孫莉 高興雯

【摘 要】本文使用西門(mén)子PLC控制系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)中央空調(diào)控制系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)中央空調(diào)功能的分析，提出中央空調(diào)的整體方案?；赑LC的中央空調(diào)控制系統(tǒng)采用PLC控制變頻器，從而控制水泵機(jī)組的轉(zhuǎn)速與風(fēng)機(jī)水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。主要添加了PLC及其擴(kuò)展模塊、變頻器、人機(jī)界面、溫度變送器組成。之后對(duì)中央空調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了中央空調(diào)系統(tǒng)的控制功能。該控制系統(tǒng)保證了中央空調(diào)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，便于維護(hù)。

【關(guān)鍵詞】PLC;中央空調(diào);變頻器

隨著社會(huì)生產(chǎn)水平的提高，對(duì)日常生活環(huán)境的需求增加，并且在建筑家具中使用空調(diào)系統(tǒng)的情況正在擴(kuò)大。大型中央空調(diào)主要用于大型商業(yè)中心和辦公室。為了獲得更多的利益和好處，并減少不必要的成本，正如今天通過(guò)節(jié)約能源，減少排放和低碳?jí)勖暮粲跛苿?dòng)的那樣，對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)提出了新的要求，同時(shí)又要保持舒適性[1]。將能源消耗降至最低，進(jìn)行定制設(shè)計(jì)，在PLC中央空調(diào)，控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)此要求設(shè)計(jì)一套基于 PLC 的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，以提高中央空調(diào)的性能。

1中央空調(diào)的結(jié)構(gòu)組成

中央空調(diào)系統(tǒng)由空調(diào)主機(jī)、風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)、水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成?？照{(diào)主機(jī)由冷凝器和冷凝器組成。風(fēng)扇系統(tǒng)位于房間的末端，供水系統(tǒng)具有用于冷水的加熱系統(tǒng)和用于循環(huán)冷水的冰箱。冷卻系統(tǒng)和水冷卻系統(tǒng)是主要的能量輸送系統(tǒng)。因此，冷卻水控制和冷卻水系統(tǒng)是中央空調(diào)管理系統(tǒng)的重要組成部分。

空調(diào)控制中心控制系統(tǒng)采用PLC控制頻率變化，從而控制水泵的速度和風(fēng)機(jī)及水泵的數(shù)量。主要增加可編程序PLC控制器，溫度變送器，頻段。該系統(tǒng)由三個(gè)機(jī)構(gòu)組成：執(zhí)行機(jī)構(gòu)，信號(hào)傳感機(jī)構(gòu)和監(jiān)督機(jī)構(gòu)。

一、執(zhí)行機(jī)構(gòu)：它由一個(gè)水泵單元組成，用于在冷卻水和冷卻水循環(huán)期間提供能源支持。冷水被引入使用的磁盤(pán)管，并與內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行熱交換，以獲取內(nèi)部溫度。

二、信號(hào)探測(cè)機(jī)構(gòu)：在系統(tǒng)控制過(guò)程中，必須探測(cè)來(lái)自冷水或進(jìn)入水中的熱信號(hào)、冷卻溫度信號(hào)、內(nèi)部熱信號(hào)、警報(bào)信號(hào)等。

三、控制機(jī)構(gòu)：PLC是整個(gè)空調(diào)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。PLC系統(tǒng)可以采集傳感器檢測(cè)到的信號(hào)，對(duì)計(jì)算機(jī)指令進(jìn)行分析和處理，并控制電廠;變頻器可以接受PLC指令來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

2設(shè)計(jì)

2.1中央空調(diào)的硬件設(shè)計(jì)

中央空調(diào)控制系統(tǒng)的主要硬件由PLC及其擴(kuò)展單元，變頻器，人機(jī)界面和溫度變送器組成。實(shí)施措施如下：

一、變頻器：調(diào)整速度并降低啟動(dòng)電流。

二、PLC：PLC控制中心是系統(tǒng)范圍的監(jiān)視設(shè)備。PLC控制單元通過(guò)溫度傳感器測(cè)量接收到的水的溫度，將其編程到控制存儲(chǔ)器中，最后調(diào)節(jié)變壓器的頻率以控制電機(jī)速度和調(diào)節(jié)水量。根據(jù)室溫，調(diào)節(jié)加熱速率以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

三、溫度變送器：將溫度計(jì)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)，可發(fā)送。主要用于工業(yè)測(cè)量和管理過(guò)程中的溫度變化。

