２ｏ０８年第１１期 （总第１１１期） 大众科技 ＤＡＺＨＯＮＧ ＫＥ Ｊ Ｎｏ．１１。２００８ （Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｌｙ Ｎｏ．１１ １） 基于ＰＬＣ的中央空调 的变 频控制 刘 刚，徐勇 （淮阴工学院，江苏淮安２２３００３） 【摘要】中央空调是能耗大户，传统的控制系统存在着各种局限性， 文章将ＰＬＣ和变频调速技术应用于中央空调冷冻水 循环控制系统中，从而实现了中央空调在冷冻水循环系统中的节能控制。 【关键词】中央空调；节能；ＬＡＤ程序 【中图分类号】ＴＢ６５７．２ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００８—１ １５１（２（）（】８）１１—０１５５—０２ 进行ＰＩＤ运算，通过调节输入到变频器的电压，控制冷冻泵 随着经济的快速发展，中央空调已广泛应用于各行各业， 然而中央空调的耗能非常严重，特别是在如今能源紧张的情 况下，中央空调用户的生产和生活明显受到了影响。中央空 调主要由制冷机、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、风机 的转速，若房间内的压力小于所需压力的下限，则定时器开 始定时，定时到后产生一个对变频器复位的脉冲信号，将定 时器复位，同时切断ｌ＃冷冻泵的变频接触器，将１＃泵的工频 接触器闭合，接着２＃冷冻泵的变频接触器闭合，使２＃冷冻泵 软启动；如果定时器定时未到，房间内压力满足所需要求， 则定时器放弃定时，此时１＃泵为变频运行，２＃泵处于待机状 态。如果传感器反馈的电压值超过房间内压力上限所对应的 电压，经过一个短暂的５ｓ定时后，将１＃泵从电网上切除，只 盘管系统、风机和冷却塔等组成。中央空调系统的示意图如 图１所示： 留下２＃冷冻泵进行变频控制，当ｌ＃冷冻泵工频运行，２＃冷冻 泵变频运行，如果检测到输入的电压值依然小于房间内压力 下限值，则ｌ＃、２＃泵工频运行，３＃泵变频运行，如果定时器 定时未到，房问内压力满足所需要求，则定时器放弃定时， 此时１＃、２＃泵为变频运行，３＃泵处于待机状态。当ｌ＃、２＃冷 冻泵工频运行，３＃泵变频运行，如果检测到输入的电压值依 然小于房间内压力下限值，则定时器启动，定时完成后，将 １＃、２＃、３＃冷冻泵全部置于工频运行状态，切断变频控制的 图１ 中央空调系统示意 触点。如果传感器反馈的电压值超过房间内压力上限所对应 的电压，经过一个短暂的５ｓ定时后，将１＃、２＃泵从电网上切 除，使３＃泵变频运行，来对房间内的温度进行控制。 制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送到蒸发器中 与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻水泵将冷冻水送 到各个风机风口的冷却盘管中，由风机吹送冷风到用户房间， （二）中央空调控制系统的Ｉ／０分配表 名称 地址编号 输入信号 ＳＢ１ ＳＢ２ １０．０ ｌ０．１ ＡＩＷ０ 输出信号 再由温度传感器检测到用户房间的温度，这样对用户房间的 制冷就形成了一个闭环控制；经蒸发后的制冷剂在冷凝器中 释放热量，与冷却水循环系统进行热交换，由冷却水泵将带 有热量的冷却水送到冷却水塔上与空气进行热交换，同时也 有温度传感器对其进行测量，也形成了一个闭坏控制系统。 这样的闭环控制系统可以提高控制精度，并且一般情况下， 说明 系统启动按钮 系统停止按钮 用户房间内温度传感器 不会因为单个元件的精度不高而影响控制的效率与精度。 ＫＭｌ Ｑｏ．０ ｌ＃Ｉ频接触器 （一）中央空调的控制系统简介 传统的中央空调是通过改变压缩机的启停台数和节流阀 ＫＭ２ ＫＭ３ ＫＭ４ ＫＭ５ ＫＭ６ ＲＳＴ ＱＯ １ ＱＯ．２ ＱＯ ３ ＱＯ．４ Ｑ０．