PLC控制中央空调水泵变频调速系统的设计

PLC控制中央空调水泵变频调速系统的设计

第２期总第１８８期农业科技与装备Ｎｏ．２ＴｏｔａｌＮｏ．１８８

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ＰＬＣ控制中央空调水泵变频调速系统的设计

潘多

（辽宁职业学院，辽宁铁岭１１２００１）

摘要：阐述ＰＬＥ控制中央空调水泵变频调速系统的运行原理及构成要素，介绍具体电路、硬件电路和软件设计的步骤和方法。采用模块化设计结构，在可靠性和精度方面能达到使用要求。逻辑功能通过软件实现。系统运行可靠性得到提高。该系统具有开放性好、可扩充能力强、可靠性高、安装调试方便等优点，具有良好的发展前景。

关键词：中央空调；可编程控制器；变频调速中图分类号：ＴＢ６５７．２

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７４－１１６１（２０１０）０２－００３７－０３

随着人们生活水平的不断提高，中央空调的应用也越来越广泛。本中央空调变频调速系统主要由按键、变频器、西门子ＰＩＥ、温度传感器及其他低压保护和控制电器元件构成。设备的报警和保护功能齐全，安全系数大大提高。对制冷设备的信息进行采集、显示并进行处理后，可以作为自动化控制的依据。控制设备采用一拖三控制方式，即１台变频器控制３台循环水泵（一用二备）。制冷管道温度传感器对制冷管道温度进行数据采集并对系统设备集中控制。可以更直观地显示现场系统在运行中的各种工况数据．从而提高系统的可靠性。ＰＬＣ控制下变频调速系统原理如图

１所示。

Ｆｉｇｕｒｅ２

图２中央空调的系统构成图

Ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｆｏｒｃｅｎｔｒａｌａｉｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ

ｓｙｓｔｅｍ

品采用ＤＩＮ３５国际标准导轨安装方式。模拟量输入（Ａ／Ｄ）选取ＥＭ２３１热电阻模块，硬件连接见图３。模拟量的输出选用西门子公司的ＥＭ２３２模块．接线方式如图４所示。

Ｆｉｇｕｒｅ１

图１ＰＬＣ控制下变频调速系统原理图

Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｆｏｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ

ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒＰＬＣｃｏｎｔｒｏｌ

Ｃ＋Ｃ—ＲＤ

ｖｅｌｏｃｉｔｙ

整个系统采用模块化设计，ＣＰＵ主模块采用

ＲＡ

Ａ＋＾一ＲＢ

Ｂ＋Ｂ—－ＲＣＤ＋

ＣＰＵ２２４．模拟量扩展模块采用ＥＭ２３１。可根据需要灵活配置各模件数量。通过软件设计完成中央空调所需的参数设置和控制要求。系统软件由主程序、初始化程序、模拟量检测程序组成，通过调用子程序可以完成系统的数据采集、模拟量检测和声光报警等功能。中央空调的系统构成如图２所示。

