中央空調(diào)中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用探討

許芝洋

摘要：中央空調(diào)可以夏日給人們帶來涼爽、冬日則帶來溫暖，提高人們的生存質(zhì)量，目前被廣泛用于大型商場、辦公樓、酒店等。但是，另一方面，中央空調(diào)的效率低、耗能高等問題日益凸顯，不利于社會的健康、可持續(xù)發(fā)展。電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，將其用于中央空調(diào)中，可達(dá)到降低能耗的目的。本文先分析中央空調(diào)高耗能的原因，接著分析中央空調(diào)PLC控制原理，最后重點(diǎn)探討中央空調(diào)改造中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；中央空調(diào)；應(yīng)用

在社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下，人們的生活水平較以往明顯提升，中央空調(diào)廣泛進(jìn)入人們的日常生活中，進(jìn)一步提高了人們的生活質(zhì)量。但是，隨著中央空調(diào)的普及，隨即出現(xiàn)一系列問題：其一，耗電問題?？照{(diào)的運(yùn)行的過程中會耗費(fèi)大量的電力，尤其是在夏季，給電力資源帶來巨大的壓力。其二，安全問題。由于空調(diào)耗電量比較大，其線路的電壓也就隨之增大，如果遇到高溫環(huán)境，則極易引發(fā)安全事故，比如火災(zāi)，危害人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。其三，維護(hù)管理問題。當(dāng)中央空調(diào)出現(xiàn)故障時(shí)，由于其系統(tǒng)比較龐大，給維護(hù)修理帶來極大的困難。但是，應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)后，上述問題可以在很大程度上得到解決[1]。因此，對電氣自動(dòng)化在中央空調(diào)中的應(yīng)用進(jìn)行探討顯得十分必要。

一、中央空調(diào)高耗能的原因

中央空調(diào)的應(yīng)用大大方便了人們的生活，但同時(shí)也出現(xiàn)耗電問題、安全問題等。因此，在今后的發(fā)展中，要想解決上述問題，就需要找到中央空調(diào)高耗能的原因，在此基礎(chǔ)上采取有效的措施予以解決。

（一）控制模式靈活度低

在中央空調(diào)的運(yùn)行過程中，主要采取的遠(yuǎn)程控制模式，甚至?xí)r間稍久的中央空調(diào)采用手動(dòng)模式[2]。因此，在開機(jī)、停機(jī)操作中，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，需要有工作人員來操作。通常情況下，為了保障其作用的發(fā)揮，開機(jī)需要提前設(shè)置，在用戶到來前1h，在開始使用時(shí)，重要空調(diào)的負(fù)荷比較小，但此時(shí)卻打開了制冷量比較大的主機(jī)；在停機(jī)操作時(shí)，工作人員不能隨意操作，而是要等到所有用戶停止使用后再停機(jī)，中間差不多有30-45min時(shí)間，中央空調(diào)依然在工作，造成電能浪費(fèi)，同時(shí)也給工作人員帶來不便[3]。

（二）檢測效率低

就現(xiàn)階段的規(guī)定來看，為了保障中央空調(diào)的正常運(yùn)行，工作人員需要定期對機(jī)房進(jìn)行巡檢，通常情況下為隔幾小時(shí)，間隔時(shí)間最長可達(dá)1天。巡檢的內(nèi)容比較簡單，即室外天氣、主供同水管線的水溫，根據(jù)結(jié)果，工作人員對制冷機(jī)組的性能進(jìn)行判斷，看與末端負(fù)荷的壓力是否相符。另外，據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，在中央空調(diào)的運(yùn)行中，還存在水泵超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，降低中央空調(diào)的工作效率。由此可見，在中央空調(diào)的檢測工作中，效率比較低下。

二、中央空調(diào)PLC控制原理分析

（一）PLC控制的作用

為了達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)，在中央空調(diào)的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，采用的主要控制裝置是以變頻器為主，控制對象為主接觸器、水泵機(jī)組、檢測器，且屬于一種封閉控制系統(tǒng)[4]。從其原理來看，主要是通過電壓信號的作用，控制水泵機(jī)組的溫度、運(yùn)轉(zhuǎn)速度。比如S7200PLC，其組成包括三個(gè)模塊，即CPU226、模擬量輸入、模擬量輸入，在實(shí)際的運(yùn)行中，PLC控制元件為接觸器盒繼電器，借助開關(guān)發(fā)出的信號，對系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行判斷，并通過輸出模塊進(jìn)行控制。

（二）PID調(diào)節(jié)控制

電氣自動(dòng)化在中央空調(diào)的應(yīng)用中，PID調(diào)節(jié)控制是一個(gè)主要體現(xiàn)，具有較長的發(fā)展和應(yīng)用時(shí)間[5]。在實(shí)際的工作中，以溫度控制為主，在反饋理論的指導(dǎo)下，控制微分、積分等方面。PID調(diào)節(jié)控制具有多種優(yōu)勢，即適用性強(qiáng)、操作簡單。PLC技術(shù)的出現(xiàn)，促使PID調(diào)節(jié)更加便捷，即可無需自己設(shè)計(jì)電路，完成溫度控制調(diào)節(jié)。

