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台达HVAC解决方案在某药厂空调自控项目中的应用

摘 要:本文主要论述了台达HVAC解决方案在东北某药厂洁净室空调自控项目中的应用。整套HVAC系统使用台达DVP系列PLC 12SE主机作为控制器,采用台达人机界面DOP-B10E615和DOP-B10S615作为监控上位机,此外使用某软件公司独立开发了空调监控系统,实现了对空调运转状况的整体监控。

关键词:HVAC  DVP 12SE主机  DOP-B HMI  组态软件

一、控制系统概述

本项目为东北某药厂洁净室空调自控系统,分为针剂厂区控制系统和原料厂区控制系统两部分。

针剂厂区工作场所为一二层建筑,共10台空调,采用台达PLC DVP系列12SE主机及扩展模块作为控制器,每台空调均配有一台安装在控制柜上的HMI人机界面作为现场端监控上位机监控空调运转状况,监控室内设有一台主控制电脑,由SCADA监控系统对整个针剂厂区空调运转状况实施监控。

原料厂区共2台空调,采用台达PLC DVP系列12SE主机及扩展模块作为控制器,每台空调均配有一台安装在控制柜上的HMI人机界面作为现场端监控上位机监控空调运转状况,监控室内设有一台主控制电脑,采用台达eRemote远程监控软件与现场端上位机人机界面同步监控空调运转状况。此外,由台达eServer数据存储软件记录空调运转参数,并生成电子记录报表,方便业主进行回顾分析。

空调监控系统主要监控空调系统中的送风风速,送风/回风/房间的温湿度,每个系统都有几种模式:工作模式、消毒模式、系统停止,以及消毒模式下的消毒和排毒阶段等。控制系统可在各种模式间转换及运行,且按季节分为冬夏季节控制模式。

同时,监控系统将会监视新风温度,送/回风温湿度,送风风速,对超标的环境参数进行报警,并做电子记录。对于空调箱和PLC、变频器等设备的故障,监控系统也将进行监控,以保证维护人员能够及时有效地查看整个系统的运行状况,快速准确地查询和分析设备故障,保证系统正常运行。

二、空调监控方案实现

1. 硬件配置

针剂厂区空调箱K1、K4、K6

 

针剂厂区空调箱K2、K3、K7

 

针剂厂区空调箱K5

 

针剂厂区空调箱K8、K9、 K10

 

原料厂区空调箱K1

 

原料厂区空调箱K2

 

2. 控制系统架构

 

三、 控制程序

PLC控制程序采用台达ISPSoft软件编辑,将控制程序分为若干功能块Function Block(简称FB),包括季节模式FB、消毒模式FB、PID运算FB、模拟量处理FB等

通讯设置:

模拟量处理FB

 

季节模式FB

 

消毒模式FB

 

四、 人机界面(HMI)

1. 主页面

 

a) 在主页面中,设置温度【温度设定】、湿度【湿度设定】目标值,设定新风阀开度【新风阀开度设定】及送风机频率【送风机频率控制】,选择冬夏模式【冬夏模式切换】,点击【正常模式】,启动空调。

b) 在【控制页面】中完成消毒时间设定后,点击【消毒模式】按钮,启动消毒模式

c) 当前页面会显示系统手自动状态、送风机启停状态和风机启停状态

d) 空调运行参数(新风/送风/回风温湿度,阀门开度…)会显示在当前页面

e) 当初/中效滤网出现阻塞状态时,滤网会变成红色警戒色

f) 当阀门打开时,对应区段会有颜色变化的动画效果,例如当一次加热阀打开后,一次加热段会变成红色,示意处于加热状态

g) 当风机运转时,会有转动效果

2. 输入密码

 

a) 在切换至控制页面时,会弹出密码输入对话框提示用户输入密码,以开启控制页面,若密码输入不正确,则无法打开控制页面,防止非工作人员误操作。

b) 在设置【温度设定】值、【湿度设定】值,调整【新风阀开度】、【送风机频率控制】参数时,会弹出密码输入对话框提示用户输入密码,以开启控制页面,若密码输入不正确,则无法打开控制页面,防止非工作人员误操作。

3. 控制页面

 

