基于FX2N—48MT的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)研究

夏文明

摘 要：研究了一種以三菱FX2N系列PLC為核心的空調(diào)控制器，該控制器以空調(diào)開關(guān)、新鮮空氣溫度、蒸發(fā)箱表面溫度、空調(diào)管路壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫為控制條件，并配合繼電器控制PLC的輸入，通過PLC控制壓縮機(jī)電磁離合器的吸合。該控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是平均無故障時(shí)間長(zhǎng)，接線方便，而且還可以隨時(shí)根據(jù)需要更改輸入電壓。

關(guān)鍵詞：汽車空調(diào) 空調(diào)控制器 PLC

中圖分類號(hào)：TP183 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）10（b）-0127-02

Abstract： An auto ac controller which takes FX2N serial PLC as the core chip is researched. The control conditions are ac switch， fresh air temperature， evaporator surface temperature， ac line pressure and engine cooling water temperature. Take these conditions work with relay as the PLC input signal. Then the output signal controls the compressor electromagnetism clutch. The characters of the control system are long MTBF （mean time between failures）， convenient connection， and could change input voltage according to requirement.

Key Words： Auto AC； AC controller； PLC

汽車空調(diào)能調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度、濕度，凈化車內(nèi)空氣環(huán)境，可以使駕駛員保持清醒，減緩疲勞，大大提高車內(nèi)乘客的舒適性。1886年第一輛汽車誕生，1925年第一個(gè)車載空調(diào)誕生，前后相差了近半個(gè)世紀(jì)，汽車空調(diào)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從無到有，從單一供暖制冷到空氣質(zhì)量智能控制幾個(gè)階段[1，2]。汽車的日益普及，對(duì)車載空調(diào)提出了更高的要求，除了舒適性以外，耐用性尤為重要，基于PLC的平均無故障時(shí)間特別長(zhǎng)的特點(diǎn)，本文以三菱FX2N系列PLC為核心，研究了一種基于PLC控制的空調(diào)控制器，該控制器的控制條件有空調(diào)開關(guān)、新鮮空氣溫度、蒸發(fā)箱表面溫度、空調(diào)管路壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫，并配合繼電器控制PLC的輸入，通過PLC控制壓縮機(jī)電磁離合器的吸合。

1 外圍電路設(shè)計(jì)

一般空調(diào)控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)有空調(diào)開關(guān)、新鮮空氣溫度、蒸發(fā)箱表面溫度、空調(diào)管路壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫，除空調(diào)開關(guān)和空調(diào)管路壓力開關(guān)外，其他輸入量均為模擬量，如何將溫度、水溫等模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，可以采用繼電器作為門檻開關(guān)，電阻值可以根據(jù)溫度的需要加以選擇，如果新鮮空氣溫度大于5℃，則室溫繼電器J1吸合，該模擬信號(hào)就轉(zhuǎn)變成PLC可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)了。其他的模擬信號(hào)如蒸發(fā)箱表面溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫均可以按照此思路設(shè)計(jì)外圍電路。綜上可以得出總的電路圖，如圖1所示。圖中各元件標(biāo)示的含義及功用如下：環(huán)境溫度大于5℃時(shí)室溫開關(guān)F38接通；蒸發(fā)箱表面溫度低于0℃冷量開關(guān)E33斷開，防止蒸發(fā)箱結(jié)霜影響通風(fēng)效果；卻液溫度高于115℃時(shí)冷卻液溫度控制開關(guān)F40斷開，壓縮機(jī)停止工作，以減少發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷；空調(diào)管路壓強(qiáng)介于2～16bar時(shí)空調(diào)壓力開關(guān)F129的1、2端接通，空調(diào)管路壓強(qiáng)介于16～32bar時(shí)空調(diào)壓力開關(guān)F129的3、4端接通，空調(diào)管路壓強(qiáng)低于2bar或者高于32bar時(shí)空調(diào)壓力開關(guān)F129斷開；AC為空調(diào)開關(guān)；N25為壓縮機(jī)吸合線圈；FU1、FU2、FU3、FU4均為保險(xiǎn)。PLC的輸入輸出接線表如表1所示。

2 軟件設(shè)計(jì)

可編程控制器是用于數(shù)字量運(yùn)算操作的電子裝置，是工業(yè)自動(dòng)化三大支柱之首。它可以用來進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制和運(yùn)動(dòng)控制等，內(nèi)有定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等編程元件，并通過專用輸入和輸出接口，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器設(shè)備和各種生產(chǎn)線的控制[3]。目前，PLC已成為一種最廣泛的工業(yè)控制裝置。邏輯控制是PLC應(yīng)用最基本的領(lǐng)域，空調(diào)壓縮機(jī)的吸合條件大部分是開關(guān)量，用PLC作為控制芯片非常合適。

根據(jù)壓縮機(jī)的吸合條件，室溫要達(dá)到5℃以上，蒸發(fā)箱表面溫度不低于0℃，冷卻液溫度不高于115℃，空調(diào)管路壓力要介于2～32bar，且AC開關(guān)要打開，該空調(diào)控制系統(tǒng)的PLC程序流程圖應(yīng)為圖2所示。

3 結(jié)語

本文研究了一種基于PLC的空調(diào)控制器，該控制器以空調(diào)開關(guān)、新鮮空氣溫度、蒸發(fā)箱表面溫度、空調(diào)管路壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫為輸入信號(hào)，空調(diào)壓縮機(jī)吸合線圈為輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了在正常條件下能控制壓縮機(jī)吸合，異常條件下壓縮機(jī)能自動(dòng)斷開的功能。該控制系統(tǒng)用到的輸入輸出點(diǎn)數(shù)較少，該控制器還可以加入安全舒適系統(tǒng)控制單元、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元等控制單元的功能，通過本系統(tǒng)的研究必將為綜合多個(gè)控制單元的功能開拓思路。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐進(jìn)，李金壽.汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].裝備制造技術(shù)，2014（11）：242-243，249.

[2] 陳冬冬.客車車內(nèi)空氣環(huán)境自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的研制[D].大連：大連理工大學(xué)，2005.

[3] 馬新宇.可編程控制器在換熱站自控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電氣傳動(dòng)，2006，36（1）：59-61.