四、人機(jī)界面：一種在系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行通信和交換信息的方法，用于在服務(wù)形式和可接受形式之間轉(zhuǎn)換內(nèi)部信息。

2.3中央空調(diào)與PLC的接線原理圖

中央空調(diào)電氣連接PLC控制系統(tǒng)如圖3所示。這張圖顯示了系統(tǒng)中PLC輸入和輸出設(shè)備之間的連接，以及擴(kuò)展模塊EM231和溫度傳感器之間的連接，以及EM232和變頻器之間的連接。

2.4軟件設(shè)計(jì)

在1號(hào)空調(diào)啟動(dòng)后，判斷是否需要開(kāi)啟制冷系統(tǒng)，若不需要，則停止操作，若需要，則啟動(dòng)冷卻塔風(fēng)機(jī);啟動(dòng)冷卻水泵;判斷是否需要啟動(dòng)冷凍水泵，若不需要，則啟動(dòng)被動(dòng)泵以及冷凍泵，若需要，則直接啟動(dòng)冷凍泵;啟動(dòng)冷凍機(jī)組;提取冷負(fù)荷參數(shù)，并判斷其是否滿足需求，若滿足，則保持正常運(yùn)行，若不滿足，則啟動(dòng)2號(hào)空調(diào);啟動(dòng)2號(hào)空調(diào)后，再次判斷冷負(fù)荷是否滿足需求，若滿足，則保持正常運(yùn)行，若不滿足，則啟動(dòng)3號(hào)空調(diào)。

2.5 PLC初始設(shè)定

為了促使PLC能夠?qū)ψ冾l器進(jìn)行有效控制，需要提前完成PLC編程，以此保證PLC可以對(duì)變頻器的多種控制指令與數(shù)據(jù)展開(kāi)采集[2]。在本次PLC中央空調(diào)變頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，主要完成9種網(wǎng)絡(luò)設(shè)定。

第一，網(wǎng)絡(luò)1。啟動(dòng)，從關(guān)閉階段到啟動(dòng)時(shí)的清除標(biāo)記階段，以及用于讀取參數(shù)的控制級(jí)別。第二，網(wǎng)絡(luò)2。運(yùn)行開(kāi)始、由關(guān)閉轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)啟時(shí)的初始化通訊（USS通訊）。第三，網(wǎng)絡(luò)3。由關(guān)閉轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)啟時(shí)，重新連接PPI通訊。第四，網(wǎng)絡(luò)4。主要實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能塊的控制，依托PLC各種的輸入輸出功能完成驅(qū)動(dòng)器工作過(guò)程的控制與診斷。第五，網(wǎng)絡(luò)5。在關(guān)機(jī)和啟動(dòng)之間從參數(shù)讀取指令。第六，網(wǎng)絡(luò)6。完成讀取驅(qū)動(dòng)器中適當(dāng)?shù)妮敵鲭娏鲄?shù)。第七，網(wǎng)絡(luò)7。主要是改變閱讀和寫(xiě)作。在相同的時(shí)間條件下，只能在USS網(wǎng)絡(luò)中完成一個(gè)參數(shù)的讀寫(xiě)操作，因此設(shè)置讀寫(xiě)操作輪替極為必要。第八，網(wǎng)絡(luò)8。在驅(qū)動(dòng)器中完成參數(shù)編寫(xiě)。第九，網(wǎng)絡(luò)9。其功能與網(wǎng)絡(luò)7保持一致，均實(shí)現(xiàn)了讀寫(xiě)操作的輪替[3]。

3結(jié)論

中央空調(diào)智能控制器在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)合理進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)，在不影響其基本功能的前提下，保證系統(tǒng)的整體功能得到提升，實(shí)現(xiàn)多種智能化及自動(dòng)化控制，提升整體硬件電路的抗干擾能力，改變傳統(tǒng)空調(diào)控制中存在的不足，促使中央空調(diào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，發(fā)揮出與時(shí)俱進(jìn)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，滿足新時(shí)代人們的需求，營(yíng)造優(yōu)質(zhì)的空間環(huán)境，降低外界環(huán)境對(duì)人類的影響。

參考文獻(xiàn)：

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[2]楊偉兵，陳亞麗.變頻技術(shù)在中央空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（02）：175.

[3]李祥志.PLC中央空調(diào)變頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析[J].科技經(jīng)濟(jì)刊，2020，28（15）：33+32.

（作者單位：山東協(xié)和學(xué)院工學(xué)院）