馬桂鳳

恒溫恒濕機(jī)是在對(duì)溫濕度要求較高的場(chǎng)合中發(fā)展起來(lái)的空氣調(diào)節(jié)器。如在電子產(chǎn)品生產(chǎn)車間的環(huán)境中溫濕度的變化、空氣質(zhì)量的好壞直接影響到生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命與產(chǎn)品質(zhì)量。為了保證較高生產(chǎn)效率,對(duì)供風(fēng)設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造要求有更高的精度。選用S7-200PLC作為恒溫恒濕機(jī)的主控單元,完成機(jī)組的試制工作,控制系統(tǒng)精度:溫度≤1 ℃,濕度≤5%。

1 控制系統(tǒng)的硬件配置

機(jī)組是雙壓機(jī)控制系統(tǒng),2臺(tái)壓機(jī)和2臺(tái)冷凝風(fēng)機(jī),1臺(tái)送風(fēng)機(jī),2段電加熱器,1個(gè)比例控制加濕器。經(jīng)過(guò)多種選型方案比較,選用西門(mén)子S7-200PLC作為主控單元,結(jié)合適當(dāng)?shù)碾姎庀到y(tǒng)設(shè)計(jì),完全能夠滿足機(jī)組當(dāng)時(shí)和以后系統(tǒng)軟件升級(jí)的要求,硬件配置:主機(jī)模塊CPU226(繼電器型),模擬量模塊EM235,人機(jī)界面HITECH PSW6600S-S,開(kāi)關(guān)電源各一只,加濕器控制板一套。

2 輸入和輸出點(diǎn)的配置

2.1 輸入點(diǎn)I0.0 送風(fēng)機(jī)過(guò)載;I0.1 送風(fēng)機(jī)過(guò)熱;I0.2 濾網(wǎng)氣流開(kāi)關(guān);I0.3 遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān);I0.4 1#冷凝風(fēng)機(jī)過(guò)載;I0.5 1#冷凝風(fēng)機(jī)過(guò)熱;I0.6 1#壓機(jī)過(guò)載;I0.7 1#壓機(jī)過(guò)熱;I1.0 1#壓機(jī)高壓;I1.1 1#壓機(jī)低壓;I1.2 2#冷凝風(fēng)機(jī)過(guò)載;I1.3 2#冷凝風(fēng)機(jī)過(guò)熱;I1.4 2#壓機(jī)過(guò)載;I1.5 2#壓機(jī)高壓;I1.6 2#壓機(jī)低壓;I1.7 加熱器過(guò)熱;I2.0 加濕器故障。

2.2 輸出點(diǎn)Q0.0 機(jī)組故障;Q0.1 送風(fēng)機(jī);Q0.2 1#冷凝風(fēng)機(jī);Q0.3 1#壓機(jī);Q0.4 2#冷凝風(fēng)機(jī);Q0.5 2#壓機(jī);Q0.6 1#電加熱;Q0.7 2#電加熱;AQW0 加濕器控制信號(hào)0～10 V電壓。

3 系統(tǒng)控制要求

3.1 系統(tǒng)控制要求1)根據(jù)被控房間(即回風(fēng))的溫濕度與設(shè)定的溫濕度及要求的溫濕度精度進(jìn)行制冷、加熱、加濕、除濕控制。為了解決溫度和濕度之間的矛盾,采用溫度優(yōu)先的控制原則,即保證溫度先達(dá)到設(shè)定溫度后,再考慮除濕過(guò)程的啟動(dòng)。除濕過(guò)程中,若溫度偏離設(shè)定溫度,則開(kāi)電加熱進(jìn)行分組補(bǔ)償。通過(guò)這樣的控制,使房間溫濕度恒定在設(shè)定值附近。2)具有故障檢測(cè)與報(bào)警功能,能查詢當(dāng)前故障和歷史故障記錄。3)具有現(xiàn)場(chǎng)/遠(yuǎn)程控制選擇、定時(shí)控制功能,能自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)組。4)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行時(shí)數(shù),2臺(tái)壓機(jī)具有輪值功能。5)系統(tǒng)和壓機(jī)的保護(hù)功能齊全。

