PLC在*空调控制系统的应用
- 2006年12月01日 10:30:03来源：烟台勾股通信技术有限公司
电厂*空调系统的工作原理与具体控制要求，运用PLC技术实现其控制的方法，表明PLC在电厂*空调系统中应用的可行性。
关键词 *空调 PLC PID
1 引言
直接数字式控制器DDC虽然在智能化方面有了很大的发展。但由于DDC其本身的抗*力、通信速度问题和分级分步式结构复杂的局限性而限制了其应用范围。相反，PLC控制系统以其运行可靠、使用与维护均很方便，抗*力强，适合新型高速网络结构这些显著的优点使其逐步在智能建筑中得到广泛的应用。本文主要阐述，我厂中的*空调(冷冻站)系统的采用了PLC控制设计，运行情况稳定、维护方便。PLC的PID调节使整个系统达到了无人职守。
2 系统及工艺简介
我厂*空调系统，由三台冷却水泵、三台冷冻水泵、两台冷却塔风机和淋水泵、两台冷水机组、补充水箱、两台定压泵、风机系统等主要设备组成两套制冷系统，其中冷水机组是由设备生产厂成套供应的。它一般是根据空气调节原理及规律等由微处理器自动控制的。冷水机组由压缩机、冷凝器与蒸发器组成。压缩机把制冷剂压缩，压缩后的制冷机进入冷凝器，被冷却水冷却后，变成液体，析出的热量由冷却水带走，并在冷却塔里排入大气。液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器蒸发吸收热量，使冷冻水降温，然后冷冻水进入冷风机盘管吸收空气中的热量。我厂选用的制冷机组为烟台顿汉*两台WCFX30制冷量为630KW。制冷系统主要对集控楼控制室、电子设备间、0米、6。9米层的电子间设备、电除尘控制室，计算机监控室进行空气调节。定压系统及时补充系统损失的水。冷却塔风机和淋水泵控制冷却水的温度。风机系统主要向各个房间送舒适新风。整体系统自动运行形成闭式循环。
如此不断循环，把控制室里的热量带出，达到降低环境温度的目的。因此，*空调冷冻站系统的工艺控制要求为：
（1） 整个系统自动补水，根据冷冻水和冷却水压力自动补充水。根据补水箱液位自动补充水。
（2） 测量冷冻水供回水温度及流量，从而计算空调实际的冷负荷，根据实际的冷负荷来决定冷水机组的开启台数，达到*节能状态。
（3）各设备的程序联动
启动：冷却水泵冷冻水泵冷水机组 冷却塔风机 淋水泵 风机和新风机组。
停止：冷水机组冷冻水泵冷却水泵冷却塔风机 淋水泵 。
当其中一台冷却水泵/冷冻水泵/风机/淋水泵出现故障时，备用冷却水泵/冷冻水泵等会自动投入工作。
（4） 测量集水箱和分水箱的压力的压差△P=P1－P2控制调节阀的开口度，使整体系统机组维持恒压
（5）根据冷却水温度开启冷却塔风机及延时启动淋水泵
（6）根据出口风温控制进入风机冷冻水流量（需要调节三通阀开度）
（7）数据显示及历史记录
31 PLC的选型及设置
为了满足以上所介绍的空调工艺要求，整个控制系统需要可编程序控制器的数据输入、输出点分别是208点和160点，其中模拟量输入、输出为24点和24点。根据PLC的I/O原理使用原则，即留出一定的I/O点以做扩展时使用，以及系统设计中实际所需的I/O点数。选用AB有限公司的SLC－500/B型。
主 机：SLC5/04
输入模块：DI 1746-IB16 AI 1746-NI8
输出模块：DO 1746-OW16 AO 1746-NO4
这种机型的I/O点数为960点，有RS－232通讯端口和内置DH-485通讯，其编程指令有143条，并配有相应的编程软件不仅可以通过手持编程器对其编程。而且可以通过PC机对其进行编程输入。该软件还能在PLC运行时监控其运行状况。
