PLC在组合式恒温恒湿空调控制管理系统中的应用

  空调大范围的应用在对环境要求比较高的博物馆、实验室以及精密仪器生产线等场合。本文讨论组合式。组合式空调是对一体式恒温恒湿空调的改进大多数表现在空调的结构形式上。所谓组合式空调，是指将空调机组拆分成两个部分，一部分为室内机，一部分为室外机。这样，不仅仅可以节省机组的安装空间，而且还可以使机组的运输和安装等工作更便利。本系统的另一项改进是在室内机与室外机上各采用一个控制器，两个控制器通过通讯的方式交换信息，通讯只需要一根2芯的屏蔽通讯电缆。与单控制器系统相比，本系统能够将减少大量的远距离接线，不仅符合节约环保的设计思想，而且大幅度的提升了系统的可靠性，节省了安装时间，减少了系统维护的工作量。

  组合式恒温恒湿空调系统分为室内机与室外机两个部分。室外机的主要部件包括压缩机、冷凝器、冷凝风机、四通阀和冷凝压力开关等。室内机的主要部件包括送风机、表冷器、热水盘管、电加热、加湿器和过滤段等。室外机包括4个涡旋式压缩机、2个冷凝风机和4个四通阀。每两个压缩机对应一个冷凝风机，每个压缩机对应一个四通阀。切换四通阀能完成空调机组从制冷工况到制热工况的切换。室内机主要完成空调机组送风和调湿过程。为减少室内机和室外机之间的连接电缆，本系统在室内机与室外机上分别采取了一个LM控制器LM3109，两个控制器通过自带的RS485接口连接，并把室内机作为主机，向从机发送控制指令和状态查询指令。主机上的RS232接口连接一个5.6英寸的彩色触摸屏HT6000，用在空调工况监视、用户参数和厂家参数的设置。组合式恒温恒湿空调控制管理系统结构图如图1所示。

  为了采用两个LM3109控制器实现室内机与室外机的数据交换，需要在控制器中进行通讯配置和程序编写。控制器的程序开发软件带有通讯功能库，并且完全支持IEC61131-3的六种语言，可以使很复杂的通讯过程能够在控制器中方便地实现。室外机的通讯程序流程图如图2所示，采用ModbusRTU通讯协议。在室外机，首先初始化RS485接口的波特率、数据位、校验位、停止位等参数，再初始化其为Modbus从站，并且设置Modbus从站地址。调用图3中的通讯初始化功能块就可以完成Modbus从站的初始化工作。最后要做的就是把从机中的状态信息有规律的放到控制器的可寻址区M区中，以备主机读取。控制器的编程软件支持ST语言，可以方便的处理需要交换的数据。图4位采用ST语言编写的程序，作用是把压缩机和四通阀的状态信息赋值给数据位%MX1300.0~%MX1300.7，主机通过读取这些地址内的数值就能够得到室外机的状态信息。从图4可见，数据处理很方便，程序的可读性也很高，在调试时各个数据的状态一目了然。

  图5为室内机通讯程序流程图。室内机控制器为Modbus主站。在没有控制命令时，室内机向室外机发送Modbus查询指令，查询室外机的运作时的状态。当有开机、停机或加降载等需求时，室内机向室外机发送控制指令。室内机还对室外机返回的数据做CRC校验，校验成功后才进行下一次控制命令的发送，从而避免了外界干扰对室外机的误操作，保证了系统具有较高的可靠性。CRC校验只需要调用一个功能块即可，如图6所示。