1 引言


                

    組合式新風(fēng)處理機是對一體式新風(fēng)處理機組的改進(jìn)，主要體現在空調的結構形式上。組合式空調機組分類(lèi)兩個(gè)部分，一部分為室內機、一部分為室外機，這樣做不僅能夠節省空調機組的安裝空間，而且空調的運輸、安裝也更加方便。本系統另一項改進(jìn)是在室內機與室外機上各采用一個(gè)控制器，兩個(gè)控制器通過(guò)通訊的方式交換信息，通訊只需要一根2芯的屏蔽通訊電纜。與單控制器系統相比，本系統能夠將減少大量遠距離接線(xiàn)，不僅符合節約環(huán)保的設計思想，而且大大提高了系統的可靠性、節省安裝時(shí)間、減少系統維護的工作量。

    2 控制系統設計

    組合式新風(fēng)處理機分為室內機與室外機兩個(gè)部分。室外機的主要部件包括：壓縮機，冷凝器，冷凝風(fēng)機，液路電磁閥，冷凝壓力開(kāi)關(guān)等；室內機的主要部件包括：送風(fēng)機，表冷器，熱水盤(pán)管，電加熱，加濕器，過(guò)濾段等。此系統共包括兩個(gè)室外機，每個(gè)室外機帶有1個(gè)螺桿式壓縮機，2個(gè)冷凝風(fēng)機、1個(gè)液路電磁閥。室內機主要完成空調機組送風(fēng)調濕等過(guò)程。為了減少室內外機之間的連接電纜，此系統在室內機與室外機上分別采用一個(gè)LM控制器LM3109，兩個(gè)控制器通過(guò)自帶的RS485接口連接，并把室內機作為主機向從機發(fā)送控制指令以及狀態(tài)查詢(xún)指令。主機上的RS232接口連接一個(gè)5.6英寸的彩色觸摸屏HT6000，用于空調工況監視、用戶(hù)參數以及廠(chǎng)家參數的設置。系統結構圖如下所示：

               

                               圖 2-1 新風(fēng)處理機組空調控制系統結構圖

    3 調通訊處理

    采用兩個(gè)LM3109實(shí)現室內機與室外機的數據交換需要進(jìn)行通訊方面的配置以及程序編寫(xiě)，PowerPro2.1.4帶有通訊功能庫，并且完全支持IEC61131-3的六種語(yǔ)言，使得這種比較復雜的通訊過(guò)程，能夠在PLC中方便的實(shí)現。通訊程序的流程圖如下所示，這里采用Modbus RTU通訊協(xié)議，在室外機首先初始化RS485接口的波特率、數據位、校驗位、停止位等參數，再初始化其為Modbus從站，并且設置Modbus從站地址。調用圖3-2中的通訊初始化功能塊即可完成Modbus從站的初始化工作。最后要做的就是把從機中的狀態(tài)信息有規律的放到LM的可尋址區M區中，以備主機讀取。LM的編程軟件PowerPro支持ST語(yǔ)言，可以方便的處理需要交換的數據。在圖3-3中程序采用ST語(yǔ)言編寫(xiě)，作用是把壓縮機、冷凝風(fēng)機等的狀態(tài)信息賦值給了%MX1405.0~%MX1405.7這些數據位，主機通過(guò)讀取這些地址內的數值就可以獲得室外機的狀態(tài)信息，可以看到數據處理很方便，程序的可讀性也很高，在調試的時(shí)候各個(gè)數據的狀態(tài)一目了然。

               

               圖 3-1 室外機通訊程序流程圖

      

                                                圖 3-2 LM PLC通訊初始化功能塊

               

                               圖 3-3 LM PLC通訊數據處理

                              

                                      圖 3-4室內機通訊程序流程圖

    圖3-4為室內機通訊程序流程圖，在室內機中的LM PLC作為Modbus主站，在沒(méi)有控制命令的時(shí)候室內機向室外機發(fā)送Modbus查詢(xún)指令，查詢(xún)室外機的運行狀態(tài)，當有開(kāi)機、停機以及加降載等需求的時(shí)候，室內機向室外機發(fā)送控制指令，室內機還會(huì )對室外機返回的數據做CRC校驗，校驗成功后才會(huì )進(jìn)行下一次控制命令的發(fā)送。避免由于外界的干擾造成對室外機的誤操作，保證了系統看高可靠性。CRC校驗只需要調用一個(gè)功能塊即可，如下圖所示。

