PLC在組合式恒溫恒濕空調控制系統(tǒng)中的應用
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恒溫恒濕空調廣泛應用在對環(huán)境要求較高的博物館、實驗室以及精密儀器生產(chǎn)線等場合。本文討論組合式恒溫恒濕空調控制系統(tǒng)。組合式恒溫恒濕空調是對一體式恒溫恒濕空調的改進主要體現(xiàn)在空調的結構形式上。所謂組合式空調，是指將空調機組拆分成兩個部分，一部分為室內機，一部分為室外機。這樣，不僅能夠節(jié)省機組的安裝空間，而且還可以使機組的運輸和安裝等工作更加方便。本系統(tǒng)的另一項改進是在室內機與室外機上各采用一個控制器，兩個控制器通過通訊的方式交換信息，通訊只需要一根2芯的屏蔽通訊電纜。與單控制器系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)能夠將減少大量的遠距離接線，不僅符合節(jié)約環(huán)保的設計思想，而且大大提高了系統(tǒng)的可靠性，節(jié)省了安裝時間，減少了系統(tǒng)維護的工作量。
2 組合式恒溫恒濕空調控制系統(tǒng)設計
組合式恒溫恒濕空調系統(tǒng)分為室內機與室外機兩個部分。室外機的主要部件包括壓縮機、冷凝器、冷凝風機、四通閥和冷凝壓力開關等。室內機的主要部件包括送風機、表冷器、熱水盤管、電加熱、加濕器和過濾段等。室外機包括4個渦旋式壓縮機、2個冷凝風機和4個四通閥。每兩個壓縮機對應一個冷凝風機，每個壓縮機對應一個四通閥。切換四通閥能夠完成空調機組從制冷工況到制熱工況的切換。室內機主要完成空調機組送風和調濕過程。為了減少室內機和室外機之間的連接電纜，本系統(tǒng)在室內機與室外機上分別采用一個LM控制器LM3109，兩個控制器通過自帶的RS485接口連接，并把室內機作為主機，向從機發(fā)送控制指令和狀態(tài)查詢指令。主機上的RS232接口連接一個5.6英寸的彩色觸摸屏HT6000，用于空調工況監(jiān)視、用戶參數(shù)和廠家參數(shù)的設置。組合式恒溫恒濕空調控制系統(tǒng)結構圖如圖1所示。
圖1組合式恒溫恒濕空調控制系統(tǒng)結構圖
3 控制器的通訊處理
為了采用兩個LM3109控制器實現(xiàn)室內機與室外機的數(shù)據(jù)交換，需要在控制器中進行通訊配置和程序編寫?？刂破鞯某绦蜷_發(fā)軟件帶有通訊功能庫，并且完全支持IEC61131-3的六種語言，可以使比較復雜的通訊過程能夠在控制器中方便地實現(xiàn)。室外機的通訊程序流程圖如圖2所示，采用ModbusRTU通訊協(xié)議。在室外機，首先初始化RS485接口的波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位、停止位等參數(shù)，再初始化其為Modbus從站，并且設置Modbus從站地址。調用圖3中的通訊初始化功能塊即可完成Modbus從站的初始化工作。最后要做的就是把從機中的狀態(tài)信息有規(guī)律的放到控制器的可尋址區(qū)M區(qū)中，以備主機讀取?？刂破鞯木幊誊浖С諷T語言，可以方便的處理需要交換的數(shù)據(jù)。圖4位采用ST語言編寫的程序，作用是把壓縮機和四通閥的狀態(tài)信息賦值給數(shù)據(jù)位%MX1300.0~%MX1300.7，主機通過讀取這些地址內的數(shù)值就可以獲得室外機的狀態(tài)信息。從圖4可見，數(shù)據(jù)處理很方便，程序的可讀性也很高，在調試時各個數(shù)據(jù)的狀態(tài)一目了然。
圖2室外機的通訊程序流程圖
圖3控制器通訊初始化功能塊
圖4控制器通訊數(shù)據(jù)處理
圖5為室內機通訊程序流程圖。室內機控制器為Modbus主站。在沒有控制命令時，室內機向室外機發(fā)送Modbus查詢指令，查詢室外機的運行狀態(tài)。當有開機、停機或加降載等需求時，室內機向室外機發(fā)送控制指令。室內機還對室外機返回的數(shù)據(jù)做CRC校驗，校驗成功后才進行下一次控制命令的發(fā)送，從而避免了外界干擾對室外機的誤操作，保證了系統(tǒng)具有較高的可靠性。CRC校驗只需要調用一個功能塊即可，如圖6所示。
圖5室內機通訊程序流程圖
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