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摘 要 本文介紹了 LM系列小型PLC在組合式空調(diào)機(jī)組上的應(yīng)用。利用 LM系列小型PLC進(jìn)行信號(hào)采集和處理并通過(guò)觸摸屏完成控制監(jiān)視和參數(shù)設(shè)定，達(dá)到了恒溫、恒濕的控制目的。

關(guān)鍵詞 組合式空調(diào)機(jī)組; PLC;觸摸屏

1 引言

    組合式空調(diào)機(jī)組，又稱非獨(dú)立式空調(diào)機(jī)組，是指不帶冷、熱源，其冷媒為水，熱媒為水或蒸汽，以功能段為組合單元，能夠完成空氣輸送、混合、加熱、冷卻、去濕、加濕、過(guò)濾、消聲等功能中幾種處理功能的機(jī)組。組合式空調(diào)機(jī)組通常按照箱體材料分為金屬空調(diào)箱式和非金屬空調(diào)箱式兩大類，風(fēng)量常介于2000m3/h至200000m3/h之間。

    組合式空調(diào)機(jī)組是中央空調(diào)控制系統(tǒng)（集中供熱或供冷系統(tǒng)）中空氣處理的重要設(shè)備。組合式空調(diào)器以其技術(shù)參數(shù)可選范圍大、性能價(jià)格比適中、功能段組合靈活等優(yōu)點(diǎn)，在近幾年的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中有很大發(fā)展。

    PLC以其體積小，功能齊全，價(jià)格低廉，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。利用PLC對(duì)模擬量處理的優(yōu)越性能和觸摸屏簡(jiǎn)便、快捷的操作功能，使得組合式空調(diào)機(jī)組的性能得以很大程度提高。

2 組合式空調(diào)機(jī)組介紹

2.1設(shè)備結(jié)構(gòu)

    組合式空調(diào)機(jī)組根據(jù)不同使用需求，設(shè)有新、回風(fēng)混合段、初效過(guò)濾段、袋式過(guò)濾段（分初、中效）、中間段、表冷段、熱水加熱段、蒸汽加熱段、電加熱段、風(fēng)機(jī)段、消聲段、加濕段、排風(fēng)段、出風(fēng)段等十幾種功能段，用戶可以根據(jù)需要靈活選擇部分功能段進(jìn)行組合使用，可按水平方向組合稱臥式空調(diào)機(jī)組，也可疊置成立式機(jī)組。一般情況下，組合式空調(diào)機(jī)組常用的功能段有新、回風(fēng)混合段、初效、中效過(guò)濾段、表冷段、加熱段、加濕段和風(fēng)機(jī)段等，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：
                  
                               圖1 設(shè)備外形圖

    混合段：混合段的上部和側(cè)部開(kāi)有風(fēng)管接口，用以接收新風(fēng)回風(fēng)，通過(guò)入口風(fēng)門的開(kāi)度自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)新、回風(fēng)的比例。

    過(guò)濾段：主要是對(duì)空氣中的灰塵雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，通常包含初效過(guò)濾段和中效過(guò)濾段。

    表冷段：該段主要功能是對(duì)空氣進(jìn)行冷卻去濕。

    加熱段：該段主要功能是對(duì)空氣進(jìn)行加熱。

    加濕段：該段主要功能是對(duì)空氣進(jìn)行加濕。

    風(fēng)機(jī)段：該段主要功能是利用風(fēng)機(jī)給空氣提供流動(dòng)動(dòng)力，以克服系統(tǒng)管道阻力。


                                         圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 控制要求

    本系統(tǒng)要求能夠進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)控制，溫度、濕度控制精度為：±1%左右。

    自動(dòng)控制：系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先打開(kāi)新風(fēng)閥，然后，根據(jù)設(shè)定的溫度、濕度要求，自動(dòng)控制加熱器、加濕器工作，達(dá)到恒溫、恒濕的控制目的。

    手動(dòng)控制：系統(tǒng)要求對(duì)加熱器、加濕器、新風(fēng)閥能夠進(jìn)行手動(dòng)控制。

    閉鎖功能：對(duì)加熱器、加濕器、新風(fēng)閥的控制必須在風(fēng)機(jī)運(yùn)行的前提下進(jìn)行。

3 控制系統(tǒng)介紹

3.1 控制系統(tǒng)方案

    控制系統(tǒng)上位機(jī)采用和利時(shí)HT6600L觸摸屏，下位機(jī)選用和利時(shí)LM3107E PLC控制器，上、下位機(jī)之間通過(guò)基于MODBUS協(xié)議的RS232串口進(jìn)行通訊。通過(guò)LM3107E進(jìn)行溫度、濕度信號(hào)的采集和處理，并同設(shè)定的溫度、濕度值進(jìn)行比較，當(dāng)設(shè)定溫度和實(shí)際溫度差值大于設(shè)定的限值時(shí)，啟動(dòng)加熱器；低于設(shè)定的限值時(shí)停止加熱器，濕度控制方法同溫度。同時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)入口風(fēng)門的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)新、回風(fēng)的比例。

     觸摸屏用來(lái)切換系統(tǒng)的工作模式，包括手動(dòng)、自動(dòng)和停止，顯示風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以及溫、濕度信號(hào)值。同時(shí)，通過(guò)觸摸屏設(shè)定溫、濕度值，溫、濕度差值的限值等。圖3為控制系統(tǒng)配置圖。

                        
                                    圖3 控制系統(tǒng)配置圖

3.2控制系統(tǒng)硬件

3.2.1可編程邏輯控制器-PLC

   本系統(tǒng)采用本體自帶2路模擬量輸入（0~10V/0~20mA可選）/1路模擬量輸出（0~10V/0~20mA可選），10路DC24V輸入（源型/漏型可選）/8路繼電器輸出的CPU模塊LM3107E。利用兩路模擬量輸入分別采集溫度和濕度信號(hào)，精度可達(dá)1%。同時(shí)，該款CPU還集成1個(gè)RS232通訊接口，支持專有協(xié)議（僅RS232）/Modbus RTU協(xié)議/自由協(xié)議。
下表1為系統(tǒng)I/O分配表。

表1 系統(tǒng)I/O分配表
                       

3.2.2 人機(jī)界面-HMI

    人機(jī)監(jiān)控部分采用和利時(shí)HT6600L觸摸屏，配以監(jiān)控軟件來(lái)完成。觸摸屏上可以進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)操作，完成參數(shù)設(shè)定和顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。圖4-圖6為觸摸屏部分監(jiān)控畫面。
                          

4 結(jié)論 

    采用LM系列PLC和HT6600系列觸摸屏對(duì)組合式空調(diào)機(jī)組進(jìn)行控制之后，整個(gè)組合式空調(diào)系統(tǒng)發(fā)揮出了優(yōu)異的空氣調(diào)節(jié)性能，其穩(wěn)定的工作性能，極大程度地保障了組合式空調(diào)機(jī)組應(yīng)用在醫(yī)藥倉(cāng)庫(kù)、實(shí)驗(yàn)室等對(duì)空氣環(huán)境質(zhì)量要求嚴(yán)格場(chǎng)合的可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[ 1 ] 《 LM系列PLC硬件手冊(cè)》. 北京和利時(shí)自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公司, 2007.1
[ 2 ] 《 LM系列PLC軟件手冊(cè)》. 北京和利時(shí)自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公司, 2008.1
[ 3 ] 《 LM系列PLC指令手冊(cè)》. 北京和利時(shí)自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公司, 2007.5