与制冷机组通讯设置连接方法：
机组附带有一条3芯屏蔽电缆（一端为26孔扁平插头，另一端为25孔D形插头），将26孔扁平插头接在主机板的J6端口上，
25孔D形插头接至计算机串行接口上即可通讯。如25孔D形插头与计算机串行口的插座不符或电缆线长度不够，
请自己焊接一条转接电缆。按下面的连线方法焊接：
机组侧 计算机侧
25针D形插头 9孔D形插头 或 25孔D形插头
2 3 2
3 2 3
7 5 7
二、计算机需准备的软件：
安装通用串行口通讯程序或DUNHAM-BUSH的COMM通讯程序。通讯软件可以使用WINDOWS中的仿真终端程序,
或DOS下的PCPLUS、PROCOMM等通用终端仿真程序，以及顿汉*公司的DOS界面通讯程序COMM。
COMM的优点是操作比较简便，安装后即可直接使用，不需要过多的熟悉程序操作过程。
SLC5/04的RS-232通道与上位机进行串行数据通讯。也可以通过内置DH-485网络通讯进行监控和编程
三、操作：
（1）关闭*空调机组的控制电源开关。
（2）将空调机组的串行口1200/9600bps速率选择开关拨到要使用的速率上。速率选择拨动开关为主机板上的S8，ON：9600；OFF：1200。
（3）将随机附带电缆线的26孔扁平插头接在主机板的J6端口上，25孔D形插头与转接电缆的25针插头对接，
转接电缆的另一个插头接到计算机串行口上。接线连接完毕。
（4）打开空调机组的控制电源开关，打开计算机。
（5）配置通讯程序（选择串口号、波特率等）。奇偶校验：无；数据位：8位；停止位：1位；流控制：无。
（6）开始通讯。按回车键，出现Auth提示符即表示通讯正常，请按《DUNHAM-BUSH计算机控制器终端操作手册》操作。
（7）与SLC500通讯直接参考SLC500说明就可以
32 软件程序设计
1＃、2＃制冷机组系统的启动/停止设有自动、手动、备用三种运行状态。手动状态用于制冷系统的手动启动/停止控制。也可以通过温度设定，在自动状态依据冷负荷的需要自动开启制冷系统。每台设备均自动用于联锁集中控制；手动用于调试或检修；备用状态用于热备用。
PLC在数据采集的基础上对相关设备发出控制指令，控制各机组的安全、经济运行。同时，PLC将机组运行数据实时送往与之连接的人机界面(HMI)和上位监控计算机。另外，PLC需接收上位计算机的协调控制命令。
冷冻泵和冷却水泵/冷却塔风机淋水泵/送风机系统/根据要求和制冷机组系统需求启动相应的数量，低负荷时启动一台冷冻水泵和冷却水泵。整体系统达到*运行节约能源。高负荷各启动两台。
根据冷却水水温进入制冷机组冷却水调节门进行PID调节，根据风机出口风温冷冻水调节门进行PID调节。在大负荷时可以根据冷却水温度设定启动冷却塔风机和淋水泵。调节冷却水温度，控制制冷机的排气压力。由于系统滞后性大特点，在控制风温时可以对PID参数Kp、Ti适当调大。
三台水泵二工一备。其中备用泵循环轮换，提高设备的保养率。
各台设备按工艺要求顺序自动启动/停止时，采用每台设备启动后经15s左右延时，再启动下一台设备。一是考虑水泵稳定运行有个过程，二是避免数台电动机同时启动，冲击变压器，影响供电质量。
4 结束语
在*空调冷冻站系统中，采用PLC控制系统是切实可行的，我厂*空调冷冻站PLC控制系统(和冬天采暖通风系统共用一套PLC系统)运行以来工作稳定、可靠，便于维护，创造了运行舒适运行环境，且性能价格比高，为智能建筑的建筑设备自动化创造了条件，具有推广使用价值。
