一、概述　 

        近二十年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，西門(mén)子plc可編程控制器在中央空調(diào)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，應(yīng)用需求也呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)，西門(mén)子plc包括功能性空調(diào)，改進(jìn)、性能改進(jìn)、節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)品智能化。過(guò)去，只有北方需要冬季供暖，但現(xiàn)在越來(lái)越多的南方地區(qū)在冬季通過(guò)中央空調(diào)供暖。二十年前，只有少數(shù)高端建筑在夏天通過(guò)中央空調(diào)系統(tǒng)制冷。今天的商業(yè)建筑通常都配備中央空調(diào)系統(tǒng)以供冷卻。過(guò)去，蔬菜和水果主要是通過(guò)自然環(huán)境來(lái)保存的。如今，越來(lái)越多的菜農(nóng)、商人和使用者通過(guò)冷藏來(lái)保存水果和蔬菜。隨著制藥、食品等行業(yè)產(chǎn)品性能和質(zhì)量的不斷提高，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中原材料、半成品、成品的貯存環(huán)境提出了更高的要求。

　　如何運(yùn)用先進(jìn)實(shí)用的自動(dòng)化技術(shù)控制和管理中央空調(diào)，是中央空調(diào)領(lǐng)域電氣自動(dòng)化從業(yè)人員的一個(gè)重要課題。為了使中央空調(diào)系統(tǒng)安全有效地運(yùn)行，必須對(duì)壓縮機(jī)、水泵和其他設(shè)備進(jìn)行可靠的控制和有效的管理，必須收集各種設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，需要建立中央空調(diào)系統(tǒng)mcgs觸摸屏監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)一批設(shè)備進(jìn)行集中管理和協(xié)調(diào)控制，隨著自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的中央空調(diào)廠(chǎng)商希望對(duì)分布在全國(guó)的中央空調(diào)機(jī)組進(jìn)行監(jiān)控和管理，掌握機(jī)組的實(shí)時(shí)運(yùn)行條件，并以現(xiàn)場(chǎng)收集可編程的數(shù)據(jù)為核心運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)提供預(yù)測(cè)性維護(hù)和改進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)支持。

　　目前，大多數(shù)中央空調(diào)機(jī)組由單片機(jī)控制器或PLC控制。僅實(shí)施基本的獨(dú)立控制。尚未實(shí)施多個(gè)單元的集團(tuán)控制和協(xié)調(diào)控制，尚未建立綜合監(jiān)控平臺(tái)。因此，不同單元之間的聯(lián)動(dòng)功能較少，區(qū)域聯(lián)合調(diào)度的可能性較小。

　　中央空調(diào)的控制過(guò)程需要與過(guò)程要求緊密結(jié)合。早期的中央空調(diào)大多由特殊控制器控制，如單片機(jī)。在原始條件下選擇該方案是合理的。首先，smart plc控制器不提供用戶(hù)可編程環(huán)境。所有控制程序都需要由smart plc控制器制造商完成，這不利于提高工作效率，不利于中央空調(diào)制造商的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。其次，smart plc控制器的穩(wěn)定性和可靠性比在各種惡劣環(huán)境下測(cè)試的PLC差。最后，smart plc控制器在開(kāi)放接口和網(wǎng)絡(luò)之間互連的性能更差，這不利于中央空調(diào)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)中央空調(diào)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

　　在設(shè)計(jì)中央空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，首先要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，最后，我們必須完全整合中央空調(diào)機(jī)組的工藝要求。

圖1中央空調(diào)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)圖

　　該方案設(shè)計(jì)的西門(mén)子plc的中央空調(diào)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有三層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。
       1)現(xiàn)場(chǎng)控制層

　　底層是場(chǎng)控制層。主要設(shè)備是PLC或基于PLC技術(shù)的專(zhuān)用控制器。它用于接收各種場(chǎng)信號(hào)，執(zhí)行控制計(jì)算和輸出信號(hào)以控制各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。輸入信號(hào)包括模擬信號(hào)，如溫度，壓力和流量，以及開(kāi)關(guān)信號(hào)，如壓縮機(jī)和泵啟動(dòng)和停止。西門(mén)子plc技術(shù)的專(zhuān)用控制器還可以通過(guò)RS485等通信接口與現(xiàn)場(chǎng)智能電表交換數(shù)據(jù)，或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口與其他控制產(chǎn)品連接。 PLC或基于PLC技術(shù)的專(zhuān)用控制器通過(guò)串口連接到HMI。工作人員可以在中央空調(diào)機(jī)組附近調(diào)試和維護(hù)該設(shè)備。作為中央空調(diào)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本控制單元，基本控制器基于上述功能通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊與中間監(jiān)控層進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。目前，所使用的無(wú)線(xiàn)通信方法更多是GPRS。

　　2)中間監(jiān)控層

　　中間監(jiān)控層通過(guò)無(wú)線(xiàn)設(shè)備接收各種類(lèi)型的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上顯示各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，監(jiān)控軟件運(yùn)行在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上，處理和存儲(chǔ)各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)公共網(wǎng)絡(luò)與中央監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行交互。

　　3)中央監(jiān)控系統(tǒng)

　　中央監(jiān)控系統(tǒng)一般位于中央空調(diào)制造公司監(jiān)控大廳。它由各種數(shù)據(jù)服務(wù)器、操作員工作站、工程師工作站、大屏幕顯示器和打印機(jī)組成。

　　如果監(jiān)測(cè)的中央空調(diào)單元的數(shù)量不是太大，為了提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，可以省略中間監(jiān)控層，并且可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)將基本數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控層。

  二、中央空調(diào)物互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)硬件選擇

　　基于PLC或PLC的專(zhuān)用控制器是中央空調(diào)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心部件。控制器的選擇決定了中央空調(diào)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的性能和水平。

　　西門(mén)子s7系列plc是作者開(kāi)發(fā)的新一代plc產(chǎn)品。以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1、cpu性能優(yōu)越，單指令處理時(shí)間0.1s，cpu車(chē)身采用rs232和rs485串口，單cpu可擴(kuò)展10個(gè)模塊。

　　2、編程語(yǔ)言符合iec 61131-3的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并有五種語(yǔ)言：st、ld、il、fbd和sfc.