（三）中央空調(diào)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

在中央空調(diào)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，包含兩個(gè)部分，即現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)（對現(xiàn)場情況進(jìn)行監(jiān)控）、遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)。通常情況下，前一個(gè)系統(tǒng)的作用比較大，它可以直接檢測、控制中央空調(diào)的現(xiàn)場設(shè)備。從現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的組成來看，主要包括現(xiàn)場控制器、CAN總線適配卡、現(xiàn)場監(jiān)控計(jì)算機(jī)。

中央空調(diào)系統(tǒng)比較龐大，一旦出現(xiàn)故障，不僅會影響人們的正常工作、生活等，而且還會給維護(hù)管理帶來難度。應(yīng)用PLC后，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)化管理，節(jié)約資源，且提高效率。

三、中央空調(diào)改造中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用

在中央空調(diào)的運(yùn)行中，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)約電力資源的目標(biāo)，需應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，對中央空調(diào)進(jìn)行改造。具體來講，需做好以下幾個(gè)方面的工作。

（一）做好現(xiàn)場勘查工作

對中央空調(diào)進(jìn)行改造時(shí)，需做好現(xiàn)場勘查工作，了解其實(shí)際情況。從表面上來看，該項(xiàng)工作比較簡單，但實(shí)際上卻非常重要，是確保改造工作順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。因此，在勘查現(xiàn)場時(shí)，工作人員需要認(rèn)真、仔細(xì)，詳細(xì)記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料，比如中央空調(diào)的相關(guān)參數(shù)、建筑的基本參數(shù)等。

（二）對供水管道進(jìn)行改造

供水管道是中央空調(diào)的一個(gè)重要組成部分，對水泵主機(jī)正常運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源目標(biāo)具有重要的影響。因此，對中央空調(diào)進(jìn)行改造時(shí)，需要滿足檢查記錄的需要，需改造供水管道。具體來講，可從以下方面入手：（1）將電動(dòng)蝶閥置于冷水凍及冷卻水之間；（2）結(jié)合實(shí)際情況，在條件允許的前提下，可獨(dú)立設(shè)置供水管道，一方面可以獲得良好的供水效果，另一方面，還有助于節(jié)約能源。另外，為了確保得到相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，比如冷水量的計(jì)算等，可以將溫度感應(yīng)器安裝在主管道處。

（三）設(shè)計(jì)改造路線

現(xiàn)階段，從水泵控制柜的基本構(gòu)造來看，廣泛采用的是停止、自動(dòng)、手動(dòng)三檔，同時(shí)還有本地啟停按鈕、故障指示燈、遠(yuǎn)程控制接線端子，運(yùn)行比較麻煩，效率也相對較低。但是，應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行改造后，通過計(jì)算機(jī)的PLC智能控制柜，一方面可以實(shí)現(xiàn)溫度、流量、設(shè)備信號的自動(dòng)化采集；另一方面，可以實(shí)現(xiàn)對主機(jī)、變頻水泵的節(jié)能控制。另外，在設(shè)計(jì)改造路線時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)程序、設(shè)備的雙重保護(hù)，應(yīng)盡量使用變頻與工頻的操作，最大程度上發(fā)揮中央空調(diào)系統(tǒng)的作用。

（四）智能控制軟件設(shè)計(jì)

在改造中央空調(diào)時(shí)，未成形的樓宇來講比較容易，但是，對于已經(jīng)成型的樓房來講，則難度比較大。究其原因，主要是難對樓宇的基礎(chǔ)設(shè)施做出比較大的改變。鑒于此，要想實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)的有效改造，只能通過控制電柜、溫度傳感器、計(jì)算機(jī)、變頻器等設(shè)備，促使中央空調(diào)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)冷源系統(tǒng)，并且達(dá)到節(jié)能、智能的目的。

在冷源系統(tǒng)中，要想確保其可以智能運(yùn)行，關(guān)鍵在于PLC。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，PLC的工作比較簡單，即對采集到的冷量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，然后借助監(jiān)控軟件的作用，處理、反應(yīng)得到的數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成數(shù)據(jù)報(bào)表，充分結(jié)合已有的數(shù)據(jù)，獲得最佳參數(shù)，從而促使冷源系統(tǒng)可以高校、節(jié)能地運(yùn)行。

結(jié)束語

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用下，人們的生活水平顯著提高。但是，傳統(tǒng)的中央空調(diào)運(yùn)行出現(xiàn)一系列問題，對社會的可持續(xù)、健康發(fā)展具有不良影響。鑒于此，需要應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，對中央空調(diào)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、智能化控制目的。近年來，電氣自動(dòng)化被廣泛用于中央空調(diào)中，一定程度上降低了資源浪費(fèi)，有利于社會的良好發(fā)展。

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