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陳 申
（北京和利時自動化驅(qū)動技術有限公司，110620）
摘要 風冷螺桿式冷水機組是空調(diào)冷源中其中的一種，它是給空調(diào)系統(tǒng)提供冷源的部分，其工作的穩(wěn)定性與否直接影響到空調(diào)系統(tǒng)制冷的效果。采用基于和利時LM系列PLC的風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)冷水機組與PLC一體化無縫連接，動態(tài)響應速度快。
關鍵詞 和利時LM系列PLC；風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)
1 引言
中央空調(diào)系統(tǒng)由冷熱源系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成。制冷系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量，用以抵消室內(nèi)環(huán)境的冷負荷。制冷系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)至關重要的部分，其采用種類、運行方式和結(jié)構(gòu)形式等直接影響了中央空調(diào)系統(tǒng)在運行中的經(jīng)濟性、高效性和合理性。螺桿式冷水機組因其壓縮機采用螺桿式壓縮機而得名。螺桿式冷水機組的工作原理是，由蒸發(fā)器出來的氣體狀態(tài)冷媒經(jīng)壓縮機絕熱壓縮以后，變成高溫高壓狀態(tài)；被壓縮后的氣體冷媒在冷凝器中等壓冷卻冷凝；經(jīng)冷凝后變化為液態(tài)冷媒，再經(jīng)節(jié)流閥膨脹到低壓，變成氣液混合物；其中低溫低壓下的液態(tài)冷媒，在蒸發(fā)器中吸收被冷物質(zhì)的熱量，重新變成氣態(tài)冷媒；氣態(tài)冷媒經(jīng)管道重新進入壓縮機，開始新的循環(huán)。這就是冷凍循環(huán)的四個過程，也是螺桿式冷水機的主要工作原理。螺桿式冷水機按照散熱方式的不同，可以分為水冷螺桿式冷水機和風冷螺桿式冷水機。
基于和利時LM系列PLC的風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)因其可靠性高、處理速度快、邏輯修改方便等特點，得到了廣泛的應用。風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)完成制冷控制過程中全部電動閥門的開關控制功能，包括開關量的數(shù)據(jù)采集、處理、計算及開關量的實時輸出，并將相關數(shù)據(jù)傳送到觸摸屏上。風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)相配合，達到調(diào)節(jié)溫度的目的。
2 風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)設計
風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)一般由以PLC為核心的控制機柜、執(zhí)行機構(gòu)、觸摸屏和一次和二次外圍元件組成，系統(tǒng)組成如圖1所示。風冷螺桿式冷水機組控制柜里配置有PLC、相序保護器、跳閘繼電器、熱繼等。每一路輸入、輸出通道都有與之相對應的指示燈，可以檢查某一通道的動作情況，且系統(tǒng)具有在線試驗功能。
由于系統(tǒng)可靠性要求特別高，即保證在任何可能發(fā)生的緊急情況下，都能準確無誤地使壓縮汽輪機組停機，所以風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)采用和利時公司高性價比的LM系列PLC。LM3109有24DI和16DO，每套PLC均包括CPU模塊和AI模塊。由CPU模塊完成所有輸入信號的邏輯處理和輸出信號的邏輯控制，從硬件和軟件上實現(xiàn)了溫度控制。風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，PLC硬件配置如表1所示。
圖1 風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)的組成
圖2 風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖
表1 風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)PLC硬件配置如
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序號 |
信號類型 |
輸入輸出信號說明 |
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1 |
DI |
相序保護 |
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2 |
DI |
冷凍水流開關 |
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3 |
DI |
冷凍水泵過載 |
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4 |
DI |
1#油壓保護 |
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5 |
DI |
1#機內(nèi)過熱保護 |
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6 |
DI |
1#高壓保護 |
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7 |
DI |
1#低壓保護 |
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8 |
DI |
1#機內(nèi)過載保護 |
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9 |
DI |
1#冷凝風機故障 |
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10 |
DI |
2#油壓保護 |
