PLC和單片機(jī)控制的大型中央空調(diào)

張國雄

摘要：隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，人民逐漸享受上了較高的生活水平，大部分領(lǐng)域都逐漸使用上了更為舒適先進(jìn)的中央空調(diào)。目前，應(yīng)著時(shí)代的發(fā)展要求，PLC和單片機(jī)控制的中央空調(diào)也逐漸走進(jìn)人們的領(lǐng)域。據(jù)以往資料統(tǒng)計(jì)顯示，以前的中央空調(diào)控制系統(tǒng)有著極大的耗電量，同時(shí)有著大量的能源被浪費(fèi)，顯然當(dāng)務(wù)之急就是運(yùn)用新的技術(shù)來降低系統(tǒng)的能耗，本文分析研究了PLC和單片機(jī)控制的大型中央空調(diào)。

關(guān)鍵詞：PLC 單片機(jī) 中央空調(diào)

中圖分類號(hào)：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）08-0024-01

中央空調(diào)控制系統(tǒng)中，制冷系統(tǒng)有三種控制方式：早期的繼電器控制系統(tǒng)，數(shù)字控制期DDC和PLC控制系統(tǒng)。繼電器控制故障多，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功耗極大。由于這些缺點(diǎn)，它被逐漸淘汰了。DDC在智能化的方面發(fā)展較大，但是DDC本身抗干擾能力差，分級(jí)分步式結(jié)構(gòu)簡單，這些局限限制了它的應(yīng)用范圍。與它們不同，PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠，維修方便，使用便捷，抗干擾力極強(qiáng)。在新型高速網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，PLC逐漸被廣泛應(yīng)用。

上個(gè)世界中后期，PLC被發(fā)明出來。然后就被應(yīng)用于機(jī)床、各種流水線的傳送裝置，發(fā)電化工以及電子等行業(yè)的工藝設(shè)備電氣控制之中。早期的可編程控制器被稱為可編程邏輯控制器，簡稱為PLC。PLC功能強(qiáng)大，除此之外，還有使用可靠，方便維修的有點(diǎn)。而以前的繼電器電路，要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯功能以及數(shù)字控制是非常困難的。若要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模邏輯控制，只會(huì)使設(shè)計(jì)復(fù)雜化，升級(jí)困難，故障多，難以維修，如今已經(jīng)被大中型設(shè)備的各種控制系統(tǒng)拋棄。與之相對，PLC逐漸取代了繼電器電路，被廣泛的應(yīng)用在了邏輯控制方面。

1 PLC控制器與單片機(jī)

為了更好地滿足現(xiàn)在的特殊的市場需求，可以使用PLC控制器與單片機(jī)。作為比較大型的設(shè)備，大部分買家選購中央空調(diào)不但要用于傳統(tǒng)的制冷炙熱功能，同時(shí)還要在工業(yè)領(lǐng)域加以利用。在工業(yè)方面使用中央空調(diào)的時(shí)候，需要一起聯(lián)機(jī)控制中央空調(diào)和其他的客戶設(shè)備，同時(shí)還得添加大量的輔助功能。而且每一個(gè)客戶都不盡相同，因此PLC控制器與單片機(jī)是目前最能滿足這些需求的控制器。PLC控制器與單片機(jī)是一種不同于其他，有些特殊的產(chǎn)品。如果沒有給它下載程序，它就不會(huì)擁有任何控制的功能，換言之，PLC與單片機(jī)沒有程序的話，就毫無作用。實(shí)際上，PLC與單片機(jī)就是專門用來在工業(yè)環(huán)境下使用的控制平臺(tái)，要達(dá)到最終控制目的，就必須進(jìn)行二次開發(fā)。所以，必須得有程序的編輯以及調(diào)試方面的軟件來配合它。綜上述，如果是單項(xiàng)的工程，或者是重復(fù)數(shù)較少的項(xiàng)目，最明智快捷的選擇就是PLC方案。成功率高，但是PLC成本不低。而有著成本低、效益高等優(yōu)點(diǎn)的單片機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)在主要是用在對于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的機(jī)組。但是它也有缺點(diǎn)，即無法滿足個(gè)性化，特殊化以及多樣化。所以現(xiàn)在市場上的各種單片機(jī)的控制器都利用把PLC嵌入到單片機(jī)的系統(tǒng)中這樣的功能，可以最大限度的縮短研制單片機(jī)系統(tǒng)的時(shí)間，同時(shí)也保障了性能以及效益。

