摘  要  將LM系列PLC應用于空調監控系統，并通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現了遠程監視功能。達到了在中央監控室可以監視到各個(gè)現場(chǎng)的所有數據，改變了由原來(lái)人工抄表方式，從而節約了人力、提高了效率，增加了數據實(shí)時(shí)性和可靠性。

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

　　1 引言

　　某空調公司中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統是利用我國具有自主知識產(chǎn)權的淺層地能（熱）采集技術(shù)和先進(jìn)的系統成套技術(shù)，實(shí)現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)現對分布在全國各地的中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統運行狀況進(jìn)行監視，為用戶(hù)提供方便快捷的增值服務(wù)，縮短現場(chǎng)故障的排除時(shí)間，基于LM系列PLC建立了一套中央空調監控系統。

　　本系統的安裝極其簡(jiǎn)單，軟件系統的安裝及使用也非常易懂。在維護性方面，系統的接線(xiàn)十分簡(jiǎn)潔，而主要設備的可靠性很高，維護性能好。

　　2 中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統介紹

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

　　能量提升系統由蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥等組成，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(dòng)壓縮機吸入后加壓，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(shí)制冷劑冷凝成液體，經(jīng)膨脹閥節流降壓后再次進(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)機盤(pán)管等散熱設備對建筑物進(jìn)行供暖或經(jīng)換熱器對自來(lái)水進(jìn)行加熱。加熱后的自來(lái)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(guò)程講述中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統，夏季制冷過(guò)程是冬季供暖的逆過(guò)程。

　　3 設計方案

　　3.1  系統總體設計方案

　　根據中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統分布分散的特點(diǎn)，利用目前先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)，實(shí)現對系統的遠程監視。整個(gè)中央空調監視系統由本地監視系統和中央監視系統兩部分組成。本地監視系統負責中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統的就地監測；中央監視系統設置在公司總部，負責完成對分布全國各地的本地監視系統實(shí)時(shí)數據的采集、匯總及存儲，并通過(guò)視頻技術(shù)進(jìn)行有效的現場(chǎng)數據展示，實(shí)現對多套中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統的遠程監視。

　　采用本地監視和遠程中央監視相結合的方式，系統結構簡(jiǎn)單，運行穩定可靠；結合用戶(hù)現場(chǎng)情況，通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò )或電話(huà)撥號等多種方式建立遠程連接，有效降低運營(yíng)成本；功能強大的組態(tài)軟件，可以靈活的滿(mǎn)足用戶(hù)的實(shí)際需求；系統維護簡(jiǎn)單、具有良好的可擴充性。系統總體結構如圖1所示。

圖1 空調監控系統結構圖

　　3.2  本地監控系統設計方案

　　本地監視系統由本地監測站和數據采集PLC構成?，F場(chǎng)數據的采集是采用和利時(shí)的LM系列可編程序控制器（PLC），通過(guò)RS485串口與現場(chǎng)能量提升器控制系統相連，實(shí)現數據的實(shí)時(shí)采集和上傳。LM系列plc是杭州和利時(shí)自動(dòng)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(shí)公司自主設計、自主開(kāi)發(fā)，它充分融合了計算機技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的最新發(fā)展成果，全面吸收了眾多自動(dòng)化技術(shù)和應用專(zhuān)家多年來(lái)在PLC領(lǐng)域的技術(shù)精華。該產(chǎn)品在方案設計、硬件選擇、軟件功能、網(wǎng)絡(luò )通訊、用戶(hù)接口等方面充分考慮用戶(hù)的使用習慣和應用現場(chǎng)的特點(diǎn)，是一款高性能高品質(zhì)的PLC產(chǎn)品。通過(guò)觸摸屏（TPC105-TC22H）以總線(xiàn)的方式分別讀取各個(gè)PLC控制站的數據，其結構示意圖如圖2所示。

圖2 本地監控系統示意圖

　　本地監測站采用MCGS人機界面（HMI），實(shí)現對中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統的就地監視和系統管理，其主監控界面如圖3所示。

