LM系列小型PLC在组合式空调机组中的应用

1 引言

　　组合式空调机组，又称非独立式空调机组，是指不带冷、热源，其冷媒为水，热媒为水或蒸汽，以功能段为组合单元，能够完成空气输送、混合、加热、冷却、去湿、加湿、过滤、消声等功能中几种处理功能的机组。组合式空调机组通常按照箱体材料分为金属空调箱式和非金属空调箱式两大类，风量常介于2000m3/h至200000m3/h之间。
　　组合式空调机组是中央空调控制系统（集中供热或供冷系统）中空气处理的重要设备。组合式空调器以其技术参数可选范围大、性能价格比适中、功能段组合灵活等优点，在近几年的国内市场中有很大发展。
　　PLC以其体积小，功能齐全，价格低廉，可靠性高等优点，在各个领域获得了广泛应用。利用PLC对模拟量处理的优越性能和触摸屏简便、快捷的操作功能，使得组合式空调机组的性能得以很大程度提高。

2 组合式空调机组介绍
　　2.1设备结构
　　组合式空调机组根据不同使用需求，设有新、回风混合段、初效过滤段、袋式过滤段（分初、中效）、中间段、表冷段、热水加热段、蒸汽加热段、电加热段、风机段、消声段、加湿段、排风段、出风段等十几种功能段，用户可以根据需要灵活选择部分功能段进行组合使用，可按水平方向组合称卧式空调机组，也可叠置成立式机组。一般情况下，组合式空调机组常用的功能段有新、回风混合段、初效、中效过滤段、表冷段、加热段、加湿段和风机段等，系统的　　结构图如图2所示：　　2.2 控制要求
　　本系统要求能够进行手动和自动控制，温度、湿度控制精度为：±1%左右。
　　自动控制：系统启动后，首先打开新风阀，然后，根据设定的温度、湿度要求，自动控制加热器、加湿器工作，达到恒温、恒湿的控制目的。
　　手动控制：系统要求对加热器、加湿器、新风阀能够进行手动控制。
　　闭锁功能：对加热器、加湿器、新风阀的控制必须在风机运行的前提下进行。

3 控制系统介绍
　　3.1 控制系统方案
　　控制系统上位机采用和利时HT6600L触摸屏，下位机选用和利时LM3107E PLC控制器，上、下位机之间通过基于MODBUS协议的RS232串口进行通讯。通过LM3107E进行温度、湿度信号的采集和处理，并同设定的温度、湿度值进行比较，当设定温度和实际温度差值大于设定的限值时，启动加热器；低于设定的限值时停止加热器，湿度控制方法同温度。同时，系统通过自动或手动调节入口风门的开度来调节新、回风的比例。
　　触摸屏用来切换系统的工作模式，包括手动、自动和停止，显示风机的运行状态，以及温、湿度信号值。同时，通过触摸屏设定温、湿度值，温、湿度差值的限值等。图3为控制系统配置图。

　　混合段：混合段的上部和侧部开有风管接口，用以接收新风回风，通过入口风门的开度自动或手动调节新、回风的比例。
　　过滤段：主要是对空气中的灰尘杂质进行过滤，通常包含初效过滤段和中效过滤段。
　　表冷段：该段主要功能是对空气进行冷却去湿。
　　加热段：该段主要功能是对空气进行加热。
　　加湿段：该段主要功能是对空气进行加湿。
　　风机段：该段主要功能是利用风机给空气提供流动动力，以克服系统管道阻力。

　　3.2控制系统硬件
　　3.2.1可编程逻辑控制器-PLC
　　本系统采用本体自带2路模拟量输入（0~10V/0~20mA可选）/1路模拟量输出（0~10V/0~20mA可选），10路DC24V输入（源型/漏型可选）/8路继电器输出的CPU模块LM3107E。利用两路模拟量输入分别采集温度和湿度信号，精度可达1%。同时，该款CPU还集成1个RS232通讯接口，支持专有协议（仅RS232）/Modbus RTU协议/自由协议。
下表1为系统I/O分配表。

　　3.2.2 人机界面-HMI
　　人机监控部分采用和利时HT6600L触摸屏，配以监控软件来完成。触摸屏上可以进行手动和自动操作，完成参数设定和显示设备运行状态。图4-图6为触摸屏部分监控画面。

4 结论
      采用LM系列PLC和HT6600系列触摸屏对组合式空调机组进行控制之后，整个组合式空调系统发挥出了优异的空气调节性能，其稳定的工作性能，极大程度地保障了组合式空调机组应用在医药仓库、实验室等对空气环境质量要求严格场合的可靠运行。 

参 考 文 献
[ 1 ]  《HOLLiAS LM系列PLC硬件手册》. 北京和利时自动化驱动技术有限公司, 2007.1
[ 2 ]  《HOLLiAS LM系列PLC软件手册》. 北京和利时自动化驱动技术有限公司, 2008.1
[ 3 ]  《HOLLiAS LM系列PLC指令手册》. 北京和利时自动化驱动技术有限公司, 2007.5

作者简介  孟醒（1982-），男，江苏南京，学士，研究方向：工业自动化。