PLC在制冷中央空調(diào)溫度控制中的應(yīng)用

1、國(guó)家職業(yè)資格全?。ɑ蚴校┙y(tǒng)一鑒定維修電工論文（國(guó)家職業(yè)資格二級(jí)）論文題目： PLC在制冷中央空調(diào)溫度控制中的應(yīng)用姓 名： 李 從 青 身份證號(hào)：準(zhǔn)考證號(hào)： 所在省市： 江蘇省鹽城市 所在單位： 江蘇省鹽城技師學(xué)院 PLC在制冷中央空調(diào)溫度控制中的應(yīng)用李從青江蘇省鹽城技師學(xué)院摘要：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(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、使用可靠、維修簡(jiǎn)單等許多優(yōu)點(diǎn)，并且在很多地方已逐步取代了繼電器電路的邏輯控制。與此同時(shí),制冷式中央空調(diào)也正被廣泛地應(yīng)用,在將其兩兩結(jié)合的情況下實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)溫度的智能化控制,不僅促進(jìn)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) 溫

2、度傳感器 壓縮機(jī)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)高度信息化，新的高科技技術(shù)不斷應(yīng)用到各個(gè)方面中，使得智能化已成為一種發(fā)展的必然趨勢(shì)。智能化也往往是從設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)始。本文主要根據(jù)個(gè)人所學(xué)知識(shí)用三菱FX2N48MR型號(hào)的PLC對(duì)制冷中央空調(diào)的溫度實(shí)現(xiàn)智能化控制。一、中央空調(diào)制冷系統(tǒng)的控制方式中央空調(diào)制冷系統(tǒng)的控制有3種控制方式：早期的繼電器控制系統(tǒng)、直接數(shù)字式控制器以及PLC(可編程序控制器控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高，系統(tǒng)復(fù)雜，功耗高等明顯的缺點(diǎn)已逐漸被人們所淘汰，直接數(shù)字式控制器雖然在智能化方面有了很大的發(fā)展。但由于直接數(shù)字式控制器其本身的抗干擾能力問(wèn)題和分級(jí)分步式結(jié)構(gòu)的局限性而限制了

3、其應(yīng)用范圍。相反，PLC控制系統(tǒng)以其運(yùn)行可靠、使用與維護(hù)均很方便，抗干擾能力強(qiáng)，適合新型高速網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)這些顯著的優(yōu)點(diǎn)使其逐步得到廣泛的應(yīng)用。 二、中央空調(diào)制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及各部分的工作原理本文所介紹的中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)主要有三菱FX2N-48MR型號(hào)的PLC、溫度傳感器、FX2N-4AD-PT特殊功能模塊、空氣壓縮機(jī)四部分組成。本文選用的PLC是屬于模塊式的，它主要包含CPU模塊、I/O模塊等，PLC一端接傳感器，另一端接執(zhí)行器，從傳感器得到的數(shù)據(jù)經(jīng)PLC讀、運(yùn)算等處理下達(dá)給執(zhí)行器，執(zhí)行器動(dòng)作。該P(yáng)LC好處是可靠性高，自動(dòng)化程度高、可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化等。本設(shè)計(jì)要求就是利用PLC作為核心部件進(jìn)行邏輯控制

4、，充分利用了PLC的優(yōu)點(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好等特點(diǎn)。溫度傳感器的作用是實(shí)時(shí)的將所檢測(cè)到的溫度這一物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，提供給控制器，以實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制，本文主要用于室溫的檢測(cè)。FX2N-4AD-PT特殊功能模塊在本文中的作用是將溫度傳感器檢測(cè)到的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量輸入PLC中，將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于緩沖存儲(chǔ)器（BFM）中。它的使用、編程和控制方法與模擬量輸入（A/D轉(zhuǎn)換）模塊十分類似，同樣只需要通過(guò)PLC的TO（P）指令進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的控制，F(xiàn)ROM指令進(jìn)行數(shù)字量的讀入即可。空氣壓縮機(jī)的作用是主要用于制冷中央空調(diào)冷氣的提供。三、PLC在中央空調(diào)溫度上的控制1、系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）靈活性 本控制系統(tǒng)

