概述 隨著技術的進步，由可編程序控制器（簡稱 PLC）組成的自動控制系統(tǒng)在很多行業(yè)和領域都得到了廣泛的應用，制冷空調行業(yè)也不例外。PLC和工業(yè)人機界面（HMI）被大量地 用于冷水機組上，例如在吸收式冷水機組上，OMRON 的 C200Hα、CS1、CJ1 系列 PLC就以 其優(yōu)異的性能（運算功能、網(wǎng)絡通訊功能、開放的容易使用的通訊協(xié)議等）獲得了企業(yè)和 用戶的贊同而得到了廣泛的使用。它的網(wǎng)絡功能讓企業(yè)能在自己的服務中心足不出戶就可 以監(jiān)視在全球各地的用戶所使用的機組的運行全部狀態(tài)和數(shù)據(jù)，幫助客戶解決運行中碰到 的問題，提醒客戶維護和保養(yǎng)機器，以及幫客戶重新恢復機組的控制程序和設定機組運行 參數(shù)等等。這大大提高了服務的質量和效率，也為企業(yè)節(jié)省了大量的開支。但是由于成本 的原因，這些系列的 PLC 無法在其他冷水機組如風冷冷水機組、水冷螺桿機、活塞機等產(chǎn) 品上取得應用，為此OMRON 推出了另一款機型 CPM2AH，這種機器擴充能力強，性能價格比 高，非常適合在水冷和風冷冷水機組中使用。 一、控制系統(tǒng)的配置方案 CPM2AH 系列 PLC 是一款在小機殼內(nèi)匯聚了先進的功能和優(yōu)異的表現(xiàn)的產(chǎn)品。其基本單 元有 20、30、40、60 點四種，包含了數(shù)字量輸入和高速脈沖輸入、繼電器輸出功能，根據(jù) 系統(tǒng)開發(fā)的需要，可以增加擴展模塊，擴展的模塊包括開關量輸入輸出模塊，Pt100 溫度 輸入模塊（TS101/TS102），電流電壓輸入模塊（AD041）和模擬量輸出模塊（DA041）。在通 訊功能上可以： （1） 通過 Host link 連接到計算機系統(tǒng)； （2） 通過 1：1 Link 與 OMRON 其他系列的 PLC 進行通訊； （3） 通過 Compobus/S 和 Device Net 進行遠程模塊擴展，從而實現(xiàn)集散型控制。 這些功能可以很好地滿足機組的控制要求。滿足水冷和風冷冷水機組配置要求的控制系統(tǒng)構成見下表： 表一：各類冷水機組所需要的系統(tǒng)配置 述配置表為一般通用型配置，其中風冷機組中，由于涉及到壓力測量，所以模擬量 輸入采用電流/電壓型輸入模塊；對于水冷冷水機組，一般考慮 2 路溫度輸入，如果需要增 加溫度測點，可以將 TS101 模塊換成 TS102 模塊，這樣可以將溫度輸入點增加到 4 路。每 套 PLC 的 CPU 單元上有兩個通訊接口，一個供與觸摸屏進行連接，另外一個可以連接到遠 程計算機實現(xiàn)遠程監(jiān)控。 由于 OMRON 的 PLC 產(chǎn)品通用性很強，很多公司的觸摸屏都可以和它通訊連接，因此可 以根據(jù)價格、功能和技術特點來選擇相應的觸摸屏產(chǎn)品與 PLC 配套使用。對于其他有特殊要求，或設計中需要增加模擬量和數(shù)字量的情況，還可以酌情增加其 他相應的擴充模塊以滿足要求。 二、控制系統(tǒng)功能 控制系統(tǒng)的功能包括：設備運轉控制，運行參數(shù)監(jiān)視，能量自動調節(jié)，故障報警記錄 和系統(tǒng)參數(shù)設定等功能。 1．設備運轉控制 可以以三種形式啟動機組，本地啟動、遠程信號啟動、定時啟動， 具體為：（1）在遠程信號和定時信號都屏蔽的情況下以本地方式啟停（2）在定時屏蔽、遠 程信號允許的情況下以遠程方式啟停（3）定時允許的情況下以定時方式啟停。在系統(tǒng)無全 局故障情況下，以任何一種方式啟動后，輔機設備先開啟，然后開啟主機。當機組中有多 臺壓縮機時，控制系統(tǒng)將根據(jù)壓縮機運轉的時間來確定開啟的壓縮機編號，以使得機組中 各臺壓縮機保持相對平均的運行時間。停機也有三種形式，與機組的啟動方式相對應。停機時，先將壓縮機卸載，然后停止 行。但無論在何種啟動的模式下，本地停機均擁有最高的操作優(yōu)先權。 2．運行參數(shù)監(jiān)視 控制系統(tǒng)可以監(jiān)視機組運行過程中的運行參數(shù)和設備運行狀態(tài)，顯 示各重要參數(shù)的變化趨勢曲線。如冷水出口溫度、壓縮機的負載情況等。 3．能量自動調節(jié) 在機組輔機運轉正常，主機啟動完成后即進入能量調節(jié)過程。可以 通過選擇冷水入口溫度控制或冷水出口溫度控制來決定機組是根據(jù)入口溫度還是出口溫度 來實現(xiàn)控制。 在入口溫度控制或出口溫度控制下，比較實際溫度和設定溫度值，決定機組的上下 載。實際溫度值大于設定溫度值時，機組上載；小于設定溫度值時，機組下載。可以根據(jù) 兩者間的溫差值來決定上下載的周期長短，溫差大則上載或下載周期短，溫差小則上載或 下載周期相應增長，溫差在 0.5℃之間可以停止上下載。 4．故障報警記錄 控制系統(tǒng)可以對下列情況進行報警和記錄。