　　3、支持各種標(biāo)準(zhǔn)的硬件和軟件接口，可以與各種配置軟件和人機(jī)接口無(wú)縫集成。

　　4、支持可以與各種設(shè)備相互連接的modbus和profibus通信協(xié)議。

　　5、終端可以插入，用于系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和售后服務(wù)。良好的環(huán)境適應(yīng)性，良好的電磁兼容性和較強(qiáng)的抗干擾能力。

　三、中央空調(diào)網(wǎng)絡(luò)事物系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

　　中央空調(diào)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)重于中央監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，并處理和管理各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)。中央監(jiān)控系統(tǒng)使用完整的中文界面來(lái)啟用多任務(wù)調(diào)度。高效的數(shù)據(jù)庫(kù)提供了方便、快速、經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模流程數(shù)據(jù)收集和存儲(chǔ)，以及流程數(shù)據(jù)和管理系統(tǒng)集成，網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)信息門(mén)戶(hù)軟件提供了基于網(wǎng)絡(luò)的共同客戶(hù)環(huán)境，中央plc控制系統(tǒng)的主要功能是：

　　1、收集各種操作數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)曲線(xiàn)、歷史數(shù)據(jù)和故障記錄;

　　2、通過(guò)監(jiān)控屏幕、設(shè)置圖表、修改圖表等方式顯示各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)。

　　3、根據(jù)收集的操作參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)以及生產(chǎn)要求向每個(gè)設(shè)備發(fā)送指令。 4)向其他管理系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，以幫助改善企業(yè)管理。

　　在上位機(jī)調(diào)度管理下，西門(mén)子plc專(zhuān)用控制器可實(shí)現(xiàn)以下功能：

　　1、具有多種切換方式，系統(tǒng)可采用本地、遠(yuǎn)程控制和時(shí)間切換。

　　2、二階模糊溫度控制算法：系統(tǒng)采用二階模糊控制算法plc控制系統(tǒng)負(fù)荷和負(fù)荷，比較反饋溫度與設(shè)定溫度的差異，以及規(guī)定時(shí)間內(nèi)的溫度變化趨勢(shì)，綜合考慮dge機(jī)組壓縮機(jī)應(yīng)執(zhí)行的操作。

　　3、壓縮機(jī)保護(hù)及平衡運(yùn)行：系統(tǒng)保護(hù)壓縮機(jī)不頻繁啟停，根據(jù)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間短時(shí)間啟動(dòng)壓縮機(jī)，保證壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。平衡運(yùn)行。

　　4、CO壓縮機(jī)控制和非滿(mǎn)負(fù)荷保護(hù)：壓縮機(jī)的壓縮控制避免了壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)，非滿(mǎn)負(fù)荷保護(hù)可防止壓縮機(jī)在低負(fù)荷下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，不利于壓縮機(jī)。

　　5、機(jī)組防凍功能：冬季機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)防凍功能。防凍功能包括冷凝器的三級(jí)防凍液和蒸發(fā)器的防凍功能。

　　6、泵的檢查功能：在過(guò)渡季節(jié)，長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)應(yīng)避免生銹。系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)泵檢測(cè)功能。空調(diào)泵和井用泵將在規(guī)定時(shí)間內(nèi)運(yùn)行。

　　7、定時(shí)啟動(dòng)功能：每周7天，每周7次。

　　8、機(jī)組故障保護(hù)功能：系統(tǒng)具有完善的機(jī)組故障保護(hù)功能，包括缺相、壓縮機(jī)故障、泵故障、排氣溫度高。此外，還有傳感器短路和斷開(kāi)檢測(cè)。

　　9、多級(jí)權(quán)限設(shè)置：設(shè)置用戶(hù)和制造商權(quán)限，具有設(shè)置相應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)的特定權(quán)限。

　　10、mcgs觸摸屏人機(jī)界面，西門(mén)子plc通過(guò)RS485與觸摸屏連接，可顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并在屏幕上改變系統(tǒng)參數(shù)，如目標(biāo)設(shè)定溫度、機(jī)組工藝參數(shù)、時(shí)間參數(shù)、機(jī)組功能參數(shù)等。

   四、典型應(yīng)用案例

　　透過(guò)中央空調(diào)系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)，管理人員不但可隨時(shí)取得中央空調(diào)機(jī)組設(shè)備的靜態(tài)資訊，更可實(shí)時(shí)及遙距地監(jiān)察中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)作狀況，為提高中央空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)度、管理和運(yùn)行水平提供依據(jù)。采用中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行方式，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

　　圖2顯示了通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲得的中央空調(diào)裝置的運(yùn)行狀態(tài)。屏幕可視地顯示相關(guān)設(shè)備的操作參數(shù)。

        圖2中央空調(diào)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)

  五、總結(jié)

　　隨著對(duì)信息、智能和節(jié)能生活的追求，西門(mén)子plc可編程控制器在中央空調(diào)互聯(lián)網(wǎng)的plc控制系統(tǒng)相結(jié)合是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施將具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。