5、所選用的三菱PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)空調(diào)主機(jī)控制系統(tǒng)中的單片機(jī)，較大程度地提高了系統(tǒng)配置及控制的靈活性，能更好地滿足用戶的不同需求。 （2）高可靠性 PLC控制的核心能夠在惡劣的環(huán)境中長(zhǎng)期可靠、無(wú)故障運(yùn)行，并且易接線、易維護(hù)、隔離性好、抗腐蝕能力強(qiáng)，且能適應(yīng)較寬的溫度變化范圍。因此，在中央空調(diào)中使用PLC控制系統(tǒng)大大的提高了中央空調(diào)的使用壽命。（3）強(qiáng)大的功能 現(xiàn)代的PLC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(yǔ)言和順序功能圖編程功能。PLC還提供各種功能模塊，例如在本文中我們用于溫度調(diào)節(jié)的加減計(jì)數(shù)器，以及用于壓縮機(jī)組順序啟動(dòng)的定時(shí)器等功能模塊，且PLC具有強(qiáng)大的邏輯功能和數(shù)字式控制功

6、能，對(duì)于傳統(tǒng)的繼電器電路來(lái)說(shuō)，它難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯功能的和數(shù)字式控制，而且要實(shí)現(xiàn)一定規(guī)模的邏輯控制功能不僅設(shè)計(jì)繁瑣，且易發(fā)故障，維修復(fù)雜，而PLC正好彌補(bǔ)了這些所存在的不足，從而大大的縮短了開(kāi)發(fā)周期和節(jié)省程序容量，也使得中央空調(diào)的維修更加容易。2、控制要求該制冷系統(tǒng)使用兩臺(tái)電機(jī)型空氣壓縮機(jī)組，當(dāng)用戶按下啟動(dòng)按鈕后系統(tǒng)已默認(rèn)的最低溫度16開(kāi)始運(yùn)行，用戶可以通過(guò)溫度增減按鈕設(shè)定所需溫度（最高設(shè)定溫度為28）。此時(shí)溫度傳感器開(kāi)始檢測(cè)室內(nèi)溫度并將檢測(cè)到的溫度通過(guò)FX2N-4AD-PT特殊功能模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入PLC中，當(dāng)檢測(cè)到的溫度在低于設(shè)定溫度時(shí)不起動(dòng)機(jī)組，在溫度高于設(shè)定溫度時(shí)啟動(dòng)一臺(tái)空氣壓縮機(jī)，2

7、秒后啟動(dòng)另一臺(tái)空氣壓縮機(jī)。當(dāng)溫度降低到設(shè)定溫度時(shí)停止其中一臺(tái)空氣壓縮機(jī)組，要求先起動(dòng)的一臺(tái)空氣壓縮機(jī)停止，當(dāng)溫度降到14時(shí)另一臺(tái)空氣壓縮機(jī)也停止運(yùn)行，溫度低于9時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出超低溫報(bào)警，3秒后系統(tǒng)自動(dòng)停止運(yùn)行。當(dāng)用戶按下停止按鈕后系統(tǒng)立刻停止運(yùn)行。 3、中央空調(diào)溫度控制硬件設(shè)計(jì)在這個(gè)控制系統(tǒng)中，溫度點(diǎn)的檢測(cè)可以使用帶開(kāi)關(guān)量輸出的溫度傳感器來(lái)完成，但是有的系統(tǒng)的溫度檢測(cè)點(diǎn)很多，或根據(jù)環(huán)境溫度變化要經(jīng)常調(diào)整溫度點(diǎn)，要用很多開(kāi)關(guān)量溫度傳感器，占用較多的輸入點(diǎn)，安裝布線不方便，把溫度信號(hào)用溫度傳感器轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的模擬量，那么這個(gè)制冷機(jī)組的控制系統(tǒng)就是一個(gè)模擬量控制系統(tǒng)。對(duì)于一個(gè)模擬量控制系統(tǒng)，采用可編

8、程控制器控制，控制性能可以得到極大的改善。在這里可以選用FX2N-48MR基本單元與FX2N-4AD-PT模擬量輸入單元，就能方便的實(shí)現(xiàn)控制要求。4、中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)方框圖根據(jù)系統(tǒng)控制要求，繪出系統(tǒng)的方框圖如圖1所示。圖1 中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)方框圖5、中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的主電路根據(jù)系統(tǒng)控制要求，繪出系統(tǒng)的主電路的電路圖（如圖2所示）。圖2 中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的主電路6、中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的I/O分配表 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，繪出系統(tǒng)的I/O分配表（如表1所示）。表1 I/O分配表系統(tǒng)的輸入信號(hào)系統(tǒng)的輸出信號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1：X0011號(hào)壓縮機(jī)：Y000增溫按鈕SB2：X0022號(hào)壓縮機(jī)：

