PLC在中央空调循环水节能系统中的应用

科技资讯工程技术PLc在中央空调循环水节能系统中的应用0师洪洪北京建筑工程学院北京100044)摘要:本文就乘用PLC拉制系对中央空训逊行拉制的原理、具你方等做了说明,分析了PLC拉制爪姚的主要功能,特点,得出用PLC拉制系统对中央空训环水节能系的控制,由此可以实现智能化、降低能耗的目的。关键词:PLC中央空训节能控制文獻标识码:A文章编号:1672-3791(2008)11(a)-0052-02近年来,随着经济的持续发展,城市建P=P1-P2,控制其旁通阀(TV)的开口度,使化等设的高速发展,电力供应日趋紧缺,建筑能其维持压差。3.2PLc控制系统的选型及设置耗逐年大幅度上升,已成为中国能源消费为了满足以上所介绍的空调工艺要的主体之一。因而建筑节能越来越受到国2門C控制系统原理及应用求,整个控制系统需娶可编程序控制器的家的重视。而高层楼宇中的中央空调在建中央空调冷冻系统有3种控制方式:早输入、输出点分别是112点和32点,其中筑能耗里占有很大的比例,因此空调系统期的继电器控制系统、直接数字式控制器模拟量输入、输出为6点和4点。根据PLC的节能潜力很大,如何降低中央空调能耗,DDC和可编程序控制器(PLC)控制系统。的1/O原理使用原则,即留出一定的LO点中,制冷站设备的能耗是最主要,约占空调杂、功耗高等明显的缺点已逐渐被人们淘需的/0点数。远用华光电子工业有限公总能耗的60%-70%。分析了编程控制系汰,直接数字式控制器DDC虽然在智能化司的SU-5/B型主机;SU-5/B1输入模块统(PLC)的工艺、原理等,采用该控制系统方面有了很大的发展,但由于DDC本身的U-25N,U-01AD输出模块:U-05T、U对中央空调进行控制,能够达到降低能耗抗干扰能力问题和分级分步式结构的局限01DA。这种机型的I/O点数为256点,有的目的1-性而限制了其应用范團,PLC控制系统以RS-422通信端口,其编程指令有143条其运行可靠、使用与维护均很方便、抗干并配有相应的编程软件S-62P,不仅可以1PLC控制系统概述扰能力强、适合新型高速网络结构等这些通过手持编程器对其编程,而且可以通过个完整的中央空调系统,应该由电显著优点而使其逐步得到广泛的应用。PC机对其进行编程输入。此外,该软件还机、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机、冷可编程控制器是计算机家族中的一能在PLC运行时监控其运行状况水机组及管网和末端风机盘管等主要设备员,于上个世纪中后叶被发明后,在机床,3.3软件设计組成。其中,冷水机组由压缩机、冷礙器和各种流水线的输送机械、发电、化工、电制冷系统的启动/停止是用于制冷系燕发器组成,并由微处理器自动控制。主机子等行业工艺设备的电气控制方面得到了统的手动启动/停止控制,也可以通过温为间歇工作方式冷却泵和冷冻泵为连续工广泛的应用,早起的可编程控制器被称为度设定依据冷负荷的需要自动开启制冷作方式,恒速运行,且水泵电机的容量是根可编程逻辑控制器( Programmable Logic系统。每台设备均设有“自动”、“手动"、据夏季最大热负荷来选定,若考虑到季节变 Controller),即简称为PLc。“备用”3种运行状态,“自动”用于连锁集更、昼夜气温差异及楼内人员数对热负荷PLC具有功能强大、使用可靠、维护中控制,“手动”用于调试或检修:“备用”量的影响,则大部分时间,水泵电机都处于简便等许多优点。对于传统的继电器电路状态用于热备用。三台水泵二工一备,其轻载运行。曾有统计说明,水泵和风机的能来说,它难以实现复杂逻辑功能和和数字中备用泵循环轮换,以提高设备的保养率耗占空调系统总量的30%~40%。因此,如式控制,而且要实现一定规模的逻辑控制各台设备按工艺要求顺序自动启动/停止将空调系统的水泵进行变频调速控制,其功能不仅设计繁琐,难以实现升级,并易发时,采用每台设备启动后经15左右延时节能效益将是显著的生故障维修复杂,现在已经被大中型设备再启动下一台设备,一是考虑水泵稳定运主要工艺流程为:冷水机组压缩机把的控制系统所抛弃。