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11 |
DI |
2#機內(nèi)過熱保護 |
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12 |
DI |
2#高壓保護 |
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13 |
DI |
2#低壓保護 |
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14 |
DI |
2#機內(nèi)過載保護 |
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15 |
DI |
2#冷凝風機故障 |
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16 |
DI |
消防聯(lián)動 |
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17 |
DI |
故障復位 |
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18 |
DO |
1#機主接觸器 |
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19 |
DO |
1#機△接觸器 |
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20 |
DO |
1#機Y主接觸器 |
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21 |
DO |
1#機25%容調(diào)閥 |
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22 |
DO |
1#機50%容調(diào)閥 |
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23 |
DO |
1#機75%容調(diào)閥 |
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24 |
DO |
2#機主接觸器 |
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25 |
DO |
2#機△接觸器 |
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26 |
DO |
2#機Y主接觸器 |
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27 |
DO |
2#機25%容調(diào)閥 |
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28 |
DO |
2#機50%容調(diào)閥 |
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29 |
DO |
2#機75%容調(diào)閥 |
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30 |
DO |
冷凍水泵運行 |
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31 |
DO |
1#冷凝風機運行 |
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32 |
DO |
2#冷凝風機運行 |
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34 |
AI |
進水溫度 |
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35 |
AI |
出水溫度 |
3 風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)特點
基于和利時LM系列PLC的風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)具有如下特點。
（1）準確性及可靠性
準確性、可靠性是風冷螺桿式冷水機組控制系統(tǒng)的關鍵。和利時LM系列PLC配置高性能的工業(yè)級處理器，具有納秒級的處理速度以及大容量的內(nèi)存，可以使螺桿式冷水機組保護邏輯程序準確、快速地執(zhí)行，在硬件上也大大保證了系統(tǒng)的高可靠性。確保整套裝置在任何情況下，都能正確可靠地實現(xiàn)螺桿式冷水機組跳閘功能。以往裝置中重點關注的壓縮機“拒跳”或“誤跳”的情況，可在程序設計過程中得到充分合理的處理，這在技術上保證了系統(tǒng)的高可靠性。
（2）系統(tǒng)功能強
由于和利時LM系列PLC具有體積小、集成化程度高、運算速度快和邏輯控制容量大等特點，所以整套程序中除了狀態(tài)報警和遮斷停機等常規(guī)功能外，還可進行在線試驗功能。在線試驗功能的作用在于機組正常運行時，檢查壓力開關、電磁閥等外圍元器件的狀態(tài)，提高整套裝置的自身安全系數(shù)。
增加風冷壓縮機首出原因記憶功能，幫助運行人員在第一時間知道停機的第一起因，避免了以往的許多不足。例如，以往的系統(tǒng)顯示面板上有多項報警指示，因此分析不出第一起因；或者隨著現(xiàn)場情況的瞬息變換，指示燈的熄滅，也找不到第一起因。同時，該功能的存在也為事故追憶系統(tǒng)（SOE）的記錄提供了驗證手段。該功能可通過程序編寫完成，不需要增加任何硬件設備，而且完全應用編程技巧。在沒有發(fā)生停機條件時，該功能不需要執(zhí)行，不占用系統(tǒng)監(jiān)測的時間，使系統(tǒng)的監(jiān)測、停機功能得到最大程度的實現(xiàn)。
參考文獻
1 徐德勝.制冷與空調(diào)[M].上海交通大學出版社
2 邢子文.螺桿壓縮機[M].機械工業(yè)出版社
3 方承遠.工廠電器控制技術[M].機械工業(yè)出版社
4 顧戰(zhàn)松.可編程控制器原理與應用[M].國防工業(yè)出版社
作者簡介：陳申，北京和利時自動化驅(qū)動技術有限公司市場拓展部技術支持組（南京辦事處）。
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