淺析PLC控制在冷水機組上的程序設計及應用

摘?要：PLC控制是以自動控制技術、通信技術等基礎發展起來的一種控制裝置，因此，對PLC控制在冷水機組上的程序設計及應用進行了研究。詳細設計了系統自動上電與斷電、PLC對自動、手動兩種運行方式的處理、設備起停控制和循環輪換備用與系統對故障的監測和控制功能，并對冷水機組進行I/O分配與總裝調試。

關鍵詞：PLC控制;冷水機組;程序設計

一、 引言

在工業制冷行業，冷水機組是其中應用最廣泛的設備，冷水機組每年365天不停機。這種情況對制冷設備的長周期運行提出了很高的要求，一般的電子控制器不能完成此項工作，需要對其進行改造。PLC控制具有可靠性高的優點，已經被廣泛應用到各個領域中，因此，文章對其在冷水機組控制中的程序設計及應用進行了研究。

二、 PLC控制在冷水機組上的程序設計

此次研究采用CZ（X）H系列PLC，采用歐姆龍6lF-G進行液位測量，經模數轉換后的開關信號輸入PLC。并實時采集溫度數據，將采集后的數據通過觸摸屏進行顯示，在觸摸屏的選擇上，采用OMRONNT63lC設置和顯示溫度的觸摸屏，利用實現主機通訊與信息顯示，主要對設備運行狀態與故障部件的名稱和位置等進行顯示。此次設計重點體現在以下幾個方面。

（一）系統自動上電與斷電為不增加專業維修管理人員，并避免無人管理的安全事故和設備事故，除了提醒報警信息外，設置自動斷電與上電功能，實現電源的自動切換。

（二）PLC對自動、手動兩種運行方式的處理當冷水機組為自動擋時，啟用運行按鈕推動機器的工作，并根據工況確定輸出情況，在正常工作情況下一組設備為啟動狀態，一組設備為待機狀態。

當采用手動模式時，循環泵，冷凍泵和冷卻器組都可以獨立的開關量，滿足起動條件后可以獨立運行。常規的可編程序控制器控制系統，一般是將手動和自動信號輸入可編程序控制器的輸入點，由可編程序控制器統一給出輸出。這樣的設計思路有一種隱患：如果配比失靈，系統就不能工作。為防止在PLC出現故障時關掉它，影響主機的工作，本系統采用了有別于傳統可編程序控制器的手動信號處理方法。與PLC不同，手動信號可以與自動輸出信號并行控制，以控制中間繼電器，保證系統崩潰時仍然由人工操作。

（三）設備起停控制和循環輪換備用在系統運行在手動狀態時，可以通過組合開關來選擇哪個設備在運行，哪個設備在待機。各設備在自動狀態下的運行和待機并非絕對，而是由可編程控制器根據具體情況進行控制。當 PLC開機后首次運行或由于其他原因造成溫度遠高于設定溫度時，應同時啟動兩臺冷泵和兩臺冷水機組，直至水溫降至設定值以下，當水溫再次升高時，則只需啟動一臺冷泵和一組冷水機組，然后再降至設定值以下。當下一次溫度上升時，啟動另一個冷水泵和另一個冷卻機組。

（四）系統對故障的監測和控制安全是控制系統設計中的一個重要環節，冷水機組是一個獨立的系統，主機操作人員容易忽視它。若不能及時發現并處理故障，不僅影響主機工作，而且容易造成安全事故。針對這個問題，在系統設計時，所有設備的運行和故障狀態都會被反饋到 PLC中，并通過程序來處理。系統對電機異相、線圈短路、斷路等故障進行監測，若相關設備出現故障則自動切換到備用設備上，并對出現設備的故障進行報警與顯示。使用本程序不僅能在線有效地監測到故障，而且能迅速幫助維護人員發現設備的軟故障，而不會因接觸不良等原因造成干擾，造成錯誤的判斷。

三、 PLC控制在冷水機組上的應用

在冷水機組上應用PLC控制時，需要進行I/O分配與總裝調試。I/O分配，將所有輸入信號（按鈕，行程開關，壓力，速度傳感器，等）與輸出控制對象（接觸器，電磁閥，信號，等）根據 PLC內繼電保護的數量范圍，分別列出并分配給每個輸入/輸出點一個確定的編碼，也就是編寫用 PLC內繼電保護的現場信號和數量對照表，確定 PLC內繼電保護的位置。

總裝調試的主要內容如下。

（一）程序輸入/輸出，在可編程控制器用戶存儲器中輸入所設計的程序。

（二）模擬板的調試，按照實際的冷水機組控制需求，對被控制對象的開關與程序調試功能進行模擬。

（三）物理模擬試驗;此部分的模擬主要通過機組執行機組與監控元件組成，用這部分內容監視控制器的負荷情況。

（四）現場調試，在安裝完成之后，需要確定一些參數（例如定時器的預置，傳感器的位置和信號的大小）。

（五）安全檢查，全面檢查系統的接地、保護、聯鎖等安全內容。

（六）程序固化，以上工作完成后可進行試運行，一切正常后即可固化程序。

（七）編寫技術文件。

以此通過上述過程完成PLC控制在冷水機組上的程序設計及應用的研究。

四、 結語

PLC的應用，極大地提高了冷水機組的自控能力，PLC動態性和網絡兼容性使得系統更易于使用和維護，它克服了傳統控制方法所存在的諸多缺點。除此之外，PLC還有A/D轉換與D/A轉換功能，通過PLC，既能夠進行現場控制，又能夠遠距離監控，并且能夠對開關量模擬，又能夠對模擬量進行控制，因此，將其應用到冷水機組中具有重要意義。

參考文獻：

[1]溫海棠，吳愛國，尚羽佳.壓縮式冷水機組節能優化研究[J].西安交通大學學報，2018，52（6）：135-142.

作者簡介：何偉生，南京恒標斯瑞冷凍機械制造有限公司。