西门子模块代理商
本文介绍了基于西门子触摸屏与PLC闭环控制的变频器节能改造系统， 触摸屏和PLC在闭环控制的变频节能系统中的使用，可以让操作者在触摸屏中直接设定目标值（压力及温度等），通过PLC与实际值（传感器的测量值）进行比较运算，直接向变频节能系统发出运算指令（模拟信号），调节变频器的输出频率。并可实时监控到被控系统实际值的大小及变频器内的多个参数，实现报警、记录等功能。
1、西门子
触摸屏
结合西门子
PLC
在闭环控制的变频节能系统中的应用是一种自动控制的趋势。
触摸屏和PLC在闭环控制的变频节能系统中的使用，可以让操作者在触摸屏中直接设定目标值（压力及温度等），通过PLC与实际值（传感器的测量值）进行比较运算，直接向变频节能系统发出运算指令（模拟信号），调节变频器的输出频率。并可实时监控到被控系统实际值的大小及变频器内的多个参数，实现报警、记录等功能。
一般PLC结合触摸屏的闭环调节的变频节能系统如下图所示。
图1 触摸屏结合PLC控制的变频节能系统示意图
2、闭环控制的变频节能系统用途
闭环控制的变频节能系统用途很广，各种场合的变频节能系统的拖动方式及控制方式各有不同，具体应用时应根据实际情况选择设计。下面列举一些：
中央空调节能：冷冻泵、冷却泵、主机、却塔风机、风机盘管等。
恒压供水：水厂一、二级泵，供水管网增压泵、大厦供水水泵等
锅炉：引风机、送风机、给水泵等，变频节能系统的控制调节预处理信号由锅炉自动控制系统、DCS或多冲量控制系统给出。
汽轮机：循环泵、凝结泵等，其控制调节预处理信号由汽轮机自动控制系统及DCS给出。
纯水处理系统：软化水泵、增压泵等。
洁净室：增压风机、FFU等等。
输入延迟（输入电压为额定值时）
对于标准输入端
— 可参数化
是的; 0.2 ms、0.4 ms、0.8 ms、1.6 ms、3.2 ms、6.4 ms 和 12.8 ms，可在 4 个组别中选择
是的; 0.1 / 0.2 / 0.4 / 0.8 / 1.6 / 3.2 / 6.4 / 10.0 / 12.8 / 20.0 μs；0.05 / 0.1 / 0.2 / 0.4 / 0.8 / 1.6 / 3.2 / 6.4 / 10.0 / 12.8 / 20.0 ms
— 从“0”到“1”时，大值
2 µs
— 从“1”到“0”时，大值
10 µs
对于报警输入端
是的
是的
用于技术功能
导线长度
● 屏蔽，大值
50 m
50 m; 屏蔽双绞线
数字输出
数字输出端数量
2; 电子 MOSFET（消耗电流/电流供给）
● 在组件中
1
2
短路保护
不
输出端的通断能力
● 电阻负载时的大值
0.5 A
0.1 A
● 照明负载时的大值
5 W
负载电阻范围
● 上限
0.6 Ω
7 Ω
输出电压
● 额定值 (DC)
24 V
5 V
24 V
● 对于信号“0”的大值
0.1 V; 附带 10 kOhm 负载
0.2 V
1 V
● 对于信号 “1”，小值
20 V
L+ - 0.7 V DC
L+ (-1.5 V)
● 对于信号“1”，大值
6 V
输出电流
● 针对信号“1”的允许范围，大值
● 针对信号“0”的剩余电流，大值
10 µA
模式 PID 回路没有内置模式控制。 仅当能流流到 PID 功能框时才会执行 PID 计算。 因此，循 环执行 PID 计算时存在“自动化”或“自动”模式。 不执行 PID 计算时存在“手动”模式。 与计数器指令相似，PID 指令也具有能流历史位。 该指令使用该历史位检测 0 到 1 的能 流转换。 如果检测到能流转换，该指令将执行一系列操作，从而实现从手动控制无扰动 地切换到自动控制。 要无扰动地切换到自动模式，在切换到自动控制之前，必须提供手 动控制设置的输出值作为 PID 指令的输入（写入 Mn 的回路表条目）。 检测到 0 到 1 的 能流转换时，PID 指令将对回路表中的值执行以下操作，以确保无扰动地从手动控制切换 到自动控制： ● 设置设定值 (SPn) = 过程变量 (PVn) ● 设置旧过程变量 (PVn-1) = 过程变量 (PVn) ● 设置偏置 (MX) = 输出值 (Mn) PID 历史位的默认状态为“置位”，控制器启动和每次从 STOP 切换到 RUN 模式时设置此 状态。 如果在进入 RUN 模式后执行 PID 功能框时有能流流到该功能框，则检测不 到能流转换且不会执行无扰动模式切换操作
。
基本误差极限（运行在 25°C 时）