3.2 觸摸屏HITECH要求能查看系統(tǒng)輸入/輸出點(diǎn)狀態(tài);能查看當(dāng)前報(bào)警和歷史報(bào)警;顯示實(shí)際的回風(fēng)溫度、濕度值;對(duì)溫濕度、時(shí)間等參數(shù)能進(jìn)行設(shè)定;能啟動(dòng)/停止機(jī)組運(yùn)行,并能進(jìn)行定時(shí)設(shè)定。

4 程序設(shè)計(jì)及主要功能

4.1 程序設(shè)計(jì)1)系統(tǒng)按照功能設(shè)計(jì)為主程序及5個(gè)子程序。2)主程序由初始化、機(jī)組啟動(dòng)、機(jī)組停機(jī)、壓機(jī)依運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)確定啟動(dòng)順序以及實(shí)時(shí)處理子程序組成。3)子程序包括溫度和濕度的采樣及模擬量計(jì)算、1#壓機(jī)控制、2#壓機(jī)控制、故障報(bào)警處理、定時(shí)控制、濕度控制。

4.2 主要功能1)空調(diào)用戶可通過(guò)人機(jī)界面設(shè)定房間溫度和濕度,查看機(jī)組實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),包括壓機(jī)、加熱器和加濕器的運(yùn)行狀態(tài)等。2)維修人員可通過(guò)人機(jī)界面查看輸入/輸出點(diǎn)的實(shí)際狀態(tài)。3)通過(guò)EM235實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)際的溫濕度,顯示在人機(jī)界面上。4)程序根據(jù)房間的實(shí)際溫濕度與濕度設(shè)定值比較,通過(guò)計(jì)算決定系統(tǒng)是制冷、除濕、加濕和加熱。根據(jù)2臺(tái)壓機(jī)的運(yùn)行時(shí)數(shù)決定哪臺(tái)壓機(jī)先啟動(dòng),哪臺(tái)壓機(jī)停機(jī)。5)保護(hù)功能:程序適時(shí)監(jiān)測(cè)各保護(hù)點(diǎn)的輸入狀態(tài),送風(fēng)機(jī)過(guò)熱和過(guò)載保護(hù)異常時(shí),停止機(jī)組運(yùn)行;冷凝風(fēng)機(jī)過(guò)載和過(guò)熱異常時(shí),對(duì)應(yīng)的壓機(jī)和冷凝風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行;壓機(jī)的高低壓、過(guò)載過(guò)熱異常時(shí),相應(yīng)的壓機(jī)停止運(yùn)行;電源異常時(shí)停止機(jī)組運(yùn)行;壓機(jī)再次啟動(dòng)時(shí),具有防頻繁啟動(dòng)功能,程序適時(shí)監(jiān)測(cè)壓機(jī)的停機(jī)時(shí)間,與設(shè)定時(shí)間比較,時(shí)間到后才允許壓機(jī)再次啟動(dòng)。6)定時(shí)功能:適時(shí)監(jiān)測(cè)定時(shí)選擇鍵的有效性,并監(jiān)測(cè)時(shí)間是否到達(dá)用戶設(shè)定時(shí)間,控制機(jī)組的自動(dòng)啟動(dòng)和停機(jī),各種保護(hù)功能同樣有效。

5 總結(jié)

機(jī)組的主要控制對(duì)象是客戶房間的空氣溫濕度,要求實(shí)現(xiàn)高精度的自動(dòng)調(diào)節(jié),以便達(dá)到客戶設(shè)定的溫濕度目標(biāo)值。另外,系統(tǒng)還要處理較多的控制參數(shù)設(shè)定及合理范圍限制,顯示輸入/輸出狀態(tài)和機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警信息。要完成這樣的調(diào)控要求,不僅要求PLC本身功能強(qiáng)大,還需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行復(fù)雜的PLC編程和系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。從機(jī)組體積上考慮,要求控制系統(tǒng)具有較小的體積;還要保證高性能的前提下,要盡量降低系統(tǒng)的總的成本。選擇西門(mén)子CPU226和臺(tái)灣HITECH人機(jī)界面,不但滿足系統(tǒng)控制要求,而且性價(jià)比比較高。機(jī)組達(dá)到控制精度要求,并且運(yùn)行穩(wěn)定可靠,獲得用戶的好評(píng)。缺點(diǎn)是由于壓機(jī)是定頻壓機(jī),負(fù)荷的大小不能調(diào)整;電加熱是分段控制,同樣不能無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),控制精度不能做到更高?！?/p>

(作者單位:山東格瑞德中興空調(diào)有限公司)