LOGO! 在暖通系统控制中的应用

1.认识LOGO!       我们公司某系列转轮除湿机产品采用LOGO!作为标准控制器配置以来，该系列的产品控制稳定，故障率明显降低。同时采用标准配置后，简化了线路，提高了电气装配的准确度和速度，缩短了该系列产品的生产周期。       在LOGO!OBA6问世之前，LOGO!控制器在针对中国用户时存在用户操作界面太小，不支持中文，面板安装不方便等问题，因而在许多带有现场工程（风阀，水阀等）控制，并直接面对用户操作的系统控制，一般都选用可接文本或触摸屏等人机界面的plc控制器。随着LOGO!OBA6系列控制器以及LOGO!TD文本的出现，完美的解决了这一问题。从而在很多通过LOGO！控制器可以达到控制要求，却因为LOGO!人机界面不友好等因素而选择PLC控制器的控制系统也出现了LOGO!以及LOGO!TD的身影。 2.选择LOGO!        一提到暖通系统的控制，大家首先想到的就是采用DDC控制，RWX系列和RWD系列DDC控制器的风靡一时也印证了这一点。然而DDC控制器存在，功能单一，针对用户操作的人机界面不够友好，逻辑控制能力不足等问题。使其在应对很多暖通系统的控制时有点鸡肋的感觉。就以我将要介绍的系统为例，通过2个单回路DDC加以延时继电器等继电系统也完全可以实现控制功能，但是对于制造商增加了继电器线路部分，无形中就增加了故障点；并且一般通用控制器都不会有中文界面，对于用户而言，对操作人员的要求也会相应的要求更高，无形中提高了用户的人力成本。       在暖通控制系统中，PLC控制系统也应用广泛，尤其是低端的PLC控制系统（如S7-200）。但是由于暖通控制的特殊性，一般点数较少，控制相对简单，特别是单一系统，即便采用最低端的PLC控制器，也有点大材小用的味道，其性价比肯定不是最好。       LOGO! OBA6控制器，主模块集成4路AI。一般的暖通系统中，无非控制温度，湿度，压差，风量等参数，对于单一的系统，其AI点数都集中在1～4个点之间，因而在配置模块时无需另配模拟量模块。同时LOGO!控制器还有标准型和经济型的模块可供选择，在选用LOGO!TD做人机界面时，便可选经济型的主控模块。极大的降低了成本，提高了产品的市场竞争力。       综上所述，在暖通控制系统中，LOGO!控制器将是主控制器的首选。 3.应用LOGO!  （1）应用简述       2010年10月，我公司在上海某研究所有个实验室温湿度控制系统项目。该项目的大致要求如下：       ① 处理区域为一个实验准备间和四个实验间，五间共用一套空气处理设备。实验间根据实验量可以选择性的使用一到四间不等，准备间则只要有实验必须使用。       ② 空气处理设备为一套带冷冻除湿功能的温湿度调节设备，能自动调节满足处理区域温湿度要求，并根据实验间的使用数量自动调节设备送风风量。       ③ 配置中文界面的人机界面，并显示系统各部件，功能的状态和参数。       根据以上的要求，当时我们选用LOGO!OBA6系列控制器并配LOGO!TD文本作为该项目的主控制器和人机界面。自10年10月底交付使用至今，系统运行稳定，除例行保养外，无故障报修记录，用户反应良好。 （2）工艺流程介绍         如图1所示：该系统可以分为过滤段，表冷段，加热段，送风段和送风管道系统。       ① 过滤段：该功能段作用是空气过滤。       ② 表冷段：该功能段同时起到降温和除湿的作用，当系统温度高时，利用其降温，当湿度高时同样利用其降温使空气饱和并析出水分，达到除湿的目的。二者在控制时，除湿优先，即当湿度高时，无论温度高低，都将通过表冷器降温进行除湿。       ③ 加热段：主要调节温度，当温度低时，起到升温的作用。       ④ 送风段：通过风机变频，恒压送风，保证系统的送风风量。       ⑤ 风道系统：根据房间的使用情况，通过电动风阀执行器选择送风的房间，即需要使用的房间送风，不使用的房间关闭风阀。 （3）系统硬件配置       如图1所示：系统的检测部件主要有送风管道安装的压差传感器；温湿度传感器；以及检测滤网堵塞的压差开关。