Ｄ一一

＾ｒＷＯ＾ＩＷ２

Ａｌａｉ／４

ＡＩＷ６

图３热电阻与ＥＭ２３１硬件连接图

Ｆｉｇｕｒｅ３

Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ

ａｎｄ

１具体电路设计

１．１

ｄｉａｇｒａｍｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ

ｈａｒｄｗａｒｅ

ＥＭ２３１

温度检测部分的设计

该设计系统检测元件为门１００温度传感器。产

收稿日期：２０１０—０１—２０

１．２显示电路的设计

显示电路采用德国ＳＩＥＭＥＮＳ公司设计制造的ＴＤ２００。由于ＣＰＵ２２４主模块上有１个ＲＳ一４８５通讯口。所以只需将ＴＤ２００通过１根ＴＤ／ＣＰＵ电缆和

作者简介：潘多（１９８１一），女，讲师，从事自动化控制方面的教学与研究工作。

万方数据　

PLC控制中央空调水泵变频调速系统的设计

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１变频器｝

一盘顿嚣一

体思路是：利用电压信号控制变频器，进而控制水泵转速和温度。控制程序采用ＰＩＤ控制算法控制输出ｌ‘

Ｍ０１０

ＶＯ

ＭＩＩｌＶ１

ＥＭ２３２

图４

ＥＭ２３２端子接线围Ｆｉｇｕｒｅ４

ＥＭ２３２ｐｏｓｔｗｉｒｉｎｇｄｉａｇｒａｍ

ＰＬＣ实现互联，即连接到ＣＰＵ２２４系列的ＰＰＩ接口上即可．而不需要单独的电源。当ＰＬＣ上电后，ＴＤ２００从ＣＰＵ读取参数块，并对参数进行合格性检查。如一切合格，ＴＤ２００开始主动轮询信息使能位，以决定显示的信息，然后显示信息。可将ＭＸ．０到ＭＸ．７对应设置为Ｆｌ至ＳＨＩＩｉＴＦ４的内存位的设置按钮，即当ＴＤ２００的键按下，ＣＰＵ对应的内存置ｌ。１．３变频器的选择

本系统所用的变频器为三菱ＦＲ—Ａ５４０。三菱ＦＲ—Ａ５４０变频器的调制方式为ＰＷＭ调制，控制方式为Ｖ／Ｆ控制，具有转矩提升、点动、制动、与上位机通讯等功能。

１．４

ＰＬＣ的选择

中央空调的控制系统并不复杂，本系统采用两门

子Ｓ７—２００的第２代产品。主模块选用ＣＰＵ２２６。￥７－２００的可靠性高。可以用梯形图、语句表和功能块３种语言来编程。系统所带的扩展模块不大于７个，ＣＰＵ２２６能满足所带扩展单元全部ＤＣ５Ｖ电流的要求。整个系统具有开关量输入２４点，开关量输出１６点，模拟量输入４点，模拟量输出２点。

２硬件电路设计

硬件电路可以实现信号采集、控制信号输出、水泵控制、故障报警、显示等功能。其原理框图如图５所示。

图５硬件电路原理框图

Ｆｉｇｕｒｅ５

Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｂｌｏｃｋ

ｄｉａｇｒａｍｆｏｒｈａｒｄｗａｒｅｃｉｒｃｕｉｔ

３

ＰＬＣ控制中央空调变频调速系统的软件

设计

ＰＬＣ控制中央空调变频调速系统软件设计的总

万　

方数据电压。其中，子程序ＳＢＲ一０为ｌ号变频器的电压控制参数．ＳＢＲ—ｌ为２号变频器的电压控制参数。主程序ＯＢｌ分别调用ＳＢＲ一０，ＳＢＲ一１子程序块传送ＰＩＤ控

制参数。定时中断０为每１０ｍｓ中断１次，进入ＩＮＴ－

０。中断服务程序ＩＮＴ－０对２个变频器分别控制。

３．１

程序设计

初始化程序中定义了中断、电机启动与停止、工

作顺序等内容，其操作顺序为：按下总启动按钮后，如

果继续按下ｌ号电机启动，２号电机启动，３号电机启动，冷冻泵变频器给电；若按下停止按钮，则相应的电机停止：若按下紧急停车按钮，则中央空调立即停止运行。初始化程序流程如图６所示。

图６初始化程序流程图

Ｆｉｇｕｒｅ６

Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｆｏｒｉｎｉｔｉａｌｉｚｅｒ

３．２温度手控程序

在温度手动控制程序中，每按一下１１．４按钮，则温度自动下调２℃，对应控制电压降低０．５Ｖ，频率降低５Ｈ：，但最小值不低于０℃，对应输出数字量值为０．对应模拟量值为０。每按一下１１．５按钮，则温度自动上调２℃，控制电压升高０．５Ｖ，频率升高５Ｈｚ，最大值不高于２７℃，对应输出数字量值为１６０００，对应模拟量输出值为５Ｖ。温度手控程序流程如图７所示。３．３冷却水系统ＰＩＤ调节程序

当冷却水过程变量小于设定值时，送出ＰＩＤ控制参数。水泵变频运行。当冷 …… 此处隐藏：1803字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……