PLC主要是模塊式的，包含CPU模塊、I/O模塊等，PLC一端接傳感器，另一端接執(zhí)行器，從傳感器得到的數(shù)據(jù)經(jīng)PLC讀、運算等處理下達給執(zhí)行器，執(zhí) 行器動作。PLC相當于 繼電器的作用，其好處是可靠性高，自動化程度高、可進行網(wǎng)絡化等。
2.2 PLC的選型及設置
為了滿足以上所介紹的空調(diào)工藝要求，整個控制系統(tǒng)需要可編程序控制器的輸入、輸出點分別是112點和32點，其中模擬量輸入、輸出為6點和4點。根據(jù) PLC的I/O原理使用原則，即留出一定的I/O點以做擴展時使用，以及系統(tǒng)設計中實際所需的I/O點數(shù)。選用華光電子工業(yè)有限公司的SU－5/B型。主 機：SU－5/B；輸入模塊：U－25N、U－01AD；輸出模塊：U－05T、U－01DA。這種機型的I/O點數(shù)為256點，有RS－422通訊端 口，其編程指令有143條，并配有相應的編程軟件S－62P，不僅可以通過手持編程器對其編程。而且可以通過PC機對其進行編程輸入。該軟件還能在PLC 運行時監(jiān)控其運行狀況。
2.3 軟件設計
制冷系統(tǒng)的啟動/停止是用于制冷系統(tǒng)的手動啟動/停止控制。也可以通過溫度設定，依據(jù)冷負荷的需要自動開啟制冷系統(tǒng)。每臺設備均設有自動、手動、備用三種 運行狀態(tài)，自動用于聯(lián)鎖集中控制；手動用于調(diào)試或檢修；備用狀態(tài)用于熱備用。三臺水泵二工一備。其中備用泵循環(huán)輪換，提高設備的保養(yǎng)率。各臺設備按工藝要 求順序自動啟動/停止時，采用每臺設備啟動后經(jīng)15s左右延時，再啟動下一臺設備。一是考慮水泵穩(wěn)定運行有個過程，二是避免數(shù)臺電動機同時啟動，沖擊變壓 器，影響供電質(zhì)量。
為提高中央空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性、可靠性及可維護性，需采用控制產(chǎn)品對中央空調(diào)系統(tǒng)的各個設備進行控制。早期的中央空調(diào)控制器多為就地式專用控制器和DDC控 制器，它們具有控制功能簡單、不易聯(lián)網(wǎng)及信息集成度不高等缺點。隨著計算機技術、控制技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，現(xiàn)在的中央空調(diào)系統(tǒng)都傾向于采用先進、實用、 可靠的可編程控制器(PLC)來進行控制。
3 、PLC控制系統(tǒng)主要功能與特點
3.1 PLC控制系統(tǒng)功能說明
如空氣處理機PLC控制原理簡圖所示：
1. 當啟動空氣處理機時，PLC發(fā)出控制指令。首先開戶回風門和新風門到設定位置，然后啟動送風機，同時通過控制變頻器，從而調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速。
2. 露點溫度與系統(tǒng)設定值相比較后,用PID方式調(diào)節(jié)冷水電動閥,控制冷水流量, 使送風溫度達到設定值。
3. 送風機轉(zhuǎn)速的快慢是由回風溫度與系統(tǒng)設定值相比較后，用PID方式控制變頻器，從而調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，達到調(diào)節(jié)回風溫度的目的。
4．當過濾網(wǎng)前后壓差超出設定值時，PLC發(fā)出過濾堵塞報警信號。
5．當空氣處理機停止運行后，新風門、回風門和冷水電動閥回復到全關位置，并關停冷水環(huán)泵。
