(作者：青島澳柯瑪中央空調(diào)  秦福運)

摘要： 可編程控制器由于其在工業(yè)控制方面的應(yīng)用意義日趨明顯，它具有編譯簡單、功能強大、使用可靠划提、維修簡單等許多優(yōu)點枫弟，并且在很多地方已逐步取代了繼電器電路的邏輯控制邢享。與此同時,智能化中央空調(diào)也正被廣泛地應(yīng)用,在將其倆雙雙結(jié)合的情況下,不僅促進了科技的發(fā)展,也提高了人民生活水平。 
關(guān)鍵詞： PLC 控制系統(tǒng) 智能化 編程 控制器
1 概述
1.1 引言 　　
    隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展淡诗，社會高度信息化骇塘，新的高科技技術(shù)不斷應(yīng)用到各個方面中，使得智能化已成為一種發(fā)展的必然趨勢韩容。智能化也往往是從設(shè)備自動化系統(tǒng)開始款违。本文主要根據(jù)個人工作經(jīng)驗就一臺水冷螺桿機組來闡述PLC控制設(shè)計與智能化中央空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)系。 
1.2 PLC原理及應(yīng)用
    中央空調(diào)冷凍系統(tǒng)的控制有3種控制方式：早期的繼電器控制系統(tǒng)群凶、直接數(shù)字式控制器DDC以及PLC(可編程序控制器)控制系統(tǒng)插爹。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高，系統(tǒng)復(fù)雜请梢，功耗高等明顯的缺點已逐漸被人們所淘汰赠尾，直接數(shù)字式控制器DDC雖然在智能化方面有了很大的發(fā)展。但由于DDC其本身的抗干擾能力問題和分級分步式結(jié)構(gòu)的局限性而限制了其應(yīng)用范圍笋棵。相反次翩，PLC控制系統(tǒng)以其運行可靠、使用與維護均很方便蛾岳，抗干擾能力強鹿吴，適合新型高速網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)這些顯著的優(yōu)點使其逐步得到廣泛的應(yīng)用。
    可編程控制器是計算機家族中的一員簿睦。于上個世紀(jì)中后葉被發(fā)明后干策，在機床、各種流水線的輸送機械、發(fā)電彩淮、化工硅盹、電子等行業(yè)工藝設(shè)備的電氣控制方面得到了廣泛的應(yīng)用，早期的可編程控制器被稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）, 即簡稱為PLC莽每。
    PLC具有功能強大又竞、使用可靠、維修簡便等許多優(yōu)點辖备。對于傳統(tǒng)的繼電器電路來說咸唇，它難以實現(xiàn)復(fù)雜邏輯功能的和數(shù)字式控制，而且要實現(xiàn)一定規(guī)模的邏輯控制功能不僅設(shè)計繁瑣拷泽，難以實現(xiàn)升級疫鹊，并易發(fā)故障，維修復(fù)雜司致，現(xiàn)在已被大中型設(shè)備的控制系統(tǒng)所拋棄拆吆。而PLC正被廣泛的應(yīng)用并且已逐步取代了繼電器電路的邏輯控制。隨著科學(xué)技術(shù)不斷的飛躍發(fā)展脂矫，PLC也不斷得到完善和強大枣耀，同時它的功能也大大超過了邏輯控制的范圍，如聯(lián)網(wǎng)通信功能和自診斷功能等庭再。因此今天這種裝置被我們稱作可編程控制器捞奕，不過我們還是習(xí)慣簡稱這種裝置為PLC。 　　
2 PLC的體系結(jié)構(gòu)
PLC結(jié)構(gòu)圖
    PLC實質(zhì)上是一種被專用于工業(yè)控制的計算機拄轻，其硬件結(jié)構(gòu)和微機是基本一致的颅围。如圖2.1.1所示：

圖2.1.1 PLC硬件的基本結(jié)構(gòu) 