9、Y001減溫按鈕SB3：X003超低溫報(bào)警：Y004停止按鈕SB4：X0047、中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的硬件連線圖根據(jù)系統(tǒng)控制要求、主電路和I/O分配表，繪出系統(tǒng)的硬件連線圖(如圖3所示 。圖3 中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的硬件連線圖8、中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的梯形圖根據(jù)系統(tǒng)控制要求、I/O分配表和外部接線圖，繪出系統(tǒng)的梯形圖(如圖4所示 。圖4 中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)的梯形圖9、應(yīng)用指令說(shuō)明根據(jù)梯形圖，列出系統(tǒng)的指令說(shuō)明表(如表2所示 。表2 指令說(shuō)明表指令記號(hào)指令名稱指令記號(hào)指令名稱MOV傳送指令TN定時(shí)計(jì)數(shù)器CMP比較指令MN輔助繼電器RST復(fù)位指令M8000PLC運(yùn)行監(jiān)控指令SUB減法指令A(yù)DD加

10、法指令10、調(diào)試過(guò)程按下啟動(dòng)按鈕X1，M26接通，M26的常開(kāi)觸頭閉合PLC開(kāi)始檢測(cè)FX2N-4AD-PT特殊功能模塊的ID號(hào)，如果ID號(hào)正確，則M1接通，M1的常開(kāi)觸頭閉合FX2N-4AD-PT開(kāi)始檢測(cè)通道的工作狀態(tài)且CH1通道開(kāi)始平均取樣4次，若通道工作狀態(tài)無(wú)錯(cuò)誤，則將4次取樣的平均值傳送到D0中。在按下啟動(dòng)按鈕X1的同時(shí)，MOV指令將最低設(shè)定溫度16傳送給D1，按下增溫按鈕X2通過(guò)加法指令A(yù)DD增加設(shè)定溫度每按一次增加1（最高設(shè)定溫度為28），按下減溫按鈕X3通過(guò)減法指令SUB減少設(shè)定溫度每按一次減少1（最低設(shè)定溫度為16）并將設(shè)定好的溫度傳給D1，此時(shí)通過(guò)CMP比較指令將D0和D1進(jìn)行

11、比較后，如果室溫D0低于設(shè)定溫度D1，則不啟動(dòng)機(jī)組，如果室溫D0高于設(shè)定溫度D1，M5接通，M5的常開(kāi)觸頭閉合Y0接通1號(hào)空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)定時(shí)器T0開(kāi)始計(jì)時(shí)2秒后Y1接通2號(hào)空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)室內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度時(shí)，M4接通，M4的常閉觸頭斷開(kāi)，則Y0斷開(kāi)，1號(hào)空氣壓縮機(jī)停止。當(dāng)室內(nèi)溫度降到14時(shí)，CMP比較指令將D0和14進(jìn)行比較后，M7接通，M7的常閉觸頭斷開(kāi)，Y1斷開(kāi)，2號(hào)空氣壓縮機(jī)停止，當(dāng)室內(nèi)溫度低于9時(shí)，CMP比較指令將D0和9進(jìn)行比較后，M9接通，M9的常開(kāi)觸頭閉合Y2接通開(kāi)始報(bào)警，同時(shí)定時(shí)器T1開(kāi)始計(jì)時(shí)3秒后接通，T1接通后斷開(kāi)M26的同時(shí)M29接通且通過(guò)復(fù)位RST將D1復(fù)位，M26的常開(kāi)觸頭恢復(fù)常開(kāi)，系統(tǒng)停止運(yùn)行。按下停止按鈕X4，M29接通，通過(guò)復(fù)位指令RST將D1復(fù)位，且斷開(kāi)M26，系統(tǒng)停止運(yùn)行。四、結(jié)束語(yǔ)在中央空調(diào)制冷系統(tǒng)用PLC控制可以有效地保證其工作穩(wěn)定、可靠，便于維護(hù)，且性能價(jià)格比高。 同時(shí)以PLC為核心的高可靠的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)空調(diào)兩臺(tái)壓縮機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制，具有先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)、靈活等顯著特點(diǎn)。參考文獻(xiàn)：1.仲崇生主編 電氣