西門子200 SMART PLC在智能樓宇空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用
1、項(xiàng)目簡介
空調(diào)機(jī)組采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)。新風(fēng)由室外新風(fēng)管引入,經(jīng)過初效過濾后在凈化空調(diào)機(jī)組內(nèi)與室內(nèi)回風(fēng)混合,混合后的空氣處理到送風(fēng)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(fēng)壓差開關(guān),壓差開關(guān)動(dòng)作設(shè)定值在0~300Pa范圍內(nèi)可調(diào)整,當(dāng)過濾器前后壓差⊿P>設(shè)定值時(shí),壓差開關(guān)動(dòng)作,系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào),提醒管理人員進(jìn)行更換或清洗;
送風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、故障監(jiān)測顯示,取送風(fēng)機(jī)配電盤里觸點(diǎn)作為風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào),當(dāng)觸點(diǎn)閉合時(shí)風(fēng)機(jī)運(yùn)行,觸點(diǎn)斷開時(shí)風(fēng)機(jī)停止;
監(jiān)控新風(fēng)溫度、送風(fēng)溫度、送風(fēng)濕度、室內(nèi)溫度和室內(nèi)濕度。
監(jiān)視送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài),故障報(bào)警,手自動(dòng)狀態(tài)。
2、控 制 內(nèi) 容:?
2.1、根據(jù)回風(fēng)溫度設(shè)定值,調(diào)節(jié)表冷器電動(dòng)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(jī)組停機(jī)時(shí)讓水閥有20%的開度,保證空調(diào)機(jī)組在使用前能對(duì)房間進(jìn)行預(yù)冷(夏季)或預(yù)熱(冬季);
2.3、新風(fēng)閥與送風(fēng)機(jī)連鎖,風(fēng)機(jī)停止時(shí)自動(dòng)關(guān)閉新風(fēng)閥。
2.4、電加熱與風(fēng)機(jī)連鎖保護(hù),如果風(fēng)機(jī)未開啟,不能開啟電加熱
2.5、電加熱過熱保護(hù)功能,設(shè)送風(fēng)溫度高溫報(bào)警,例如:當(dāng)送風(fēng)溫度高于40度時(shí)強(qiáng)制關(guān)閉電加熱。
2.6、采用新風(fēng)溫度作為盤管防凍的參考溫度,在冬季時(shí),當(dāng)盤管溫度值低于設(shè)定值時(shí),自動(dòng)開啟水空調(diào)閥門,停止新風(fēng)機(jī)組,關(guān)閉新風(fēng)閥,并中央主機(jī)報(bào)警;
2.7、頻率控制:根據(jù)設(shè)定好的送風(fēng)壓力,自動(dòng)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(fēng)閥達(dá)到預(yù)設(shè)值。(4個(gè)房間差壓控制,溫濕度監(jiān)測)
3、控 制 方 式: 1)風(fēng)機(jī)控制方式: 可分為程序自動(dòng)控制、程序手動(dòng)控制和手動(dòng)控制三種。 手動(dòng)控制:當(dāng)風(fēng)機(jī)啟停柜上的“手動(dòng)/自動(dòng)”轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“手動(dòng)”狀態(tài)時(shí),若要操作風(fēng)機(jī),必須在啟停柜上通過“啟動(dòng)”或“停止”按鈕控制風(fēng)機(jī)啟停(此時(shí)自動(dòng)操作無效)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)同時(shí),風(fēng)閥和水閥自動(dòng)投入運(yùn)行。
程序手動(dòng)控制:當(dāng)風(fēng)機(jī)啟停柜上的“手動(dòng)/自動(dòng)” 轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“自動(dòng)”狀態(tài)時(shí),風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制有效,此時(shí)可根據(jù)需要在觸摸屏上對(duì)送風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟停控制; 程序自動(dòng)控制:通過時(shí)間程序控制機(jī)組自動(dòng)啟/停風(fēng)機(jī),該控制系統(tǒng)具有任意周期實(shí)時(shí)時(shí)間控制功能,系統(tǒng)通常運(yùn)行在程序自動(dòng)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(diǎn)除濕工況 當(dāng)風(fēng)機(jī)開啟后先進(jìn)入正常溫度調(diào)節(jié)工況,開啟15分鐘后檢測送風(fēng)濕度高于設(shè)定濕度,自動(dòng)進(jìn)入露點(diǎn)除濕工況。當(dāng)濕度達(dá)到設(shè)定值后維持15分鐘自動(dòng)進(jìn)入再進(jìn)入正常工況。 正常工況室內(nèi)溫度設(shè)定值在22度,露點(diǎn)除濕工況溫度設(shè)定值在15度 (1)正常工況(冷凍水進(jìn)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(shí),開大冷凍水路上的調(diào)節(jié)閥;低于設(shè)定范圍下限時(shí),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(diǎn)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(shí),開大冷凍水路上的調(diào)節(jié)閥;低于設(shè)定范圍下限時(shí),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(shí),開啟電加熱;低于設(shè)定范圍下限時(shí),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(shí),關(guān)小冷凍水路上的調(diào)節(jié)閥;低于設(shè)定范圍下限時(shí),開大冷凍水路上的調(diào)節(jié)閥。如果水閥開度達(dá)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(shí),關(guān)閉加濕器;低于設(shè)定范圍下限時(shí),開啟加濕器。
電氣的改造同時(shí)要結(jié)合工藝計(jì)算來進(jìn)行,具體計(jì)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(yùn)算速度及豐富的通訊功能為以后設(shè)備的升級(jí)等提供了良好的保證。整個(gè)電氣方案性價(jià)比較高,對(duì)于小型的自動(dòng)化電氣設(shè)備是個(gè)不錯(cuò)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(biāo)準(zhǔn)型 CPU SR40
品牌:西門子
訂貨號(hào):6ES72881SR400AA0
描述:S7-200 SMART,CPU SR40,標(biāo)準(zhǔn)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(shí)候需要對(duì)其進(jìn)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(jìn)行組態(tài),也可以雙擊“2”這個(gè)CPU類型這個(gè)位置進(jìn)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(shí)間,濾波時(shí)間主要作用可以用來濾掉一些干擾信號(hào),如默認(rèn)值6.4ms。比如說當(dāng)I0.0的這個(gè)輸入信號(hào)為ON的時(shí)候達(dá)6.4ms,PLC才默認(rèn)為這個(gè)信號(hào)時(shí)為1的信號(hào),如果它為On的時(shí)間小于6.4ms,則說明這個(gè)信號(hào)為干擾信號(hào),CPU不對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行采集,I0.0的狀態(tài)還是為0.當(dāng)使用高速計(jì)數(shù)器的時(shí)候,一定需要對(duì)這個(gè)濾波時(shí)間進(jìn)行設(shè)置 ,不然不會(huì)對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)。
PLC濾波時(shí)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(dāng) CPU 處于 STOP 模式時(shí),可將數(shù)字量輸出點(diǎn)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(jìn)行RUN 到STOP 轉(zhuǎn)換時(shí)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(gè)輸出所需狀態(tài)。 單擊要設(shè)置為 ON (1) 的每個(gè)輸出的復(fù)選框。 數(shù)字量輸出的默認(rèn)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(huì)
在S7-200 SMART應(yīng)用過程中,SIMATIC S7-200 SMART PLC集成IO點(diǎn)數(shù)更多,性價(jià)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(jìn)行程序調(diào)試,在實(shí)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(jìn)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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