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　　摘  要  將LM系列PLC應(yīng)用于空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)，并通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)視功能。達(dá)到了在中央監(jiān)控室可以監(jiān)視到各個現(xiàn)場的所有數(shù)據(jù)，改變了由原來人工抄表方式，從而節(jié)約了人力、提高了效率，增加了數(shù)據(jù)實(shí)時性和可靠性。

　　關(guān)鍵詞  水源熱泵；監(jiān)控系統(tǒng)；PLC；中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)；

　　1 引言

　　某空調(diào)公司中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)是利用我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的淺層地能（熱）采集技術(shù)和先進(jìn)的系統(tǒng)成套技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對建筑物的冬季供暖、夏季制冷、日常提供生活熱水功能。為了更好實(shí)現(xiàn)對分布在全國各地的中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視，為用戶提供方便快捷的增值服務(wù)，縮短現(xiàn)場故障的排除時間，基于LM系列PLC建立了一套中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)。

　　本系統(tǒng)的安裝極其簡單，軟件系統(tǒng)的安裝及使用也非常易懂。在維護(hù)性方面，系統(tǒng)的接線十分簡潔，而主要設(shè)備的可靠性很高，維護(hù)性能好。

　　2 中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)介紹

　　中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)由能量采集系統(tǒng)、能量提升系統(tǒng)和末端能量釋放系統(tǒng)（包括生活熱水系統(tǒng)）三部分組成。能量采集系統(tǒng)采用單井抽灌技術(shù)以地下水為介質(zhì)，以水泵作為輸送動力，將淺層中的熱能采集后送入換熱器，與來自能量提升系統(tǒng)的循環(huán)水進(jìn)行熱交換，使循環(huán)水不斷地獲得熱量。

　　能量提升系統(tǒng)由蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)和膨脹閥等組成，按熱泵原理進(jìn)行工作。蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑吸收循環(huán)水中的熱量后汽化，被電動壓縮機(jī)吸入后加壓，然后進(jìn)入冷凝器與末端循環(huán)水進(jìn)行熱交換，釋放出熱量，同時制冷劑冷凝成液體，經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓后再次進(jìn)入蒸發(fā)器，完成一次循環(huán)。

　　末端能量釋放系統(tǒng)的循環(huán)水在冷凝器吸取熱量后，經(jīng)末端循環(huán)泵輸送到風(fēng)機(jī)盤管等散熱設(shè)備對建筑物進(jìn)行供暖或經(jīng)換熱器對自來水進(jìn)行加熱。加熱后的自來水被作為生活熱水輸送到所需的地方。

　　上面是以冬季供暖過程講述中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)，夏季制冷過程是冬季供暖的逆過程。

　　3 設(shè)計方案

　　3.1  系統(tǒng)總體設(shè)計方案

　　根據(jù)中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)分布分散的特點(diǎn)，利用目前先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視。整個中央空調(diào)監(jiān)視系統(tǒng)由本地監(jiān)視系統(tǒng)和中央監(jiān)視系統(tǒng)兩部分組成。本地監(jiān)視系統(tǒng)負(fù)責(zé)中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)的就地監(jiān)測；中央監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)置在公司總部，負(fù)責(zé)完成對分布全國各地的本地監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)的采集、匯總及存儲，并通過視頻技術(shù)進(jìn)行有效的現(xiàn)場數(shù)據(jù)展示，實(shí)現(xiàn)對多套中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視。

　　采用本地監(jiān)視和遠(yuǎn)程中央監(jiān)視相結(jié)合的方式，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠；結(jié)合用戶現(xiàn)場情況，通過Internet網(wǎng)絡(luò)或電話撥號等多種方式建立遠(yuǎn)程連接，有效降低運(yùn)營成本；功能強(qiáng)大的組態(tài)軟件，可以靈活的滿足用戶的實(shí)際需求；系統(tǒng)維護(hù)簡單、具有良好的可擴(kuò)充性。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　3.2  本地監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案

　　本地監(jiān)視系統(tǒng)由本地監(jiān)測站和數(shù)據(jù)采集PLC構(gòu)成。現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集是采用和利時的LM系列可編程序控制器（PLC），通過RS485串口與現(xiàn)場能量提升器控制系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時采集和上傳。LM系列plc是杭州和利時自動化有限公司推出的新一代高性能PLC產(chǎn)品。該產(chǎn)品完全由和利時公司自主設(shè)計、自主開發(fā)，它充分融合了計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)和自動控制技術(shù)的最新發(fā)展成果，全面吸收了眾多自動化技術(shù)和應(yīng)用專家多年來在PLC領(lǐng)域的技術(shù)精華。該產(chǎn)品在方案設(shè)計、硬件選擇、軟件功能、網(wǎng)絡(luò)通訊、用戶接口等方面充分考慮用戶的使用習(xí)慣和應(yīng)用現(xiàn)場的特點(diǎn)，是一款高性能高品質(zhì)的PLC產(chǎn)品。通過觸摸屏（TPC105-TC22H）以總線的方式分別讀取各個PLC控制站的數(shù)據(jù)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 本地監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