    PLC主要是模塊式的，包含CPU模塊恨搓、I/O模塊等院促，PLC一端接傳感器，另一端接執(zhí)行器雳犹，從傳感器得到的數(shù)據(jù)經(jīng)PLC讀满傍、運算等處理下達給執(zhí)行器，執(zhí)行器動作揍久。PLC相當(dāng)于繼電器的作用嫡服，其好處是可靠性高，自動化程度高迁耘、可進行網(wǎng)絡(luò)化等伴竹。
3 PLC控制系統(tǒng)主要功能與特點 
3.1 PLC控制系統(tǒng)功能說明

在中央空調(diào)系統(tǒng)上PLC系統(tǒng)有如下功能： 
◆ 數(shù)據(jù)顯示功能 
    顯示機組的運行參數(shù)，包括冷水出口溫度粤未、冷水入口溫度报叁、冷卻水出口溫度田漓、冷卻水入口溫度、蒸汽壓力付找、蒸汽閥門開度歧胃，以及溶液泵、冷劑泵等所有屏蔽泵的運行狀態(tài)和各種故障報警的詳細信息艰争。 歷史數(shù)據(jù)的存儲及檢索功能 對重要的數(shù)據(jù)進行在線存儲坏瞄，數(shù)據(jù)的存儲時間最長為10年∷ψ浚可以通過歷史報表或者歷史趨勢曲線的方式檢索歷史數(shù)據(jù)鸠匀。 
◆ 控制功能 
    根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，并考慮經(jīng)驗運行數(shù)據(jù)逾柿，PLC應(yīng)用反饋數(shù)據(jù) (如室內(nèi)溫度等)進行PID調(diào)節(jié)缀棍，以保證運行參數(shù)滿足系統(tǒng)要求』恚控制系統(tǒng)有三種運行方式：就地手動爬范、軟手動和自動。就地手動就是通過就地手動操作設(shè)備對機組進行控制弱匪，軟手動是通過PLC對機組進行手動控制青瀑，自動則是根據(jù)編好的控制程序自動控制相關(guān)設(shè)備的啟、停及調(diào)節(jié)量痢法。采用程序控制方式狱窘，杜絕冷劑污染，有效便捷地實現(xiàn)冷水财搁、冷卻水的變頻控制。通過有效合理地開卿才、筒跎ィ控制，達到啟動速度快本博、停機時間短的目的就留，即能節(jié)省能耗，還能避免結(jié)晶何大，從而提高中央空調(diào)系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性拭奖。 
◆ 連鎖與保護功能 
    各機組相關(guān)設(shè)備的啟、停具有一定的連鎖關(guān)系和時間順序摇蝗，該功能由PLC的連鎖程序完成萧状。同時，為保證機組的可靠運行裆蛆，對相關(guān)參數(shù)采取了一定的保護措施捣兄，如冷水褐袒、冷卻水與機組的連鎖控制、冷卻水系統(tǒng)與冷卻塔的連鎖控制等稍浆。 
3.2 系統(tǒng)特點 
◆ 靈活性 
    本控制系統(tǒng)選用可利用公司的小型一體化PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)空調(diào)主機控制系統(tǒng)中的單片機载碌，較大程度地提高了系統(tǒng)配置及控制的靈活性，能更好地滿足不同用戶的不同需求衅枫。同時嫁艇，明顯縮短了程序開發(fā)周期。 
◆ 高可靠性 
    PLC控制核心能夠在惡劣的環(huán)境中長期可靠弦撩、無故障運行裳仆，并且易接線、易維護孤钦、隔離性好歧斟、抗腐蝕能力強，能適應(yīng)較寬的溫度變化范圍偏形，平均無故障時間間隔(MTBF)大于15年静袖。 
◆ 強大的功能 
    現(xiàn)代的PLC的編程語言遵從易學(xué)、易懂俊扭、易用的標(biāo)準(zhǔn)队橙。除了具備傳統(tǒng)PLC助記符和梯形圖編程功能外，還具有結(jié)構(gòu)化語言和順序功能圖編程功能贝泞。PLC提供各種功能模塊淮辕，包括各種通訊功能選擇、通訊參數(shù)設(shè)置牡罚，以及可以具體到某年俯炮、某月、某日缰伶、某個時刻的多種定時器和超長定時器等敦浅，方便了各種功能的實現(xiàn)，有利于縮短開發(fā)周期和節(jié)省程序容量壮煎。 
4 控制方法
4.1
    對于冷凍水系統(tǒng)赛琢，其出水溫度取決于蒸發(fā)器的設(shè)定值，而回水溫度取決于蒸發(fā)器接收的熱量触迄，中央空調(diào)冷凍水出水溫度與冷凍水的回水溫度設(shè)計最大溫差為：5℃（比如：出水7℃悴碳，回水12℃），現(xiàn)采用在蒸發(fā)器出水管和回水管上裝有檢測其溫度的變送器惦参、PID溫差調(diào)節(jié)器和變頻器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)灾囊，通過冷凍水溫差（如：△T=5℃）控制，即可使冷凍水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變化悼做。