执行部件有调节表冷器冰水流量的电动调节阀；调节电加热的固态继电器；调节送风机频率的变频器；调节房间送风的电动风阀。       根据系统的要求以及检测元件和执行部件的使用情况，系统的硬件配置如下：       ① 主模块：考虑到系统有压差，温度，湿度三个AI,所以主模块可以选用LOGO!OBA6系列带四个AI的模块；电加热通过固态PWM控制，所以必须选择固态晶体管输出型；由于系统配备了LOGO!TD作为人机界面，因而在主模块的选择时，可以选择经济型的不带显示单元的模块。综合以上要求，本项目选用LOGO!24o做主模块。       ② 扩展模块：根据执行元件的使用情况，系统配置LOGO!DM 8 12/24R数字量扩展模块以控制风阀执行器，变频器启停等。配置LOGO!AM2 AQ控制变频器频率调节和表冷器冷冻水调节阀。       ③ HMI：系统HMI配置LOGO!TD文本进行系统参数显示，状态显示以及参数的设定。       LOGO! 控制器以及LOGO!TD的安装如图2～4所示：                       LOGO!控制器接线示意图如：图5-7所示：    （4）软件开发       ① 输入输出功能介绍       由图5-7接线示意图可知，系统包含5数字输入；8数字输出（其中一路作为脉冲输出）；3模拟量输入；2模拟量输出。输入输出功能如表1所示：       ② 控制程序       根据系统的主要部件和各部件的功能，程序大致可分为：变频器控制；表冷器控制；加热器控制；风阀控制；以及LOGO!TD的编写。       A. 变频器控制：         如图8所示，变频送风的目的是保证恒压送风，系统因房间的使用数量发生变化，送风压差也随之改变，这时通过变频器的调节可以满足送风压差的恒定。       B. 表冷器控制：       系统降温和除湿均通过表冷器来实现，因而在表冷器的控制程序中，需做2个PI。即一个根据温度调节，一个根据湿度调节。二者PI的输出值进行比较，水阀的实际取值应取大值。在程序中的实现如图9所示：通过“模拟量比较器”和“模拟量MUX”功能块来完成。       C. 加热控制程序       系统加热主要调节温度，加热控制执行元件为固态继电器，在控制加热温度时，结合PI 和PWM功能块即可实现加热器PWM输出。具体如图10所示：       D. 风阀控制       系统四个实验室根据实际使用情况，使用其中的1-4个不等，使用的实验室送风阀开启，不使用的送风阀将关闭。本系统在实现这一功能时，考虑到开关量输入点数，以及外围的切换按钮，线路等，故不使用外部进行切换，通过人机界面（LOGO!TD）的设定来实现。如图11所示：       只有当相关的实验室设置值为“1”时，且设备处于运行状态下时，开启这一实验室的送风风阀，否则关闭。程序在实现这一功能时，通过“模拟量MUX”功能块和“模拟量阈值触发器”来实现。 “模拟量MUX”功能块作为人机界面的设置值，通过“模拟量阈值触发器”进行等于一的比较（将阈值接通设为1；关断设为2即可）。       E. LOGO! TD 设置       LOGO! TD作为控制系统的人机界面。那么通过该界必须要包含的内容包括：系统各部件的运行状态（“正常”，“运行”，“故障”等）；系统各检测点的参数（“温度”，“湿度”，“压差”等）；系统各执行部件的状态（“开启”，“关闭”，开启的百分比）；系统各设定点参数的设置。这些功能则通过“信息文本显示器”功能块来实现。 （5） 使用LOGO! 的体会       LOGO! 控制器工作可靠，编程方便，在小型控制系统中拥有极高的性价比。是其它同类产品无法比拟的。个人认为在后续产品升级中可以适当加强网络通讯的功能，以适应当今工业网络的潮流；适当增加模拟量输出的点数，增加产品在诸如暖通等小型控制系统中的产品竞争力。 作者简介： 李富生（1981-），男，上海荷迪思湿度控制设备有限公司，联系方式：15900812100 13764400256 left810414@163.com