李刚-plc和hmi在水源热泵空调系统自动控制系统设计实例

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1、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DesigncaseofPLC&HMIauto-controlsystemonWSHPair-conditioningLiGangYangxu(Newnortheastelectricgroupelectricalequipmentsco,.LTD,Shenyan

2、gzip110044)Abstract:Thisthesis,designed&developedfortheauthor'ssourceheatpumpair-conditioningunit,wasdesignedauto-controlsystemofPLC&HMI.Keywords:WSHP(WaterSourceHeatPump);air-conditioningunit;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

3、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。2.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

4、、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5020制冷井进水温度传感器7202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105106超120℃温度传感器120157防冰

5、3℃温度传感器3-43.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

6、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。3.3PLC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。3.4PLC、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；LGPMU-330伪彩，5.7英吋触摸屏1块；8支传感器选择热电阻

7、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。3.5PLC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控制点数统计序号控制点名称DI/DOAI/AODIDOAIAO1制热热回水温度传感器　　1　制冷井进水温度传感器　　　2制热热出水温度传感器　　1　制冷井回水温度传感器　　　3制热井进

8、水温度传感器　　1　制冷冷回水温度传感器　　　4制热井回水温度传感器　　1　制冷冷出水温度传感器　　　5喷液105℃传感器　　1　6超120℃温度传感器　　1　7防冰3℃温度传感器　　1　8夏/冬转换开关　　　9相序保护1　　　10热/冷流量开关2　　　11压缩机模块保护1