Twido PLC和ModBus TCP在水冷站控制系统中的应用

    水冷站是工业制冷系统中的一种,具有高效、节能,振动小,可靠性高,寿命长等优点,可以实现多级或无级能量调节,启动电流低,自动调节机组输出冷量,节能省电,近年来工业应用较为广泛。某钢铁厂水冷站系统采用水冷式冷水机组,空调制冷控制系统采用施耐德的TWD LCAE40DRFPLC作为逻辑控制单元,上位机采用组态王6.53作为系统监控界面,实现了水冷站系统的实时监控和灵活方便的操作管理。工业制冷机组采用自动化控制不仅减轻了工作人员的劳动强度,提高了控制效率,而且提高了系统的可维护性。按控制要求进行安全连锁,保证了整个系统安全可靠的运行。

    1   控制系统的构成与实现

    水冷站系统主要由水冷式冷水机组系统、热交换系统、定压补水系统、冷凝水系统、软化水箱系统等部分组成。水冷式冷水机组在结构上的主要特点是冷凝器和蒸发器均为壳管换热器,配有冷却水系统的设备(冷却水泵、冷却塔、水处理装置、水过滤器和冷却水系统管路等),冷却效果比较好。

    Twido控制器集开关量逻辑控制、模拟量控制、过程控制、数据处理、通信联网控制于一体,采用模块化结构,用户可以自行设计和更改系统,极大地节省了费用和成本。本工程控制器距操作站较远,最远端大约在130m。考虑到系统的可靠性与响应的快速性,采用光纤作为通讯介质。为使操作人员能在操作室监控到水冷式冷水机组的所有参数,保证机组安全稳定的运行,将1号和2号冷水机组Omron控制器中的参数通过ModBusTCP传递到Twido控制器。如图1所示,控制系统由1个Twido LCAE40DRF处理器、2个Om-ron冷水机组远程站和1个操作站组成。

     1.1   系统硬件设计

     本系统制冷机组的数据通过中央空调通讯适配器(DSR-AM-MOD)传到MB3180标准ModBus网关中, Twido控制器做主站,2台制冷主机远程站做从站,通过ModBus TCP协议实现数据的传送。该水冷站基础自动化部分含有15个模拟量输入,35个数字量输入和15个数字量输出,I/O点数不多,但需要一个以太网端口与2台制冷主机进行通信。因此,选用施耐德LCAE40DRF处理器,采用ModBus TCP与2台制冷主机通信。上位机界面软件采用组态王软件。

    1.2   编程软件及监控画面

     TwidoSoft软件开发平台提供了梯形图LD和列表编辑器2种编程方式。梯形图作为传统的编程方式具有直观灵活、节省内存、效率高等优点。本系统使用梯形图编程,如图2所示。整个控制程序主要由数据采集、报警检测、PID控制、连锁控制等子程序模块组成。

    本系统采用KingView组态软件作为监控平台,通过以太网口与控制系统进行通信,实现数据采集、实时监控、历史趋势和报表等信息管理功能。