PLC在中央空調(diào)系統(tǒng)控制中的使用設(shè)計(jì)

摘要 冰蓄冷中央空調(diào)是將電網(wǎng)夜間谷荷多余電力以冰的冷量形式儲(chǔ)存起來，在白天用電高峰時(shí)將冰融化提供空調(diào)服務(wù)。由于我國大部分地區(qū)夜間電價(jià)比白天低得多，所以采用冰儲(chǔ)冷中央空調(diào)能大大減少用戶的運(yùn)行費(fèi)用。

關(guān)鍵詞 冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng) PLC

冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)配置的設(shè)備比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)要增加一些，自動(dòng)化程度要求較高，但它能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)在滿足建筑物全天空調(diào)要求的條件下將每天所蓄的能量全部用完，最大限度地節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

一、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

控制系統(tǒng)由下位機(jī)（現(xiàn)場控制工作站）與上位機(jī)（中央管理工作站）組成，下位機(jī)采用可編程序控制器（PLC）與觸摸屏，上位機(jī)采用工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)與打印機(jī)，系統(tǒng)配置必要的附件如通信設(shè)備接口、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等，實(shí)現(xiàn)蓄冷系統(tǒng)的參數(shù)化與全自動(dòng)智能化運(yùn)行。

下位機(jī)和觸摸屏在現(xiàn)場可以進(jìn)行系統(tǒng)控制、參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示。上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和打印，它包含下位機(jī)和觸摸屏的所有功能。整個(gè)系統(tǒng)以下位機(jī)的工業(yè)級(jí)可編程序控制器為核心，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制?？刂圃O(shè)備與器件包括：傳感檢測元件、電動(dòng)閥、變頻器等。

1、下位機(jī)系統(tǒng)（區(qū)域工作站）

TP21觸摸屏

采用TP27彩色觸摸屏作為操作面板，完全取代常規(guī)的開關(guān)按鈕、指示燈等器件，使控制柜面談得更整潔。并且，TP27觸摸屏在現(xiàn)場可實(shí)現(xiàn)狀態(tài)顯示、系統(tǒng)設(shè)置、模式選擇、參數(shù)設(shè)置、故障記錄、負(fù)荷記錄、時(shí)間日期、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、負(fù)荷曲線與報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能，中文操作界面直觀友好。

SIEMENS可編程序控制器

SIMATIC S7-300系列PLC適用于各行各業(yè)、各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動(dòng)化，其強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。

該產(chǎn)品具有光電隔離，高電磁兼容；具有很高的工業(yè)適用性，允許的環(huán)境溫度達(dá)60℃；具有很強(qiáng)的抗干擾、抗振動(dòng)與抗沖擊性能，因此在嚴(yán)酷的工作環(huán)境中得到了廣泛的應(yīng)用。

自由通訊口方式也是S7-300型PLC的一個(gè)很有特色的功能，它使S7-300型PLC可以與任何通訊協(xié)議公開的其它設(shè)備、控制器進(jìn)行通訊，即S7-300型PLC可以由用戶自己定義通訊協(xié)議（例ASCII協(xié)議），波特率為1.5Mbit/s（可調(diào)整）。因此使可通訊的范圍大大增加，使控制系統(tǒng)配置更加靈活、方便。任何具有串行接口的外設(shè)，例如：打印機(jī)或條形碼閱讀器、變頻器、調(diào)制解調(diào)器（Modem）、上位PC機(jī)等都可連接使用。用戶可通過編程來編制通訊協(xié)議、交換數(shù)據(jù)（例如：ASCII碼字符），具有RS232接口的設(shè)備也可用PC/PPI電纜連接起來進(jìn)行自由通訊方式通訊。

當(dāng)上位機(jī)脫機(jī)時(shí)，在下位機(jī)控制下，整個(gè)系統(tǒng)能正常運(yùn)行。

2、上位機(jī)系統(tǒng)（中央管理工作站）

上位機(jī)

上位機(jī)即圖文控制中心，主要由PC機(jī)和激光打印機(jī)組成，采用SIMATIC WINCC軟件平臺(tái)，采用全中文操作界面，人機(jī)對(duì)話友好。管理人員和操作者，可以通過觀察PC機(jī)所顯示的各種信息來了解當(dāng)前和以往整個(gè)冰蓄冷自控系統(tǒng)的運(yùn)行情況和所有參數(shù)，并且通過鼠標(biāo)進(jìn)行設(shè)備管理和執(zhí)行打印任務(wù)。

WINCC軟件平臺(tái)

WINCC軟件在自動(dòng)化領(lǐng)域中可用于所有的操作員控制和監(jiān)控任務(wù)?？蓪⑦^程控制中發(fā)生的事件清楚地顯示出來，可顯示當(dāng)前狀態(tài)并按順序記錄，所記錄的數(shù)據(jù)可以全部顯示或選擇簡要形式顯示，可連續(xù)或按要求編輯，并可輸出打印報(bào)表和趨勢圖。

WINCC能夠在控制過程中危急情況的初發(fā)階段進(jìn)行報(bào)告，發(fā)出的信號(hào)既可以在屏幕上顯示出來，也可以用聲音表現(xiàn)出來。它支持用在線幫助和操作指南來消除故障。某一WINCC工作站可專門用于過程控制以使那些重要的過程信息不被屏蔽。軟件輔助操作策略保證過程不被非法訪問，并提供用于工業(yè)環(huán)境中的無錯(cuò)操作。

WINCC是MICRSOFT WINDOWS98或WINDOWSNT4.0操作系統(tǒng)下，在PC機(jī)上運(yùn)行的面向?qū)ο蟮囊涣?2位應(yīng)用軟件，通過OLE和ODBC視窗標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制，作為理想的通訊伙伴進(jìn)入WINDOWS世界，因此WINCC可容易地結(jié)合到全公司的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。

蓄冷控制系統(tǒng)控制目的：通過對(duì)制冷主機(jī)、儲(chǔ)冰裝置、板式熱交換器、系統(tǒng)水泵、冷卻塔、系統(tǒng)管路調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，調(diào)整儲(chǔ)冰系統(tǒng)各應(yīng)用工況的運(yùn)行模式，在最經(jīng)濟(jì)的情況下給末端提供一穩(wěn)定的供水溫度。同時(shí)，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，提高系統(tǒng)的管理效率和降低管理勞動(dòng)強(qiáng)度。

控制范圍包括整個(gè)冰蓄冷系統(tǒng)的參數(shù)狀態(tài)顯示、設(shè)備狀態(tài)及控制，主要控制設(shè)備有：雙工況主機(jī)、電動(dòng)閥、冷卻塔、冷卻水泵、蓄冰裝置、初級(jí)乙二醇泵、板式換熱器、次級(jí)乙二醇泵等。

系統(tǒng)擴(kuò)展控制

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面友好，PLC和觸摸屏均可擴(kuò)展，內(nèi)容可擴(kuò)展、參數(shù)也可修改，通過485通訊接口或通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)BAS與冰儲(chǔ)冷自控系統(tǒng)一體化，節(jié)約投資、方便管理。

二、結(jié)語

通過PLC在冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的推廣運(yùn)用，驗(yàn)證了PLC系統(tǒng)的可靠性特點(diǎn)，保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行和有效節(jié)能，同時(shí)也為樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)的控制器選型提供了新的思路。相信在不久的將來，越來越多的PLC系統(tǒng)在冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)用中日趨成熟，在樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)中也將會(huì)大顯身手。