而PLC正被广泛的应行有个过程;二是避免数台电动机同时启制冷剂压缩,压缩后的制冷剂进入冷凝器,用并且已逐步取代了继电器电路的逻辑控动,冲击变压器,影响供电质量。被冷却水冷却后变成液体,同时析出的热制。随着科学技术不断的飞跃发展,PLC为提高中央空调系统的经济性、可靠量由冷却水带走,并经由冷却塔排入大气。也不断得到完善和强大,同时它的功能也性及可维护性,需采用控制产品对中央空调液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器燕发吸收大大超过了逻辑控制的范围,如联网通信系统的各个设备进行控制。早期的中央空热量,使冷冻水降温,然后冷冻水进入冷风功能和自诊断功能等。因此今天这种装置调控制器多为就地式专用控制器和DDC控机盘管吸收空气中的热量。如此循环往被我们称作可编程控制器,不过我们还是制器,它们具有控制功能简单、不易联网及复,把室内的热量带出,从而达到降低环境习惯简称这种装置为PLC。信息集成度不够高等缺点。随着计算机技度的目的。工艺控制要求如下所述。术、控制技术和网络技术的发展,现在的中①测量冷冻水供回水温度及其流量:3門LC控制系统的体系结构央空调系统都倾向于采用先进、实用、可从而计算空调实际的冷负荷,根据实际的3.1PLc控制系统结构靠的可编程控制器(PLC)来进行控制冷负荷来决定冷水机组的开启台数,达到PLC控制系统是一种被专用于工业控最佳节能状态。制的计算机,其硬件结构和微机是基本①各设备的程序联动:启动顺序为:冷致的,见图1。却塔风机一冷却水泵一冷冻水泵一冷水机PLc控制系统主要是模块式的,包含组停止顺序为:冷水机组一冷冻水泵一CPU模块、DO模块等。PLC一端接传感[输入电路一中央处理单元()}一输出电阏冷却水泵一冷却塔风机2.当其中一台冷器,另一端接执行器,从传感器得到的数据却水泵/冷冻水泵出现故障时,备用冷却经PLC读、运算等处理下达给执行器,执系统料序存储区用户程序存鳞水泵/冷冻水泵会自动投入工作行器动作。PLC起继电器的作用,其好处③测量冷冻水系统供回水管的压差△是可靠性高、自动化程度高、可进行网络图1PLc控制系统结构①作者简介:师洪洪,女,1984年出生,山西晋城人,北京建筑工程学院硕士研究生。从事中央空调循环水节能系统研究。技资讯工程技术4PLc控制系统功能与特点①对于冷冻水系统,其出水温度取决势曲线的方式检索历史数据。4.1PLc控制空气处理机系统功能于蒸发器的设定值,而回水温度取决于蒸控制功能:根据设定的参数,并考虑经①当启动空气处理机时,PLC发出控发器接收的热量,中央空调冷冻水出水温验运行数据,PLC应用反馈数据(如室内温制指令,首先开启回风门和新风门到设定度与冷冻水的回水温度设计最大温差为5度等)进行PID调节,以保证运行参数满足位置,然后启动送风机,同时通过控制变频℃(比如:出水7℃,回水12℃),现采用在蒸系统要求。控制系统有三种运行方式:就器,从而调节风机的转速发器出水管和回水管上装有检测其温度的地手动、软手动和自动。就地手动就是通⑨露点温度与系统设定值相比较后,变送器、PID温差调节器和变频器组成闭过就地手动操作设备对机组进行控制,软用PID方式调节冷水电动阀,控制冷水流环控制系统,通过冷冻水温差(如△T=5℃)手动是通过PLC对机组进行手动控制,自量,使送风温度达到设定值控制,即可使冷冻水泵的转速相应于热负动则是根据编好的控制程序自动控制相关③送风机转速的快慢是由回风温度与载的变化而变化如图2)。设备的启、停及调节量。采用程序控制方系统设定值相比较后,用PID方式控制变②对于冷却水系统,由于低温冷冻水式,杜绝冷剂污染,有效便捷地实现冷水频器,从而调节风机的转速,达到调节回风的温度取决于冷却塔的工作情况,我们只冷却水的变控制。