基于PID调节的中央空调温湿度控制系统.doc

基于PID调节的中央空调温湿度控制系统 EquipmentManufactringTechnologyNo.1,2010 基于PID调节的中央空调温湿度控制系统 杨维 (陕西国防工业职业技术学院机电工程系,陕西西安710300) 摘要:采用三菱FX2n--48MR型PLC替代以往的专用控制器,作为中央空调控制系统核心,具有良好的灵活性和可靠性;并利用三 菱PLC的PID功能指令对室内温,湿度进行调节,提高控制精度,具有良好的应用前景. 关键词:PLC;PID;中央空调 中图分类号:TP273文献标识码:A 中央空调系统是建筑物内进行空气处理的大型设备,对 空气的处理集中在专用机房里,通过将采样温度,湿度与设定 温度和湿度相比较,按照一定算法,对电动调节阀,加热器,加 湿器,喷淋水泵等设备进行控制,调节室内温度,湿度,达到设 定的要求,提高人体舒适度.用PLC作为控制设备,比传统的 专用控制器控制显得更为经济,且抗干扰能力强,具有较好的 发展趋势. 1中央空调电控回路设计 控制器需要实现风机与喷淋水泵的起停控制及保护,中 央空调温,湿度调节以及过滤网压差报警,变频器起停控制与 风机转速控制等功能.经过方案设计,控制器选用三菱公司 FX2n--48MR型PLC主单元.系统温度,湿度,风压,过滤网压 差信号采集后,均需进行四个模拟量的A/D转换,热水阀,冷 水阀采用模拟量控制,其控制信号需进行D/A转换,选用三 菱公司FX2n系列转换单元:FX2n--4A/D模拟量输入模块, FX2n--2D/A型模拟量输出模块,即可满足要求.PLC外部接 线如图1. S嚣8S卫7S86SB5FR2~:134SB3FR1SB22BI. KM9KH8L2KH7KM6LlKM5KN4KM3KH己KMI 图1PLC外部接线图 2中央空调温度和湿度调节过程 送风电动机采用星一三角形起动方式.送风电动机起动 后,喷淋水泵才可动作.夏季空气温度高,湿度高,要求机组降 文章编号:1672—545X(2010)01—0092-02 温除湿.将冬夏季转换开关打到冷水阀位置,设定需达到的温 度值,用PLC的PID功能实现温度调节,输出信号去控制 冷水阀开度;除湿用加热器RH的动作实现.冬季空气温度 低,湿度低,要求制热加湿处理.与夏季情况原理类似,将转换 开关打到热水阀位置,设定要求达到的温度值,用PID功能进 行温度调节,湿度调节由喷淋水泵配合加热器RH动作,使湿 度达到设定值RHg. 2.1送风湿度和温度检测 温湿度传感器,选用JwSL一2ATD系列通用壳体,两线制 4～20mA输出的法兰安装型传感器,该系列产品传感,变送 一 体化,适用与多种环境的温湿度测量.温度测量范围: 0～50℃;湿度测量范围:1O%～90%RH. 通过出口风管上温湿度变送器的湿敏探头,将出口湿度 转变成4～20mA的直流电流信号,经模拟量输入模块A/D 转换为数字信号,传送给可编程控制器进行HD调节控制,与 HD调节中设定的目标值(即湿度设定值)比较后,产生一开关 量信号,去控制加热器的通断,从而决定是否执行除湿功能. 与喷淋水泵配合使用,自动控制送风湿度,使湿度达到要求. 通过温湿度变送器的热敏探头,将出口温度转变成4—20 mA的直流电流信号,经模拟输入模块A/D转换为数字信号 传送给PLC进行HD调节,再经模拟输出模块D,A转换为 42O—-的直流电流信号,控制热水阀或冷水阀. 温度,湿度检测信号的A/D转换,通过特殊功能模块 FX2n--4AD的两个通道CH1,CH2;CH3,CH4处理过滤网压差 检测信号和风压检测信号. 为保持高速转换率,应尽可能地少用FROM/TO指令.故 将几路模拟检测信号的A/D转换用一个程序块实现. 该模块安装至0号位置(即紧靠主单元的右边的第一块 模块),通道的初始化由缓冲存储器BFM:}}0中的四位十六进 制数字HO000控制,第一位字符bit0控制通道1,而第四位 字符bit3控制通道4.所选电流输入必须和正确的输入端子 连接相匹配.在程序中根据需要选择O=3,则预设范围为 (4～20mA). 在BFM#1～BFM#4这四个缓冲器包含了采样数,用于得 收稿日期:2009一10—05 作者简介:杨维(1983一),女,陕西户县人,助理讲师,主要从事机电设备控制方面的教学与研究工作. 《装备制造技术)2mo年第1期 到平均结果,该系统采样数设为4.各模拟检测量转换后数据 存入对应的寄存器D600,D601. 2-2温度和湿度的PID调节 A/D转换后的湿度,温度数值,存人了寄存器后进行PID 调节,使湿度,温度保持在设定值左右.为符合要求,湿度设定 值取50%(PID调节中的湿度目标值). 使用FX2n可编程控制器V2.00以上版本,可使用自动调