开启控制页面后,可设定控制参数

a) 在消毒模式启动前,需在控制页面中设置消毒时间【消毒阶段设定时间】和排毒时间【排毒阶段设定时间】

b) 排风机启停模式默认为【同启同停】,可点击其他两个按钮选择【独立启停】和【独启同停】模式

c) 当排风机启停模式选择为【独立启停】和【独启同停】模式时,右侧的排风机启停按钮有效,可通过点击【启动】、【停止】按钮,在当前模式下控制风机启停

d) 设置除湿模式上下限,在环境湿度达到【湿度上限值】时迅速除湿,至【湿度下限值】时,结束迅速除湿

e) 在手动状态时,【新风阀手动控制 关闭/开启】按钮会出现,此时,通过点击此按钮控制新风阀开关,新风阀开度全开100%或全关0%

控制页面右侧为空调控制PID参数——【一次热水阀PID控制参数】、【二次热水阀PID控制参数】、【表冷器PID控制参数】、【加湿器PID控制参数】

4. 切换至校正页面

在控制页面左上角有一隐藏区域,点击后,输入密码,切换至【校正页面】

5. 校正页面

在【校正页面】中,可输入校正值,以校正新风温度等参数

 

报警页面

 

a) 故障报警

【排风机故障】——排风机存在故障

【变频器故障】——变频器存在故障

【送风机压差】——当送风机异常时,则送风机两侧无压差,会产生报警

【风机接触器故障】——风机接触器存在故障

【初效滤网】——初效滤网阻塞

【中校滤网】——中校滤网阻塞

【防冻开关】——新风温度过低,防冻开关动作

b) 温湿度异常报警

设定温湿度上下限,当环境温湿度超出限值,即产生报警【过高】、【过低】

c) 当PLC模拟量模块出现异常时,对应异常指示灯会由绿色变红,以警戒当前异常状态

d) 点击【故障指示灯显示说明】黄色标识,进入【故障指示灯显示说明页】

e) 【报警复位】——对部分报警进行复位

6. 故障指示灯显示说明

 

故障指示灯显示当前故障灯号,在下部查询当前故障,以确定当前PLC模拟量模块异常状况

五、 上位机监控系统(SCADA)

1. 登陆页面说明:

设有管理员、操作员及系统管理员三种登陆身份,输入正确的密码即可进入监控画面。主画面如下:     

 

说明:

a) 此画面为主画面——楼层画面1F、2F,按照现场CAD图纸建模,与现场建筑结构及空调箱位置高度一致;

b) 点击空调箱上方的数字就可以进入该空调监控画面;

c) 当有故障报警时,空调箱会闪烁红色以提示监控者查看当前警情

2. PLC控制器升位图画面

 

说明:

a) 此画面为PLC升位图画面,显示整个监控系统架构;

b) 画面上PLC型号及扩展模块个数与现场完全一致;

c) 当某一空调有故障报警产生,其对应的PLC控制器将变为红色或黄色报警,以显示不同程度的警情;

d) 当PLC与上位机软件监控系统间的通讯中断时,该PLC会变暗,以提醒维护人员查看设备连接状况

3. 空调监控画面

 

说明:

与人机界面控制功能相似,此画面为空调监控画面,可直观地查看并设定温湿度、风速、风机频率,选择工作模式、季节模式、排风机启停模式,启停风机,设定PID参数、阀门开度、除湿上下限、消排毒时间…

 

a) 根据空调的运转状况,加热、表冷、加湿段的蒸汽、水阀开度都会表现出颜色变化的动态效果

b) 风机扇叶也会根据实际转台呈现出转动的动画效果

c) 初效滤网、中效滤网阻塞时,会以红色警戒色提醒操作人员处理,风机异常会有WARNING红色字样提示操作人员切换至报警记录窗中查看

4. 报警画面

 

说明:

a) 此页为报警画面,可在报警记录窗中查看当前报警,及历史报警记录

b) 报警记录窗中的报警信息默认为红色字显示,绿色字代表已解除的警情,报警时间和恢复时间都会被记录,报警值与恢复值、警情处理人员的信息也会被记录下来

c) 报警记录窗右侧为温湿度报警限值设定窗

5.报表画面(实时报表和历史报表)

实时报表

 

说明:

报表查询画面,可查询当前空调运转参数的实时报表,也可以通过设定查询时间段,查询历史数据报表,并进行保存、打印、页面设定等操作

6.趋势曲线画面(实时趋势曲线和历史趋势曲线)

? 实时趋势曲线

实时趋势曲线画面,可动态添加、删除、隐藏变量曲线,对不同变量的变化趋势进行比较分析

 

? 历史趋势曲线

历史趋势曲线画面中,可对变量的历史变化趋势,分时分段的进行查看,在趋势曲线显示框下部为曲线数值框,当取样游标点击曲线时,会获取当前变量值,同时变量的最大、最小、平均值在数值框中也有体现

 

7. 事件记录画面

 

说明:

? 事件记录画面中,普通用户可以进行密码修改的相关操作,管理员可对用户进行添加、删除和密码管理操作;此外,所有成员的登陆、操作信息会被记录下来,有利于管理者对空调控系统的管理

六、 结束语

台达HVAC解决方案配合SCADA监控系统的生动展示,使得整体方案无论在功能操作还是画面展示效果方面都得到了客户的认可。


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