一、控制系統(tǒng)概述

本項(xiàng)目為東北某藥廠潔凈室空調(diào)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(chǎng)所為一二層建筑，共10臺(tái)空調(diào)，采用臺(tái)達(dá)PLC DVP系列12SE主機(jī)及擴(kuò)展模塊作為控制器，每臺(tái)空調(diào)均配有一臺(tái)安裝在控制柜上的HMI人機(jī)界面作為現(xiàn)場(chǎng)端監(jiān)控上位機(jī)監(jiān)控空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，監(jiān)控室內(nèi)設(shè)有一臺(tái)主控制電腦，由SCADA監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)整個(gè)針劑廠區(qū)空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況實(shí)施監(jiān)控。

原料廠區(qū)共2臺(tái)空調(diào)，采用臺(tái)達(dá)PLC DVP系列12SE主機(jī)及擴(kuò)展模塊作為控制器，每臺(tái)空調(diào)均配有一臺(tái)安裝在控制柜上的HMI人機(jī)界面作為現(xiàn)場(chǎng)端監(jiān)控上位機(jī)監(jiān)控空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，監(jiān)控室內(nèi)設(shè)有一臺(tái)主控制電腦，采用臺(tái)達(dá)eRemote遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件與現(xiàn)場(chǎng)端上位機(jī)人機(jī)界面同步監(jiān)控空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。此外，由臺(tái)達(dá)eServer數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件記錄空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，并生成電子記錄報(bào)表，方便業(yè)主進(jìn)行回顧分析。

空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控空調(diào)系統(tǒng)中的送風(fēng)風(fēng)速，送風(fēng)/回風(fēng)/房間的溫濕度，每個(gè)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(zhuǎn)換及運(yùn)行，且按季節(jié)分為冬夏季節(jié)控制模式。

同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)監(jiān)視新風(fēng)溫度，送/回風(fēng)溫濕度，送風(fēng)風(fēng)速，對(duì)超標(biāo)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行報(bào)警，并做電子記錄。對(duì)于空調(diào)箱和PLC、變頻器等設(shè)備的故障，監(jiān)控系統(tǒng)也將進(jìn)行監(jiān)控，以保證維護(hù)人員能夠及時(shí)有效地查看整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，快速準(zhǔn)確地查詢和分析設(shè)備故障，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

 二、空調(diào)監(jiān)控方案實(shí)現(xiàn)

1.    硬件配置

針劑廠區(qū)空調(diào)箱K1、K4、K6

針劑廠區(qū)空調(diào)箱K2、K3、K7

針劑廠區(qū)空調(diào)箱K5

針劑廠區(qū)空調(diào)箱K8、K9、 K10

原料廠區(qū)空調(diào)箱K1

 原料廠區(qū)空調(diào)箱K2

2.    控制系統(tǒng)架構(gòu)

三、   控制程序

PLC控制程序采用臺(tái)達(dá)ISPSoft軟件編輯，將控制程序分為若干功能塊Function Block（簡(jiǎn)稱FB），包括季節(jié)模式FB、消毒模式FB、PID運(yùn)算FB、模擬量處理FB等

 通訊設(shè)置：

模擬量處理FB

季節(jié)模式FB

消毒模式FB

四、 人機(jī)界面（HMI）

1.      主頁(yè)面

a)      在主頁(yè)面中，設(shè)置溫度【溫度設(shè)定】、濕度【濕度設(shè)定】目標(biāo)值，設(shè)定新風(fēng)閥開度【新風(fēng)閥開度設(shè)定】及送風(fēng)機(jī)頻率【送風(fēng)機(jī)頻率控制】，選擇冬夏模式【冬夏模式切換】，點(diǎn)擊【正常模式】，啟動(dòng)空調(diào)。

b)     在【控制頁(yè)面】中完成消毒時(shí)間設(shè)定后，點(diǎn)擊【消毒模式】按鈕，啟動(dòng)消毒模式

c)      當(dāng)前頁(yè)面會(huì)顯示系統(tǒng)手自動(dòng)狀態(tài)、送風(fēng)機(jī)啟停狀態(tài)和風(fēng)機(jī)啟停狀態(tài)

d)     空調(diào)運(yùn)行參數(shù)（新風(fēng)/送風(fēng)/回風(fēng)溫濕度，閥門開度…）會(huì)顯示在當(dāng)前頁(yè)面

e)     當(dāng)初/中效濾網(wǎng)出現(xiàn)阻塞狀態(tài)時(shí)，濾網(wǎng)會(huì)變成紅色警戒色

f)      當(dāng)閥門打開時(shí)，對(duì)應(yīng)區(qū)段會(huì)有顏色變化的動(dòng)畫效果，例如當(dāng)一次加熱閥打開后，一次加熱段會(huì)變成紅色，示意處于加熱狀態(tài)

