罗克韦尔NX7系列控制器在中央空调机组中的应用———罗克韦尔NX7

　　
  一、引言
　　在商业和工业的中央空调系统中,主要有风冷和水冷两大类组成，在这基础上再延伸有风-风机组、风-水机组、水-水机组、水-风机组等等，而水冷螺杆机组在水冷中是最具代表性的；水冷螺杆机组一般放在地下室，屋顶或地面上，虽然在屋顶上或地面上有挡风遮雨的棚或屋，但在夏天高温高湿的恶劣天气，对电器元件也是一种考验；选用Rcokwell Automation OEMax NX7系列小型可编程控制器(PLC)作为控制系统的核心，NX7 PLC具有结构紧凑、运算速度快、功能齐全、本体自带四路模拟量等特点，此控制器系统不但能对每一个输出实现精确控制，结合其它控制元件和软件设计，还能实现运行参数的自动调整和故障诊断，并能储存历史上发生的每一个故障信息。

  二、水冷螺杆机组空调系统的组成
　　图1为水冷螺杆机组工作的原理图。水冷螺杆机组通常在空调水泵和冷却水泵正常工作、管道水系统正常的情况下，当水温满足要求的时候才启动压缩机，压缩机工作后产生的高温高压的氟里昂经过冷凝器的冷却→干燥过滤器→系统电磁阀→节流装置膨胀阀→蒸发器→返回到压缩机形成一个循环制冷系统。
  
图1水冷螺杆机组工作原理图
  
　　因为空调机组的核心制冷部件就是压缩机，所以针对压缩机的制冷系统就需要更好的保护，如错相缺相保护器、过电流保护器、内部线圈过高保护开关、防冰冻保护等；考虑到机组输入与输出的点数，又要选择最优方案，控制系统选用了一个具有8路继电器输出、12路数字量输入和4路模拟量输入的NX7-20ADR-4A模块，此外，系统还选用罗克韦尔自动化公司的PaneView C600系列的2711C-T6M触摸屏作为显示、交互设备，它通过专用电缆与PLC主机模块相连，主要用于参数的设置、报警显示、定时开关机组、设备运行状态指示、启停按钮、记录压缩机的一些运行数据等等，触摸屏的使用为系统创建了一个友好的交互环境。
　　图2所示为系统的电气原理图。PLC的开关量输入0.0~1.0均为数字量信号，作为压缩机的保护点；PLC的输出点通过内部继电器输出实现对压缩机的四个容量阀控制、压缩机分线圈启动控制、两个水泵的控制；PLC的模拟量输入IV0~IV3为四个电压型的信号，作为空调温度保护和机组的四个温度监控及压缩机工作的条件。
  
图2水冷螺杆机组电气原理图
  
　　通过对触摸屏2711C-T6M的屏幕点击，可以直接在屏幕上进行过程控制，图形按钮及自解释说明等特点使操作更加简单、方便，同时触摸屏采用目前最新Ethernet技术，利用宽带网络线实现触摸屏与电脑的连接，只要设置准确电脑与触摸屏的IP地址一致，直接点击电脑操作系统自带的Internet Explorer V7.0版本或Firefox V2.0版本软件，就可以打开触摸屏设计软件，而不需要在PC机上安装专门的触摸屏设计软件。2711C-T6M触摸屏还具有IP65保护等级，工作环境温度为0~50℃，宽电源输入18~30VDC等特点，并全面支持汉字显示；通过通讯电缆与计算机联网，还可以实现中央空调运行状态的远程监控。

  三、程序设计
　　罗克韦尔自动化公司的OEMax NX7系列小型可编程序控制器(PLC)使用基于Windows平台的编程软件包WinGPC4.11，采用梯形图方式编程，整套程序由1个主程序和11个子程序组成，11个子程序为：初始化程序、时钟程序、温度程序、状态程序、设置程序、定时程序、工作模式程序、启停程序、故障诊断程序、故障复位程序、限时运行程序。
　　图3所示为程序控制流程图。PLC上电后，程序开始执行，若为上电后的第一个周期，则调用初始化子程序，把PLC的各个继电器输出点、机组参数、功能按钮等设置为初始值、默认值；在以后的扫描周期内不再执行此段程序。然后检查复位要求，若无这样的请求将直接执行下一步；接着系统检测是否有报警，若有调用故障诊断子程序，机组也不工作，排除故障后程序从初始位置运行。触摸屏子程序主要处理与触摸屏的显示、设置有关的一些变量值、机组的功能选择、设备的操作等等。时钟、温度、状态、设置、工作模式等子程序主要是配合主程序工作和触摸屏显示之用。限时运行子程序主要是为商业销售而编制的一段限时运行程序。当通过触摸屏启停按钮启动后，控制程序检测空调侧的水温，若不满足，则压缩机开始工作，容量从百分之25%逐步加载到100%运行；当水温满足要求则从100%减载直到停机。
  
图3  程序控制流程图
  
四、结束语
　　罗克韦尔自动化公司OEMax NX7系列小型可编程序控制器(PLC)产品良好的性能使得此控制系统具有很高的稳定性，这对适用于中央空调设备也是至关重要的；同时PLC的指令系统丰富，编程操作简单等特点也使开发周期变短，现场调试方便。
  刘斌  花荷琴   江苏中科能凯夫空调有限公司