如果是風冷冷水機組控 制系統(tǒng)，則沒有冷卻水和冷卻塔風機的相應報警功能，但會增加融霜和制熱運行的故障報 警。冷水泵故障：冷水泵啟動，經(jīng)過延時時間后，如冷水泵連鎖信號仍未到，冷水泵故 障報警。斷流故障：冷水泵或冷卻水泵都啟動后，水流延時時間到后，水流開關信號未到， 水斷流報警。防凍開關：防凍延時時間到，防凍開關信號未到，防凍報警。 冷水低溫報警：延時時間后，如冷水出口溫度小于 3℃，冷水低溫報警。 外部連鎖故障：延時時間后，用戶外部連鎖未到，外部連鎖故障。 壓縮機過載：延時時間后，熱保信號未到，壓機熱過載報警。 高壓報警：延時時間后，高壓保護未到，壓機高壓報警。 低壓報警：延時時間后，低壓保護未到，壓機低壓報警。 油壓報警：延時時間后，油壓保護未到，壓機油壓報警。 傳感器故障：延時時間后，如傳感器顯示溫度值大于200℃，傳感器故障報警。 冷卻水泵故障：冷卻水泵啟動，延時時間后，冷卻水泵連鎖未到，冷卻水泵故障報警。 冷卻塔風機過流：風機啟動，延時時間后，過流保護信號未到，風機過流報警。有任何一故障發(fā)生，開關量故障輸出，系統(tǒng)聲光報警。故障排除后，需手動復位。 5．系統(tǒng)參數(shù)設定 控制系統(tǒng)可以對下列參數(shù)進行設定： 溫度修正值，修正傳感器采集的實際溫度值，默認下修正值為 0；水流開關延時時間（默認為 3 秒，最小為 0.5 秒）； 低壓延時時間（默認為 5 秒,最小 0.5 秒）； 油壓延時時間（默認為 50秒,最小 0.5 秒）； 關機延時時間（默認為 120 秒）；壓縮機最少運行時間（默認為 120 秒）； 允許壓縮機啟動的停機延時時間（默認為 480 秒，最小為 300 秒）； 冷卻塔風機開溫度（默認為 28℃,最小 25℃,最大 30℃）； 冷卻塔風機關溫度（默認為 23℃,最小 20℃,最大 25℃）； 冷水入口溫度（默認為 12℃，最小為 10℃）； 冷水出口溫度（默認為 7℃，最小為 5℃）。 對風冷熱泵機組還有強制除霜運行時間，除霜起始條件和結束條件，制熱運行參數(shù) 等。此外系統(tǒng)還可以修改控制器內(nèi)置時鐘，從而有效地通過定時功能實現(xiàn)控制，可以 通過設定開關機時間，自動定時開啟和關閉機組?？梢酝ㄟ^分別設定一周每天的開關 機時間，經(jīng)過與內(nèi)置的時鐘比較自動運行機組。 三、技術特點 OMRON 小型 CPM2AH 系列 PLC 具有優(yōu)異的性能價格比，所組成的控制系統(tǒng)具有如下技術 特點： 1．穩(wěn)定的性能 CPM2AH系列PLC外型小巧結構緊湊，OMRON公司長期積累的生產(chǎn)控制經(jīng) 驗和嚴格的技術標準保證了其可靠穩(wěn)定的性能，即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下仍然能正常運行。 更經(jīng)過高低溫的考驗，使得該PLC可以適用在特殊的場合。 2．模擬量功能 CPM2AH使用專用的TS101/TS102溫度控制模塊，直接連接PT100溫度傳 感器，提升溫度測量的精度和可靠性。 3．通訊功能增強 CPM2AH 提供內(nèi)置的RS232C端口和RS422端口。OMRON完全開放的通訊 協(xié)議可以方便的實現(xiàn)上位機遠程監(jiān)控功能，用戶可以隨心所欲自己定制開發(fā)通訊監(jiān)控系統(tǒng)。 4．高速的程序執(zhí)行速度 更快的程序指令執(zhí)行速度，使得控制過程精確無誤。 5．很強的擴充能力 模擬量可以增加到12路；系統(tǒng)支持Device Net協(xié)議，具有強大的 擴充能力，通過遠程端子，可以擴充到256點，方便組成集散控制系統(tǒng)。 四、計算機監(jiān)控 CPM2AH 系統(tǒng)可以提供 RS232 和 RS422 通訊接口，用戶計算機可以根據(jù)實際情況直接與 PLC 相聯(lián)，構筑自己的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，也可以通過調制解調器實現(xiàn)遠程監(jiān)控。在通訊協(xié) 議上，OMRON 的 PLC 產(chǎn)品采用統(tǒng)一開放的通訊協(xié)議，便于用戶開發(fā)自己的監(jiān)控軟件。通訊 協(xié)議主要有運行狀態(tài)控制，存儲區(qū)讀寫等功能。通訊協(xié)議格式為： 結束語 本套控制系統(tǒng)從 2005 年初推出后，得到了很多用戶的認可。目前已經(jīng)開始在部分用戶 投入使用，使用情況表明，本系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。尤其是其開放的通訊協(xié)議，使得用戶可 以定制自己的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，這就為用戶管理機組的運行提供了方便，受到了用戶的好評。