摘  要         恒溫恒濕空調廣泛應用在對環境要求較高的博物館、實(shi)驗(yan)室(shi)以(yi)及(ji)精(jing)密(mi)儀(yi)器(qi)生(sheng)產(chan)線(xian)等(deng)場(chang)合(he)。本(ben)文(wen)討(tao)論(lun)的(de)為(wei)組(zu)合(he)式(shi)恒(heng)溫(wen)恒(heng)濕(shi)空(kong)調(tiao)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，所(suo)謂(wei)組(zu)合(he)式(shi)是(shi)將(jiang)空(kong)調(tiao)機(ji)組(zu)拆(chai)分(fen)成(cheng)兩(liang)個(ge)部(bu)分(fen)
，一(yi)部(bu)分(fen)為(wei)室(shi)內(nei)機(ji)一(yi)部(bu)分(fen)為(wei)室(shi)外(wai)機(ji)。室(shi)內(nei)機(ji)、室shi外wai機ji分fen別bie配pei有you一yi個ge控kong製zhi器qi
，兩liang個ge控kong製zhi器qi通tong過guo串chuan口kou通tong訊xun的de方fang式shi傳chuan遞di控kong製zhi信xin息xi以yi及ji機ji組zu狀zhuang態tai信xin息xi。這zhe樣yang做zuo不bu僅jin能neng夠gou節jie省sheng機ji組zu的de安an裝zhuang空kong間jian，而er且qie可ke以yi使shi機ji組zu的de運yun輸shu、接線等工作更加方便。本係統采用和利時公司的LM係列PLC，利用CPU上自帶的串口組成通訊網絡，並采用軟件自帶的功能庫完成了通訊程序的編寫，方便、可靠的實現了係統功能。

關鍵詞       LM PLC；恒溫恒濕空調

；組合式
；室內機室外機

組合式恒溫恒濕空調是對一體式恒溫恒濕空調的改進，主要體現在空調的結構形式。組合式空調機組分類兩個部分

，一部分為室內機
、一部分為室外機，這樣做不僅能夠節省空調機組的安裝空間
，而且空調的運輸、安裝也更加方便。本係統另一項改進是在室內機與室外機上各采用一個控製器，兩個控製器通過通訊的方式交換信息，通訊隻需要一根2芯(xin)的(de)屏(ping)蔽(bi)通(tong)訊(xun)電(dian)纜(lan)。與(yu)單(dan)控(kong)製(zhi)器(qi)係(xi)統(tong)相(xiang)比(bi)
，本(ben)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)將(jiang)減(jian)少(shao)大(da)量(liang)遠(yuan)距(ju)離(li)接(jie)線(xian)
，不(bu)僅(jin)符(fu)合(he)節(jie)約(yue)環(huan)保(bao)的(de)設(she)計(ji)思(si)想(xiang)
，而(er)且(qie)大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)、節省安裝時間、減少係統維護的工作量。

2         控製係統設計

組合式恒溫恒濕空調係統分為室內機與室外機兩個部分。室外機的主要部件包括：壓縮機
，冷凝器，冷凝風機
，四通閥
，冷凝壓力開關等；室內機的主要部件包括：送風機
，表冷器，熱水盤管，電加熱
，加濕器，過濾段等。室外機共包括4個渦旋式壓縮機，2個冷凝風機、4個(ge)四(si)通(tong)閥(fa)。每(mei)兩(liang)個(ge)壓(ya)縮(suo)機(ji)對(dui)應(ying)一(yi)個(ge)冷(leng)凝(ning)風(feng)機(ji)
，每(mei)個(ge)壓(ya)縮(suo)機(ji)對(dui)應(ying)一(yi)個(ge)四(si)通(tong)閥(fa)，切(qie)換(huan)四(si)通(tong)閥(fa)能(neng)夠(gou)完(wan)成(cheng)空(kong)調(tiao)機(ji)組(zu)從(cong)製(zhi)冷(leng)工(gong)況(kuang)到(dao)製(zhi)熱(re)工(gong)況(kuang)的(de)切(qie)換(huan)。室(shi)內(nei)機(ji)主(zhu)要(yao)完(wan)成(cheng)空(kong)調(tiao)機(ji)組(zu)送(song)風(feng)調(tiao)濕(shi)等(deng)過(guo)程(cheng)。為(wei)了(le)減(jian)少(shao)室(shi)內(nei)外(wai)機(ji)之(zhi)間(jian)的(de)連(lian)接(jie)電(dian)纜(lan)，此(ci)係(xi)統(tong)在(zai)室(shi)內(nei)機(ji)與(yu)室(shi)外(wai)機(ji)上(shang)分(fen)別(bie)采(cai)用(yong)一(yi)個(ge)LM控製器LM3109
，兩個控製器通過自帶的RS485接口連接，並把室內機作為主機向從機發送控製指令以及狀態查詢指令。主機上的RS232接口連接一個5.6英寸的彩色觸摸屏HT6000，用於空調工況監視、用戶參數以及廠家參數的設置。係統結構圖如下所示：

