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罗克韦尔NX7系列控制器在中央空调机组中的应用

--罗克韦尔NX7系列控制器在中央空调机组中的应用

供稿:罗克韦尔自动化(中国)有限公司 2009/8/7 15:30:00

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  • 关键词: 罗克韦尔 NX7系列控制器 中央空调机组
  • 摘要:NX7 PLC具有结构紧凑、运算速度快、功能齐全、本体自带四路模拟量等特点,此控制器系统不但能对每一个输出本文结合水冷螺杆机组的工作流程及特点,介绍了罗克韦尔自动化OEMax NX7系列控制器在水冷螺杆机组控制系统中的应用,详述了其控制系统的组成,软件设计以及此控制系统在应用中的主要功能及其特点。

 

一、引言
  在商业和工业的中央空调系统中,主要有风冷和水冷两大类组成,在这基础上再延伸有风-风机组、风-水机组、水-水机组、水-风机组等等,而水冷螺杆机组在水冷中是最具代表性的;水冷螺杆机组一般放在地下室,屋顶或地面上,虽然在屋顶上或地面上有挡风遮雨的棚或屋,但在夏天高温高湿的恶劣天气,对电器元件也是一种考验;选用Rcokwell Automation OEMax NX7系列小型可编程控制器(PLC)作为控制系统的核心,NX7 PLC具有结构紧凑、运算速度快、功能齐全、本体自带四路模拟量等特点,此控制器系统不但能对每一个输出实现精确控制,结合其它控制元件和软件设计,还能实现运行参数的自动调整和故障诊断,并能储存历史上发生的每一个故障信息。

二、水冷螺杆机组空调系统的组成
  图1为水冷螺杆机组工作的原理图。水冷螺杆机组通常在空调水泵和冷却水泵正常工作、管道水系统正常的情况下,当水温满足要求的时候才启动压缩机,压缩机工作后产生的高温高压的氟里昂经过冷凝器的冷却→干燥过滤器→系统电磁阀→节流装置膨胀阀→蒸发器→返回到压缩机形成一个循环制冷系统。


图1水冷螺杆机组工作原理图


  因为空调机组的核心制冷部件就是压缩机,所以针对压缩机的制冷系统就需要更好的保护,如错相缺相保护器、过电流保护器、内部线圈过高保护开关、防冰冻保护等;考虑到机组输入与输出的点数,又要选择最优方案,控制系统选用了一个具有8路继电器输出、12路数字量输入和4路模拟量输入的NX7-20ADR-4A模块,此外,系统还选用罗克韦尔自动化公司的PaneView C600系列的2711C-T6M触摸屏作为显示、交互设备,它通过专用电缆与PLC主机模块相连,主要用于参数的设置、报警显示、定时开关机组、设备运行状态指示、启停按钮、记录压缩机的一些运行数据等等,触摸屏的使用为系统创建了一个友好的交互环境。
  图2所示为系统的电气原理图。PLC的开关量输入0.0~1.0均为数字量信号,作为压缩机的保护点;PLC的输出点通过内部继电器输出实现对压缩机的四个容量阀控制、压缩机分线圈启动控制、两个水泵的控制;PLC的模拟量输入IV0~IV3为四个电压型的信号,作为空调温度保护和机组的四个温度监控及压缩机工作的条件。


图2水冷螺杆机组电气原理图


  通过对触摸屏2711C-T6M的屏幕点击,可以直接在屏幕上进行过程控制,图形按钮及自解释说明等特点使操作更加简单、方便,同时触摸屏采用目前最新Ethernet技术,利用宽带网络线实现触摸屏与电脑的连接,只要设置准确电脑与触摸屏的IP地址一致,直接点击电脑操作系统自带的Internet Explorer V7.0版本或Firefox V2.0版本软件,就可以打开触摸屏设计软件,而不需要在PC机上安装专门的触摸屏设计软件。2711C-T6M触摸屏还具有IP65保护等级,工作环境温度为0~50℃,宽电源输入18~30VDC等特点,并全面支持汉字显示;通过通讯电缆与计算机联网,还可以实现中央空调运行状态的远程监控。

三、程序设计
  罗克韦尔自动化公司的OEMax NX7系列小型可编程序控制器(PLC)使用基于Windows平台的编程软件包WinGPC4.11,采用梯形图方式编程,整套程序由1个主程序和11个子程序组成,11个子程序为:初始化程序、时钟程序、温度程序、状态程序、设置程序、定时程序、工作模式程序、启停程序、故障诊断程序、故障复位程序、限时运行程序。
  图3所示为程序控制流程图。PLC上电后,程序开始执行,若为上电后的第一个周期,则调用初始化子程序,把PLC的各个继电器输出点、机组参数、功能按钮等设置为初始值、默认值;在以后的扫描周期内不再执行此段程序。然后检查复位要求,若无这样的请求将直接执行下一步;接着系统检测是否有报警,若有调用故障诊断子程序,机组也不工作,排除故障后程序从初始位置运行。触摸屏子程序主要处理与触摸屏的显示、设置有关的一些变量值、机组的功能选择、设备的操作等等。时钟、温度、状态、设置、工作模式等子程序主要是配合主程序工作和触摸屏显示之用。限时运行子程序主要是为商业销售而编制的一段限时运行程序。当通过触摸屏启停按钮启动后,控制程序检测空调侧的水温,若不满足,则压缩机开始工作,容量从百分之25%逐步加载到100%运行;当水温满足要求则从100%减载直到停机。


图3  程序控制流程图


四、结束语
  罗克韦尔自动化公司OEMax NX7系列小型可编程序控制器(PLC)产品良好的性能使得此控制系统具有很高的稳定性,这对适用于中央空调设备也是至关重要的;同时PLC的指令系统丰富,编程操作简单等特点也使开发周期变短,现场调试方便。

刘斌  花荷琴   江苏中科能凯夫空调有限公司

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