圖3 空調監控系統監控界面

　　3.3  遠程監控系統設計方案

　　在本地監測站上通過(guò)OPC接口，將所監測到的數據傳給OPC客戶(hù)端，然后在客戶(hù)端將所收到的數據通過(guò)打包成UDP格式，并通過(guò)因特網(wǎng)將軟件包數據傳送到中央監視系統，在中央控制系統接收到數據后再將打包的數據解釋成本地站所讀取的數據，從而達到中央控制系統與本地監控系統數據的實(shí)時(shí)性和一致性。

　　中央空調監視系統的數據傳輸方式主要有三種，即ADSL、Modem和企業(yè)專(zhuān)線(xiàn)寬帶。選擇哪種方式實(shí)現中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統數據的上傳，要根據用戶(hù)現場(chǎng)的具體情況而定?？傮w原則是要充分利用用戶(hù)現有的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境和上網(wǎng)條件，盡最大可能地降低用戶(hù)端的運行成本，保證系統的可靠穩定運行。

　　4 監控系統功能

　　4.1  中央監視系統功能

　　在公司總部建立中央監控室，以實(shí)現對現場(chǎng)系統的遠程集中監視和管理。

　　中央監控室設HiRis(實(shí)時(shí)信息系統)服務(wù)器一臺和若干監控計算機。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，負責現場(chǎng)數據的接收和存儲。監控計算機上運行和利時(shí)公司的HiRis實(shí)時(shí)信息系統軟件，完成對整個(gè)系統的監視管理。

　　可以通過(guò)Web方式進(jìn)行現場(chǎng)組態(tài)畫(huà)面和實(shí)時(shí)數據的發(fā)布和展示，這樣管理者在自己的辦公室就可以通過(guò)IE瀏覽器進(jìn)行現場(chǎng)運行情況的瀏覽。

　　4.2  本地監控軟件的特點(diǎn)及功能

　　MCGS是人機界面（HMI），負責系統的在線(xiàn)監控、操作、控制、調試、維護。完成數據顯示、數據分析和操作員操作三類(lèi)功能，細分為以下幾個(gè)方面：

　?。?）實(shí)時(shí)數據的收集處理和顯示。由本地監控站收集和處理來(lái)自各現場(chǎng)控制站的實(shí)時(shí)數據，形成上層人機界面的實(shí)時(shí)數據庫；可以在流程畫(huà)面上以某種形式顯示這些數據，也可用在趨勢的跟蹤記錄、報警判斷等功能中。

　?。?）圖形顯示?？赏ㄟ^(guò)多種途徑切換到各個(gè)圖形頁(yè)面，在畫(huà)面上可以顯示各種各樣的平面、立體圖形，還可顯示有人機交互功能的各種動(dòng)態(tài)對象；能夠實(shí)現會(huì )話(huà)操作，完成對現場(chǎng)生產(chǎn)設備的監控。

　?。?）報警監視。完成報警信息的收集處理；在報警畫(huà)面上分類(lèi)顯示報警信息。如模擬量、開(kāi)關(guān)量、硬件設備和系統運行狀態(tài)等。

　?。?）歷史數據管理和趨勢查看。完成歷史數據的收集處理；在趨勢畫(huà)面上顯示點(diǎn)值的歷史變化曲線(xiàn)或實(shí)時(shí)變化曲線(xiàn)，可以設置趨勢組，每一副趨勢畫(huà)面可顯示多條曲線(xiàn)，同時(shí)可以查看曲線(xiàn)上每一采樣時(shí)刻的具體值。

　　5 總結

　　本文主要介紹了HOLLiAS LM 系列PLC在空調監控系統中的應用，實(shí)時(shí)讀取現場(chǎng)空調機組的數據和將現場(chǎng)數據實(shí)時(shí)地傳輸到中央控制室，從而實(shí)現遠程監視功能，改變了以往人力抄表的狀態(tài)，減輕了勞動(dòng)強度，節約了成本，達到實(shí)時(shí)監視的功能。

　　參考文獻

　　[1] 杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司. LM系列PLC硬件手冊，2007

　　[2] 杭州和利時(shí)自動(dòng)化有限公司. LM系列PLC軟件手冊，2007