圖        2-1 恒溫恒濕空調控製係統結構圖

 

3         調通訊處理

采用兩個LM3109實現室內機與室外機的數據交換需要進行通訊方麵的配置以及程序編寫
，PowerPro2.1.4帶有通訊功能庫，並且完全支持IEC61131-3的六種語言

，使得這種比較複雜的通訊過程，能夠在PLC中方便的實現。通訊程序的流程圖如下所示，這裏采用Modbus RTU通訊協議，在室外機首先初始化RS485接口的波特率
、數據位、校驗位

、停止位等參數，再初始化其為Modbus從站，並且設置Modbus從站地址。調用圖3-2中的通訊初始化功能塊即可完成Modbus從站的初始化工作。最後要做的就是把從機中的狀態信息有規律的放到LM的可尋址區M區中
，以備主機讀取。LM的編程軟件PowerPro支持ST語言，可以方便的處理需要交換的數據。在圖3-3中程序采用ST語言編寫，作用是把壓縮機、四通閥的狀態信息賦值給了%MX1300.0~%MX1300.7這些數據位
，主機通過讀取這些地址內的數值就可以獲得室外機的狀態信息，可以看到數據處理很方

便，程序的可讀性也很高，在調試的時候各個數據的狀態一目了然。

 

圖        3-1 室外機通訊程序流程圖

                        

圖        3-2 LM PLC通訊初始化功能塊

圖         3-3 LM PLC通訊數據處理

圖        3-4室內機通訊程序流程圖

圖3-4為室內機通訊程序流程圖

 

在室內機中的LM PLC作為Modbus主站，在沒有控製命令的時候室內機向室外機發送Modbus查詢指令，查詢室外機的運行狀態，當有開機、停機以及加降載等需求的時候，室內機向室外機發送控製指令，室內機還會對室外機返回的數據做CRC校驗
，校驗成功後才會進行下一次控製命令的發送。避免由於外界的幹擾造成對室外機的誤操作

，保證了係統看高可靠性。CRC校驗隻需要調用一個功能塊即可，如下圖所示。

圖        3-4 LM PLC CRC校驗功能塊

4         壓縮機保護及故障處理

組合式恒溫恒濕空調機組的控製主要包括以下幾個方麵
，係統啟動
、能量調節、溫度濕度控製、除霜
、壓縮機保護以及故障處理等功能。其中係統啟動、能量調節、溫wen度du濕shi度du控kong製zhi除chu霜shuang等deng功gong能neng與yu其qi他ta的de空kong調tiao係xi統tong基ji本ben相xiang同tong，這zhe裏li不bu再zai贅zhui述shu。由you於yu此ci係xi統tong是shi分fen成cheng室shi外wai機ji與yu室shi內nei機ji兩liang個ge部bu分fen的de，所suo以yi壓ya縮suo機ji保bao護hu及ji故gu障zhang處chu理li與yu常chang規gui的de空kong調tiao係xi統tong有you所suo不bu同tong。在zai這zhe個ge係xi統tong裏li，我wo們men在zai室shi外wai機ji以yi及ji室shi內nei機ji都dou做zuo了le保bao護hu功gong能neng，例li如ru壓ya縮suo機ji不bu滿man足zu最zui小xiao運yun行xing時shi間jian時shi，室shi內nei機ji不bu會hui向xiang室shi外wai機ji發fa送song停ting機ji指zhi令ling，當dang壓ya縮suo機ji出chu現xian高gao壓ya、guozaidengguzhangshi，shiwaijihuizixingtingjibaohu，erwuxudengdaishineijidetingjizhiling。guzhangchulifangmian
，shiwaijiyekeyiduiyixieguzhangzixingchuli，lirudiyaguzhang，zai60分鍾連續出現3次才上報給室內機，否則室外機自行處理。當通訊出現故障時，室外機也會自動停止壓縮機運行，並且發出報警信號。這樣使室內機、室外機既獨立又統一，避免因通訊延時或通訊故障對壓縮機造成損害。

