PLC在冰蓄冷空调机组的应用

赵林燕

(瑞冬集团股份有限公司,山东 德州 253000)

PLC在冰蓄冷空调机组的应用

赵林燕

(瑞冬集团股份有限公司,山东 德州 253000)

冰蓄冷技术是重要节能手段.根据市场需求及公司发展需要,公司决定立项开发冰蓄冷技术.针对冷蓄冰空调系统,设计了一套基于PLC控制蓄冰空调的系统,本文对其硬件构成和软件实现做了介绍.同时主要研究的是基于SIEMENS S7-200系列的PLC在蓄冰工况的应用.在软件设计中,分析了各模块的功能,给出了蓄冰工程流程框图.在硬件设计中,分析了控制系统一般硬件的组成和扩展方法.

PLC;空调系统;监控;冰蓄冷

冰蓄冷是我国电力移峰填谷、提高电网用电负荷率、改善电力投资综合效益和减少CO2硫化物排放量来保护环境的重要方式.根据市场需求及公司发展需要,公司决定立项开发将冰蓄冷的方式运用到空调系统中.

1 冰蓄冷空调系统的整体设计方案

将冰蓄冷方式应用到空调系统之中的设计原理.冰蓄冷这门技术是中央空调技术的发展方向.在实际的运行过程中,主要是通过在夜晚时用电设备所消耗的整体功率达到最低状态时用电力制冰,并且将冰在存放装置中进行存放,而在日间的使用过程中将冰进行融化产生冷气,通过这种新型的技术可以使在白天用电设备消耗的功率过高的时间段内,空调系统所应用的实际电量有效减少.在蓄冰空调系统实际运行时,制冷机的工作状态可以分为两种,也就是储存冰的工作状态以及制造冷气的工作状态.在储存冰的工况之中,低温乙二醇溶液经过制冷机的冷却操作之后进入到位于蓄冰装置内部的热交换器内部,使得蓄冰装置内部的水进行快速的冷却,并最终成为冰状,在这一个过程结束以后,在蓄冰装置内部的水就会基本上被冻结住.在对冰融化进行制冷的过程中,经过板式换热器进行热量交换后的乙二醇溶液再次送回原位,在夜晚用电设备所消耗的整体功率达到最低状态时继续使用.

蓄冰系统流程图如图1.

冰蓄冷系统主要由双工况制冷主机、冷却水泵、板换二次侧冷冻水泵、冷却塔、乙二醇泵、蓄冰装置、板式换热器、电动阀构成.冰蓄冷系统主要由双工况制冷主机、冷却水泵、板换二次侧冷冻水泵、冷却塔、乙二醇泵、蓄冰装置、板式换热器、电动阀构成.冰蓄冷系统采用主机上游串联双循环回路流程,该流程可以实现以下五种工作运行模式:双工况主机制冰模式、融冰单供冷模式、双工况主机单供冷模式、双工况主机与融冰联合串联供冷模式、系统待机模式.

图1 蓄冰系统流程图

2 控制编程

2.1 控制流程图(图2)

图2

2.2 PLC的硬件设计

综合分析西门子、欧姆龙、施耐德三种品牌PLC组件及其软件功能后,从开发简单、使用方便、组态灵活、功能强大几方面考虑选用了西门子的 SIMATIC S7-200系列PLC组件.

(1)详细I/O分配.表1中列出了每种受控设备进入程控系统的信号情况,程控系统以此作为系统配置和控制功能设计的依据和出发点.

表1 数字量信号的分配点

(2)模拟量分配如表2.模拟量转换计算,例如温度传感器,-10~60℃与4~20mA相对应,以T表示温度值,AIW0为PLC模拟量采样值,则根据上式直接代入得出:T=70X(AIW0-6400)/25600-10.

3 上位机人机界面设计

采用WINCC制作人机交互界面,主要画面由四个部分组成:开机画面、状态查询画面、用户设置画面、报警画面,如图3所示.

表2 模拟量信号的分配点

(1)触摸屏开机画面(操作面板).当点击"开机"键后,机组状态显示区将实时显示机组当前的状态.

图3

(2)开关量状态查询.按画面上方功能键"输入输出"进入系统输入输出状态查询界面,可以查看当前机组的所有输入输出状态.

(3)用户参数设置.按"用户参数"键,如果未登录,将提示权限不够,需点击"用户管理"进入用户管理界面,根据不同的操作权限选择不同的用户登录.点击"用户登录"按钮弹出用户管理对话框,输入正确用户名和密码后,再次点击用户参数,方可进入用户参数设定界面进行相关操作.

(4)报警查询和记录.如果机组发生故障,可点击"当前报警"进入查询界面.待相关故障处理完毕后再进行复位操作.

4 结语

PLC技术已广泛应用于许多控制领域,尤其是在工业生产过程控制中,与其它控制器相比,具有无可比拟的优点.

本文介绍了一种基于PLC、上位机监控寓于一体,在设备布置上合理化、人性化,在程序编程上比较精简、细致化,价格较为低廉,功能较为实用.通过PLC在冰蓄冷空调系统中的应用,验证了PLC的可靠性,为楼宇自动系统的选型提供了思路,将来越来越多的PLC在冰蓄冷空调系统中的运用将日趋成熟.

[1] 范永胜、王岷.电气控制与PLC应用[M],北京:中国电力出版社,2007.

[2] 殷洪义.可编程控制器选择、设计与维护[M].北京:机械工业出版社,2002.5 240-243.

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1671-0711(2017)11(上)-0118-02