g)     當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)有轉(zhuǎn)動(dòng)效果

2.      輸入密碼

a)      在切換至控制頁(yè)面時(shí)，會(huì)彈出密碼輸入對(duì)話框提示用戶輸入密碼，以開啟控制頁(yè)面，若密碼輸入不正確，則無(wú)法打開控制頁(yè)面，防止非工作人員誤操作。

b)     在設(shè)置【溫度設(shè)定】值、【濕度設(shè)定】值，調(diào)整【新風(fēng)閥開度】、【送風(fēng)機(jī)頻率控制】參數(shù)時(shí)，會(huì)彈出密碼輸入對(duì)話框提示用戶輸入密碼，以開啟控制頁(yè)面，若密碼輸入不正確，則無(wú)法打開控制頁(yè)面，防止非工作人員誤操作。

3.      控制頁(yè)面

開啟控制頁(yè)面后，可設(shè)定控制參數(shù)

a)      在消毒模式啟動(dòng)前，需在控制頁(yè)面中設(shè)置消毒時(shí)間【消毒階段設(shè)定時(shí)間】和排毒時(shí)間【排毒階段設(shè)定時(shí)間】

b)     排風(fēng)機(jī)啟停模式默認(rèn)為【同啟同停】，可點(diǎn)擊其他兩個(gè)按鈕選擇【獨(dú)立啟停】和【獨(dú)啟同停】模式

c)      當(dāng)排風(fēng)機(jī)啟停模式選擇為【獨(dú)立啟停】和【獨(dú)啟同停】模式時(shí)，右側(cè)的排風(fēng)機(jī)啟停按鈕有效，可通過(guò)點(diǎn)擊【啟動(dòng)】、【停止】按鈕，在當(dāng)前模式下控制風(fēng)機(jī)啟停

d)     設(shè)置除濕模式上下限，在環(huán)境濕度達(dá)到【濕度上限值】時(shí)迅速除濕，至【濕度下限值】時(shí)，結(jié)束迅速除濕

e)     在手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，【新風(fēng)閥手動(dòng)控制 關(guān)閉/開啟】按鈕會(huì)出現(xiàn)，此時(shí)，通過(guò)點(diǎn)擊此按鈕控制新風(fēng)閥開關(guān)，新風(fēng)閥開度全開100%或全關(guān)0%

控制頁(yè)面右側(cè)為空調(diào)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(yè)面

在控制頁(yè)面左上角有一隱藏區(qū)域，點(diǎn)擊后，輸入密碼，切換至【校正頁(yè)面】

5.      校正頁(yè)面

在【校正頁(yè)面】中，可輸入校正值，以校正新風(fēng)溫度等參數(shù)

報(bào)警頁(yè)面

a)      故障報(bào)警

【排風(fēng)機(jī)故障】——排風(fēng)機(jī)存在故障

【變頻器故障】——變頻器存在故障

【送風(fēng)機(jī)壓差】——當(dāng)送風(fēng)機(jī)異常時(shí)，則送風(fēng)機(jī)兩側(cè)無(wú)壓差，會(huì)產(chǎn)生報(bào)警

【風(fēng)機(jī)接觸器故障】——風(fēng)機(jī)接觸器存在故障

【初效濾網(wǎng)】——初效濾網(wǎng)阻塞

【中校濾網(wǎng)】——中校濾網(wǎng)阻塞

【防凍開關(guān)】——新風(fēng)溫度過(guò)低，防凍開關(guān)動(dòng)作

b)     溫濕度異常報(bào)警

設(shè)定溫濕度上下限，當(dāng)環(huán)境溫濕度超出限值，即產(chǎn)生報(bào)警【過(guò)高】、【過(guò)低】

c)      當(dāng)PLC模擬量模塊出現(xiàn)異常時(shí)，對(duì)應(yīng)異常指示燈會(huì)由綠色變紅，以警戒當(dāng)前異常狀態(tài)

d)     點(diǎn)擊【故障指示燈顯示說(shuō)明】黃色標(biāo)識(shí)，進(jìn)入【故障指示燈顯示說(shuō)明頁(yè)】

e)     【報(bào)警復(fù)位】——對(duì)部分報(bào)警進(jìn)行復(fù)位

6.      故障指示燈顯示說(shuō)明

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

五、 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）

1.    登陸頁(yè)面說(shuō)明：

設(shè)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(jìn)入監(jiān)控畫面。主畫面如下：

