西門子200 SMART PLC在智能樓宇空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用
1、項目簡介
空調(diào)機組采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)。新風由室外新風管引入,經(jīng)過初效過濾后在凈化空調(diào)機組內(nèi)與室內(nèi)回風混合,混合后的空氣處理到送風要求后送入辦公區(qū)域。
監(jiān)視初效空氣過濾器狀態(tài),過濾器設(shè)置風壓差開關(guān),壓差開關(guān)動作設(shè)定值在0~300Pa范圍內(nèi)可調(diào)整,當過濾器前后壓差⊿P>設(shè)定值時,壓差開關(guān)動作,系統(tǒng)產(chǎn)生報警信號,提醒管理人員進行更換或清洗;
送風機運行狀態(tài)、故障監(jiān)測顯示,取送風機配電盤里觸點作為風機運行狀態(tài)信號,當觸點閉合時風機運行,觸點斷開時風機停止;
監(jiān)控新風溫度、送風溫度、送風濕度、室內(nèi)溫度和室內(nèi)濕度。
監(jiān)視送風機和排風機運行狀態(tài),故障報警,手自動狀態(tài)。
2、控 制 內(nèi) 容:?
2.1、根據(jù)回風溫度設(shè)定值,調(diào)節(jié)表冷器電動調(diào)節(jié)閥開度,以使室內(nèi)溫度保持設(shè)定要求值。 2.2、空調(diào)機組停機時讓水閥有20%的開度,保證空調(diào)機組在使用前能對房間進行預(yù)冷(夏季)或預(yù)熱(冬季);
2.3、新風閥與送風機連鎖,風機停止時自動關(guān)閉新風閥。
2.4、電加熱與風機連鎖保護,如果風機未開啟,不能開啟電加熱
2.5、電加熱過熱保護功能,設(shè)送風溫度高溫報警,例如:當送風溫度高于40度時強制關(guān)閉電加熱。
2.6、采用新風溫度作為盤管防凍的參考溫度,在冬季時,當盤管溫度值低于設(shè)定值時,自動開啟水空調(diào)閥門,停止新風機組,關(guān)閉新風閥,并中央主機報警;
2.7、頻率控制:根據(jù)設(shè)定好的送風壓力,自動調(diào)節(jié)變頻器頻率。
2.8、房間溫濕度監(jiān)測及壓差控制:根據(jù)房間差壓傳感器控制房間回風閥達到預(yù)設(shè)值。(4個房間差壓控制,溫濕度監(jiān)測)
3、控 制 方 式: 1)風機控制方式: 可分為程序自動控制、程序手動控制和手動控制三種。 手動控制:當風機啟停柜上的“手動/自動”轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“手動”狀態(tài)時,若要操作風機,必須在啟停柜上通過“啟動”或“停止”按鈕控制風機啟停(此時自動操作無效)風機啟動同時,風閥和水閥自動投入運行。
程序手動控制:當風機啟停柜上的“手動/自動” 轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“自動”狀態(tài)時,風機自動控制有效,此時可根據(jù)需要在觸摸屏上對送風機進行啟停控制; 程序自動控制:通過時間程序控制機組自動啟/停風機,該控制系統(tǒng)具有任意周期實時時間控制功能,系統(tǒng)通常運行在程序自動控制方式。 2)溫濕度調(diào)節(jié)方式: 夏季控制方式:正常工況和露點除濕工況 當風機開啟后先進入正常溫度調(diào)節(jié)工況,開啟15分鐘后檢測送風濕度高于設(shè)定濕度,自動進入露點除濕工況。當濕度達到設(shè)定值后維持15分鐘自動進入再進入正常工況。 正常工況室內(nèi)溫度設(shè)定值在22度,露點除濕工況溫度設(shè)定值在15度 (1)正常工況(冷凍水進行降溫和除濕) ? 溫度控制:室內(nèi)溫度測量值高于設(shè)定范圍的上限時,開大冷凍水路上的調(diào)節(jié)閥;低于設(shè)定范圍下限時,關(guān)小冷凍水路上的調(diào)節(jié)閥。在此情況下,濕度值滿足設(shè)定值。 (2)露點除濕工況 ? 溫度控制:室內(nèi)溫度測量值高于設(shè)定范圍的上限時,開大冷凍水路上的調(diào)節(jié)閥;低于設(shè)定范圍下限時,關(guān)小冷凍水路上的調(diào)節(jié)閥。 ? 除濕控制:室內(nèi)濕度測量值高于設(shè)定范圍的上限時,開啟電加熱;低于設(shè)定范圍下限時,關(guān)閉電加熱。 冬季控制方式: (1)溫度測量值高于設(shè)定范圍的上限時,關(guān)小冷凍水路上的調(diào)節(jié)閥;低于設(shè)定范圍下限時,開大冷凍水路上的調(diào)節(jié)閥。如果水閥開度達到100%維持20分鐘,房間溫度測量值低于設(shè)定值,開啟電加熱,直到溫度低于設(shè)定值,關(guān)閉電加熱。 (2)加濕控制:室內(nèi)濕度測量值高于設(shè)定范圍的上限時,關(guān)閉加濕器;低于設(shè)定范圍下限時,開啟加濕器。
