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智能建筑中央空调PLC控制系统的设计
加入时间:2004-11-9 16:30:27   浏览次数:3252
1 引言
  随着我国经济的不断发展,社会高度信息化,新的高科技技术不断应用到建筑中,使得建筑的智能化已成为一种发展的必然趋势。众所周知,智能建筑主要由建筑设备自动化系统(BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。智能建筑也往往是从建筑设备自动化系统开始。本文主要阐述,智能建筑中的中央空调(冷冻站)系统的PLC控制设计。

2 系统及工艺简介
  现介绍如下:通常大型建筑都有两套(或两套以上)中央空调系统,由三台冷却水泵、三台冷冻水泵、两台冷却塔风机、两台冷水机组等主要设备组成两套制冷系统,其中冷水机组是由设备生产厂成套供应的。它一般是根据空气调节原理及规律等由微处理器自动控制的。冷水机组由压缩机、冷凝器与蒸发器组成。压缩机把制冷剂压缩,压缩后的制冷机进入冷凝器,被冷却水冷却后,变成液体,析出的热量由冷却水带走,并在冷却塔里排入大气。液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器蒸发吸收热量,使冷冻水降温,然后冷冻水进入冷风机盘管吸收空气中的热量。
        如此循环不已,把建筑物里的热量带出,达到降低环境温度的目的。因此,中央空调冷冻站系统的工艺控制要求为:
  (1)测量冷冻水供回水温度及流量,从而计算空调实际的冷负荷,根据实际的冷负荷来决定冷水机组的开启台数,达到最佳节能状态。
  (2)各设备的程序联动
  启动:冷却塔风机冷却水泵冷冻水泵冷水机组。
  停止:冷水机组冷冻水泵冷却水泵冷却塔风机。
  当其中一台冷却水泵/冷冻水泵出现故障时,备用冷却水泵/冷冻水泵会自动投入工作。
  (3)测量冷冻水系统供回水管的压差△P=P1-P2控制其旁通阀(TV)的开口度,使其维持压差。

3 PLC应用
  中央空调冷冻站控制系统有3种控制方式:早期的继电器控制系统、直接数字式控制器DDC以及PLC(可编程序控制器)控制系统。继电器控制系统由于故障率高,系统复杂,功耗高等明显的缺点已逐渐被人们所淘汰,直接数字式控制器DDC虽然在智能化方面有了很大的发展。但由于DDC其本身的抗干扰能力问题和分级分步式结构的局限性而限制了其应用范围。相反,PLC控制系统以其运行可靠、使用与维护均很方便,抗干扰能力强,适合新型高速网络结构这些显著的优点使其逐步在智能建筑中得到广泛的应用。

3.1   PLC的选型及设置
  为了满足以上所介绍的空调工艺要求,整个控制系统需要可编程序控制器的输入、输出点分别是112点和32点,其中模拟量输入、输出为6点和4点。根据PLC的I/O原理使用原则,即留出一定的I/O点以做扩展时使用,以及系统设计中实际所需的I/O点数。选用华光电子工业有限公司的SU-5/B型。
  主  机:SU-5/B
  输入模块:U-25N、U-01AD
  输出模块:U-05T、U-01DA
  这种机型的I/O点数为256点,有RS-422通讯端口,其编程指令有143条,并配有相应的编程软件S-62P,不仅可以通过手持编程器对其编程。而且可以通过PC机对其进行编程输入。该软件还能在PLC运行时监控其运行状况。
3.2   软件设计
  1#、2#制冷系统的启动/停止是用于制冷系统的手动启动/停止控制。也可以通过温度设定,依据冷负荷的需要自动开启制冷系统。每台设备均设有自动、手动、备用三种运行状态,自动用于联锁集中控制;手动用于调试或检修;备用状态用于热备用。
  三台水泵二工一备。其中备用泵循环轮换,提高设备的保养率。
  各台设备按工艺要求顺序自动启动/停止时,采用每台设备启动后经15s左右延时,再启动下一台设备。一是考虑水泵稳定运行有个过程,二是避免数台电动机同时启动,冲击变压器,影响供电质量。
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