基于PLC的建筑供熱平衡補償控制系統設計

焦立新

（內蒙古建筑職業技術學院，內蒙古 呼和浩特 010020）

1 基于PLC的建筑所具備的特點

PLC軟件不僅具備了制造廠家所提供出的系統程序，同時又包括有用戶在使用時自行開發出的應用程序。系統控制程序能夠為用戶的程序開發提供出相應的運行平臺，同時還能夠為PLC程序的運行提供可靠準確的信號。

首先，PLC具有整體結構簡單的特點，其由積木式組成，對于系統的組建工作而言極其便利，且能夠科學準確地控制開關量、一些配置較高的PLC能夠實現在控制管理過程的PID控制以及運動控制等工作，甚至可以具備更高程度的智能化控制特點。根據生產廠家所提供的用戶編程軟件，能夠更加便利于對系統程序的開發工作，在進行編程的過程中，通常情況下都會采用梯圖更偏向直觀化的編程，在進行管理控制工作時能夠易于邏輯化的管理，按照順序進行控制。在進行編程開發時，由于開發語言不等同于計算機自身的語言，對于一些沒有具備計算機編程基礎能力的人來說，也能夠順利進行程序的編制工作。因此，系統的開發與編制速度能夠得到一定的保證，且此項工作具備了線上直接調試的功能，更加方便于系統開發編程的調整與優化，使得管理控制策略能夠順利展開。其次，PLC具有抵抗環境因素干擾的能力這一特點，PLC使用了一系列硬件及軟件抗干擾措施因此具備了較強的抗干擾能力，能夠在無故障的情況下平穩運行數萬小時以上，并且可以在高溫、潮濕等一些惡劣環境下平穩可靠地運行，實現遠距離檢測，能夠進行邏輯及順序控制。在一些工業施工現場中，PLC、SCADA、DSC這三種系統相互關聯，并可以根據自身所具備的優勢共同存在，又相互滲透著。其中，SCADA作為系統中的上位機系統，DCS能夠實現較為復雜的管理控制工作，而PLC通常情況下用于對單個裝置的控制。PLC使用軟件的相關功能以及取代了繼電器的控制，使得系統控制柜在設計、安裝等方面的工作量大大減少。此外，還具備了維修方便，維修所需工作量小的特點。PLC在發生任何故障時，都能夠根據PLC自身上所存在的發光二極管，或是編程軟件所提供出的信息，對其進行故障原因的檢測與判斷，并能夠使用更換模塊的方法，及時解決故障。

2 建筑供熱平衡補償控制系統的結構設計

針對控制系統的結構設計，軟件部分主要包括有下位機PLC的程序編制工作，確保其能夠與工業現場所存在的機械設備實現數據信息之間的實時運輸與通訊，保證控制工作得以及時展開。

（1）登錄畫面的控制管理功能。在進行控制系統設計與控制時，登錄人員需要按照職責與等級劃分為操作人員、工程設計人員等，并根據登錄人員的不同，對系統的操作設置出不同等級權限。

（2）工藝流程畫面功能。系統顯示工藝流程設備與動態運行參數時，例如動態的信息數據，系統的開關運行狀態、趨勢圖等，都需要采用動態畫面來進行顯示，動態畫面還需要根據水箱液位的高度動態時刻進行變化。

（3）參數設定畫面功能。在進行參數的設定時，需要采用手動及自動兩種方式來進行控制。當系統自動運行時，系統可以只給定出設定的數值，由系統自行進行運作。當系統需要手動操作運轉時，頻率及參數需要手動進行輸入。此外，手動與自動的運轉形式能夠實現切換，不會受到參數控制的影響。

（4）運行狀態畫面功能。能夠直接且直觀地顯示出供熱系統的開關狀態，同時顯示出西永在工作運行時變頻狀態，對于供熱建筑系統能夠采用工頻、變頻這兩種方式實現啟動。

（5）趨勢走向畫面功能。能夠對畫面所顯示出的溫度情況以及壓力動態的數據參數進行動態的監督管理，并能夠根據時間及外界環境因素的變化，實時顯示出參數的整體變化趨勢，而動態數據可以通過報表的形式，進行打印輸出，確保畫面數據的準確可利用性。

（6）報警顯示畫面功能。對于所有供熱系統及泵的運行狀態進行科學合理的監督檢測工作，有出現任何故障的情況下，可以及時進行報警現實，對于水箱液位、溫度的不合理性等故障狀態進行報表的打印輸出。