電氣的改造同時要結(jié)合工藝計算來進行,具體計算表如下:
3、方案確定 考慮到系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性,選用西門子S7-200 SMART PLC,其較高的運算速度及豐富的通訊功能為以后設(shè)備的升級等提供了良好的保證。整個電氣方案性價比較高,對于小型的自動化電氣設(shè)備是個不錯的選擇。根據(jù)系統(tǒng)需求,產(chǎn)品的選型如下:
設(shè)備名稱:標準型 CPU SR40
品牌:西門子
訂貨號:6ES72881SR400AA0
描述:S7-200 SMART,CPU SR40,標準型 CPU 模塊,繼電器輸出,220 V AC 供電,24 輸入/16輸出
現(xiàn)場照片
4、產(chǎn)品硬件配置
S7-200SMART的PLC與S7-200的PLC不一樣,使用的時候需要對其進行硬件組態(tài)。打開硬件組態(tài)有兩種方法:如圖所示:
可以雙擊“1”的位置,打開系統(tǒng)塊進行組態(tài),也可以雙擊“2”這個CPU類型這個位置進行硬件組態(tài)。
硬件組態(tài)中CPU的參數(shù)設(shè)定: (1)通信設(shè)定:
(2)數(shù)字量輸入?yún)?shù)設(shè)定 數(shù)值輸入?yún)?shù)設(shè)定只要設(shè)定濾波時間,濾波時間主要作用可以用來濾掉一些干擾信號,如默認值6.4ms。比如說當I0.0的這個輸入信號為ON的時候達6.4ms,PLC才默認為這個信號時為1的信號,如果它為On的時間小于6.4ms,則說明這個信號為干擾信號,CPU不對這個信號進行采集,I0.0的狀態(tài)還是為0.當使用高速計數(shù)器的時候,一定需要對這個濾波時間進行設(shè)置 ,不然不會對這個信號進行相應(yīng)。
PLC濾波時間及脈沖捕捉功能的設(shè)置如圖所示:
(3)數(shù)字量輸出組態(tài)后的參數(shù)設(shè)置 當 CPU 處于 STOP 模式時,可將數(shù)字量輸出點設(shè)置為特定值,或者保持在切換到 STOP模式之前存在的輸出狀態(tài)。 STOP 模式下,有兩種方法可用于設(shè)置數(shù)字量輸出行為: 將輸出凍結(jié)在最后狀態(tài):單擊此復(fù)選框,就可在進行RUN 到STOP 轉(zhuǎn)換時將所有數(shù)字量輸出凍結(jié)在其最后的狀態(tài)。 替換值:如果 “將輸出凍結(jié)在最后狀態(tài)”復(fù)選框未選中,只要 CPU 處于 STOP 模式,此表就允許選擇每個輸出所需狀態(tài)。 單擊要設(shè)置為 ON (1) 的每個輸出的復(fù)選框。 數(shù)字量輸出的默認替換值為 OFF (0)。如圖所示
(4)系統(tǒng)安全的設(shè)置
5、監(jiān)控畫面:
6、應(yīng)用體會
在S7-200 SMART應(yīng)用過程中,SIMATIC S7-200 SMART PLC集成IO點數(shù)更多,性價比更高,更加符合小型OEM設(shè)備的需求。PLC本身集成了以太網(wǎng)接口,不需要使用專用編程電纜,使用網(wǎng)線就可以下載程序和進行程序調(diào)試,在實際使用中很方便,而且下載速度非??臁?/span>
STEP 7- Micro/WIN SMART編程軟件,總體上保持STEP 7- Micro/WIN軟件界面和功能,改進了一些菜單和窗口,操作方便。移植老程序也很方便,只需復(fù)制過來即可。STEP 7- Micro/WIN SMART軟件本身集成了MODBUS和USS指令庫,不需要另外安裝,使用起來很方便。但軟件沒有集成量程轉(zhuǎn)換的指令庫,需要自己編程或從STEP 7- Micro/WIN軟件中移植過來,希望以后能夠增加集成,從而使編程更加方便。
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