門開度，從而保證產品按照預設工藝參數生產，超限時會有報警顯示和相關保護動作。同時根據客戶需要，產品加工完成后打印參數報表和存儲參數報表（電子文件格式*.JPG存儲在通用USB磁盤內）。

上述表格列出的配件是生產線控制系統主要元器件，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 系統原理

（1）系統原理設計：系統原理設計如圖1所示。系統由臺達PLC建構主控制器，通過RS－485總線與臺達觸摸屏人機界面構成管理操作和打印記錄系統。系統硬件配置如表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，方便與外圍工控設備通訊聯機。

圖1控制系統架構

（2）系統通訊原理設計：COM1：RS232通訊方式與下位PLC連接，進行蒸餾水設備和產品各項工藝參數設置和讀取。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，處理自由口通訊協議，發送給打印機需要打印的漢字、英文字母以及數字等，可以進行產品工藝參數報表打印，作為產品品質檢測的文字依據以及存檔保存數據。

3 軟件開發

3.1 PLC用戶程序

PLC用戶控制程序主要實現模擬量數據采集和運算轉換，超限報警輸出控制。一定要根據傳感器和變送器模擬信號量程范圍計算數字量顯示值，根據用戶提供的工藝要求編寫報警處理程序。圖2是PLC控制程序節選，僅供參考。

圖2 工藝參數報警梯形圖

3.2人機界面用戶程序

系統控制主界面如圖3所示。

圖3 系統控制主界面

操作員必須通過口令才能登陸控制系統，操作員1～3具有不同的響應級別，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。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，按下“操作員1”按鈕，執行宏指令如下所示：

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

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

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用例子，實現了不同權限級別多用戶登陸控制系統，給產品設計開發技術人員提供了靈活編程應用的強大功能。蒸餾水機參數數據畫面如圖4所示。

圖4 參數數據畫面

系統可以實時顯示進水溫度、出水溫度、壓力、液位、電導率等各項工藝參數變化情況，以便操作員操控設備，如有超限報警，系統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，方便地將工業現場工藝參數報表存儲和打印出來。

按下圖4參數存儲按鈕后，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“限位設定”按鈕，畫面跳轉到溫度、壓力高低限位設定畫面，如圖5所示。通過數值輸入按鈕輸入不同參數數值，滿足不同產品規格使用。

圖5 工藝參數限位設定

按下圖4的“參數校正”按鈕，畫面跳轉到溫度、壓力參數校正畫面，通過數值輸入按鈕可以輸入擬校正的參數數值，可以消除各個傳感器檢測結果和標準檢測儀表的固定偏差，達到系統顯示和測量和標準儀表一致，類似于傳感器信號調零過程。

按下圖4 “打印”按鈕，微型打印機就會打印出數據報表，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。

圖6 報表打印

其他壓力、液位、電導率、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循環主程序，分時調用打印子程序實現參數數據打印。

4 結束語

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，提供穩定可靠的系統集成解決方案是服務客戶的保證，本項目開發的蒸餾水機設備控制系統整合應用臺達HMI、PLC等自動化產品，為客戶實現了一套穩定可靠的系統，設備自投產以來運行正常，不但能夠滿足現場工藝要求，而且更提高了生產產品質量品質可控性和設備工作效率，再次證明中達電通是客戶值得信賴的合作伙伴。