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摘 要 本文介紹了 LM系列小型PLC在組合式空調(diào)機組上的應用。利用 LM系列小型PLC進行信號采集和處理并通過觸摸屏完成控制監(jiān)視和參數(shù)設定，達到了恒溫、恒濕的控制目的。

關鍵詞 組合式空調(diào)機組; PLC;觸摸屏

1 引言

    組合式空調(diào)機組，又稱非獨立式空調(diào)機組，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、過濾、消聲等功能中幾種處理功能的機組。組合式空調(diào)機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，風量常介于2000m3/h至200000m3/h之間。

    組合式空調(diào)機組是中央空調(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備。組合式空調(diào)器以其技術參數(shù)可選范圍大、性能價格比適中、功能段組合靈活等優(yōu)點，在近幾年的國內(nèi)市場中有很大發(fā)展。

    PLC以其體積小，功能齊全，價格低廉，可靠性高等優(yōu)點，在各個領域獲得了廣泛應用。利用PLC對模擬量處理的優(yōu)越性能和觸摸屏簡便、快捷的操作功能，使得組合式空調(diào)機組的性能得以很大程度提高。

2 組合式空調(diào)機組介紹

2.1設備結(jié)構

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

    混合段：混合段的上部和側(cè)部開有風管接口，用以接收新風回風，通過入口風門的開度自動或手動調(diào)節(jié)新、回風的比例。

    過濾段：主要是對空氣中的灰塵雜質(zhì)進行過濾，通常包含初效過濾段和中效過濾段。

    表冷段：該段主要功能是對空氣進行冷卻去濕。

    加熱段：該段主要功能是對空氣進行加熱。

    加濕段：該段主要功能是對空氣進行加濕。

    風機段：該段主要功能是利用風機給空氣提供流動動力，以克服系統(tǒng)管道阻力。


                                         圖2 系統(tǒng)結(jié)構圖

2.2 控制要求

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

    自動控制：系統(tǒng)啟動后，首先打開新風閥，然后，根據(jù)設定的溫度、濕度要求，自動控制加熱器、加濕器工作，達到恒溫、恒濕的控制目的。

    手動控制：系統(tǒng)要求對加熱器、加濕器、新風閥能夠進行手動控制。

    閉鎖功能：對加熱器、加濕器、新風閥的控制必須在風機運行的前提下進行。

3 控制系統(tǒng)介紹

3.1 控制系統(tǒng)方案

    控制系統(tǒng)上位機采用和利時HT6600L觸摸屏，下位機選用和利時LM3107E PLC控制器，上、下位機之間通過基于MODBUS協(xié)議的RS232串口進行通訊。通過LM3107E進行溫度、濕度信號的采集和處理，并同設定的溫度、濕度值進行比較，當設定溫度和實際溫度差值大于設定的限值時，啟動加熱器；低于設定的限值時停止加熱器，濕度控制方法同溫度。同時，系統(tǒng)通過自動或手動調(diào)節(jié)入口風門的開度來調(diào)節(jié)新、回風的比例。

     觸摸屏用來切換系統(tǒng)的工作模式，包括手動、自動和停止，顯示風機的運行狀態(tài)，以及溫、濕度信號值。同時，通過觸摸屏設定溫、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，精度可達1%。同時，該款CPU還集成1個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 人機界面-HMI

    人機監(jiān)控部分采用和利時HT6600L觸摸屏，配以監(jiān)控軟件來完成。觸摸屏上可以進行手動和自動操作，完成參數(shù)設定和顯示設備運行狀態(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系列觸摸屏對組合式空調(diào)機組進行控制之后，整個組合式空調(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)機組應用在醫(yī)藥倉庫、實驗室等對空氣環(huán)境質(zhì)量要求嚴格場合的可靠運行。

參考文獻

[ 1 ] 《 LM系列PLC硬件手冊》. 北京和利時自動化驅(qū)動技術有限公司, 2007.1
[ 2 ] 《 LM系列PLC軟件手冊》. 北京和利時自動化驅(qū)動技術有限公司, 2008.1
[ 3 ] 《 LM系列PLC指令手冊》. 北京和利時自動化驅(qū)動技術有限公司, 2007.5