西门子CPU主机模块6ES7211-1HE40-0XB0
工艺自动化设计
2.1 工艺描述
隧道式灭菌干燥箱主要由输送网带、加热箱体、净化装置、冷却排风装置、冷却箱体、电加热器、机械传动机构和电气控制系统等组成。
经超声波清洗设备清洗后的抗生素玻璃瓶、安瓿、黄圆瓶等玻璃容器通过传送装置运送至隧道式灭菌干燥箱的入口，通过输送网带的循环带动，将玻璃容器在经过预热、灭菌、保温三段加热区进行杀毒灭菌后，运送至下一级设备。
2.2 控制内容及功能要求
（1）手动启动。在自动启动按钮没有按下时为手动状态，此时，排风、冷却、进瓶、网带、保温、灭菌、预热按钮均可单独启动停止。超声清洗按钮在有水状态下即可启动，与自动/手动状态无关。无水状态下启动，会提示系统缺水故障。
（2）自动启动。按下自动启动按钮后为自动状态，冷却风机启动，延时设定时间后，进瓶风机启动，延时设定时间后，排风风机启动，延时设定时间后，预热加热启动，延时设定时间后，灭菌加热启动，延时设定时间后，保温加热启动，当预热、灭菌、保温三个温度同时大于三个温度设定下限时，网带电机启动，频率按网带电机速度下限设定频率运行，当三个温度均达到设定温度 + -15度时，网带电机按设定频率运行。
（3）急停控制。在运行过程中，当按下急停时，仅停止网带电机，松开急停时，网带电机继续运行。急停为常开点。
（4）自动停止。运行过程中，按下自动停止按钮后，仅停止网带电机，预热、灭菌、保温需手动停止，当三个温度都小于自动停止温度下限时，可手动停止排风、冷却、进瓶电机，否则不能停止。需再次自动启动时，按下自动启动按钮，系统按第3步自动运行。
（5）自动诊断报警。当自动运行启动后，如果三个加热在经过加热温度判断时间后，仍不能达到设定温度下限时，系统会提示报警；当排风温度一直大于排风温度上限，经过排风温度判断时间后，系统会提示报警；温度补偿为环境温度与传感器检测温度不一致时对温度传感器的补偿。补偿温度为-50度――50度之间。触摸屏上显示温度*低显示温度为-50度，小于-50度时，显示会出现大于500的数据，同时温度控制器DTC提示出错，ERROR红灯亮。
（6）自动记录。温度曲线5分钟记录一次温度变化值，*大记录为15000次，当大于15000次后，新的记录会覆盖*早产生的数据，依次类推，数据曲线断电保持。
2.2.10 预热、灭菌、保温三个温度显示的当前值小于设定温度下限或大于设定温度上限时，系统会提示超限错误，同时在启动按钮的上面会显示桔红色的指示灯，提示超限。
3 台达自动化产品解决方案
基于台达台达机电自动化平台的控制方案如图1所示。
图1 控制方案简图
3.1 触摸屏工艺过程管理
HMI采用精致细腻的AE系列触摸屏，多种语言自由切换，大量图元图库，功能强大的在线、离线仿真功能，配方趋势及数据存储、打印功能可满足各种工艺需求，参见图2。
图2 主要控制画面
3.2 系统集成设计
ES系列PLC使用方便灵活，集成高速计数功能，扫描速度快，支持浮点运算，内置Modbus总线通讯方式。
M系列变频器，集成Modbus总线通讯口，简洁树型操作界面，迷你型外形；具有良好的转矩特性及速度调节精度。
DTC系列温度控制器，集成Modbus总线，高度的集成化，便于集成于控制柜内，设定简单，控制温度高。温度控制器自整定画面如图3所示。
快速的Modbus通讯，简化了PLC与变频器、温度控制器之间的繁琐接线，消除了常规控制方式所带来的种种不安全潜在因素，不需要改变任何接线的多模式自由切换方式使控制更为简单，信息的实时反馈确保系统可靠运行。
图3 温度控制器自整定画面
1 引言
恒压供水主要用于锅炉、楼宇、工业厂房供水等众多给水行业，关于恒压供水项目控制系统技术方案比较成熟，实现方法也比较多，有专用的微机给水控制器、变频器嵌入式PID反馈恒压控制、人机界面和PLC整合应用等多种架构，其原理和核心控制思路都是采用PID反馈控制模型，实现无负压恒压供水。本文介绍基于台达触摸屏PLC的恒压变频恒压供水设计方案，主要体现台达系统集成应用技术方案提供完善的自动化系统。
2 系统设计
2.1 恒压供水原理
根据设备工作要求设定系统给定压力（Mpa），作为PID自整定控制模型的SV值，压力仪表传感器将被控对象管道压力（Mpa）实时采集作为PID自整定模型的PV值，二者数值大小比较后生成偏差值Et，按照调整好的比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd，PLC控制程序PID指令运算结果控制输出MV值，转换为模拟量（0～10V）作为变频器频率给定信号，控制变频器拖动水泵电机输出不同转速，达到调节供水管道压力的控制效果。
2.2 台达PLC的PID控制
台达PLC主要利用PID指令算法构成反馈控制回路，达到恒压供水控制要求，原理设计如图（一）所示。
（1）PLC控制程序中管道压力读取部分如下：
（2）PLC控制程序中关于采集管道压力处理如下：
滤除掉06XA模块采集数字量0～4000之外的数值，根据压力传感器和压力变送器量程对应关系计算出管道实际压力（MPa）值。
（3）PLC控制程序中PID指令运用方法如下：
（4）PID指令运算输出作为变频器频率给定信号，同时转换为频率数值用于人机界面显示：
2.3 配置设计
控制系统技术方案配置如表（一）所示。元件表格列举出控制系统主要控制原件，其他辅助器件未给出。
表（一）供水自动化系统配置 
3 基于台达HMI宏指令的动画设计
人机界面设计提供直观生动的供水管理监控。人机界面主要有三个画面，实现参数设置和实时显示，水泵运行动画显示，工作方式选择等功能。主画面如图（二）所示。水泵运行动画动态显示画面如图（三）所示。
图（二）供水系统主画面
图（三）基于台达HMI宏指令的动画画面
水泵运行动画动态显示水泵运行的动画显示是通过人机界面宏指令来完成的，效果虽没有工控组态软件生动，但是还是把工业现场的运行状态真实表现出来，满足了客户的需要。
宏指令分为三部分：CLOCK；子宏1；子宏2。
CLOCK Macro根据两台水泵不同运行状态分别调用SubMacro 1和SubMacro 2。
SubMacro 1用于显示水泵1的动态运行水流动画显示。
SubMacro 2用于显示水泵2的动态运行水流动画显示。
