HOLLiAS-LEC G3 PLC在中央空調中的應用

1、概述
　　中央空調是對建筑物內空氣進行調節的專用系統，它通過對風機、閥門、泵等設備的開、關及連續調節來控制室內溫度、濕度，使之滿足一定要求，從而提高人體的舒適度。隨著人們生活水平的不斷提高，越來越多的大、中型建筑采用中央空調系統，以達到夏季致冷、冬季取暖的目的。
　　為提高中央空調系統的經濟性、可靠性及可維護性，需采用控制產品對中央空調系統的各個設備進行控制。早期的中央空調控制器多為就地式專用控制器和DDC控制器，它們具有控制功能簡單、不易聯網及信息集成度不高等缺點。隨著計算機技術、控制技術和網絡技術的發展，現在的中央空調系統都傾向于采用先進、實用、可靠的可編程控制器(PLC)來進行控制。本文介紹用和利時公司小型一體化PLC產品HOLLiAS-LEC G3控制中央空調的實例。
2、控制系統介紹
　　煙臺荏原空調設備有限公司為一建筑面積2.5萬平方米的辦公樓提供了一套中央空調系統，該中央空調系統包括1250000kcal/h蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機3臺、吊頂式新風空調器11臺、立式空氣處理機組18臺、風機盤管327臺、管道式通風扇180臺、消聲型管道斜流風機2臺、吊頂式空氣處理機組32臺。該中央空調系統的全套控制產品采用和利時公司生產的G3系列小型一體化PLC，應用40點的晶體管輸出型CPU模塊LM3108和其它擴展模塊。
2.1系統組成
控制系統包括上位機集中監控和各機組本地PLC控制兩部分。
　　上位監控系統由一臺計算機和相應的監控軟件組成，用于監控各機組的運行參數，并對PLC發出各種控制指令，以控制三臺機組的協調運行。上位組態軟件選用和利時公司的組態軟件Focsoft3.1，上位機通過RS-485串口與各機組的PLC進行聯網。上位機不僅顯示各機組的運行參數及狀態，還保存相關歷史數據。
　　各機組PLC的I/O點數均為DI 20點、DO 20點、AI 14點、AO 1點，PLC在數據采集的基礎上對相關設備發出控制指令，控制各機組的安全、經濟運行。同時，PLC將機組運行數據實時送往與之連接的人機界面(HMI)和上位監控計算機。另外，PLC需接收上位計算機的協調控制命令。
　　為了滿足以上控制要求，每套PLC包括一個40點CPU模塊LM3108、一個8點DO模塊LM3220、4個4點AI模塊LM3310和1個2點AO模塊LM3320。CPU模塊自帶2個串行通訊口，一個串口(RS-232)用于連接人機界面，采用標準的Modbus從站協議。另一個串口(RS-485)組成網絡，與上位監控機進行通訊。
3、控制系統主要功能與特點
3.1 系統功能
　　上位機監控系統主要完成對工藝參數的檢測、各機組的協調控制以及數據的處理、分析等任務，下位PLC主要完成數據采集、現場設備的控制及連鎖等功能。
◆ 數據顯示
顯示3臺機組的運行參數，包括冷水出口溫度、冷水入口溫度、冷卻水出口溫度、冷卻水入口溫度、蒸汽壓力、蒸汽閥門開度，以及溶液泵、冷劑泵等所有屏蔽泵的運行狀態和各種故障報警的詳細信息。
◆ 歷史數據的存儲及檢索
對重要的數據進行在線存儲，數據的存儲時間最長為10年。可以通過歷史報表或者歷史趨勢曲線的方式檢索歷史數據。
◆ 控制
根據設定的參數，并考慮經驗運行數據，PLC應用反饋數據 (如室內溫度)進行PID調節，以保證運行參數滿足系統要求。控制系統有三種運行方式：就地手動、軟手動和自動。就地手動就是通過就地手動操作設備對機組進行控制，軟手動是通過PLC對機組進行手動控制，自動則是根據編好的控制程序自動控制相關設備的啟、停及調節量。采用程序控制方式，杜絕冷劑污染，有效便捷地實現冷水、冷卻水的變頻控制。通過有效合理地開、停控制，達到啟動速度快、停機時間短的目的，即能節省能耗，還能避免結晶，從而提高中央空調系統的安全性和經濟性。
◆ 連鎖與保護
各機組相關設備的啟、停具有一定的連鎖關系和時間順序，該功能由PLC的連鎖程序完成。同時，為保證機組的可靠運行，對相關參數的越限采取保護措施，如冷水、冷卻水與機組的連鎖控制、冷卻水系統與冷卻塔的連鎖控制等。
3.2 系統特點
◆ 靈活性
本控制系統選用和利時公司的小型一體化PLC代替傳統空調主機控制系統中的單片機，較大程度地提高了系統配置及控制的靈活性，能更好地滿足不同用戶的不同需求。同時，明顯縮短了程序開發周期。
◆ 高可靠性
控制核心HOLLiAS-LEC G3 PLC能夠在惡劣的環境中長期可靠、無故障運行，并且易接線、易維護、隔離性好、抗腐蝕能力強，能適應較寬的溫度變化范圍，平均無故障時間間隔(MTBF)大于15年。
◆ 強大的功能
HOLLiAS-LEC G3 PLC的編程語言遵從IEC61131-3標準，易學、易懂、易用。除了具備傳統PLC的助記符和梯形圖編程功能外，還具有結構化語言和順序功能圖編程功能。PLC提供各種功能模塊，包括各種通訊功能選擇、通訊參數設置，以及可以具體到某年、某月、某日、某個時刻的多種定時器和超長定時器等，方便了各種功能的實現，有利于縮短開發周期和節省程序容量。
◆ 優良的開放性
上位軟件Focsoft3.1支持DDE、OPC、ODBC、SQL，并提供豐富的API編程接口，方便接入其它系統。
4、結束語
　　以PLC為核心的高可靠的監控系統實現了對空調主機的控制及三臺主機之間的協調控制，具有先進、可靠、經濟、靈活的顯著特色。