上位機監(jiān)控系統(tǒng)主要完成對工藝參數(shù)的檢測、各機組的協(xié)調(diào)控制以及數(shù)據(jù)的處理、分析等任務，下位PLC主要完成數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場設備的控制及連鎖等功能。除此以外，PLC系統(tǒng)還有如下功能：
◆ 數(shù)據(jù)顯示功能
顯示機組的運行參數(shù)，包括冷水出口溫度、冷水入口溫度、冷卻水出口溫度、冷卻水入口溫度、蒸汽壓力、蒸汽閥門開度，以及溶液泵、冷劑泵等所有屏蔽泵的運行狀態(tài)和各種故障報警的詳細信息。
◆ 歷史數(shù)據(jù)的存儲及檢索功能
對重要的數(shù)據(jù)進行在線存儲，數(shù)據(jù)的存儲時間最長為10年?？梢酝ㄟ^歷史報表或者歷史趨勢曲線的方式檢索歷史數(shù)據(jù)。
◆ 控制功能
根據(jù)設定的參數(shù)，并考慮經(jīng)驗運行數(shù)據(jù)，PLC應用反饋數(shù)據(jù) (如室內(nèi)溫度等)進行PID調(diào)節(jié)，以保證運行參數(shù)滿足系統(tǒng)要求?？刂葡到y(tǒng)有三種運行方式：就地手動、軟手動和自動。就地手動就是通過就地手動操作設備對機 組進行控制，軟手動是通過PLC對機組進行手動控制，自動則是根據(jù)編好的控制程序自動控制相關設備的啟、停及調(diào)節(jié)量。采用程序控制方式，杜絕冷劑污染，有 效便捷地實現(xiàn)冷水、冷卻水的變頻控制。通過有效合理地開、?？刂?，達到啟動速度快、停機時間短的目的，即能節(jié)省能耗，還能避免結晶，從而提高中央空調(diào)系統(tǒng) 的安全性和經(jīng)濟性。
◆ 連鎖與保護功能
各機組相關設備的啟、停具有一定的連鎖關系和時間順序，該功能由PLC的連鎖程序完成。同時，為保證機組的可靠運行，對相關參數(shù)采取了一定的保護措施，如冷水、冷卻水與機組的控制、冷卻水系統(tǒng)與冷卻塔的連鎖控制等。
3.2 系統(tǒng)特點
◆ 靈活性
本控制系統(tǒng)選用可利用公司的小型一體化PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)空調(diào)主機控制系統(tǒng)中的單片機，較大程度地提高了系統(tǒng)配置及控制的靈活性，能更好地滿足不同用戶的不同需求。同時，明顯縮短了程序開發(fā)周期。
◆ 高可靠性
PLC控制核心能夠在惡劣的環(huán)境中長期可靠、無故障運行，并且易接線、易維護、隔離性好、抗腐蝕能力強，能適應較寬的溫度變化范圍，平均無故障時間間隔(MTBF)大于15年。
◆ 強大的功能
現(xiàn)代的PLC的編程語言遵從易學、易懂、易用的標準。除了具備傳統(tǒng)PLC助記符和梯形圖編程功能外，還具有結構化語言和順序功能圖編程功能。PLC提供各 種功能模塊，包括各種通訊功能選擇、通訊參數(shù)設置，以及可以具體到某年、某月、某日、某個時刻的多種定時器和超長定時器等，方便了各種功能的實現(xiàn)，有利于 縮短開發(fā)周期和節(jié)省程序容量。
◆ 優(yōu)良的開放性
上位軟件Focsoft3.1支持DDE、OPC、ODBC、SQL，并提供豐富的API編程接口，方便接入其它系統(tǒng)。
4 、控制方法
4.1
對于冷凍水系統(tǒng)，其出水溫度取決于蒸發(fā)器的設定值，而回水溫度取決于蒸發(fā)器接收的熱量，中央空調(diào)冷凍水出水溫度與冷凍水的回水溫度設計最大溫差 為：5℃（比如：出水7℃，回水12℃），現(xiàn)采用在蒸發(fā)器出水管和回水管上裝有檢測其溫度的變送器、PID溫差調(diào)節(jié)器和變頻器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過冷凍 水溫差（如：△T=5℃）控制，即可使冷凍水泵的轉(zhuǎn)速相應于熱負載的變化而變化。
