基于FX2N—48MT的汽車空調控制系統研究

夏文明

摘 要：研究了一種以三菱FX2N系列PLC為核心的空調控制器，該控制器以空調開關、新鮮空氣溫度、蒸發箱表面溫度、空調管路壓力、發動機水溫為控制條件，并配合繼電器控制PLC的輸入，通過PLC控制壓縮機電磁離合器的吸合。該控制系統的特點是平均無故障時間長，接線方便，而且還可以隨時根據需要更改輸入電壓。

關鍵詞：汽車空調 空調控制器 PLC

中圖分類號：TP183 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（b）-0127-02

Abstract： An auto ac controller which takes FX2N serial PLC as the core chip is researched. The control conditions are ac switch， fresh air temperature， evaporator surface temperature， ac line pressure and engine cooling water temperature. Take these conditions work with relay as the PLC input signal. Then the output signal controls the compressor electromagnetism clutch. The characters of the control system are long MTBF （mean time between failures）， convenient connection， and could change input voltage according to requirement.

Key Words： Auto AC； AC controller； PLC

汽車空調能調節車內溫度、濕度，凈化車內空氣環境，可以使駕駛員保持清醒，減緩疲勞，大大提高車內乘客的舒適性。1886年第一輛汽車誕生，1925年第一個車載空調誕生，前后相差了近半個世紀，汽車空調技術的發展經歷了從無到有，從單一供暖制冷到空氣質量智能控制幾個階段[1，2]。汽車的日益普及，對車載空調提出了更高的要求，除了舒適性以外，耐用性尤為重要，基于PLC的平均無故障時間特別長的特點，本文以三菱FX2N系列PLC為核心，研究了一種基于PLC控制的空調控制器，該控制器的控制條件有空調開關、新鮮空氣溫度、蒸發箱表面溫度、空調管路壓力、發動機水溫，并配合繼電器控制PLC的輸入，通過PLC控制壓縮機電磁離合器的吸合。

1 外圍電路設計

一般空調控制系統的輸入信號有空調開關、新鮮空氣溫度、蒸發箱表面溫度、空調管路壓力、發動機水溫，除空調開關和空調管路壓力開關外，其他輸入量均為模擬量，如何將溫度、水溫等模擬量轉換成數字量，可以采用繼電器作為門檻開關，電阻值可以根據溫度的需要加以選擇，如果新鮮空氣溫度大于5℃，則室溫繼電器J1吸合，該模擬信號就轉變成PLC可以識別的數字信號了。其他的模擬信號如蒸發箱表面溫度、發動機水溫均可以按照此思路設計外圍電路。綜上可以得出總的電路圖，如圖1所示。圖中各元件標示的含義及功用如下：環境溫度大于5℃時室溫開關F38接通；蒸發箱表面溫度低于0℃冷量開關E33斷開，防止蒸發箱結霜影響通風效果；卻液溫度高于115℃時冷卻液溫度控制開關F40斷開，壓縮機停止工作，以減少發動機負荷；空調管路壓強介于2～16bar時空調壓力開關F129的1、2端接通，空調管路壓強介于16～32bar時空調壓力開關F129的3、4端接通，空調管路壓強低于2bar或者高于32bar時空調壓力開關F129斷開；AC為空調開關；N25為壓縮機吸合線圈；FU1、FU2、FU3、FU4均為保險。PLC的輸入輸出接線表如表1所示。

2 軟件設計

可編程控制器是用于數字量運算操作的電子裝置，是工業自動化三大支柱之首。它可以用來進行邏輯運算、順序控制和運動控制等，內有定時器、計數器、輔助繼電器等編程元件，并通過專用輸入和輸出接口，可以實現對機器設備和各種生產線的控制[3]。目前，PLC已成為一種最廣泛的工業控制裝置。邏輯控制是PLC應用最基本的領域，空調壓縮機的吸合條件大部分是開關量，用PLC作為控制芯片非常合適。

根據壓縮機的吸合條件，室溫要達到5℃以上，蒸發箱表面溫度不低于0℃，冷卻液溫度不高于115℃，空調管路壓力要介于2～32bar，且AC開關要打開，該空調控制系統的PLC程序流程圖應為圖2所示。

3 結語

本文研究了一種基于PLC的空調控制器，該控制器以空調開關、新鮮空氣溫度、蒸發箱表面溫度、空調管路壓力、發動機水溫為輸入信號，空調壓縮機吸合線圈為輸出信號，實現了在正常條件下能控制壓縮機吸合，異常條件下壓縮機能自動斷開的功能。該控制系統用到的輸入輸出點數較少，該控制器還可以加入安全舒適系統控制單元、發動機控制單元等控制單元的功能，通過本系統的研究必將為綜合多個控制單元的功能開拓思路。

參考文獻

[1] 徐進，李金壽.汽車空調控制系統的現狀和發展趨勢[J].裝備制造技術，2014（11）：242-243，249.

[2] 陳冬冬.客車車內空氣環境自動調節控制系統的研制[D].大連：大連理工大學，2005.

[3] 馬新宇.可編程控制器在換熱站自控系統中的應用[J].電氣傳動，2006，36（1）：59-61.