PLC在制冷中央空調(diào)溫度控制中的應(yīng)用

1、國家職業(yè)資格全?。ɑ蚴校┙y(tǒng)一鑒定維修電工論文（國家職業(yè)資格二級）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：準考證號： 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，它具有編譯簡單、功能強大、使用可靠、維修簡單等許多優(yōu)點，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,制冷式中央空調(diào)也正被廣泛地應(yīng)用,在將其兩兩結(jié)合的情況下實現(xiàn)中央空調(diào)溫度的智能化控制,不僅促進了科技的發(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 壓縮機隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會高度信息化，新的高科技技術(shù)不斷應(yīng)用到各個方面中，使得智能化已成為一種發(fā)展的必然趨勢。智能化也往往是從設(shè)備自動化系統(tǒng)開始。本文主要根據(jù)個人所學(xué)知識用三菱FX2N48MR型號的PLC對制冷中央空調(diào)的溫度實現(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題和分級分步式結(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)以其運行可靠、使用與維護均很方便，抗干擾能力強，適合新型高速網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)這些顯著的優(yōu)點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型號的PLC、溫度傳感器、FX2N-4AD-PT特殊功能模塊、空氣壓縮機四部分組成。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、運算等處理下達給執(zhí)行器，執(zhí)行器動作。該PLC好處是可靠性高，自動化程度高、可進行網(wǎng)絡(luò)化等。本設(shè)計要求就是利用PLC作為核心部件進行邏輯控制

4、，充分利用了PLC的優(yōu)點，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好等特點。溫度傳感器的作用是實時的將所檢測到的溫度這一物理量轉(zhuǎn)換成電信號，提供給控制器，以實現(xiàn)溫度的自動控制，本文主要用于室溫的檢測。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)存儲于緩沖存儲器（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PLC的TO（P）指令進行A/D轉(zhuǎn)換的控制，F(xiàn)ROM指令進行數(shù)字量的讀入即可。空氣壓縮機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（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)主機控制系統(tǒng)中的單片機，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)境中長期可靠、無故障運行，并且易接線、易維護、隔離性好、抗腐蝕能力強，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)的加減計數(shù)器，以及用于壓縮機組順序啟動的定時器等功能模塊，且PLC具有強大的邏輯功能和數(shù)字式控制功

6、能，對于傳統(tǒng)的繼電器電路來說，它難以實現(xiàn)復(fù)雜邏輯功能的和數(shù)字式控制，而且要實現(xiàn)一定規(guī)模的邏輯控制功能不僅設(shè)計繁瑣，且易發(fā)故障，維修復(fù)雜，而PLC正好彌補了這些所存在的不足，從而大大的縮短了開發(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)使用兩臺電機型空氣壓縮機組，當(dāng)用戶按下啟動按鈕后系統(tǒng)已默認的最低溫度16開始運行，用戶可以通過溫度增減按鈕設(shè)定所需溫度（最高設(shè)定溫度為28）。此時溫度傳感器開始檢測室內(nèi)溫度并將檢測到的溫度通過FX2N-4AD-PT特殊功能模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入PLC中，當(dāng)檢測到的溫度在低于設(shè)定溫度時不起動機組，在溫度高于設(shè)定溫度時啟動一臺空氣壓縮機，2

7、秒后啟動另一臺空氣壓縮機。當(dāng)溫度降低到設(shè)定溫度時停止其中一臺空氣壓縮機組，要求先起動的一臺空氣壓縮機停止，當(dāng)溫度降到14時另一臺空氣壓縮機也停止運行，溫度低于9時，系統(tǒng)發(fā)出超低溫報警，3秒后系統(tǒng)自動停止運行。當(dāng)用戶按下停止按鈕后系統(tǒng)立刻停止運行。 3、中央空調(diào)溫度控制硬件設(shè)計在這個控制系統(tǒng)中，溫度點的檢測可以使用帶開關(guān)量輸出的溫度傳感器來完成，但是有的系統(tǒng)的溫度檢測點很多，或根據(jù)環(huán)境溫度變化要經(jīng)常調(diào)整溫度點，要用很多開關(guān)量溫度傳感器，占用較多的輸入點，安裝布線不方便，把溫度信號用溫度傳感器轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的模擬量，那么這個制冷機組的控制系統(tǒng)就是一個模擬量控制系統(tǒng)。對于一個模擬量控制系統(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)的輸入信號系統(tǒng)的輸出信號啟動按鈕SB1：X0011號壓縮機：Y000增溫按鈕SB2：X0022號壓縮機：

9、Y001減溫按鈕SB3：X003超低溫報警：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)用指令說明根據(jù)梯形圖，列出系統(tǒng)的指令說明表(如表2所示 。表2 指令說明表指令記號指令名稱指令記號指令名稱MOV傳送指令TN定時計數(shù)器CMP比較指令MN輔助繼電器RST復(fù)位指令M8000PLC運行監(jiān)控指令SUB減法指令A(yù)DD加

10、法指令10、調(diào)試過程按下啟動按鈕X1，M26接通，M26的常開觸頭閉合PLC開始檢測FX2N-4AD-PT特殊功能模塊的ID號，如果ID號正確，則M1接通，M1的常開觸頭閉合FX2N-4AD-PT開始檢測通道的工作狀態(tài)且CH1通道開始平均取樣4次，若通道工作狀態(tài)無錯誤，則將4次取樣的平均值傳送到D0中。在按下啟動按鈕X1的同時，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，此時通過CMP比較指令將D0和D1進行

11、比較后，如果室溫D0低于設(shè)定溫度D1，則不啟動機組，如果室溫D0高于設(shè)定溫度D1，M5接通，M5的常開觸頭閉合Y0接通1號空氣壓縮機啟動，同時定時器T0開始計時2秒后Y1接通2號空氣壓縮機啟動，當(dāng)室內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度時，M4接通，M4的常閉觸頭斷開，則Y0斷開，1號空氣壓縮機停止。當(dāng)室內(nèi)溫度降到14時，CMP比較指令將D0和14進行比較后，M7接通，M7的常閉觸頭斷開，Y1斷開，2號空氣壓縮機停止，當(dāng)室內(nèi)溫度低于9時，CMP比較指令將D0和9進行比較后，M9接通，M9的常開觸頭閉合Y2接通開始報警，同時定時器T1開始計時3秒后接通，T1接通后斷開M26的同時M29接通且通過復(fù)位RST將D1復(fù)位，M26的常開觸頭恢復(fù)常開，系統(tǒng)停止運行。按下停止按鈕X4，M29接通，通過復(fù)位指令RST將D1復(fù)位，且斷開M26，系統(tǒng)停止運行。四、結(jié)束語在中央空調(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，且性能價格比高。 同時以PLC為核心的高可靠的監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對空調(diào)兩臺壓縮機之間的協(xié)調(diào)控制，具有先進、可靠、經(jīng)濟、靈活等顯著特點。參考文獻：1.仲崇生主編 電氣