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一、控制系統(tǒng)概述

本項目為東北某藥廠潔凈室空調自控系統(tǒng)，分為針劑廠區(qū)控制系統(tǒng)和原料廠區(qū)控制系統(tǒng)兩部分。

針劑廠區(qū)工作場所為一二層建筑，共10臺空調，采用臺達PLC DVP系列12SE主機及擴展模塊作為控制器，每臺空調均配有一臺安裝在控制柜上的HMI人機界面作為現(xiàn)場端監(jiān)控上位機監(jiān)控空調運轉狀況，監(jiān)控室內設有一臺主控制電腦，由SCADA監(jiān)控系統(tǒng)對整個針劑廠區(qū)空調運轉狀況實施監(jiān)控。

原料廠區(qū)共2臺空調，采用臺達PLC DVP系列12SE主機及擴展模塊作為控制器，每臺空調均配有一臺安裝在控制柜上的HMI人機界面作為現(xiàn)場端監(jiān)控上位機監(jiān)控空調運轉狀況，監(jiān)控室內設有一臺主控制電腦，采用臺達eRemote遠程監(jiān)控軟件與現(xiàn)場端上位機人機界面同步監(jiān)控空調運轉狀況。此外，由臺達eServer數(shù)據(jù)存儲軟件記錄空調運轉參數(shù)，并生成電子記錄報表，方便業(yè)主進行回顧分析。

空調監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控空調系統(tǒng)中的送風風速，送風/回風/房間的溫濕度，每個系統(tǒng)都有幾種模式：工作模式、消毒模式、系統(tǒng)停止，以及消毒模式下的消毒和排毒階段等。控制系統(tǒng)可在各種模式間轉換及運行，且按季節(jié)分為冬夏季節(jié)控制模式。

同時，監(jiān)控系統(tǒng)將會監(jiān)視新風溫度，送/回風溫濕度，送風風速，對超標的環(huán)境參數(shù)進行報警，并做電子記錄。對于空調箱和PLC、變頻器等設備的故障，監(jiān)控系統(tǒng)也將進行監(jiān)控，以保證維護人員能夠及時有效地查看整個系統(tǒng)的運行狀況，快速準確地查詢和分析設備故障，保證系統(tǒng)正常運行。

 二、空調監(jiān)控方案實現(xiàn)

1.    硬件配置

針劑廠區(qū)空調箱K1、K4、K6

針劑廠區(qū)空調箱K2、K3、K7

針劑廠區(qū)空調箱K5

針劑廠區(qū)空調箱K8、K9、 K10

原料廠區(qū)空調箱K1

 原料廠區(qū)空調箱K2

2.    控制系統(tǒng)架構

三、   控制程序

PLC控制程序采用臺達ISPSoft軟件編輯，將控制程序分為若干功能塊Function Block（簡稱FB），包括季節(jié)模式FB、消毒模式FB、PID運算FB、模擬量處理FB等

 通訊設置：

模擬量處理FB

季節(jié)模式FB

消毒模式FB

四、 人機界面（HMI）

1.      主頁面

a)      在主頁面中，設置溫度【溫度設定】、濕度【濕度設定】目標值，設定新風閥開度【新風閥開度設定】及送風機頻率【送風機頻率控制】，選擇冬夏模式【冬夏模式切換】，點擊【正常模式】，啟動空調。

b)     在【控制頁面】中完成消毒時間設定后，點擊【消毒模式】按鈕，啟動消毒模式

c)      當前頁面會顯示系統(tǒng)手自動狀態(tài)、送風機啟停狀態(tài)和風機啟停狀態(tài)

d)     空調運行參數(shù)（新風/送風/回風溫濕度，閥門開度…）會顯示在當前頁面

e)     當初/中效濾網出現(xiàn)阻塞狀態(tài)時，濾網會變成紅色警戒色

f)      當閥門打開時，對應區(qū)段會有顏色變化的動畫效果，例如當一次加熱閥打開后，一次加熱段會變成紅色，示意處于加熱狀態(tài)

g)     當風機運轉時，會有轉動效果

2.      輸入密碼

a)      在切換至控制頁面時，會彈出密碼輸入對話框提示用戶輸入密碼，以開啟控制頁面，若密碼輸入不正確，則無法打開控制頁面，防止非工作人員誤操作。

b)     在設置【溫度設定】值、【濕度設定】值，調整【新風閥開度】、【送風機頻率控制】參數(shù)時，會彈出密碼輸入對話框提示用戶輸入密碼，以開啟控制頁面，若密碼輸入不正確，則無法打開控制頁面，防止非工作人員誤操作。

3.      控制頁面

開啟控制頁面后，可設定控制參數(shù)

a)      在消毒模式啟動前，需在控制頁面中設置消毒時間【消毒階段設定時間】和排毒時間【排毒階段設定時間】

b)     排風機啟停模式默認為【同啟同停】，可點擊其他兩個按鈕選擇【獨立啟停】和【獨啟同停】模式

c)      當排風機啟停模式選擇為【獨立啟停】和【獨啟同停】模式時，右側的排風機啟停按鈕有效，可通過點擊【啟動】、【停止】按鈕，在當前模式下控制風機啟停

d)     設置除濕模式上下限，在環(huán)境濕度達到【濕度上限值】時迅速除濕，至【濕度下限值】時，結束迅速除濕

e)     在手動狀態(tài)時，【新風閥手動控制 關閉/開啟】按鈕會出現(xiàn)，此時，通過點擊此按鈕控制新風閥開關，新風閥開度全開100%或全關0%

控制頁面右側為空調控制PID參數(shù)——【一次熱水閥PID控制參數(shù)】、【二次熱水閥PID控制參數(shù)】、【表冷器PID控制參數(shù)】、【加濕器PID控制參數(shù)】

