永宏 PLC 在 空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用

文:臺灣永宏電機(jī)·上海范堤商貿(mào)·廈門永陞科技 游杰2020年第四期

導(dǎo)語:本文主要闡述了永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用,該設(shè)備適用于樓宇空調(diào)系統(tǒng)的控制;設(shè)備主要使用PLC作為控制系統(tǒng),采用施耐德的盤管溫控器作為控制結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)空調(diào)的溫度、工作模式以及風(fēng)量大小。

1 行業(yè)介紹

空調(diào)控制系統(tǒng)(Air Conditioning Control System)是依據(jù)組態(tài)王與PLC通訊,PLC通過擴(kuò)展的通訊口分別于房間的空調(diào)控制面板通訊,最后通過每個房間的面板來控制該房間的空調(diào),使整個樓程的空調(diào)控制集成在一個控制界面的系統(tǒng)(如圖1)。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用1.jpg

圖1 空調(diào)控制系統(tǒng)

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 方案背景

該空調(diào)控制系統(tǒng)之前使用的系統(tǒng)方案為房間單獨(dú)通過面板控制;由于這種控制樓程的物業(yè)沒有辦法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理,同時造成很多不必要的浪費(fèi),客戶希望可以通過授權(quán)給物業(yè)的管理員,讓管理員來統(tǒng)一管理空調(diào)的開放時間、設(shè)定溫度以及空調(diào)的工作模式設(shè)定等??照{(diào)控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案如表1。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用2.jpg

表1 空調(diào)控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案

2.2 客戶需求

根據(jù)客戶要求,空調(diào)控制系統(tǒng)需要達(dá)到四種控制模式:總開關(guān)控制、總制冷制熱模式控制、面板鎖定、溫度設(shè)定與顯示控制四種模式。系統(tǒng)只需通過登錄界面選取對應(yīng)的管理權(quán)限,然后輸入管理密碼,變可以獲得相應(yīng)的權(quán)限,然后通過系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以上的功能。空調(diào)控制系統(tǒng)的具體功能要求如表2。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用3.jpg

表2 空調(diào)控制系統(tǒng)具體功能要求

2.3 解決方案

空調(diào)控制系統(tǒng)首先需要控制400個空調(diào)面板,一個PLC同時通訊控制這么多面板,擔(dān)心通訊效果不好,便采取了10個PLC通訊,同時每個PLC擴(kuò)展5個通訊口,每個通訊口通訊13個面板;該方案主要包括系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),其中系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括產(chǎn)品配置、設(shè)施結(jié)構(gòu)和電氣控制三部分,系統(tǒng)軟件包括流程控制、I/O配置和程序設(shè)計(jì)三部分;空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)如表3;實(shí)物圖如圖2。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用4.jpg

表3 空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)                      圖2 空調(diào)控制系統(tǒng)實(shí)物效果圖

基于上述各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),空調(diào)控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案架構(gòu)如圖3;本方案控制系統(tǒng)采用永宏功能型FBS系列PLC控制器,控制整體設(shè)備的動作流程;采用施耐德的面板控制空調(diào);上位機(jī)采用組態(tài)王提供操作畫面、溫度設(shè)定、樓層選擇等,客戶要求根據(jù)房間不同需要對各個房間進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)定。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用5.jpg

圖3 空調(diào)控制系統(tǒng)方案架構(gòu)圖

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1 硬件配置

空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備的系統(tǒng)硬件由10臺永宏FBS-20MCT2-AC PLC作為控制單元、組態(tài)王軟件作為上位機(jī)監(jiān)控、施耐德面板控制空調(diào)組成??照{(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備系統(tǒng)硬件清單如表4;空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備系統(tǒng)硬件配置如圖4。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用6.jpg

表4 空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備硬件明細(xì)表                 圖4 空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備硬件配置圖

3.2機(jī)械結(jié)構(gòu)

空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)主要由三部分組成:控制系統(tǒng)(PLC構(gòu)成)、監(jiān)控系統(tǒng)(組態(tài)王作為監(jiān)控軟件)和執(zhí)行系統(tǒng)(空調(diào)面板)??照{(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備整體結(jié)構(gòu)解析如圖5。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用7.jpg

圖5 空調(diào)控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)解析圖

3.3 電氣控制

空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備的電氣控制采用永宏P(guān)LC作為設(shè)備核心控制單元,實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行單元——空調(diào)控制面板控制??照{(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備的PLC接線原理如圖6,PLC電氣控制柜接線如圖7。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用8.jpg