2 PLC與單片機(jī)控制系統(tǒng)功能

在中央空調(diào)系統(tǒng)上PLC與單片機(jī)系統(tǒng)有如下功能：

2.1 數(shù)據(jù)顯示功能

可以把機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)顯示出來，其中需要冷水的出入口溫度，冷卻水的出入口溫度，蒸汽的壓力，蒸汽閥門的開度，以及溶液泵、冷卻劑泵等等所有的屏蔽泵的運(yùn)行狀態(tài)以及各個(gè)故障報(bào)警系統(tǒng)的詳細(xì)信息。同時(shí)還需要儲(chǔ)存歷史的數(shù)據(jù)，在線儲(chǔ)存檢索功能的重要的數(shù)據(jù)，其中儲(chǔ)存的時(shí)間不超過十年。要想查詢或檢索歷史數(shù)據(jù)，可以利用歷史報(bào)表以及歷史趨勢曲線。

2.2 控制功能

通過提前設(shè)置一些參數(shù)，同時(shí)考慮經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行的數(shù)，PLC通過分析反饋回來的比如室內(nèi)溫度等的數(shù)據(jù)，來進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，從而保證運(yùn)行的參數(shù)適合于系統(tǒng)?？偣灿腥N運(yùn)行方式可以控制系統(tǒng)：就地手動(dòng)，軟手動(dòng)以及自動(dòng)。顧名思義，就地手動(dòng)就是通過就地對機(jī)組進(jìn)行操作。軟手動(dòng)則是通過PLC來手動(dòng)控制機(jī)組。自動(dòng)是提前把程序編好，然后自動(dòng)控制相關(guān)設(shè)備的工作。通過程序來控制，可以避免制冷劑的污染，快速有效的實(shí)現(xiàn)了冷水以及冷卻水的變頻控制。開、停的控制也編的有效合理，是啟動(dòng)速度加快，停機(jī)時(shí)間縮短。這樣就能節(jié)能，還可以避免接近，從而使中央空調(diào)系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性得以提高。

2.3 連鎖與保護(hù)功能

各種機(jī)組的相關(guān)設(shè)備，它們的啟動(dòng)和停止都是有著連鎖關(guān)系以及時(shí)間混徐的，這樣的功能可以中國PLC的連鎖程序來實(shí)現(xiàn)。同樣的，為了確保機(jī)組得以可靠運(yùn)行，可以通過一些保護(hù)的措施作用在相關(guān)的參數(shù)上，比如冷水和冷卻水與機(jī)組，冷卻水與冷卻塔的連鎖控制等等。

2.4 高可靠性

若想在極為惡劣的環(huán)境里面能夠長期并且可靠地，沒有故障的運(yùn)行，同時(shí)還要便于接線及維護(hù)，隔離性要好，抗腐蝕，還要適應(yīng)比較寬的溫度變化范圍等等，PLC控制核心就是最佳選擇。它的平均無故障的時(shí)間間隔遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過十五年。

2.5 強(qiáng)大的功能

當(dāng)今的PLC編程語言標(biāo)準(zhǔn)趨向于容易學(xué)習(xí)，學(xué)懂，運(yùn)用。它除了具有著以前的PLC助記符號(hào)以及一些梯形圖的編程功能之外，還有著結(jié)構(gòu)黃的編程語言和順序功能圖編程的功能。同時(shí)PLC還提供了各式各樣的功能模塊，其中包括各種的通訊功能的選擇，以及相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，再加上可以精確到年、月、日、時(shí)刻的各種定時(shí)器以及超長定時(shí)器等等。這樣就可以實(shí)現(xiàn)各式各樣的功能，縮短了開發(fā)時(shí)間，節(jié)省了程序容量。

3 結(jié)語

本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，利用其強(qiáng)大的控制功能，加上PLC的配合，實(shí)現(xiàn)采集溫度，數(shù)據(jù)處理、分析，比照設(shè)定的溫度，再根據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行控制。這樣大大提高了空調(diào)的控制性能，簡化了空調(diào)的控制操作和控制結(jié)構(gòu)，另外也提高了其控制的穩(wěn)定性能利用傳感器及LED顯示能快速直觀的反應(yīng)現(xiàn)實(shí)溫度。

參考文獻(xiàn)

[1]陳芳.論基于PLC控制系統(tǒng)的中央空調(diào)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013（04）.

[2]胡署敏.中央空調(diào)控制系統(tǒng)研究[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014（12）.

[3]葉寧.中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行[J].科技資訊，2012（02）.