4.      切換至校正頁面

在控制頁面左上角有一隱藏區(qū)域，點擊后，輸入密碼，切換至【校正頁面】

5.      校正頁面

在【校正頁面】中，可輸入校正值，以校正新風溫度等參數(shù)

報警頁面

a)      故障報警

【排風機故障】——排風機存在故障

【變頻器故障】——變頻器存在故障

【送風機壓差】——當送風機異常時，則送風機兩側無壓差，會產生報警

【風機接觸器故障】——風機接觸器存在故障

【初效濾網】——初效濾網阻塞

【中校濾網】——中校濾網阻塞

【防凍開關】——新風溫度過低，防凍開關動作

b)     溫濕度異常報警

設定溫濕度上下限，當環(huán)境溫濕度超出限值，即產生報警【過高】、【過低】

c)      當PLC模擬量模塊出現(xiàn)異常時，對應異常指示燈會由綠色變紅，以警戒當前異常狀態(tài)

d)     點擊【故障指示燈顯示說明】黃色標識，進入【故障指示燈顯示說明頁】

e)     【報警復位】——對部分報警進行復位

6.      故障指示燈顯示說明

故障指示燈顯示當前故障燈號，在下部查詢當前故障，以確定當前PLC模擬量模塊異常狀況

五、 上位機監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）

1.    登陸頁面說明：

設有管理員、操作員及系統(tǒng)管理員三種登陸身份，輸入正確的密碼即可進入監(jiān)控畫面。主畫面如下：

說明：

a)     此畫面為主畫面——樓層畫面1F、2F，按照現(xiàn)場CAD圖紙建模，與現(xiàn)場建筑結構及空調箱位置高度一致；

b)     點擊空調箱上方的數(shù)字就可以進入該空調監(jiān)控畫面；

c)     當有故障報警時，空調箱會閃爍紅色以提示監(jiān)控者查看當前警情

2.    PLC控制器升位圖畫面

說明：

a)     此畫面為PLC升位圖畫面，顯示整個監(jiān)控系統(tǒng)架構；

b)     畫面上PLC型號及擴展模塊個數(shù)與現(xiàn)場完全一致；

c)     當某一空調有故障報警產生，其對應的PLC控制器將變?yōu)榧t色或黃色報警，以顯示不同程度的警情；

d)     當PLC與上位機軟件監(jiān)控系統(tǒng)間的通訊中斷時，該PLC會變暗，以提醒維護人員查看設備連接狀況

 3.    空調監(jiān)控畫面

說明：

與人機界面控制功能相似，此畫面為空調監(jiān)控畫面，可直觀地查看并設定溫濕度、風速、風機頻率，選擇工作模式、季節(jié)模式、排風機啟停模式，啟停風機，設定PID參數(shù)、閥門開度、除濕上下限、消排毒時間…

a)     根據(jù)空調的運轉狀況，加熱、表冷、加濕段的蒸汽、水閥開度都會表現(xiàn)出顏色變化的動態(tài)效果

b)     風機扇葉也會根據(jù)實際轉臺呈現(xiàn)出轉動的動畫效果

c)     初效濾網、中效濾網阻塞時，會以紅色警戒色提醒操作人員處理，風機異常會有WARNING紅色字樣提示操作人員切換至報警記錄窗中查看

4.    報警畫面

說明：

a)     此頁為報警畫面，可在報警記錄窗中查看當前報警，及歷史報警記錄

b)     報警記錄窗中的報警信息默認為紅色字顯示，綠色字代表已解除的警情，報警時間和恢復時間都會被記錄，報警值與恢復值、警情處理人員的信息也會被記錄下來

c)     報警記錄窗右側為溫濕度報警限值設定窗

5.報表畫面（實時報表和歷史報表）

實時報表

說明：

報表查詢畫面，可查詢當前空調運轉參數(shù)的實時報表，也可以通過設定查詢時間段，查詢歷史數(shù)據(jù)報表，并進行保存、打印、頁面設定等操作

6.趨勢曲線畫面（實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線）

l  實時趨勢曲線

實時趨勢曲線畫面，可動態(tài)添加、刪除、隱藏變量曲線，對不同變量的變化趨勢進行比較分析

l  歷史趨勢曲線

歷史趨勢曲線畫面中，可對變量的歷史變化趨勢，分時分段的進行查看，在趨勢曲線顯示框下部為曲線數(shù)值框，當取樣游標點擊曲線時，會獲取當前變量值，同時變量的最大、最小、平均值在數(shù)值框中也有體現(xiàn)

7.     事件記錄畫面

說明：

l  事件記錄畫面中，普通用戶可以進行密碼修改的相關操作，管理員可對用戶進行添加、刪除和密碼管理操作；此外，所有成員的登陸、操作信息會被記錄下來，有利于管理者對空調控系統(tǒng)的管理

六、 結束語

臺達HVAC解決方案配合SCADA監(jiān)控系統(tǒng)的生動展示，使得整體方案無論在功能操作還是畫面展示效果方面都得到了客戶的認可。

作者簡介：

孫健, 男，出生于1990年，畢業(yè)于蘭州交通大學，通信工程專業(yè)。現(xiàn)任臺達集團機電事業(yè)群應用技術中心系統(tǒng)整合部專案工程師，從事工業(yè)自動化產品方案整合與系統(tǒng)開發(fā)。

蘇長春, 男，出生于1985年，吉林師范大學，電子聲像專業(yè)。現(xiàn)任臺達集團--中達電通股份有限公司機電事業(yè)部應用工程師，從事工業(yè)自動化產品方案整合與系統(tǒng)開發(fā)，具有多年從事臺達工業(yè)自動化產品經驗及HVAC，試驗機、汽車等行業(yè)經驗。