通过有效合理地开温度的目的需控制高温冷冻水(冷凝器出水)的温度,即停控制,达到启动速度快、停机时间短的③当过滤网前后压差超出设定值时,可控制温差。现采用温差变送器、PID调目的,即能节省能耗,还能避免结晶,从而PLC发出过滤堵塞报警信号节器和变频器组成闭环控制系统,冷凝器提高中央空调的安全性和经济性。③当空气处理机停止运行后,新风门、出水的温度控制在T2(如37℃),使冷却水连锁与保护功能。各机组相关设备的回风门和冷水电动阀回复到全关位置,并泵的转速相应于热负载的变化而变化1-”启、停具有一定的连锁关系和时间顺序关停冷水环泵。(如图3)该功能由PLc的连锁程序完成。同时,为4.2PLc控制系统的特点③在管道中取压力信号采样和温差变保证机组的可靠运行,对相关参数采取了①灵活性:本控制系统选用可利用公送器,通过PID调节器进行优化计算,通过一定的保护措施,如冷水、冷却水与机组司的小型一体化PLC代替传统空调主机控PLC控制变频器,以此控制3台水泵电机的连锁控制、冷却水系统与冷却塔的连锁制系统中的单片机,较大程度地提高了系的运行,系统启动开始工作,当第1台电机控制等统配置及控制的灵活性,能更好地满足不运行至工频状态时,如管网压力不够,变频同用户的不同需求。同时,明显缩短了程器控制2台电机开始工作,若工作到工频6结语序开发周期。状态时管网管压仍不够时,变频器自动切在智能化中央空调冷冻系统中,采用③高可靠性:PLC控制核心能够在恶换至第3泵使其变频运行,第1、第2台电PLC控制系统是切实可行的,中央空调冷劣的环境中长期可靠、无故障运行,并且机工频运行,直至管网所需管压。当外部冻系统用PLC控制可以有效地保证其工作易接线、易维护、隔离性好、抗腐蚀能力需求降低,管网管压提髙时,第3台运行停稳定、可靠,便于维护,且性能价格比高。强,能适应较宽的温度变化范围,平均无故止,变频器自动切换至第2泵,使其工作在同时以PLC为核心的高可靠的监控系统实障时间间隔(MTBF)大于15年变频状态下,若还达不到要求,再切换至第现了对空调主机的控制及两台主机之间的③强大的功能:现代的PLC的编程语1电机,如此周而复始,始终让系统工作在协调控制,具有先进、可靠、经济、灵活等言遵从易学、易懂、易用的标准。除了具最优、最佳、最省的工作状态显著特点,对中央空调系统的节能降耗起备传统PLC助记符和梯形图编程功能外,了很好的作用。还具有结构化语言和顺序功能图编程功能。5PLc控制系统的其他特点PLC提供各种功能模块,包括各种通讯功能数据显示功能:显示机组的运行参数,参考文献选择、通讯参数设置,以及可以具体到某包括冷水出口温度、冷水入口温度、冷却[1]黄健华.变频调速装置在空调水系统中年、某月、某日、某个时刻的多种定时器水出口温度、冷却水入口温度、蒸汽压的节能应用J制冷,1998(1):77~79和超长定时器等,方便了各种功能的实现,蒸汽阀门开度,以及溶液泵、冷剂泵等所[2]温志英,等变频技术在中央空调节能有利于缩短开发周期和节省程序容量有屏蔽泵的运行状态和各种故障报警的详控制中的应用[J.自动化技术与应用,④优良的开放性:上位软件 Focsoft3.1细信息2005(2):80~83支持DDE、OPC、ODBC、SQL,并提供丰历史数据的存储及检索功能:对重要[3]顾战松,陈铁年,可编程控制器原理及富的API编程接口,方便接入其他系统。的数据进行在线存储,数据的存储时间最应用M]北京:国防工业出版社,1996.4.3PLc控制冷水机组的原理长为10年。可以通过历史报表或者历史趋[4]袁立新,中央空调节能控制技术应用J暖通与设备,2006(9):17-195]姚国梁空调变频水泵节能问题探讨[]温差反债暖通空调,2004,34(6):32~34.6]林小峰.可编程控制器原理及应用[M]发器北京:高等教育出版社,1994]张万忠.可编程控制器应用技术[M].北温差调节变频器京:化学工业出版社,2001,12图2冷冻水泵控制方案图冷却塔温差调节变颊器冷冻水泵图3冷却水泵控制方案图