馬桂鳳

恒溫恒濕機是在對溫濕度要求較高的場合中發(fā)展起來的空氣調(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,對供風(fēng)設(shè)備的設(shè)計、制造要求有更高的精度。選用S7-200PLC作為恒溫恒濕機的主控單元,完成機組的試制工作,控制系統(tǒng)精度:溫度≤1 ℃,濕度≤5%。

1 控制系統(tǒng)的硬件配置

機組是雙壓機控制系統(tǒng),2臺壓機和2臺冷凝風(fēng)機,1臺送風(fēng)機,2段電加熱器,1個比例控制加濕器。經(jīng)過多種選型方案比較,選用西門子S7-200PLC作為主控單元,結(jié)合適當(dāng)?shù)碾姎庀到y(tǒng)設(shè)計,完全能夠滿足機組當(dāng)時和以后系統(tǒng)軟件升級的要求,硬件配置:主機模塊CPU226(繼電器型),模擬量模塊EM235,人機界面HITECH PSW6600S-S,開關(guān)電源各一只,加濕器控制板一套。

2 輸入和輸出點的配置

2.1 輸入點I0.0 送風(fēng)機過載;I0.1 送風(fēng)機過熱;I0.2 濾網(wǎng)氣流開關(guān);I0.3 遠程開關(guān);I0.4 1#冷凝風(fēng)機過載;I0.5 1#冷凝風(fēng)機過熱;I0.6 1#壓機過載;I0.7 1#壓機過熱;I1.0 1#壓機高壓;I1.1 1#壓機低壓;I1.2 2#冷凝風(fēng)機過載;I1.3 2#冷凝風(fēng)機過熱;I1.4 2#壓機過載;I1.5 2#壓機高壓;I1.6 2#壓機低壓;I1.7 加熱器過熱;I2.0 加濕器故障。

2.2 輸出點Q0.0 機組故障;Q0.1 送風(fēng)機;Q0.2 1#冷凝風(fēng)機;Q0.3 1#壓機;Q0.4 2#冷凝風(fēng)機;Q0.5 2#壓機;Q0.6 1#電加熱;Q0.7 2#電加熱;AQW0 加濕器控制信號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,即保證溫度先達到設(shè)定溫度后,再考慮除濕過程的啟動。除濕過程中,若溫度偏離設(shè)定溫度,則開電加熱進行分組補償。通過這樣的控制,使房間溫濕度恒定在設(shè)定值附近。2)具有故障檢測與報警功能,能查詢當(dāng)前故障和歷史故障記錄。3)具有現(xiàn)場/遠程控制選擇、定時控制功能,能自動開關(guān)機組。4)根據(jù)實際運行時數(shù),2臺壓機具有輪值功能。5)系統(tǒng)和壓機的保護功能齊全。

3.2 觸摸屏HITECH要求能查看系統(tǒng)輸入/輸出點狀態(tài);能查看當(dāng)前報警和歷史報警;顯示實際的回風(fēng)溫度、濕度值;對溫濕度、時間等參數(shù)能進行設(shè)定;能啟動/停止機組運行,并能進行定時設(shè)定。

4 程序設(shè)計及主要功能

4.1 程序設(shè)計1)系統(tǒng)按照功能設(shè)計為主程序及5個子程序。2)主程序由初始化、機組啟動、機組停機、壓機依運轉(zhuǎn)時數(shù)確定啟動順序以及實時處理子程序組成。3)子程序包括溫度和濕度的采樣及模擬量計算、1#壓機控制、2#壓機控制、故障報警處理、定時控制、濕度控制。

4.2 主要功能1)空調(diào)用戶可通過人機界面設(shè)定房間溫度和濕度,查看機組實際運行狀態(tài),包括壓機、加熱器和加濕器的運行狀態(tài)等。2)維修人員可通過人機界面查看輸入/輸出點的實際狀態(tài)。3)通過EM235實時監(jiān)測實際的溫濕度,顯示在人機界面上。4)程序根據(jù)房間的實際溫濕度與濕度設(shè)定值比較,通過計算決定系統(tǒng)是制冷、除濕、加濕和加熱。根據(jù)2臺壓機的運行時數(shù)決定哪臺壓機先啟動,哪臺壓機停機。5)保護功能:程序適時監(jiān)測各保護點的輸入狀態(tài),送風(fēng)機過熱和過載保護異常時,停止機組運行;冷凝風(fēng)機過載和過熱異常時,對應(yīng)的壓機和冷凝風(fēng)機停止運行;壓機的高低壓、過載過熱異常時,相應(yīng)的壓機停止運行;電源異常時停止機組運行;壓機再次啟動時,具有防頻繁啟動功能,程序適時監(jiān)測壓機的停機時間,與設(shè)定時間比較,時間到后才允許壓機再次啟動。6)定時功能:適時監(jiān)測定時選擇鍵的有效性,并監(jiān)測時間是否到達用戶設(shè)定時間,控制機組的自動啟動和停機,各種保護功能同樣有效。

5 總結(jié)

機組的主要控制對象是客戶房間的空氣溫濕度,要求實現(xiàn)高精度的自動調(diào)節(jié),以便達到客戶設(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)和機組運行狀態(tài)、報警信息。要完成這樣的調(diào)控要求,不僅要求PLC本身功能強大,還需要設(shè)計人員進行復(fù)雜的PLC編程和系統(tǒng)硬件設(shè)計。從機組體積上考慮,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。選擇西門子CPU226和臺灣HITECH人機界面,不但滿足系統(tǒng)控制要求,而且性價比比較高。機組達到控制精度要求,并且運行穩(wěn)定可靠,獲得用戶的好評。缺點是由于壓機是定頻壓機,負荷的大小不能調(diào)整;電加熱是分段控制,同樣不能無級調(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)