● 电压，相对于输入范围，(+/-)
0.6 %；±0.4 %（250 mV 到 1000 mV）；±0.6 %（2.5 mV 到 10 mV）；±0.7 % (80 mV)
0.25 %
0.4%; 0.4% (+/-5 V, 10 V, 1 ~ 5 V, 0 ~ 10 V); 0.3% (+/-50 mV, 500 mV, 1 V)
0.6 %；±0.6%（80 mV，2.5 V ~ 10 V）；±0.4% （250 mV ~ 1 000 mV）
● 电流，相对于输入范围，(+/-)
0.5 %; 3.2 ~ 20 mA
0.2 %
0.3 %; +/-20 mA, 0 - 20 mA, 4 ~ 20 mA
0.5 %; 3.2 ~ 20 mA
● 电阻，相对于输入范围，(+/-)
0.5 %；150、300、600Ω
0.3 %; 0 ~ 6 kΩ, 0 ~ 600 kΩ
0.5 %；150、300、600Ω
● 热敏电阻，相对于输入范围，(+/-)
0.6 %；±0.5% (Pt100/ Ni100)，±0.6%（Pt100 气候型）
1 K（Pt100, Ni100, 标准型）; 0.8 K (Pt100, Ni100, 气候型; Ni1000, LG-Ni1000, 标准型; Ni1000, LG-Ni1000, 气候型)
0.6 %；±0.5% (Pt100/ Ni100)，±0.6%（Pt100 气候型）
报警检查和特殊操作 PID 指令是一种简单但功能强大的指令，可执行 PID 计算。 如果需要进行其它处理，例 如报警检查或回路变量的特殊计算，则必须使用 CPU 支持的基本指令来实现。 错误条件 如果在指令中指定的回路表起始地址或 PID 回路编号操作数超出范围，那么在编译时， CPU 将生成编译错误（范围错误），编译将失败。 PID 指令不检查某些回路表输入值是否超出范围。 必须确保过程变量和设定值（以及用 作输入的偏置和前一过程变量）是 0.0 到 1.0 之间的实数。 如果在执行 PID 计算的数学运算时发生任何错误，将置位 SM1.1（溢出或非法值），PID 指令将终止执行。 （回路表中输出值的更新可能不完全，因此，在下一次执行回路的 PID 指令之前应忽略这些值并纠正引起数学运算错误的输入值。）
西门子6ES72111AE400XB0
西门子6ES72111BE400XB0
西门子6ES72111HE400XB0
西门子6ES72121AE400XB0
西门子6ES72121HE400XB0
西门子6ES72141AG400XB0
西门子6ES72141BG400XB0
西门子6ES72141HG400XB0
西门子6ES72151BG400XB0
西门子6ES72151AG400XB0
西门子6ES72151HG400XB0
西门子6ES72171AG400XB0
西门子6ES72211BF320XB0
西门子6ES72211BH320XB0
西门子6ES72221BF320XB0
整个闭环控制的变频节能系统的组成设备及其作用
(1) PLC选用SIEMENS公司的S7-200系列：由CPU224XP、DIDO模块、AIAO模块组成。PLC作为控制单元，是整个系统的控制核心。其主要的作用要体现以下几方面：
① 完成对系统各种数据的采集以及数字量与模拟量的相互转换。
② 完成对整个系统的逻辑控制及PID调节的运算。
③ 向触摸屏提供所采集及处理的数据，并执行触摸屏发出的各种指令。
④ 将PID运算的数据结果转换成模拟信号，作为调节变频器的输出频率的控制信号。
⑤ 通过通信电缆及USS4协议完成对变频器内部参数读写及控制。
(2) 触摸屏采用SIEMENS公司MP370：其主要作用如下
① 可实时显示设备和系统的运行状态。
② 通过触摸向PLC发出指令和数据,再通过PLC完成对系统或设备的控制。
③ 可做成多幅多种监控画面，替代了传统的电气操作盘及显示记录仪表等，且功能更加强大。
(3) 变频器：采用SIEMENS公司440系列，通过USS4协议可由触摸屏通过PLC设置其内部的部分参数，根据PLC发送过来的数据（模拟量）值调节水泵或风机的转速，并将其内部运行参数反馈到PLC。
(4) 压力、温度等传感器：将被控制系统（水系统或风系统）的实际参数值转变成电信号上传至PLC。
(5) 电气元件：给PLC、触摸屏、变频器及传感器等供电，完成各种操作及驱动等。
