西門子plc可編程控制器和mcgs觸摸屏在中央空調系統的應用

  一、概述　 

        近二十年來，隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，西門子plc可編程控制器在中央空調的應用范圍不斷擴大，應用需求也呈現多樣化趨勢，西門子plc包括功能性空調，改進、性能改進、節能環保、產品智能化。過去，只有北方需要冬季供暖，但現在越來越多的南方地區在冬季通過中央空調供暖。二十年前，只有少數高端建筑在夏天通過中央空調系統制冷。今天的商業建筑通常都配備中央空調系統以供冷卻。過去，蔬菜和水果主要是通過自然環境來保存的。如今，越來越多的菜農、商人和使用者通過冷藏來保存水果和蔬菜。隨著制藥、食品等行業產品性能和質量的不斷提高，對生產過程中原材料、半成品、成品的貯存環境提出了更高的要求。

　　如何運用先進實用的自動化技術控制和管理中央空調，是中央空調領域電氣自動化從業人員的一個重要課題。為了使中央空調系統安全有效地運行，必須對壓縮機、水泵和其他設備進行可靠的控制和有效的管理，必須收集各種設備的運行參數和狀態數據。在此基礎上，需要建立中央空調系統mcgs觸摸屏監控平臺，對一批設備進行集中管理和協調控制，隨著自動控制技術的發展和互聯網技術的發展，越來越多的中央空調廠商希望對分布在全國的中央空調機組進行監控和管理，掌握機組的實時運行條件，并以現場收集可編程的數據為核心運行網絡提供預測性維護和改進產品技術支持。

　　目前，大多數中央空調機組由單片機控制器或PLC控制。僅實施基本的獨立控制。尚未實施多個單元的集團控制和協調控制，尚未建立綜合監控平臺。因此，不同單元之間的聯動功能較少，區域聯合調度的可能性較小。

　　中央空調的控制過程需要與過程要求緊密結合。早期的中央空調大多由特殊控制器控制，如單片機。在原始條件下選擇該方案是合理的。首先，smart plc控制器不提供用戶可編程環境。所有控制程序都需要由smart plc控制器制造商完成，這不利于提高工作效率，不利于中央空調制造商的知識產權保護。其次，smart plc控制器的穩定性和可靠性比在各種惡劣環境下測試的PLC差。最后，smart plc控制器在開放接口和網絡之間互連的性能更差，這不利于中央空調互聯網系統的建設中央空調互聯網系統方案設計

　　在設計中央空調系統時，首先要考慮系統的穩定性和可靠性，最后，我們必須完全整合中央空調機組的工藝要求。

圖1中央空調互聯網系統圖

　　該方案設計的西門子plc的中央空調互聯網系統具有三層結構，如圖1所示。
       1)現場控制層

　　底層是場控制層。主要設備是PLC或基于PLC技術的專用控制器。它用于接收各種場信號，執行控制計算和輸出信號以控制各種現場設備。輸入信號包括模擬信號，如溫度，壓力和流量，以及開關信號，如壓縮機和泵啟動和停止。西門子plc技術的專用控制器還可以通過RS485等通信接口與現場智能電表交換數據，或通過標準接口與其他控制產品連接。 PLC或基于PLC技術的專用控制器通過串口連接到HMI。工作人員可以在中央空調機組附近調試和維護該設備。作為中央空調互聯網系統的基本控制單元，基本控制器基于上述功能通過無線通信模塊與中間監控層進行數據交互。目前，所使用的無線通信方法更多是GPRS。

　　2)中間監控層

　　中間監控層通過無線設備接收各種類型的現場數據，并在監控計算機上顯示各種設備的運行狀態和參數，監控軟件運行在監控計算機上，處理和存儲各種類型的數據，然后通過公共網絡與中央監控系統進行交互。

　　3)中央監控系統

　　中央監控系統一般位于中央空調制造公司監控大廳。它由各種數據服務器、操作員工作站、工程師工作站、大屏幕顯示器和打印機組成。

　　如果監測的中央空調單元的數量不是太大，為了提高系統的經濟性，可以省略中間監控層，并且可以通過無線將基本數據直接傳輸到中央監控層。

  二、中央空調物互聯網系統硬件選擇

　　基于PLC或PLC的專用控制器是中央空調互聯網系統的核心部件?？刂破鞯倪x擇決定了中央空調互聯網系統的性能和水平。

　　西門子s7系列plc是作者開發的新一代plc產品。以下優點：

　　1、cpu性能優越，單指令處理時間0.1s，cpu車身采用rs232和rs485串口，單cpu可擴展10個模塊。

　　2、編程語言符合iec 61131-3的國際標準，并有五種語言：st、ld、il、fbd和sfc.

