基于PLC的制冷中央空調(diào)溫度控制

楊正祥 徐桂敏

（1.武漢交通職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，武漢 430065；2.湖北工業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院，武漢 430068）

現(xiàn)代工業(yè)控制許多新課題，如果僅靠通用I/O模塊來(lái)解決，則硬件費(fèi)用高，軟件編程麻煩。有些控制任務(wù)甚至無(wú)法用通用I/O來(lái)完成。有的溫度傳感器輸出的是開關(guān)量，但某些系統(tǒng)溫度檢測(cè)點(diǎn)很多，就要用很多開關(guān)量溫度傳感器，占用較多的輸入點(diǎn)，且安裝布線也多。如果通過溫度傳感器和溫度模擬量輸入模塊，把溫度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，性能可以得到很大改善[1-2]。

1 整體設(shè)計(jì)

本制冷中央空調(diào)系統(tǒng)中使用兩臺(tái)電機(jī)型空氣壓縮機(jī)組，操作者可通過按鈕增減設(shè)定溫度，溫度允許設(shè)定范圍為16～28℃。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，系統(tǒng)默認(rèn)從16℃開始運(yùn)行。溫度傳感器檢測(cè)實(shí)際溫度并通過FX2n-4AD-PT轉(zhuǎn)換成數(shù)字量被PLC讀取[3-4]。當(dāng)實(shí)際溫度低于設(shè)定溫度時(shí)不啟動(dòng)機(jī)組，反之則啟動(dòng)一臺(tái)機(jī)組，2s后啟動(dòng)另一臺(tái)機(jī)組。當(dāng)降溫到設(shè)定溫度時(shí)停止一臺(tái)機(jī)組，當(dāng)溫度進(jìn)一步降到14℃時(shí)另一臺(tái)機(jī)組也停止。溫度低于9℃時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出超低溫報(bào)警，3s后系統(tǒng)自動(dòng)停止運(yùn)行。另外，當(dāng)用戶按下停止按鈕后系統(tǒng)也能停止運(yùn)行。控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)控制要求，繪出系統(tǒng)主電路，如圖2所示。

同時(shí)，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的I/O分配表，如表1所示。

表1 中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)I/O分配表

圖2 控制系統(tǒng)主電路

根據(jù)上述系統(tǒng)控制要求、主電路和I/O分配表，繪出系統(tǒng)的硬件連接圖，如圖3所示。

圖3 控制系統(tǒng)硬件連接圖

3 軟件實(shí)現(xiàn)

基于以上的整體硬件設(shè)計(jì)，進(jìn)一步設(shè)計(jì)出梯形圖程序，如圖4所示。針對(duì)本梯形圖的指令說(shuō)明表如表2所示。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，PLC檢測(cè)FX2N-4AD-PT模塊的工作狀態(tài)。若模塊工作狀態(tài)無(wú)錯(cuò)誤，PLC就對(duì)CH1通道平均取樣4次，然后將4次取樣的平均值（代表實(shí)際溫度）傳送到寄存器D0中。寄存器D1則存儲(chǔ)設(shè)定溫度，初始值為16，可以通過增減按鈕進(jìn)行修改。系統(tǒng)比較D0和D1的大小，再根據(jù)比較結(jié)果完成相應(yīng)的功能要求。

圖4 中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)梯形圖

表2 指令說(shuō)明表

4 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的繼電器電路難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯功能，設(shè)計(jì)煩瑣，易發(fā)故障，且維修復(fù)雜。而PLC提供了各種功能模塊，如溫度加減計(jì)數(shù)器和用于機(jī)組順序啟動(dòng)的定時(shí)器等，并且PLC具有強(qiáng)大的邏輯功能和控制功能，從而降低了開發(fā)設(shè)計(jì)難度，縮短了開發(fā)周期，也使維修更加容易。基于PLC和溫度模擬量輸入模塊的制冷中央空調(diào)溫度控制系統(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)、靈活等顯著優(yōu)點(diǎn)。