基于PLC多台空调机组的自动控制设计

　　摘要：当前屋顶式空调机组被电厂等使用单位广泛应用于集控室、电子设备间等场所，在此环境下，通常有多台屋顶式空调机组需要进行集中控制，控制系统需要安全可靠、性能优越、操作方便等特点。基于此，本文通过吉荣牌屋顶式空调机组的应用实例，对采用PLC模块式实现多台空调机组的自动控制设计方法进行相关探讨和简要论述。
　　关键词：PLC；硬件配置；控制要求；控制方法；网络读写
　　一、概述
　　吉荣牌屋顶式空调机组被广泛应用于电厂、医药、军工、写字楼、商场等场所。对于电厂来说通常有多台屋顶式空调机组需要进行集中控制，可以通过使用SIEMENS（西门子）公司生产的S7-200cn中CPU226控制器的网络读写功能，对多台屋顶式空调机组进行全天候自动控制，实现智能无人操作管理。华能某电厂工业空调项目使用了多台吉荣牌屋顶式空调机组，本文以此项目为例，对基于PLC多台空调机组的自动化设计方法进行相关探讨和论述。
　　二、系统硬件配置
　　S7-200CN通讯端口采用RS-485信号标准9针D型连接器，同时西门子公司提供了两种类型的网络连接器，你可以很轻松的把多台设备连接到一条总线上，这些连接器有一个开关，可以选择网络所需的合适终端匹配。（具体连接方式见《S7-200可编程序控制器系统手册》。）
　　根据上述特点以及吉荣牌屋顶式空调机组的结构控制特点，我们采取如下的控制方案：一台触摸屏KTP178直接与其中一台PLC相连，以这台PLC为桥梁，其他三台PLC通过这台PLC与KTP178交换数据，通讯通过网络读/写指令来实现，程序既可独立运行又可以四台相联系。（这种方式在没有使用中继器的情况下，可以直接连接31台PLC，如果加上中继器则可以扩展至125台。）
　　此方案的硬件配置为触摸屏KTP178一台、CPU226四台，其中一台屋顶式空调机组为主模块单元，配有一个模拟量扩展模块EM235、温湿度传感器及相应的电器控制部分，其余三台屋顶式空调机组作为从模块单元。由于此方案中KTP178直接与主模块单元交换数据，主模块单元的PLC通过网络读写与其它PLC通讯，因此其优势在于成本相对较低，可以连多台PLC，结构灵活，控制简便；但同时随着PLC数量的增加，网络通讯速率降低，出现异常的可能性也会相应增加。
　　具体连接方式如下图：
　　
　　
　　    
　　
　　三、输入输出信号
　　I0.0风机过载   I0.1风压故障    I0.2防火阀故障连锁
　　I0.3压缩机过载   I0.4压缩机高低压保护 I0.5压缩机油压保护
　　I0.6冷凝风机过载  I1.3整机温度过高   I1.4加湿器故障
　　Q0.0送风机启动   Q0.1压缩机启动   Q0.2冷凝风机启动
　　Q0.3压缩机调节阀25% Q0.4压缩机调节阀50%
　　Q0.5压缩机调节阀75% Q0.7加热器1    Q1.0加热器2
　　Q1.2加湿器    Q1.3加湿器手动排水  Q1.4总故障输出
　　四、控制要求及方法
　　1、系统控制要求
　　⑴根据当前温湿度及设定温湿度对系统采取相应控制措施。
　　⑵具有故障检测与报警功能，能查询当前故障和历史故障。
　　⑶系统具有定时控制，能自动开/关机组。
　　⑷四台压缩机要求有轮换功能。
　　2、触摸屏KTP178要求
　　(1)能查看各模块的输入输出状态。
　　(2)查看当前报警和历史报警。
　　(3)显示当前温湿度，并能查看温湿度曲线。
　　(4)对温湿度设定等参数能进行修改。
　　(5)能开/关机组，并能进行定时设定。
　　(6)能对显示的温湿度参数进行校正。
　　3、控制方法的实现
　　⑴机组运行控制程序的实现。
　　温湿度探头采样进来的是0-5V的信号，分别对应0-50℃与0-100%。计算公式为：T=A/32000×50；H=A/32000×100（A表示采样值）。然后根据温湿度设定值控制压缩机、加热器、加湿器的运行。
　　⑵报警处理
　　在KTP178的报警信息栏里写上如下信息：
　　0001 机组1送风机过载
　　0002 机组1风压故障
　　……
　　0017 机组2送风机过载
　　0018 机组2风压过载
　　……
　　对于历史故障，在KTP178里的list（historyalarm）中写上：
　　1 机组1送风机过载
　　2 机组1风压故障
　　……
　　13 机组2送风机过载
　　14 机组2风压故障
　　……
　　48 机组4积水报警
　　⑶设定温湿度等参数、当前温湿度读取处理
　　在主模块中，将采样得到的温湿度值用网络写指令写入从模块。在从模块中，用网络读指令读取温湿度设定值等其他一些参数设定值。
　　⑷压缩机轮换处理
　　在从模块中，用网络写指令将压缩机运行时间写入主模块，在主模块中，根据每台压缩机运行时间，分别列出四种不同的压缩机启动顺序分别进入四个不同的控制子程序。
　　⑸输入、输出状态处理
　　在每个从模块中分别列出它的输入输出状态，再用网络写指令写入主模块中。
　　在KTP178中再做一个模块选择点，根据用户选择模块，将相应模块的I/O状态信息显示在触摸屏KTP178上。
　　五、流程图
　　                                         　　
　　六、结论
　　对于屋顶式空调机组，其特点在于现场安装方式简易，组合方式灵活多样，可以满足不同用户的不同需求，西门子PLC模块式的设计、灵活多样的组网方式恰好符合多台屋顶式空调机组的控制要求。吉荣牌屋顶式空调机组采用西门子控制器及相应组网方式后，能很好的达到控制要求，充分体现屋顶式空调机组的优点，完成其相应的功能。
　　参考文献：
　　(1)德国西门子公司S7-200可编程序控制器系统手册
　　(2)朱瑞琪，制冷装置自动化，西安交通大学出版社,1995.4