S7-200CN在热泵恒温恒湿空调机中的应用

S7-200CN在热泵恒温恒湿空调机中的应用吉荣热泵恒温恒湿空调机是功能先进的工业空调机，具有比较节能的热泵型空调机特点，同时也具备恒温恒湿空调机的特点。吉荣热泵恒温恒湿空调机产品被广泛应用于军事、电力、冶金、医药等工业空调使用场所，产品遍布大江南北，并出口到多个国家。本文以巴基斯坦某电厂使用的两台吉荣热泵恒温恒湿空调机wrhfn285b为例进行论述。2热泵恒温恒湿空调机的控制要求(1)回风温度24±2℃，湿度50±10%；(2)冬夏季新风量按10%，过渡季节100%；(3)两台空调机可单独运行，也能自动实现一用一备功能；(4)触摸屏具有中、英文操作页面切换功能；(5)显示送风温湿度、回风温湿度、新风温湿度和除霜温度等参数。3控制系统的硬件配置根据巴基斯坦电厂对空调系统的控制要求，并借鉴国际上同行业的plc设备使用情况，比较后采用了性价比非常高的siemens的s7-200cn系列可编程控制器作为热泵恒温恒湿空调机wrfn285b的控制系统，具体配置如下：电脑控制器cpu226一块，内置有数字量输入24个，继电器数字量输出16个；数字量扩展模块em223一块，有数字量输入4个，继电器数字量输出4个；模拟量扩展模块em235两块，每块有模拟量输入4个，模拟量输出1个；模拟量扩展模块em232一块，有模拟量输出2个；触摸屏显示器ktp178一台，5.7寸，具有多种语言切换功能。4程序设计及主要功能4.1控制对象如附表所示附表控制对象列表4.2控制流程图如附图所示附图控制流程图4.3实现主要功能4.3.1顺序控制机组开机顺序：风阀→送风机→回风机→压缩机(冷凝风机和四通阀)→电极加湿器→电加热器；机组关机顺序：电加热器→电极加湿器→压缩机(冷凝风机和四通阀)→回风机→送风机→风阀。4.3.2故障处理机组故障处理分两种情况：独立运行和互为备用。独立运行模式下，机组故障分4种类型：停整机、停压缩机、停止加湿并进行排水，以及仅作报警显示。当出现送回风机过载或电加热高温等故障时，停整机；当出现压缩机过载或压缩机高压等故障时，只须停出现故障的压缩机，另一台压缩机继续运行；当出现加湿故障时，停止加湿并同时进行排水，3分钟后如果故障消除则故障自动复位；当出现初中效压差报警时，只须在触摸屏上显示故障信息，提醒操作人员清洗过滤网。互为备用运行模式下，机组故障分两种类型：一是停整机，置位总故障输出，自动启动另一台备用机组；二是仅作报警显示。除了出现初中效压差报警，出现任一个故障，机组停止运行，另一台备用空调机自动投入运行，确保集控室温湿度恒定。4.3.3压缩机加卸载控制螺杆式压缩机的加卸载控制比较复杂，通过采集的回风温湿度与设定值进行比较，判断压缩机是否需要投入运行，如需要投入运行，必须从25%、50%、75%、100%逐级加至全载，然后再判断是否需要卸载。停机时，为延长压缩机使用寿命，必须达到最少运行时间。4.3.4电加热控制在下列三种工况下需要投入电加热：(1)空调机进行除霜运行时，两组电加热都要投入运行；(2)热泵运行模式下，当新风温度低于设定值时，需要投入一至两组电加热；(3)在制冷运行模式下，湿度偏高，这时也需要投入一至两组电加热。4.3.5加湿器控制当采集的回风湿度大于设定值时，按比例投入加湿量。电极加湿器配有加湿控制板，能自动进行进、排水控制，为方便用户使用，在plc还加上加湿器手动排水和定时排水控制。4.3.6除霜控制当机组进入制热工况后，低温低压的制冷剂进入翅片换热器，盘管温度不断下降，吸气温度也不断下降，当盘管温度下降到设定值时t1，并且除霜周期已到，plc控制四通换向阀换向进入除霜模式(制冷工况)，同时停止冷凝风机，启动电加热器；当盘管温度上升到设定值t2，或除霜执行时间到达设置的最长除霜时间，四通阀换向，除霜结束，电加热停止运行，机组进入制热工况，如此循环下去。4.3.7人机界面每台空调机wrhfn285b的人机界面采用西门子的ktp178触摸屏一台。屏幕有5.7寸，能够自动实现中、英文切换功能。在英文界面上，需要注意的是，对于摄氏度“℃”只能用“c”表示，否则没法显示。在触摸屏上能显示所有的i/o状态点、故障信息、实时时间、实时温湿度、参数设定、参数校正、每周定时开关机等多种功能。5结束语该设备的主要控制对象是回风温湿度，要求在全天候条件下实现温湿度的自动调节，如果出现一台空调机故障情况下，另一台空调机自动投入，保证电厂集控室温湿度恒定，另外系统还要处理较多的控制参数及其合理范围限制，显示相当多数量的元件状态和设备运行很复杂的plc编程。人机界面实现中、英文自动切换，在画面组态方面需要花费很多时间，做到操作简便、功能先进，得到用户的一致好评。设备在巴勒斯坦电厂使用良好，此项目的成功应用，能够进一步拓宽吉荣公司的海外市场。