淺析PLC控制在冷水機組上的程序設(shè)計及應(yīng)用

摘?要：PLC控制是以自動控制技術(shù)、通信技術(shù)等基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種控制裝置，因此，對PLC控制在冷水機組上的程序設(shè)計及應(yīng)用進(jìn)行了研究。詳細(xì)設(shè)計了系統(tǒng)自動上電與斷電、PLC對自動、手動兩種運行方式的處理、設(shè)備起?？刂坪脱h(huán)輪換備用與系統(tǒng)對故障的監(jiān)測和控制功能，并對冷水機組進(jìn)行I/O分配與總裝調(diào)試。

關(guān)鍵詞：PLC控制;冷水機組;程序設(shè)計

一、 引言

在工業(yè)制冷行業(yè)，冷水機組是其中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備，冷水機組每年365天不停機。這種情況對制冷設(shè)備的長周期運行提出了很高的要求，一般的電子控制器不能完成此項工作，需要對其進(jìn)行改造。PLC控制具有可靠性高的優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域中，因此，文章對其在冷水機組控制中的程序設(shè)計及應(yīng)用進(jìn)行了研究。

二、 PLC控制在冷水機組上的程序設(shè)計

此次研究采用CZ（X）H系列PLC，采用歐姆龍6lF-G進(jìn)行液位測量，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的開關(guān)信號輸入PLC。并實時采集溫度數(shù)據(jù)，將采集后的數(shù)據(jù)通過觸摸屏進(jìn)行顯示，在觸摸屏的選擇上，采用OMRONNT63lC設(shè)置和顯示溫度的觸摸屏，利用實現(xiàn)主機通訊與信息顯示，主要對設(shè)備運行狀態(tài)與故障部件的名稱和位置等進(jìn)行顯示。此次設(shè)計重點體現(xiàn)在以下幾個方面。

（一）系統(tǒng)自動上電與斷電為不增加專業(yè)維修管理人員，并避免無人管理的安全事故和設(shè)備事故，除了提醒報警信息外，設(shè)置自動斷電與上電功能，實現(xiàn)電源的自動切換。

（二）PLC對自動、手動兩種運行方式的處理當(dāng)冷水機組為自動擋時，啟用運行按鈕推動機器的工作，并根據(jù)工況確定輸出情況，在正常工作情況下一組設(shè)備為啟動狀態(tài)，一組設(shè)備為待機狀態(tài)。

當(dāng)采用手動模式時，循環(huán)泵，冷凍泵和冷卻器組都可以獨立的開關(guān)量，滿足起動條件后可以獨立運行。常規(guī)的可編程序控制器控制系統(tǒng)，一般是將手動和自動信號輸入可編程序控制器的輸入點，由可編程序控制器統(tǒng)一給出輸出。這樣的設(shè)計思路有一種隱患：如果配比失靈，系統(tǒng)就不能工作。為防止在PLC出現(xiàn)故障時關(guān)掉它，影響主機的工作，本系統(tǒng)采用了有別于傳統(tǒng)可編程序控制器的手動信號處理方法。與PLC不同，手動信號可以與自動輸出信號并行控制，以控制中間繼電器，保證系統(tǒng)崩潰時仍然由人工操作。

（三）設(shè)備起?？刂坪脱h(huán)輪換備用在系統(tǒng)運行在手動狀態(tài)時，可以通過組合開關(guān)來選擇哪個設(shè)備在運行，哪個設(shè)備在待機。各設(shè)備在自動狀態(tài)下的運行和待機并非絕對，而是由可編程控制器根據(jù)具體情況進(jìn)行控制。當(dāng) PLC開機后首次運行或由于其他原因造成溫度遠(yuǎn)高于設(shè)定溫度時，應(yīng)同時啟動兩臺冷泵和兩臺冷水機組，直至水溫降至設(shè)定值以下，當(dāng)水溫再次升高時，則只需啟動一臺冷泵和一組冷水機組，然后再降至設(shè)定值以下。當(dāng)下一次溫度上升時，啟動另一個冷水泵和另一個冷卻機組。

（四）系統(tǒng)對故障的監(jiān)測和控制安全是控制系統(tǒng)設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)，冷水機組是一個獨立的系統(tǒng)，主機操作人員容易忽視它。若不能及時發(fā)現(xiàn)并處理故障，不僅影響主機工作，而且容易造成安全事故。針對這個問題，在系統(tǒng)設(shè)計時，所有設(shè)備的運行和故障狀態(tài)都會被反饋到 PLC中，并通過程序來處理。系統(tǒng)對電機異相、線圈短路、斷路等故障進(jìn)行監(jiān)測，若相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障則自動切換到備用設(shè)備上，并對出現(xiàn)設(shè)備的故障進(jìn)行報警與顯示。使用本程序不僅能在線有效地監(jiān)測到故障，而且能迅速幫助維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備的軟故障，而不會因接觸不良等原因造成干擾，造成錯誤的判斷。

三、 PLC控制在冷水機組上的應(yīng)用

在冷水機組上應(yīng)用PLC控制時，需要進(jìn)行I/O分配與總裝調(diào)試。I/O分配，將所有輸入信號（按鈕，行程開關(guān)，壓力，速度傳感器，等）與輸出控制對象（接觸器，電磁閥，信號，等）根據(jù) PLC內(nèi)繼電保護(hù)的數(shù)量范圍，分別列出并分配給每個輸入/輸出點一個確定的編碼，也就是編寫用 PLC內(nèi)繼電保護(hù)的現(xiàn)場信號和數(shù)量對照表，確定 PLC內(nèi)繼電保護(hù)的位置。

總裝調(diào)試的主要內(nèi)容如下。

（一）程序輸入/輸出，在可編程控制器用戶存儲器中輸入所設(shè)計的程序。

（二）模擬板的調(diào)試，按照實際的冷水機組控制需求，對被控制對象的開關(guān)與程序調(diào)試功能進(jìn)行模擬。

（三）物理模擬試驗;此部分的模擬主要通過機組執(zhí)行機組與監(jiān)控元件組成，用這部分內(nèi)容監(jiān)視控制器的負(fù)荷情況。

（四）現(xiàn)場調(diào)試，在安裝完成之后，需要確定一些參數(shù)（例如定時器的預(yù)置，傳感器的位置和信號的大?。?。

（五）安全檢查，全面檢查系統(tǒng)的接地、保護(hù)、聯(lián)鎖等安全內(nèi)容。

（六）程序固化，以上工作完成后可進(jìn)行試運行，一切正常后即可固化程序。

（七）編寫技術(shù)文件。

以此通過上述過程完成PLC控制在冷水機組上的程序設(shè)計及應(yīng)用的研究。

四、 結(jié)語

PLC的應(yīng)用，極大地提高了冷水機組的自控能力，PLC動態(tài)性和網(wǎng)絡(luò)兼容性使得系統(tǒng)更易于使用和維護(hù)，它克服了傳統(tǒng)控制方法所存在的諸多缺點。除此之外，PLC還有A/D轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換功能，通過PLC，既能夠進(jìn)行現(xiàn)場控制，又能夠遠(yuǎn)距離監(jiān)控，并且能夠?qū)﹂_關(guān)量模擬，又能夠?qū)δM量進(jìn)行控制，因此，將其應(yīng)用到冷水機組中具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]溫海棠，吳愛國，尚羽佳.壓縮式冷水機組節(jié)能優(yōu)化研究[J].西安交通大學(xué)學(xué)報，2018，52（6）：135-142.

作者簡介：何偉生，南京恒標(biāo)斯瑞冷凍機械制造有限公司。