圖6 空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備電氣控制原理圖

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圖7 空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備電氣控制柜接線圖

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 工藝流程

空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備的工藝流程主要包括三部分:總開關(guān)、制冷/制熱和溫度控制,這三個部分各自單獨(dú)為一種工作模式。空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備的工藝流程如圖8。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用10.jpg

圖8 空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備工藝流程圖

4.2 控制流程

空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備的控制流程如圖9。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用11.jpg

圖9 空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備控制流程圖

4.3 PLC I/O點(diǎn)配置

根據(jù)空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)備的工藝流程和控制要求,將全部通過永宏P(guān)LC通訊進(jìn)行設(shè)定;PLC輸入數(shù)據(jù)配置如表5,輸出數(shù)據(jù)配置表如表6。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用12.jpg

表5 PLC輸入數(shù)據(jù)配置表

表 6 PLC 輸出數(shù)據(jù)配置表.png

表6 PLC輸出數(shù)據(jù)配置表

4.4 PLC功能指令應(yīng)用

4.4.1 MODBUS通訊控制指令

本方案采用永宏FUN 150(M-BUS)指令,即MODBUS通訊指令;該指令最多可實(shí)現(xiàn)255條標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS通訊,該指令是一條衍生指令,編輯簡單、易懂。

由于設(shè)備采用400個空調(diào)控制面板分別控制每個房間的空調(diào),通過該指令變可以方便的實(shí)現(xiàn)多個控制面板的通訊,讓面板的控制變得簡便,降低了使用的成本,永宏P(guān)LC通訊程序程序如圖10。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用14.jpg

圖10 永宏P(guān)LC FUN150指令程序

4.4.2通訊表格參數(shù)

本方案采用永宏FUN 150(M-BUS)指令,即MODBUS通訊指令,通過SR+2緩存器來動態(tài)修改站號,讓原本繁雜的數(shù)據(jù)一下變得簡便很多。永宏P(guān)LC通訊參數(shù)表格如圖11所示。

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圖11 通訊參數(shù)表格

4.4.3讀取/寫入通訊指令

本方案采用永宏FUN150(M-BUS)指令,即MODBUS通訊指令,面板閃爍,讀寫程序分開,每次通訊都寫入2次,確保數(shù)據(jù)能夠?qū)懭?。永宏P(guān)LC通訊程序如圖12所示。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用16.jpg

圖12 永宏P(guān)LC FUN150 MODBUS指令程序

4.5 上位機(jī)畫面設(shè)計(jì)

4.5.1 登陸畫面

空調(diào)控制系統(tǒng)的登陸界面主要用于系統(tǒng)管理員的登陸與登陸密碼修改,登陸畫面如圖13。

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圖13 登陸界面

4.5.2樓層選擇界面

空調(diào)控制系統(tǒng)的樓層選擇用于總開關(guān)、總制冷/制熱以及各樓層選擇以及各樓層控制用,樓層選擇如圖14。

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圖14 樓層選擇

4.5.3 樓層畫面

空調(diào)控制系統(tǒng)的樓層畫面按照個樓層的房間分布設(shè)計(jì),管理員通過房間號以及房間分布的圖便可以一目了然的知道要設(shè)定或者查看的房間實(shí)際在什么位置。樓層畫面如圖15。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用19.jpg

圖15 樓層畫面

4.5.4面板畫面

空調(diào)控制系統(tǒng)的面板畫面按照空調(diào)面板的實(shí)物圖繪制,各個功能也是按照面板實(shí)際操作的步驟來設(shè)計(jì),讓管理員上手無難度。面板畫面如圖16。

永宏P(guān)LC在空調(diào)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用20.jpg

圖16 面板畫面

5 結(jié)論(實(shí)施結(jié)果)

空調(diào)控制系統(tǒng)屬于暖通行業(yè)比較常見的子系統(tǒng),由于現(xiàn)在的辦公大樓都需要安裝空調(diào)系統(tǒng),同時為了物業(yè)便于管理,各個物業(yè)公司都會想盡辦法來實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一而有效的管理方法,這個系統(tǒng)便是在客戶的需求下誕生。本套系統(tǒng)通過常用的PLC與智能面板的通訊來控制樓宇的空調(diào)系統(tǒng),同時將整個大樓的各樓層平面分布圖繪制與控制系統(tǒng)中,大大提高了控制的方便性,同時客戶對調(diào)試結(jié)果相當(dāng)滿意,通訊部分采用了2次寫入的方式有效解決了剛開始時出現(xiàn)的部分房間的無效控制,市場前景相當(dāng)可觀。

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