4.2
    對于冷凍水系統(tǒng)疯特，由于低溫冷凍水的溫度取決于冷卻塔的工作情況哗魂，我們只需控制高溫冷凍水（ 冷凝器出水）的溫度，即可控制溫差±煅牛現(xiàn)采用溫差變送器录别、 PID 調(diào)節(jié)器和變頻器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，冷凝器出水的溫度控制在 T2 （ 如： 37℃）邻吞，使冷卻水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變化组题。

5 系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用總結(jié)
    由于整個實驗室正在逐步籌劃和建設(shè)的過程中，許多設(shè)計還處于探討之中抱冷，眾多功能還未付諸實施崔列。
    現(xiàn)在本文就系統(tǒng)改造實現(xiàn)情況作簡單介紹：本文的系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)分為兩步，設(shè)備電氣控制系統(tǒng)調(diào)試和中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)調(diào)試旺遮。我們就已完成的設(shè)備電氣控制系統(tǒng)設(shè)計赵讯、調(diào)試及使用情況作一下說明：針對實驗室的要求：要求電氣系統(tǒng)運行穩(wěn)定，感溫精確度高耿眉，維護方便壽命長边翼，并能聯(lián)網(wǎng)進行管理。除此之外在實際使用中由于壓縮機的啟動方式采用星三角方式啟動溅鞠，屬于硬啟動徽七，這種啟動方式對接觸器的質(zhì)量要求比較嚴(yán)格，特別是對接觸器的滅弧處理等要求很嚴(yán)格仙茴。通過我的使用經(jīng)驗蛹柔，在這些方面ABB做的很好，而且ABB的接觸器在更換時比較方便签梭，它的頂蓋可以拆卸电尖，更換時不需要拆下接觸器底座，直接卸下頂蓋更換線圈即可翠蓄。
    當(dāng)然此系統(tǒng)設(shè)計達到了使用要求丛幌，它不僅具備基本邏輯控制功能，還具有聯(lián)網(wǎng)通信功能和管理功能等抢纹。另外相對與老的控制系統(tǒng)，它工作穩(wěn)定葱妒、故障率低谚剿，并能進行系統(tǒng)自動報警，操作及維護十分簡便连锯，維修綜合成本（待機時間等）大大降低归苍。
6 結(jié)束語 　　
    在智能化中央空調(diào)冷凍系統(tǒng)中，采用PLC控制系統(tǒng)是切實可行的运怖，中央空調(diào)冷凍系統(tǒng)用PLC控制可以有效地保證其工作穩(wěn)定拼弃、可靠夏伊，便于維護，且性能價格比高吻氧。 同時以PLC為核心的高可靠的監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對空調(diào)主機的控制及兩臺主機之間的協(xié)調(diào)控制溺忧，具有先進、可靠盯孙、經(jīng)濟鲁森、靈活等顯著特點。

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