李刚-PLC和HMI在水源热泵空调系统自动控制系统设计实例.doc.doc

PLC HMI在水源热泵冷热空调自控系统设计实例 李 刚 杨 旭 (新东北电气集团电器设备有限公司 辽宁 沈阳 110044) 摘要 摘 要：论文针对笔者自行开发设计的水源热泵的冷热空调机组，设计可编程控制器PLC和触摸屏HMI自动控制系统。 关键词：水源热泵，空调机组，可编程控制器，触摸屏 Design case of PLC HMI auto-control system on WSHP air-conditioning Li Gang Yangxu (New northeast electric group electrical equipments co,.LTD , Shenyang zip 110044) Abstract: This thesis, designed developed for the authors source heat pump air-conditioning unit, was designed auto-control system of PLC HMI. Key words: WSHP(Water Source Heat Pump); air-conditioning unit; PLC; HMI. 1. 引言 水源热泵以其高效节能、运行稳定可靠、属于可再生能源、环境效益显著、一机多用、自动控制程度高、使用寿命可达20年以上、占地面积小等诸多优势，得到许多厂家应用。笔者于2007年曾在沈阳某大型宾馆立项，开发设计了一套大型水源热泵冷热空调系统，经过几年的实际应用，效果良好。笔者愿把开发设计的经验献与同仁。 用户需求及系统工艺系统 2.1 用户需求 用户商谈提到，项目洗浴部分可利用太阳能，其它可用水源热泵供暖和制冷，实现冬夏季节空调。 2.2 系统工艺结构 该项目机械部分本着简洁实用原则，V1,V3,V5,V7为一组；V2,V4,V6,V8为另一组；因冬夏两季节，V1-7 与V2-8一年中同时开/闭互换两次，因此制热及制冷采用8套手动阀，分成两组。压缩机设置喷液电磁阀、油位电磁阀、压缩机加热电磁阀、排气电磁阀、液路电磁阀。 为节省篇幅，请见图1所示，“水源热泵冷热空调系统实际系统简图”。 2.3 系统工艺温度设置 制热与制冷时各温度传感器温度设置等见表1：各温度传感器设置表。 表1：各温度传感器设置表 序号 名 称 实测 回差 ℃ ℃ 1 制热热回水温度设定 50 20 制冷井进水温度传感器 7 20 2 制热热出水温度传感器 实测 　 制冷井回水温度传感器 实测 　 3 制热井进水温度传感器 实测 　 制冷冷回水温度传感器 实测 　 4 制热井回水温度传感器 实测 　 制冷冷出水温度传感器 实测 　 5 喷液105℃传感器 105 10 6 超120℃温度传感器 120 15 7 防冰3℃温度传感器 3 -4 3. 系统电路设计 3.1 系统主电路设计 本水源热泵空调系统的自动控制系统包括主电路设计、控制电路设计。本压缩机采用德国比泽尔螺杆式半封闭压缩机。调节方式为四级有级调节，星-角延时2秒启动及运转； 并有四个能量电磁阀组成。其分别是25%电磁阀、50%电磁阀、75%电磁阀、100%电磁阀。其中，25%电磁阀为卸荷阀，其余为增加能量电磁阀。 为了节省篇幅，请见图2所示“水源热泵空调系统主电路简图”。 图1：水源热泵冷热空调系统实际系统简图 图2：水源热泵空调系统主电路简图 3.2 自控系统控制电路设计 该水源热泵自控系统包括控制回 路电器设计、可编程逻辑控制器PLC 硬件系统设计、可编程逻辑控制器PLC 和触摸屏HMI的软件设计。 本着实用和基本够用的原则，硬件上尽量采用水源热泵的制热机组（本人以前开发设计的）一套的系统，在软件程序开发设计冷热空调系统的自动控制程序。 3.3 PLC系统设计控制点数统计 为节省篇幅，详见表2所示PLC控制点数统计。 3.4 PLC、HMI及传感器的选型 根据表1：PLC控制点数统计，选 择韩国LGK7M-DR40U的PLC一套及 G7F-RD2A四路模拟输入、输出扩展模 块2块；LG PMU-330伪彩，5.7英吋 触摸屏1块；8支传感器选择热电阻 Pt=100,0-150℃，其中4支传感器选 型铠装￠8×150，4支传感器为非铠 装￠5×80。 3.5 PLC和HMI系统的硬件设计 PLC虽然抗干扰能力很强，但设计时还应该考虑电磁干扰，在控制电源回路里加上滤波器，保证PLC有良好的220VAC接入电源。为节省篇幅，PLC和HMI的硬件设计见图3所示的水源热泵空调系统PLC HMI硬件图。 表2：PLC控制