                         

                                       圖 3-4 LM PLC CRC校驗功能塊

    4 壓縮機保護及故障處理

    組合式空氣處理機組的控制主要包括以下幾個(gè)方面，系統啟動(dòng)、能量調節、溫度濕度控制、壓縮機保護以及故障處理等功能。其中系統啟動(dòng)、能量調節、溫度濕度控制等功能與其他的空調系統基本相同，這里不再贅述。由于此系統是分成室外機與室內機兩個(gè)部分的，所以壓縮機保護及故障處理與常規的空調系統有所不同。在這個(gè)系統里，我們在室外機以及室內機都做了保護功能，例如壓縮機不滿(mǎn)足最小運行時(shí)間時(shí)，室內機不會(huì )向室外機發(fā)送停機指令，當壓縮機出現高壓、過(guò)載等故障時(shí)，室外機會(huì )自行停機保護，而無(wú)需等待室內機的停機指令。故障處理方面，室外機也可以對一些故障自行處理，例如低壓故障，在60分鐘連續出現3次才上報給室內機，否則室外機自行處理。當通訊出現故障時(shí)，室外機也會(huì )自動(dòng)停止壓縮機運行，并且發(fā)出報警信號。這樣使室內機、室外機既獨立又統一，避免因通訊延時(shí)或通訊故障對壓縮機造成損害。

    5 系統操作界面

    此系統的操作界面采用和利時(shí)HT6600系列觸摸屏制作，這款觸摸屏為5.6英寸彩色觸摸屏。操作界面可以完成廠(chǎng)家參數以及用戶(hù)參數的設置、記錄系統報警信息、監視系統的運行工況等功能。設置廠(chǎng)家參數需要擁有最高級得權限，設置用戶(hù)參數也需要具有操作員權限，避免其它人員的誤操作。系統操作畫(huà)面如下圖所示。圖5-1為系統主界面，操作員可以進(jìn)行目標溫度、濕度設置，選擇運行工況，進(jìn)行開(kāi)機停機等操作，操作人員需要具有操作員權限。圖5-2為參數設定選擇界面，廠(chǎng)家可以選擇相應的選項進(jìn)行參數設置，這些參數都是廠(chǎng)家參數，不開(kāi)放給空調用戶(hù)，設置這些參數需要具有最高權限。圖5-3為系統運行監控界面，這里可以監視系統中各個(gè)設備的運行狀況。當系統報警時(shí)，系統會(huì )自動(dòng)切換到報警界面上。

                  

                                圖 5-1 系統主界面

                 

                            圖 5-2 參數設定選擇界面

                

                              圖 5-3 系統運行監控界面


    6 應用特點(diǎn)

    基于LM系列PLC的空氣處理機空調控制系統具有如下特點(diǎn)：

? 可靠性
    LM CPU自帶的RS485串口具有很強的抗干擾能力，雖然此系統中有一個(gè)37KW的變頻器，但是系統通訊完全不受影響，從現場(chǎng)的使用情況看，壓縮機、風(fēng)機等通過(guò)通訊控制的設備均可以快速響應室內機的指令。

? 易用性
    LM功能庫中的通訊功能塊讓實(shí)現三個(gè)PLC通訊更加方便，除了支持梯形圖語(yǔ)言外，編程軟件還支持ST語(yǔ)言，適于通訊程序的批量處理，也使通訊程序的調試、監控更加方便。

? 智能性
    LM PLC中的溫度采集模塊均為智能型，本系統采用的4通道熱電阻采集模塊每個(gè)通道均能進(jìn)行短路、斷線(xiàn)檢測，在通道故障或傳感器接線(xiàn)出現短路、斷線(xiàn)等問(wèn)題的時(shí)候，系統能夠及時(shí)進(jìn)行機組保護，避免機組收到損害。

    參考文獻
    [ 1 ] 梁志國，基于PLC的中央空調控制系統設計[J]，承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報
    [ 2 ] 李援英，中央空調操作與維護[M]，機械工業(yè)出版社
    [ 3 ] 和利時(shí)公司，Modbus通訊協(xié)議簡(jiǎn)化，2008
    [ 4 ] 馮玉琪、王強、劉旭等，《中央空調選型、調試、控制和維修》，人民郵電出版社
    [ 5 ] 和利時(shí)公司，HOLLiAS LM小型可編程控制器硬件手冊，2008