5         係統操作界麵

此係統的操作界麵采用和利時HT6600係列觸摸屏製作
，這款觸摸屏為5.6英寸彩色觸摸屏。操作界麵可以完成廠家參數以及用戶參數的設置、記錄係統報警信息、監jian視shi係xi統tong的de運yun行xing工gong況kuang等deng功gong能neng。設she置zhi廠chang家jia參can數shu需xu要yao擁yong有you最zui高gao級ji得de權quan限xian，設she置zhi用yong戶hu參can數shu也ye需xu要yao具ju有you操cao作zuo員yuan權quan限xian
，避bi免mian其qi它ta人ren員yuan的de誤wu操cao作zuo。係xi統tong操cao作zuo畫hua麵mian如ru下xia圖tu所suo示shi。圖tu5-1為係統主界麵
，操作員可以進行目標溫度

、濕度設置，選擇運行工況，進行開機停機等操作
，操作人員需要具有操作員權限。圖5-2為(wei)參(can)數(shu)設(she)定(ding)選(xuan)擇(ze)界(jie)麵(mian)，廠(chang)家(jia)可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)相(xiang)應(ying)的(de)選(xuan)項(xiang)進(jin)行(xing)參(can)數(shu)設(she)置(zhi)，這(zhe)些(xie)參(can)數(shu)都(dou)是(shi)廠(chang)家(jia)參(can)數(shu)
，不(bu)開(kai)放(fang)給(gei)空(kong)調(tiao)用(yong)戶(hu)，設(she)置(zhi)這(zhe)些(xie)參(can)數(shu)需(xu)要(yao)具(ju)有(you)最(zui)高(gao)權(quan)限(xian)。圖(tu)5-3為係統運行監控界麵，這裏可以監視係統中各個設備的運行狀況。當係統報警時，係統會自動切換到報警界麵上。

 

圖        5-1 係統主界麵

圖        5-2 參數設定選擇界麵

圖        5-3 係統運行監控界麵

 

 

6         應用特點

基於LM係列PLC的組合式恒溫恒濕空調控製係統具有如下特點：

ì        可靠性

LM CPU自帶的RS485串口具有很強的抗幹擾能力，雖然此係統中有一個37KW的變頻器，但是係統通訊完全不受影響，從現場的使用情況看
，壓縮機、風機等通過通訊控製的設備均可以快速響應室內機的指令。

ì        易用性

LM功能庫中的通訊功能塊讓實現兩個PLC通訊更加方便，除了支持梯形圖語言外
，編程軟件還支持ST語言，適於通訊程序的批量處理，也使通訊程序的調試、監控更加方便。

ì        智能性

LM PLC中的溫度采集模塊均為智能型，本係統采用的4通道熱電阻采集模塊每個通道均能進行短路
、斷線檢測，在通道故障或傳感器接線出現短路、斷線等問題的時候，係統能夠及時進行機組保護，避免機組收到損害。

 

參考文獻

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[ 2 ]               李援英，中央空調操作與維護[M]，機械工業出版社

[ 3 ]               和利時公司，Modbus通訊協議簡化，2008

[ 4 ]               馮玉琪、王強
、劉旭等，《中央空調選型

、調試

、控製和維修》，人民郵電出版社

[ 5 ]               和利時公司，HOLLiAS LM小型可編程控製器硬件手冊，2008