　　3、支持各種標準的硬件和軟件接口，可以與各種配置軟件和人機接口無縫集成。

　　4、支持可以與各種設備相互連接的modbus和profibus通信協議。

　　5、終端可以插入，用于系統的實現和售后服務。良好的環境適應性，良好的電磁兼容性和較強的抗干擾能力。

　三、中央空調網絡事物系統功能的實現

　　中央空調互聯網系統側重于中央監控系統，監控各種現場設備的運行參數和狀態，并處理和管理各種類型的數據。中央監控系統使用完整的中文界面來啟用多任務調度。高效的數據庫提供了方便、快速、經濟的大規模流程數據收集和存儲，以及流程數據和管理系統集成，網絡實時信息門戶軟件提供了基于網絡的共同客戶環境，中央plc控制系統的主要功能是：

　　1、收集各種操作數據，包括實時曲線、歷史數據和故障記錄;

　　2、通過監控屏幕、設置圖表、修改圖表等方式顯示各種設備的運行狀態和運行參數。

　　3、根據收集的操作參數和設備狀態以及生產要求向每個設備發送指令。 4)向其他管理系統提供實時運營數據，以幫助改善企業管理。

　　在上位機調度管理下，西門子plc專用控制器可實現以下功能：

　　1、具有多種切換方式，系統可采用本地、遠程控制和時間切換。

　　2、二階模糊溫度控制算法：系統采用二階模糊控制算法plc控制系統負荷和負荷，比較反饋溫度與設定溫度的差異，以及規定時間內的溫度變化趨勢，綜合考慮dge機組壓縮機應執行的操作。

　　3、壓縮機保護及平衡運行：系統保護壓縮機不頻繁啟停，根據壓縮機運行時間短時間啟動壓縮機，保證壓縮機長時間運行。平衡運行。

　　4、CO壓縮機控制和非滿負荷保護：壓縮機的壓縮控制避免了壓縮機頻繁啟動，非滿負荷保護可防止壓縮機在低負荷下長時間運行，不利于壓縮機。

　　5、機組防凍功能：冬季機組自動啟動防凍功能。防凍功能包括冷凝器的三級防凍液和蒸發器的防凍功能。

　　6、泵的檢查功能：在過渡季節，長時間不用時應避免生銹。系統將自動啟動泵檢測功能?？照{泵和井用泵將在規定時間內運行。

　　7、定時啟動功能：每周7天，每周7次。

　　8、機組故障保護功能：系統具有完善的機組故障保護功能，包括缺相、壓縮機故障、泵故障、排氣溫度高。此外，還有傳感器短路和斷開檢測。

　　9、多級權限設置：設置用戶和制造商權限，具有設置相應系統參數的特定權限。

　　10、mcgs觸摸屏人機界面，西門子plc通過RS485與觸摸屏連接，可顯示系統運行狀態，并在屏幕上改變系統參數，如目標設定溫度、機組工藝參數、時間參數、機組功能參數等。

   四、典型應用案例

　　透過中央空調系統的互聯網，管理人員不但可隨時取得中央空調機組設備的靜態資訊，更可實時及遙距地監察中央空調系統的運作狀況，為提高中央空調系統的調度、管理和運行水平提供依據。采用中央空調系統的運行方式，達到節能減排的目的。

　　圖2顯示了通過互聯網獲得的中央空調裝置的運行狀態。屏幕可視地顯示相關設備的操作參數。

        圖2中央空調機組運行狀態

  五、總結

　　隨著對信息、智能和節能生活的追求，西門子plc可編程控制器在中央空調互聯網的plc控制系統相結合是未來的發展趨勢。隨著互聯網技術的發展，以互聯網為基礎的中央空調系統的設計和實施將具有廣闊的市場應用前景。