基于PLC的制冷中央空調溫度控制

楊正祥 徐桂敏

（1.武漢交通職業學院 機電工程學院，武漢 430065；2.湖北工業大學 工程技術學院，武漢 430068）

現代工業控制許多新課題，如果僅靠通用I/O模塊來解決，則硬件費用高，軟件編程麻煩。有些控制任務甚至無法用通用I/O來完成。有的溫度傳感器輸出的是開關量，但某些系統溫度檢測點很多，就要用很多開關量溫度傳感器，占用較多的輸入點，且安裝布線也多。如果通過溫度傳感器和溫度模擬量輸入模塊，把溫度模擬信號轉換為數字量，性能可以得到很大改善[1-2]。

1 整體設計

本制冷中央空調系統中使用兩臺電機型空氣壓縮機組，操作者可通過按鈕增減設定溫度，溫度允許設定范圍為16～28℃。當按下啟動按鈕后，系統默認從16℃開始運行。溫度傳感器檢測實際溫度并通過FX2n-4AD-PT轉換成數字量被PLC讀取[3-4]。當實際溫度低于設定溫度時不啟動機組，反之則啟動一臺機組，2s后啟動另一臺機組。當降溫到設定溫度時停止一臺機組，當溫度進一步降到14℃時另一臺機組也停止。溫度低于9℃時，系統發出超低溫報警，3s后系統自動停止運行。另外，當用戶按下停止按鈕后系統也能停止運行。控制系統框圖如圖1所示。

2 硬件設計

根據系統控制要求，繪出系統主電路，如圖2所示。

同時，設計出系統的I/O分配表，如表1所示。

表1 中央空調溫度控制系統I/O分配表

圖2 控制系統主電路

根據上述系統控制要求、主電路和I/O分配表，繪出系統的硬件連接圖，如圖3所示。

圖3 控制系統硬件連接圖

3 軟件實現

基于以上的整體硬件設計，進一步設計出梯形圖程序，如圖4所示。針對本梯形圖的指令說明表如表2所示。系統運行時，PLC檢測FX2N-4AD-PT模塊的工作狀態。若模塊工作狀態無錯誤，PLC就對CH1通道平均取樣4次，然后將4次取樣的平均值（代表實際溫度）傳送到寄存器D0中。寄存器D1則存儲設定溫度，初始值為16，可以通過增減按鈕進行修改。系統比較D0和D1的大小，再根據比較結果完成相應的功能要求。

圖4 中央空調溫度控制系統梯形圖

表2 指令說明表

4 結語

傳統的繼電器電路難以實現復雜邏輯功能，設計煩瑣，易發故障，且維修復雜。而PLC提供了各種功能模塊，如溫度加減計數器和用于機組順序啟動的定時器等，并且PLC具有強大的邏輯功能和控制功能，從而降低了開發設計難度，縮短了開發周期，也使維修更加容易。基于PLC和溫度模擬量輸入模塊的制冷中央空調溫度控制系統實現了對空調兩臺壓縮機之間的協調控制，具有先進、可靠、經濟、靈活等顯著優點。