說(shuō)明：

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

b)     點(diǎn)擊空調(diào)箱上方的數(shù)字就可以進(jìn)入該空調(diào)監(jiān)控畫面；

c)     當(dāng)有故障報(bào)警時(shí)，空調(diào)箱會(huì)閃爍紅色以提示監(jiān)控者查看當(dāng)前警情

2.    PLC控制器升位圖畫面

說(shuō)明：

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

b)     畫面上PLC型號(hào)及擴(kuò)展模塊個(gè)數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)完全一致；

c)     當(dāng)某一空調(diào)有故障報(bào)警產(chǎn)生，其對(duì)應(yīng)的PLC控制器將變?yōu)榧t色或黃色報(bào)警，以顯示不同程度的警情；

d)     當(dāng)PLC與上位機(jī)軟件監(jiān)控系統(tǒng)間的通訊中斷時(shí)，該PLC會(huì)變暗，以提醒維護(hù)人員查看設(shè)備連接狀況

 3.    空調(diào)監(jiān)控畫面

說(shuō)明：

與人機(jī)界面控制功能相似，此畫面為空調(diào)監(jiān)控畫面，可直觀地查看并設(shè)定溫濕度、風(fēng)速、風(fēng)機(jī)頻率，選擇工作模式、季節(jié)模式、排風(fēng)機(jī)啟停模式，啟停風(fēng)機(jī)，設(shè)定PID參數(shù)、閥門開度、除濕上下限、消排毒時(shí)間…

a)     根據(jù)空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，加熱、表冷、加濕段的蒸汽、水閥開度都會(huì)表現(xiàn)出顏色變化的動(dòng)態(tài)效果

b)     風(fēng)機(jī)扇葉也會(huì)根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)臺(tái)呈現(xiàn)出轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)畫效果

c)     初效濾網(wǎng)、中效濾網(wǎng)阻塞時(shí)，會(huì)以紅色警戒色提醒操作人員處理，風(fēng)機(jī)異常會(huì)有WARNING紅色字樣提示操作人員切換至報(bào)警記錄窗中查看

4.    報(bào)警畫面

說(shuō)明：

a)     此頁(yè)為報(bào)警畫面，可在報(bào)警記錄窗中查看當(dāng)前報(bào)警，及歷史報(bào)警記錄

b)     報(bào)警記錄窗中的報(bào)警信息默認(rèn)為紅色字顯示，綠色字代表已解除的警情，報(bào)警時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間都會(huì)被記錄，報(bào)警值與恢復(fù)值、警情處理人員的信息也會(huì)被記錄下來(lái)

c)     報(bào)警記錄窗右側(cè)為溫濕度報(bào)警限值設(shè)定窗

5.報(bào)表畫面（實(shí)時(shí)報(bào)表和歷史報(bào)表）

實(shí)時(shí)報(bào)表

說(shuō)明：

報(bào)表查詢畫面，可查詢當(dāng)前空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的實(shí)時(shí)報(bào)表，也可以通過(guò)設(shè)定查詢時(shí)間段，查詢歷史數(shù)據(jù)報(bào)表，并進(jìn)行保存、打印、頁(yè)面設(shè)定等操作

6.趨勢(shì)曲線畫面（實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和歷史趨勢(shì)曲線）

l  實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線

實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線畫面，可動(dòng)態(tài)添加、刪除、隱藏變量曲線，對(duì)不同變量的變化趨勢(shì)進(jìn)行比較分析

l  歷史趨勢(shì)曲線

歷史趨勢(shì)曲線畫面中，可對(duì)變量的歷史變化趨勢(shì)，分時(shí)分段的進(jìn)行查看，在趨勢(shì)曲線顯示框下部為曲線數(shù)值框，當(dāng)取樣游標(biāo)點(diǎn)擊曲線時(shí)，會(huì)獲取當(dāng)前變量值，同時(shí)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(shuō)明：

l  事件記錄畫面中，普通用戶可以進(jìn)行密碼修改的相關(guān)操作，管理員可對(duì)用戶進(jìn)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(huì)被記錄下來(lái)，有利于管理者對(duì)空調(diào)控系統(tǒng)的管理

六、 結(jié)束語(yǔ)

臺(tái)達(dá)HVAC解決方案配合SCADA監(jiān)控系統(tǒng)的生動(dòng)展示，使得整體方案無(wú)論在功能操作還是畫面展示效果方面都得到了客戶的認(rèn)可。

作者簡(jiǎn)介：

孫健, 男，出生于1990年，畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)，通信工程專業(yè)。現(xiàn)任臺(tái)達(dá)集團(tuán)機(jī)電事業(yè)群應(yīng)用技術(shù)中心系統(tǒng)整合部專案工程師，從事工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品方案整合與系統(tǒng)開發(fā)。

蘇長(zhǎng)春, 男，出生于1985年，吉林師范大學(xué)，電子聲像專業(yè)。現(xiàn)任臺(tái)達(dá)集團(tuán)--中達(dá)電通股份有限公司機(jī)電事業(yè)部應(yīng)用工程師，從事工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品方案整合與系統(tǒng)開發(fā)，具有多年從事臺(tái)達(dá)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)及HVAC，試驗(yàn)機(jī)、汽車等行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。