3 工業過程控制系統

根據各個行業領域的不同，機械設備在需求方面也呈現出多樣化，對此，需要對系統管理控制的技術進行不斷發展，與時俱進進行創新。同時，控制系統的相關制造廠家也針對于控制環境的不同，生產出了不同類型的常用設備機型。首先就是PLC，可以稱作為編程控制器，在繼電器這一技術的基礎之上，通過計算機高新技術與通信技術的相互融合，能夠實現一般常規繼電器的管理控制工作，并且能夠運用PLC使得操作更加簡便。同時，PLC是通過數字運算來進行操作控制的一項電子系統，是專門為能夠實現在工業環境下進行控制應用而設計出的，它采用了能夠直接編程的儲存器，在內部進行邏輯性的運算，能夠完成各項操作指令，并通過不同形式的輸入與輸出，管理并控制各種類型的設備生產及工作運轉的整個過程。一般情況下，具備了可編程性質的控制器以及相關產品，會應用于各項大型工業自動化的系統當中，具備了較強的擴展功能，能夠有效簡化操作整體結構復雜的管理控制系統。隨著當前工業領域自動化程度的高速發展，計算機高新技術也在飛速進步，具有可編程性質的調節器更像是微型化的計算機設備，不僅具備了計算機自身的各項優勢，能夠簡潔直觀地構成控制系統，且便于操作。在進行程序編制的過程中，通常采用的是工業領域為控制設計所研發出的專業語言，能夠為開發技術人員提供多種較常用的運算及功能模塊，不僅具備了簡單運算的功能，同時還能夠實現多種類型的函數運算。通過這種功能模塊，在進行組態系統的設計與編制過程中，能夠使得較為復雜繁瑣的過程更加便于控制。例如，在進行前饋、比例等工作時，由于專業語言的結構相對較為簡單，在進行調試及完善時更加簡單，減輕了技術操作人員的工作負擔，有效提升了系統的開發質量與開發效率。該種調節器及產品還具備了較強的通訊功能，可以集中各個部門與層級之間進行及時的交流與通訊，實現了集中式的監管與監督。因此，可編程式的調節器及產品普遍應用于各個大型集散控制系統中的基層部門中，在一些受到各項因素影響的復雜環境中，也能夠實現直接構成相對的控制系統，完成多項回路的控制工作，在整個系統的控制工作中發揮出重要的作用。

4 PLC的建筑供熱平衡補償控制系統的抗干擾性

當前，PLC在整個工業領域控制工作中的應用越來越廣泛且普遍，而PLC在工業控制的過程中，所處的工業環境非常復雜，各個類型的外界干擾極其不利于PLC系統運作的穩定性，因此，對于整個系統的抗干擾能力直接會影響到PLC的工作運作是否安全可靠。

（1）電磁干擾源對系統的影響。一般情況下，影響到PLC的相關建筑及控制系統的干擾源與營銷到工業控制設備的干擾源相同，大多數會產生與電流與電壓劇烈變動的部位，而這些電荷在產生了劇烈的移動過后，該部分就是干擾源。所產生的影響主要分為兩個方面，一是直接對PLC造成內部輻射，相關電路感應到干擾影響；二是對PLC通信內部網絡輻射，會通過通信線路的感應來引入干擾。

（2）控制系統主要抗干擾措施。首先，在PLC整個控制系統當中，電源占據了重要的地位，需要通過采用性能較強的電源，來有效阻擋電網所引入的干擾源。為了能夠減少動力電纜輻射所引起的電磁性干擾，需要重視起對電纜的選擇與鋪設，注意避免在施工過程中信號線與動力電纜不能過于靠近，以此來減少電磁干擾。

5 結語

綜上所述，本文以部分建筑供熱控制系統作為背景，對基于PLC的供熱控制系統展開了設計工作，包括有下位機控制與上位機控制這兩部分。系統采用了模塊化的設計，使得每個不同的模塊都能夠進行單獨的優化工作，確保了供熱系統具備良好的可擴充性，整個系統在進行安裝與維護方面的工作能夠更加簡便，在運作過程中安全穩定可靠，通過自動化的控制系統設計，可以極大程度上滿足生產工作的需求，并有效降低了能源消耗，優化了生產管理的水平。