冷水機組系統(tǒng)PLC電路控制簡圖
4.2
對于冷凍水系統(tǒng)，由于低溫冷凍水的溫度取決于冷卻塔的工作情況，我們只需控制高溫冷凍水（ 冷凝器出水）的溫度，即可控制溫差?，F(xiàn)采用溫差變送器、 PID 調(diào)節(jié)器和變頻器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，冷凝器出水的溫度控制在 T2 （ 如： 37℃），使冷卻水泵的轉(zhuǎn)速相應于熱負載的變化而變化。
4.3
在管道中取壓力信號采樣和溫差變送器，通過PID調(diào)節(jié)器進行優(yōu)化計算，通過PLC控制變頻器，以此控制3臺水泵電機的運行，系統(tǒng)啟動開始工作，當?shù)?臺電 機運行至工頻狀態(tài)時，如管網(wǎng)壓力不夠，變頻器控制第2臺電機開始工作，若工作到工頻狀態(tài)時管網(wǎng)管壓仍不夠時，變頻器自動切換至第3泵使其變頻運行，第1、 2臺電機工頻運行，直至管網(wǎng)所需管壓。當外部需求降低，管網(wǎng)管壓提高時，第3臺運行停止，變頻器自動切換至第2泵，使其工作在變頻狀態(tài)下若還達不到要求， 再切換至第1電機，如此周而復始，始終讓系統(tǒng)工作在最優(yōu)、最佳、最省的工作狀態(tài)。
5、 系統(tǒng)的設計和應用總結
由于整個實驗室正在逐步籌劃和建設的過程中，許多設計還處于探討之中，眾多功能還未付諸實施。
現(xiàn)在本文就系統(tǒng)改造實現(xiàn)情況作簡單介紹：本文的系統(tǒng)調(diào)試應分為兩步，設備電氣控制系統(tǒng)調(diào)試和中心網(wǎng)絡系統(tǒng)調(diào)試。我們就已完成的設備電氣控制系統(tǒng)設計、調(diào)試 及使用情況作一下說明：針對實驗室的要求：要求電氣系統(tǒng)運行穩(wěn)定，感溫精確度高，維護方便壽命長，并能聯(lián)網(wǎng)進行管理。除此之外在實際使用中系統(tǒng)的故障報警 部分設計還不夠完善，許多功能還未開發(fā)。本文經(jīng)過對設備狀況和同學們對中央空調(diào)學習認識的調(diào)研，本文認為可采用三菱公司的A系列PLC作為設備的控制系統(tǒng) 核心。它不僅具備普通PLC可編程控制器的各種優(yōu)點，而且能夠利用以太網(wǎng)網(wǎng)絡模塊（B2/B5）組建MELSECNET網(wǎng)絡，最終達到建成先進的分布式控 制系統(tǒng)，既實現(xiàn)各種設備之間的聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)遠程控制和管理。
當然系統(tǒng)基本達到了設計的要求，它不僅具備基本邏輯控制功能，還具有聯(lián)網(wǎng)通信功能和管理功能等。另外相對與老的控制系統(tǒng)，它工作穩(wěn)定、故障率低，并能進行系統(tǒng)自動報警，操作及維護十分簡便，維修綜合成本（待機時間等）大大降低。
6 、結束語
在智能化中央空調(diào)冷凍系統(tǒng)中，采用PLC控制系統(tǒng)是切實可行的，中央空調(diào)冷凍系統(tǒng)用PLC控制可以有效地保證其工作穩(wěn)定、可靠，便于維護，且性能價格比 高。 同時以PLC為核心的高可靠的監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對空調(diào)主機的控制及兩臺主機之間的協(xié)調(diào)控制，具有先進、可靠、經(jīng)濟、靈活等顯著特點。
