何志華

摘要：智能建筑中采用中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)對樓宇內(nèi)部溫度進行控制，以往的控制方法已不適應新時代的要求，中央空調(diào)的監(jiān)控系統(tǒng)由組態(tài)軟件結合控制器所代替。文章從力控組態(tài)軟件出發(fā)，對中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的組成部件及功能進行了分析，探討了基于可編程邏輯控制器與力控組態(tài)軟件下的中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)設計。

關鍵詞：可編程邏輯控制器；力控組態(tài)軟件；中央空調(diào)監(jiān)控；系統(tǒng)設計

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）15-0024-02

1 力控組態(tài)軟件介紹

力控組態(tài)軟件是由國內(nèi)某科技公司研發(fā)出的監(jiān)控組態(tài)軟件，運用功能框圖建立組態(tài)界面，主要是用于收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，對整個操作過程進行控制，以便實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運行的目的。力控組態(tài)軟件具有研發(fā)簡便、可行性強、數(shù)據(jù)庫強大、高性能、及時等特點，其功能比較強大，具體可表現(xiàn)為報警功能、信息處理功能、離線信息存儲、數(shù)據(jù)恢復功能、報表設計靈活、操作圖層多等。

力控組態(tài)軟件的監(jiān)控系統(tǒng)各項控制功能由主控制生成器完成，其主控制器由多個功能塊組成，例如程序控制功能塊、數(shù)學運算功能塊、邏輯功能塊、控制算法功能塊、變量功能塊等基本功能塊，控制生成器工作界面可見下圖1。

多個功能塊如上圖左側所示，右側為PID控制回路，由一個可編程邏輯控制模塊與兩個變量功能塊組成，組態(tài)工具可對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集并作分析、處理，保證自動控制系統(tǒng)監(jiān)控方式的靈活性，操作界面簡單便于用戶使用。本次試驗的組態(tài)軟件應用語言為C++語言，以便實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的功能性與可行性，組態(tài)軟件可與多項硬件設備連接起來，采用通信接口結合可編程邏輯控制器，完成系統(tǒng)間的信息交流與互換，保證計算機系統(tǒng)與控制器的硬件接口，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的集成。

2 中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的組成部件及功能

隨著科技與時代的進步，計算機技術隨之得到大力發(fā)展，使硬件成本得到減少，其功能性得到增強，在生產(chǎn)控制系統(tǒng)中得到大量的使用。DCS是一項多技術集成的控制系統(tǒng)，其中涉及到計算機、控制、通信網(wǎng)絡等技術的融合，其結構也相對合理，功能性更高，運用計算機可實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集、實時監(jiān)控等，保證生產(chǎn)效率與質量的提高。采用組態(tài)工具中的圖像編輯功能，便于完成系統(tǒng)功能的模塊化組態(tài)，滿足了多環(huán)境下的控制要求及算法，保證控制系統(tǒng)安全的運行與調(diào)試。集散控制系統(tǒng)還可對現(xiàn)場過程進行記錄，運用網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)上傳至控制中心，便于計算機對其作出處理與控制，計算機控制系統(tǒng)組成結構圖可見下圖2。

下面是計算機控制系統(tǒng)的主要功能，當圖形界面的處理完成后，上位監(jiān)控主機就可顯示出實時的現(xiàn)場數(shù)據(jù)并將其進行存儲，隨之建立起存檔記錄，運用組態(tài)系統(tǒng)遠程控制現(xiàn)場控制系統(tǒng)，對現(xiàn)場進行實時監(jiān)控和參數(shù)調(diào)節(jié)?，F(xiàn)場控制器即可編程邏輯控制器，其主要用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集與控制，采用串行通訊總線與主機建立信號交換，將收集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳送至上位監(jiān)控主機，并接收下達的控制指令。

控制系統(tǒng)的傳感器可分為溫度傳感器、CO2濃度傳感器、濕度傳感器，可對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行測量，并上傳給現(xiàn)場控制器，其測試信號是模擬量數(shù)據(jù)，因此，還需經(jīng)A/D轉換模塊轉化，才能將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸給現(xiàn)場控

制器。

現(xiàn)場被控對象有制循環(huán)水泵、風機啟?？刂?、風閥開度、水閥開度等，開關型控制可連接現(xiàn)場控制器，模擬性控制的控制信息需要經(jīng)D/A轉換模塊轉換為電信號，再由執(zhí)行器對信號大小進行判斷，才能對其作出