　　本地監(jiān)測站采用MCGS人機(jī)界面（HMI），實(shí)現(xiàn)對中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)的就地監(jiān)視和系統(tǒng)管理，其主監(jiān)控界面如圖3所示。

圖3 空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控界面

　　3.3  遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案

　　在本地監(jiān)測站上通過OPC接口，將所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳給OPC客戶端，然后在客戶端將所收到的數(shù)據(jù)通過打包成UDP格式，并通過因特網(wǎng)將軟件包數(shù)據(jù)傳送到中央監(jiān)視系統(tǒng)，在中央控制系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)后再將打包的數(shù)據(jù)解釋成本地站所讀取的數(shù)據(jù)，從而達(dá)到中央控制系統(tǒng)與本地監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時性和一致性。

　　中央空調(diào)監(jiān)視系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有三種，即ADSL、Modem和企業(yè)專線寬帶。選擇哪種方式實(shí)現(xiàn)中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)數(shù)據(jù)的上傳，要根據(jù)用戶現(xiàn)場的具體情況而定。總體原則是要充分利用用戶現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和上網(wǎng)條件，盡最大可能地降低用戶端的運(yùn)行成本，保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

　　4 監(jiān)控系統(tǒng)功能

　　4.1  中央監(jiān)視系統(tǒng)功能

　　在公司總部建立中央監(jiān)控室，以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場系統(tǒng)的遠(yuǎn)程集中監(jiān)視和管理。

　　中央監(jiān)控室設(shè)HiRis(實(shí)時信息系統(tǒng))服務(wù)器一臺和若干監(jiān)控計算機(jī)。HiRis服務(wù)器與企業(yè)局域網(wǎng)防火墻相連，采用公網(wǎng)IP地址，負(fù)責(zé)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的接收和存儲。監(jiān)控計算機(jī)上運(yùn)行和利時公司的HiRis實(shí)時信息系統(tǒng)軟件，完成對整個系統(tǒng)的監(jiān)視管理。

　　可以通過Web方式進(jìn)行現(xiàn)場組態(tài)畫面和實(shí)時數(shù)據(jù)的發(fā)布和展示，這樣管理者在自己的辦公室就可以通過IE瀏覽器進(jìn)行現(xiàn)場運(yùn)行情況的瀏覽。

　　4.2  本地監(jiān)控軟件的特點(diǎn)及功能

　　MCGS是人機(jī)界面（HMI），負(fù)責(zé)系統(tǒng)的在線監(jiān)控、操作、控制、調(diào)試、維護(hù)。完成數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析和操作員操作三類功能，細(xì)分為以下幾個方面：

　　（1）實(shí)時數(shù)據(jù)的收集處理和顯示。由本地監(jiān)控站收集和處理來自各現(xiàn)場控制站的實(shí)時數(shù)據(jù)，形成上層人機(jī)界面的實(shí)時數(shù)據(jù)庫；可以在流程畫面上以某種形式顯示這些數(shù)據(jù)，也可用在趨勢的跟蹤記錄、報警判斷等功能中。

　　（2）圖形顯示。可通過多種途徑切換到各個圖形頁面，在畫面上可以顯示各種各樣的平面、立體圖形，還可顯示有人機(jī)交互功能的各種動態(tài)對象；能夠?qū)崿F(xiàn)會話操作，完成對現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)控。

　　（3）報警監(jiān)視。完成報警信息的收集處理；在報警畫面上分類顯示報警信息。如模擬量、開關(guān)量、硬件設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等。

　　（4）歷史數(shù)據(jù)管理和趨勢查看。完成歷史數(shù)據(jù)的收集處理；在趨勢畫面上顯示點(diǎn)值的歷史變化曲線或?qū)崟r變化曲線，可以設(shè)置趨勢組，每一副趨勢畫面可顯示多條曲線，同時可以查看曲線上每一采樣時刻的具體值。

　　5 總結(jié)

　　本文主要介紹了HOLLiAS LM 系列PLC在空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)時讀取現(xiàn)場空調(diào)機(jī)組的數(shù)據(jù)和將現(xiàn)場數(shù)據(jù)實(shí)時地傳輸?shù)街醒肟刂剖遥瑥亩鴮?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視功能，改變了以往人力抄表的狀態(tài)，減輕了勞動強(qiáng)度，節(jié)約了成本，達(dá)到實(shí)時監(jiān)視的功能。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 杭州和利時自動化有限公司. LM系列PLC硬件手冊，2007

　　[2] 杭州和利時自動化有限公司. LM系列PLC軟件手冊，2007