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】 摘要：本文詳細的介紹了基於施耐德 Micro 和 Twido PLC在啤酒生產線冷凍站控製係統中的應用，係統的網絡拓撲結構，工藝流程和故障處理等等。
關鍵詞：Micro PLC Twido PLC Modbus協議 故障處理
1.引言
隨著自動化水平日新月異的發展，啤酒生產線冷凍站係統對控製和故障處理的要求也越來越高。在此係統中，使用了施耐德Micro 和Twido 係列PLC,並通過Modbus 總線實現協調控製，遠程監控，故展處理等功能，大大提高了生產率，降低了保養維護成本。
2.產品介紹
在此係統中，每台壓縮機製冷機組都是由Twido PLC 進行控製的，通過數字量模塊和模擬量模塊采集傳感器信號，實現手自動增減載，開停機和故障檢測，以及把故障信號上傳至上位監控計算機。
Twido PLC屬於施耐德小型自動化產品家族中的一員，有13中本體單元，15種離散量擴展模塊，8種模擬量擴展模塊，最多可以擴展至264個I/O，現在新型的TWDLCAE40DRF更集成了以太網接口，可以通過Modbus TCP/IP 使設備直接接入以太網，使得高速數據通信和遠程監控變得更容易。另外，Twido家族還增加了一個新成員-CAN open模塊TWDNCO1M，通過該模塊，可以實現對變頻器和智能儀表等設備的高速數據通信。
3.係統構成及工藝簡介
啤酒生產工藝以及原料成品的保存，空調係統所需要的冷量都是由冷凍站提供的。冷凍站有五台開啟式壓縮機組製冷，每台機組都是以Twido PLC為核心進行控製的，可以實現根據負荷狀況自動進行增減載和開停機。通過與係統PLC的通訊，還可以實現五台機組的協調工作。五台機組共用一個蒸發冷係統。氨液經過蒸發冷係統冷卻後，通過三個氨分板換機組與係統冷媒丙二醇進行換熱。有三台變頻泵分別控製著流進每台板換機組的丙二醇的流量，從而保證板換機組的出口溫度能夠保持在-4攝氏度，達到工藝要求。從板換機組出來的-4攝氏度低溫丙二醇返回PG罐（丙二醇的儲存罐）。由生產現場返回的高溫丙二醇在PG罐的上部，從板換機組返回的低溫丙二醇在PG罐的下部。根據生產工藝對丙二醇溫度的不同要求，通過調節高溫和低溫丙二醇的混合比例，控製最終供出丙二醇的溫度達到工藝要求。
4.控製係統網絡結構
控製係統網絡結構如上圖所示。壓縮機控製器選用Twido係列 PLC TWDLMDA20DRT，它本身所帶的一個通訊口和一個文本式人機界麵相連。通過人機界麵可以設定壓縮機的工作方式和運行參數，手動起停壓縮機組，檢查壓縮機的運行狀況，查看機組故障情況等。每一個PLC擴展一個通訊口，做Modbus從站，連在Modbus總線上，實現和係統PLC的通訊。
係統PLC選用Micro係列PLC TSX3721001。Micro係列PLC的通訊功能非常強大，支持Modbus，UN-TELWAY，TCP/IP等多種通訊協議。係統PLC擴展一個TSXSCP114通信卡，做Modbus主站，通過Modbus網絡和Twido PLC通訊，監控五台壓縮機的運行狀況。Micro PLC TSX3721本身帶兩個通訊口，其中一個通信口和觸摸屏連接，另外一個通信口和施耐德工業以太網模塊TSXETZ410相連。TSXETZ410模塊在此起到一個網橋作用，一端通過UNI-TELWAY總線和係統PLC交換數據，另一端通過TCP/IP協議掛在一個小型的工廠局域網上，這樣局域網上的監控計算機就可以監控整個冷凍站的運行狀況了（監控計算機上運行的是組態王監控軟件）。觸摸屏人機界麵作為上位監控計算機的後備設備，同樣能夠實現監控計算機的功能，在上位監控計算機或局域網出現故障時，能夠保證整個係統運行正常。局域網上其他係統的控製設備也可以通過局域網和係統PLC交換數據。
5.係統PLC實現的控製功能
係統PLC除了實現如上所述的通訊功能外，還要實現對整個係統的控製。
1.對丙二醇係統的控製。丙二醇係統流程如下圖：
利用Micro PLC集成的PID功能塊，實現對6個回路的自動控製，包括三個氨分板換出口溫度，一個0攝氏度，一個－1攝氏度供液溫度控製，一個恒壓供液控製。利用PLC的模擬量采集模塊，采集過程信號（五個溫度信號，一個壓力信號），與設定值進行比較（設定值在操作界麵上可設定），根據偏差值運算出結果，通過模擬量輸出模塊，轉換成標準信號控製變頻器的頻率和調節閥的開度。對PG罐液位的控製是通過檢測丙二醇係統壓力，決定是否打開放空閥和是否進行補水。
2.對蒸發冷係統的控製。蒸發冷係統流程如下圖：
蒸發冷係統包括3組蒸發冷凝器，每組包括兩台風機和一台循環水泵。蒸發冷係統有自動和手動兩種工作方式，手動方式下，可以手動分別起停每一台風機和水泵。自動方式下，根據冷凝壓力的大小，按設定的順序開啟一定數量的風機和水泵。
3.五台壓縮機的協調工作。五台壓縮機組既能夠獨立運行，也能夠根據負荷情況自動投入運行和退出，這種情況下，壓縮機組的投入和退出是由係統PLC決定的。係統PLC通過通訊獲得每台壓縮機組的工作狀況，再根據負荷情況決定哪一台壓縮機組投入或退出。
4.故障處理。通過數字量輸入模塊或通訊，采集係統內所有設備的故障狀態，並根據故障等級，進行報警提示和停止相關設備等處理。通過通訊，把所有故障情況上傳監控計算機。
6.總結
本係統采用工業以太網實現上位機與控製層Micro PLC的通信，使數據采集效率更高，當然，Twido PLC 家族增加了一個新成員－內置以太網功能的TWDLCAE40DRF，因此，也可以使用該Twido PLC 來提高效率，這樣可以大大降低成本。
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