孙莉 高兴雯

【摘 要】本文使用西门子PLC控制系统来设计中央空调控制系统。通过对中央空调功能的分析，提出中央空调的整体方案。基于PLC的中央空调控制系统采用PLC控制变频器，从而控制水泵机组的转速与风机水泵的运行台数。主要添加了PLC及其扩展模块、变频器、人机界面、温度变送器组成。之后对中央空调控制系统进行了软件设计和硬件设计，从而实现了中央空调系统的控制功能。该控制系统保证了中央空调运行稳定、可靠，便于维护。

【关键词】PLC;中央空调;变频器

随着社会生产水平的提高，对日常生活环境的需求增加，并且在建筑家具中使用空调系统的情况正在扩大。大型中央空调主要用于大型商业中心和办公室。为了获得更多的利益和好处，并减少不必要的成本，正如今天通过节约能源，减少排放和低碳寿命的呼吁所推动的那样，对中央空调系统提出了新的要求，同时又要保持舒适性[1]。将能源消耗降至最低，进行定制设计，在PLC中央空调，控制系统的基础上进行设置，根据此要求设计一套基于 PLC 的中央空调控制系统，以提高中央空调的性能。

1中央空调的结构组成

中央空调系统由空调主机、风机盘管系统、水系统和控制系统组成。空调主机由冷凝器和冷凝器组成。风扇系统位于房间的末端，供水系统具有用于冷水的加热系统和用于循环冷水的冰箱。冷却系统和水冷却系统是主要的能量输送系统。因此，冷却水控制和冷却水系统是中央空调管理系统的重要组成部分。

空调控制中心控制系统采用PLC控制频率变化，从而控制水泵的速度和风机及水泵的数量。主要增加可编程序PLC控制器，温度变送器，频段。该系统由三个机构组成：执行机构，信号传感机构和监督机构。

一、执行机构：它由一个水泵单元组成，用于在冷却水和冷却水循环期间提供能源支持。冷水被引入使用的磁盘管，并与内部环境进行热交换，以获取内部温度。

二、信号探测机构：在系统控制过程中，必须探测来自冷水或进入水中的热信号、冷却温度信号、内部热信号、警报信号等。

三、控制机构：PLC是整个空调管理系统的基础。PLC系统可以采集传感器检测到的信号，对计算机指令进行分析和处理，并控制电厂;变频器可以接受PLC指令来调节发动机转速。

2设计

2.1中央空调的硬件设计

中央空调控制系统的主要硬件由PLC及其扩展单元，变频器，人机界面和温度变送器组成。实施措施如下：

一、变频器：调整速度并降低启动电流。

二、PLC：PLC控制中心是系统范围的监视设备。PLC控制单元通过温度传感器测量接收到的水的温度，将其编程到控制存储器中，最后调节变压器的频率以控制电机速度和调节水量。根据室温，调节加热速率以实现节能目标。

三、温度变送器：将温度计转换成标准输出信号，可发送。主要用于工业测量和管理过程中的温度变化。

四、人机界面：一种在系统和用户之间进行通信和交换信息的方法，用于在服务形式和可接受形式之间转换内部信息。

2.3中央空调与PLC的接线原理图

中央空调电气连接PLC控制系统如图3所示。这张图显示了系统中PLC输入和输出设备之间的连接，以及扩展模块EM231和温度传感器之间的连接，以及EM232和变频器之间的连接。

2.4软件设计

在1号空调启动后，判断是否需要开启制冷系统，若不需要，则停止操作，若需要，则启动冷却塔风机;启动冷却水泵;判断是否需要启动冷冻水泵，若不需要，则启动被动泵以及冷冻泵，若需要，则直接启动冷冻泵;启动冷冻机组;提取冷负荷参数，并判断其是否满足需求，若满足，则保持正常运行，若不满足，则启动2号空调;启动2号空调后，再次判断冷负荷是否满足需求，若满足，则保持正常运行，若不满足，则启动3号空调。

2.5 PLC初始设定

为了促使PLC能够对变频器进行有效控制，需要提前完成PLC编程，以此保证PLC可以对变频器的多种控制指令与数据展开采集[2]。在本次PLC中央空调变频系统的设计中，主要完成9种网络设定。

第一，网络1。启动，从关闭阶段到启动时的清除标记阶段，以及用于读取参数的控制级别。第二，网络2。运行开始、由关闭转变为开启时的初始化通讯（USS通讯）。第三，网络3。由关闭转变为开启时，重新连接PPI通讯。第四，网络4。主要实现各个功能块的控制，依托PLC各种的输入输出功能完成驱动器工作过程的控制与诊断。第五，网络5。在关机和启动之间从参数读取指令。第六，网络6。完成读取驱动器中适当的输出电流参数。第七，网络7。主要是改变阅读和写作。在相同的时间条件下，只能在USS网络中完成一个参数的读写操作，因此设置读写操作轮替极为必要。第八，網络8。在驱动器中完成参数编写。第九，网络9。其功能与网络7保持一致，均实现了读写操作的轮替[3]。

3结论

中央空调智能控制器在设计过程中，应合理进行硬件设计与软件设计，在不影响其基本功能的前提下，保证系统的整体功能得到提升，实现多种智能化及自动化控制，提升整体硬件电路的抗干扰能力，改变传统空调控制中存在的不足，促使中央空调实现自动化控制，发挥出与时俱进的优势特点，满足新时代人们的需求，营造优质的空间环境，降低外界环境对人类的影响。

参考文献：

[1]杨艳霞.基于PLC的中央空调控制系统设计[J].电子测试，2020（14）：27-28.

[2]杨伟兵，陈亚丽.变频技术在中央空调制冷系统中的应用 [J].南方农机，2019，50（02）：175.

[3]李祥志.PLC中央空调变频系统的设计分析[J].科技经济刊，2020，28（15）：33+32.

（作者单位：山东协和学院工学院）