關(guān)于電氣自動化在中央空調(diào)中應(yīng)用的分析

蘇 朋

（海南師范大學(xué)，海南 ?？?570100）

隨著經(jīng)濟的進步，人們生活水平提高，空調(diào)開始成為人們生活中的必需品。中央空調(diào)屬于大功率設(shè)備，通常采用380V三相電壓供電。當(dāng)然，空調(diào)在帶給人們方便的同時，其電能浪費問題，其安全問題也普遍存在。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用則很好地解決了這一問題。為了進一步明確電氣自動化在中央空調(diào)節(jié)電中的作用，文章以PLC控制器為例進行了具體的說明。

1 中央空調(diào)電氣自動化的必要性

中央空調(diào)的控制模式過于簡單，檢測效率過低，同時造成大量的電能浪費是其實施電氣自動化控制模式的根本原因。傳統(tǒng)中央空調(diào)采用簡單的遠(yuǎn)程監(jiān)控甚至手動模式，這樣給空調(diào)的控制帶來了極大的麻煩，并且延長了中央空調(diào)工作時間，造成了不必要的電能浪費。另外，通過人工對中央空調(diào)的安全問題和性能問題進行檢測存在著漏洞，效率也較低。隨著技術(shù)的發(fā)展，中央空調(diào)的控制方式經(jīng)歷了繼電器控制、數(shù)字控制器控制和PLC控制階段。其中繼電器控制在空調(diào)使用初期起到了十分積極的作用，但隨著科技的進步，繼電器的空間浪費問題逐漸呈現(xiàn)出來。同時，繼電器極易出現(xiàn)粘連現(xiàn)象造成空調(diào)設(shè)備故障，無法運行。為了減少空間，數(shù)字控制器（DDC）開始應(yīng)用，DDC實現(xiàn)了空調(diào)的一對一控制，減低了占有空間，操作方便。但是DDC控制方式也存在著一定的問題，如抗干擾能力弱，具有較強的針對性且很難移植。這樣DDC的普及就成為最大問題。而PLC具有更加優(yōu)良的性能，很少發(fā)生故障、安全系數(shù)較高，并且節(jié)約能源，也解決了DDC需要重新設(shè)計的問題，因此其在中央空調(diào)中的應(yīng)用也就成為必然。

2 中央空調(diào)PLC控制原理

2.1 中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)中PLC控制的作用

中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)是以變頻器為主要控制裝置，以主接觸器、檢測器以及水泵機組為控制對象的封閉控制系統(tǒng)。其主要原理為利用電壓信號對水泵機組的溫度和運轉(zhuǎn)速度進行控制。以S7200PLC控制系統(tǒng)為例，其主要由CPU226、模擬量輸入和輸出三個模塊組成。其中PLC控制元件為繼電器或接觸器。通過開關(guān)發(fā)出的信號判斷系統(tǒng)狀態(tài)，并利用輸出模塊實現(xiàn)系統(tǒng)控制。

2.2 PID 調(diào)節(jié)控制

PID調(diào)節(jié)控制是電氣自動化在中央空調(diào)中的應(yīng)用之一，其發(fā)展時間和應(yīng)用時間較長。PID以溫度控制為主，操作簡單且適用面廣。所謂PID調(diào)節(jié)就是在反饋理論指導(dǎo)下的比例、微分和積分控制。PLC技術(shù)的出現(xiàn)使PID調(diào)節(jié)無需自己設(shè)計電路，可實現(xiàn)自動編程，完成溫度控制調(diào)節(jié)。

2.3 中央空調(diào)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

中央空調(diào)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)就是通過遠(yuǎn)程計算機實現(xiàn)對現(xiàn)場的監(jiān)控和管理。將遠(yuǎn)程監(jiān)控計算機與現(xiàn)場通過網(wǎng)絡(luò)進行鏈接，就可以對設(shè)備的運行狀態(tài)、安全隱患等問題進行實時監(jiān)控。監(jiān)控過程會產(chǎn)生一系列的數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行自動處理和分析，或?qū)F(xiàn)場數(shù)據(jù)輸送給遠(yuǎn)程設(shè)備，實現(xiàn)對中央空調(diào)現(xiàn)場的控制。中央空調(diào)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)是其核心，主要由監(jiān)控計算機系統(tǒng)、現(xiàn)場控制器和CAN總線適配卡組成。中央空調(diào)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)又稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，其具有先進性和優(yōu)越性，是目前中央空調(diào)管理控制自動化的主要手段。

中央空調(diào)系統(tǒng)龐大，易出現(xiàn)故障，因此需要妥善的管理。簡單的人工管理顯然無法滿足其需要，不但效率低，而且會浪費大量的人力、財力。因此，自動化控制的應(yīng)用也成為其必然要求。遠(yuǎn)程監(jiān)控自動化管理技術(shù)已經(jīng)在空調(diào)管理中開始普及，實踐證明，這種管理方式更具先進性，節(jié)約了大量的資源且效率較高。目前，中央空調(diào)的自動化管理模式很多，其中集散控制系統(tǒng)，（DCS）應(yīng)用廣泛，效果明顯。DCS以計算機作為監(jiān)控操作平臺，將具體通訊協(xié)議支持的現(xiàn)場設(shè)備通過TCP/IP、485等協(xié)議與計算機終端鏈接，需要注意的是總線必須設(shè)置與該協(xié)議適應(yīng)的模塊?？傊?，通過總線與現(xiàn)場設(shè)備的鏈接完成控制過程，通過計算機設(shè)備顯示現(xiàn)場運行狀況。隨著科技的進步，這種遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的形式更多、功能更強大。如昆侖動態(tài)人機界面檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)了語言與圖像的結(jié)合，其故障排查以及相關(guān)控制功能更強，系統(tǒng)更易發(fā)現(xiàn)中央空調(diào)運行中出現(xiàn)的問題并做出對應(yīng)的反映。隨著科技的發(fā)達，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)直接解決復(fù)雜故障也將成為現(xiàn)實。以中央空調(diào)風(fēng)機控制為例，系統(tǒng)會呈現(xiàn)其形態(tài)和運行轉(zhuǎn)數(shù)等，方便易懂。

3 總結(jié)

科技的發(fā)達使人們的生活水平提高，人們對自動化等高科技的要求也成為現(xiàn)實。傳統(tǒng)的空調(diào)管理和運行在給人們生活帶來方便的同時，也存在著相應(yīng)的管理困難。近年來，中央空調(diào)進行了技術(shù)革新，逐漸實現(xiàn)了電氣自動化管理。目前主要的方式為PLC智能控制系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對現(xiàn)場故障的排查，大大提高了空調(diào)的管理效率，降低了資源浪費。

[1]郭永吉.PLC在中央空調(diào)改造系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電氣自動化,2011(9).

[2]程花蕊,董生懷,徐玉黨.基于PLC的中央空調(diào)控制系統(tǒng)[J].周口學(xué)院學(xué)報,2011(22).