基于PLC及MCGS组态软件的海水源热泵空调控制系统

基于PLC及MCGS组态软件的海水源热泵空调控制系统

基于P C L及MC组态软件的海水源热泵空调控制系统 GSTh n r l y t m f h r e Co t se o e Ai Co dt n Us d t e Se a e s d o S t n io e h a W t rBa e i

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青岛科技大学自动化与电子工程学院杨树勋张涛Ya g Sh x n n u u Zh ngTa a o

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l弓言 l海水源热泵空调于 2 0年 1 04 2月在青岛发电厂投入使用。项目集绿色、卫生、环保于一体，是我国首个既可取暖、又能制冷的海水源热泵供暖制冷工程。

数的显示，实现生产监控和管理等功能。作者正是充分利用了微型机和 P C各自的特点， L实现了优势互补，该控制在

系统中比较好的得到了运用。系统设计参见图 1:

海水源热泵技术包括取水设备、板式换热器、热泵机组(压缩机)和输风管四个部分，其工作原理为：将海水抽出后，在其通过板式换热器后，将海水中的热量置换到自来水中，

温度稍高的自来水再经过空气压缩机的物理做功后，其温

度图1控制系统组成

最高能提高到七八十摄氏度，热水又把空气加热，最后空气经过风管进入房间，达到中央空调制式的制热效果。

22触摸屏的组态设计 .上位机的系统设计采用全中文工控组态软件 M CGS

2电气控制系统设计21控带系统的组成及控带原理 . i J I J工业自动化领域，可编程控制器 P LC以其高可靠性、 适应工业过程现场、强大的联网功能等特点，使用越来越普遍，广泛应用于生产工艺过程，用于数据采集、状态判

( ntr a d o to G n rtd S se,能充分利 Mo i n C n r l e eae y tm) o

用 Wid ws n o的图形编辑功能，方便地构成监控画面，以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口，实时趋势曲 线，可便利地生成各种报表，功能强大。 MC GS把每一台下位机看作是外部设备，在开发过程中根据“设备配置向导”的提示一步步完成连接过程。 在运行期间，MC S通过驱动程序和这些外部设备交换数 G

别和输出控制；在系统管理层面，通常用工控机担负人机交流界面功能，利用工控组态软件来完成工业流程及控制参

基于PLC及MCGS组态软件的海水源热泵空调控制系统

,

包括采集数据和发送数据指令。每一个驱动程序都是

本系统要求采集温度值、压力值、并且按要求控制变频电机，所以需要加上硬件的 A/D、D/A接口，实现模数转换，来有效的处理模拟量。

一

个 C M对象，这种方式使通讯程序和 MC S构成一个 0 G

:整的系统，既保证了运行系统的高效率，也使系统能够到很大的规模。

考虑到工艺要求系统采用了模拟量输入模块 FX2 N一4 AD、与 P l0型温度传感器匹配的 F N一 AD P tO X2 4— T模

为了满足工艺上的要求，分别设计了手动状态主界面 2和自动状态主界面( ) )图3。控制面板上设有手动/自动钮，其主要区别在于，当设置在自动方式下时，系统则据所采集到的环境温度和管道压力按照工艺流程自动运,

拟量输入模块和模拟量输出模块 F N一 D X2 4 A。根据项目的工艺要求，结合各种操作指令，确定设备动作的先后顺序，利用梯形图对 P 完成开关量逻辑 C L

外界不能人为干预。手动状态下能分别的控制各个部

控制，编译通过后可由专用通讯

电缆下载到 PLC。程序 框图如图 4示：所

}按钮红色表示部件停止，色表示部件开启。同时，,绿为

防止在手动状态下的误操作，还特别设计了按键锁功能。别如图 2图 3所示。和

图4程序框图

3结束语海水源热泵技术只提取海水中的热能，热泵压缩机图2手动状态主界面

组运转只使用相当于普通空调运转所需电能的 l/ 4,整个供热过程不会对空气、水源造成任何污染，可以说是一

种真正的绿色能源。同时，使用海水源取暖和制冷不需煤炭、油料，大大降低了成本。据测算，使用地温空调技术，一

个取暖季内，平均每平方米需 l ,夏季制冷需 5元； 5元

而如果燃用煤炭，每平方米取暖费用约为 2元，燃用油料 5需4 ,使用电锅炉则需 8 5元 。此外，冬天取暖、夏 0元天降温都可使用地温空调技术，平时还可以通过热泵空调

技术随时获得热水，称得上是一举三得。该海水源热泵项目在青岛发电厂已经投入运行取得了很好的效果，并成为该领域的全国独创。

图3自动状态主界面

参考文献 ( 略)作者简介杨树勋(9 2 )男教授研究方向： 14一控制理论与控制工程。

3系统的P C L软件设计该控制系统跟据所要求的工艺选择了三菱的 F 2 X N系JL C。可编程控制器主要的控制对象是开关量居多，而 P

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