處理。

3 中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)設計

中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)由變量定義、系統(tǒng)界面、數(shù)據(jù)庫連接、通信模塊設計這四個部分組成，首先要對其系統(tǒng)界面進行設計，由于監(jiān)控界面窗口主要功能是為用戶提供簡便的監(jiān)控操作，是整個監(jiān)控系統(tǒng)的運行基礎。監(jiān)控系統(tǒng)界面可分為空調(diào)機風管系統(tǒng)窗口、主系統(tǒng)監(jiān)控窗口、報表窗口、PID數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)窗口，空調(diào)風管系統(tǒng)窗口界面可見下圖3。

運用組態(tài)軟件時需要對所有的變量進行定義，下面具體介紹了變量定義的操作流程。首先在瀏覽器樹型目錄中找到數(shù)據(jù)詞典，選中并新建圖標，系統(tǒng)就會自動彈出變量屬性對話框，其次根據(jù)實際需求對每一變量進行定義。為了保證數(shù)據(jù)的實時顯示，通過動畫連接，使界面圖素、數(shù)據(jù)庫變量形成對應關系，當監(jiān)測界面顯示出來后，運用圖片儀表輸入模擬顯示值，選中輸入的文字就可彈出動畫連接對話框，找到模擬值輸出并選中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫變量的動畫連接。組態(tài)工具具有訪問功能，可通過訪問接口與外部數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換，其具體操作如下，在外部建立數(shù)據(jù)庫，并將其保存在存儲介質中，運用計算機系統(tǒng)監(jiān)測面板中的管理工具建立數(shù)據(jù)源，然后在目錄顯示區(qū)中找到SQL訪問管理器，選中并打開表格模板，在工程目錄內(nèi)容顯示區(qū)建立圖標，根據(jù)表格模板的對話框對需要的字段作定義，完成表格模板的新建，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫格式的定義。最后創(chuàng)建記錄體、數(shù)據(jù)庫表格，在數(shù)據(jù)庫中新建所需格式的表格，修改后綴詞，并將文件保存在存儲介質中。

通訊模塊有利于組態(tài)工具與現(xiàn)場控制器間的數(shù)據(jù)交換，當硬件連接完成后，可自行定義外部設施的各項變量，保證組態(tài)軟件參數(shù)與現(xiàn)場控制器參數(shù)的相同，實現(xiàn)組態(tài)工具與外部設施的數(shù)據(jù)交流，如果通訊參數(shù)不相同，通訊連接則失敗。

為了保證設計系統(tǒng)的安全有效，還需對其進行檢驗和改進，使監(jiān)控系統(tǒng)更加合理與完善，在后期系統(tǒng)運行的過程中，通過不斷的調(diào)試與試驗，使其功能性更高，監(jiān)控系統(tǒng)運行的可靠程度更高。后期監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能包括生成數(shù)據(jù)庫、實時監(jiān)控現(xiàn)場參數(shù)、控制風閥開度等，后期監(jiān)控系統(tǒng)運行界面上可直接反映出現(xiàn)場過程的運行參數(shù)，例如房間入口溫度、風口實時溫度、房間出口溫度、風閥的開度、空氣處理設備出口溫度等，由系統(tǒng)自動將收集的數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，并對其進行處理和分析，根據(jù)監(jiān)測實時的各項數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進行分類存儲，便于日后查詢。監(jiān)測系統(tǒng)可事先利用設計模塊，對各風閥的開度進行調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)的傳感器完成對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的測量后，需經(jīng)A/D轉換模塊轉化并上傳給現(xiàn)場控制器，與設定溫度進行對比，計算出偏差率，根據(jù)預先設置的PID控制算法程序計算出控制量，然后根據(jù)控制量調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥的開度，以便實現(xiàn)對水量的調(diào)整。

4 結語

綜上所述，基于PLC和力控組態(tài)軟件設計的中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可對監(jiān)控現(xiàn)場各項參數(shù)進行控制，還可調(diào)節(jié)設備的運行狀態(tài)，將各項測試參數(shù)直接反映在主控制界面中，以便操作人員實時了解到各設備的運行情況。此監(jiān)控系統(tǒng)可實時檢測和收集數(shù)據(jù)，還可對異常運行或非正常操作發(fā)出警告，并將警告歷史信息記錄下來，便于日后對系統(tǒng)進行調(diào)試。本系統(tǒng)考慮到后期運行設計了循環(huán)泵、閥門控制、變頻聯(lián)動控制、系統(tǒng)報表等多項功能，隨著時代的發(fā)展，中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)應用前景還會更加廣泛。

參考文獻

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