５ Ｑ０．６ ＡＱＷＯ ｌ＃变频接触器 ２ 变频接触器 ２＃Ｉ频接触器 ３ 变频接触器 ３ 工频接触器 对变频器进行复位操作 输出模拟信号到变频器 的开启从而来实现房间内温度的调节，而在此将变频调速技 术和ＰＬＣ应用于冷冻水循环系统中，该控制系统的冷冻机组 有三台冷冻水泵，按下启动按钮ＳＢ１后，１＃冷冻泵先以变频 器软启动，然后每隔１００ｍｓ读人一次传感器的采样值，然后 【收稿日期】２００８—０８—１５ 【作者简介】刘刚（１９７２一），男，湖北随州人，淮阴工学院机械工程系基础教研室教师，硕士，研究方向为机电一体化。 一１５５— （三）程序中使用的存储器及其功能 地址 功能 Ｎ ＶＤＩＯ０ ＶＤ１Ｏ４ ＶＤ１０６ ＶＯｌ０８ 叼１０２ 变频器输出为５０Ｈｚ时电压对应的标准值 房间内压力下限对应的电压标准值 房间内压力上限对应的电压标准值 传感器反馈回的电压值 经ＰＩＩ）运算后输出的电压值 （四）中央空调控制系统的ＬＡＤ程序 由ＰＬＣ和变频器组成的中央空调控制系统，可以根据实 际需要负荷的变化自动调节水泵的转速，以达到节能的效果， 且节能效果十分显著，为用户节约了大量的电费开支；此外 还可以减少设备的磨损，延长了水泵的使用寿命。在本文中 把ＰＬＣ和变频器应用于冷冻水循环系统中，冷冻机组有三台 冷冻水泵组成，通过变频器将冷冻水泵工作在适当的情况下， 改变了传统的冷冻水泵至始至终都工作在满负荷状态下，从 而减少了冷冻机组的能量消耗。把ＰＬＣ和变频器应用于中央 空调控制系统中可以节约大量的能量，因此具有很大的发展 前景。 【参考文献】 ［１】栽仙金．西门子ｓ７—２００系列ＰＬＣ应用与开发【Ｍ】．中国水利 出版社，２００７，（（）４）． 【２Ｊ刘道寿，张礼华．变频器和ＰＬＣ在中央空调中的应用ＩＪ］．南 京工业职业技术学院学报，２００４． （上接第１４２页） （三）调试 １．步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机 反向电动势，频率越高，反向电动势越大。在它的作用下， 电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩 下降，频率过高将带不动负载 。 在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于 该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载 的情况下，启动频率应更低。这是因为步进电机刚起动时转 速为零，在起动过程中，电磁转矩除了克服负载阻转矩外， 还要克服转动部分的惯性掩蔽，所以起动时电机的负担比连 续运转要重。如果起动时脉冲频率过高，则转子的速度就跟 不上定子磁场旋转的速度，以致第一步完成后的位置落后于 平衡位置较远，以后各步中转子速度增加不多，而定子磁场 仍然以正比于脉冲频率的速度向前转动，因此转子与平衡位 置之间的距离越来越大，最后因转子位置落到动稳定区以外 而出现失步或是振荡现象，因而使电机不能起动。所以要使 电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率 较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低 速升到高速）。 ２．当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个 一（四）结语 本文研制的步进电机驱动电路在测试应用中取得了良好 的应用成效：电机的启动、停止、正反转、得以顺利实现， 可对其速度、位置、转矩等精确控制，在９ＫＩｔＺ范围内运行平 稳，不丢步。该步进电机驱动电路可广泛应用于功率较小的 机电设备中，适合驱动电流小于３Ａ的混合式两相步进电机。 【参考文献】 【１】吴红星．电机驱动与控制专用集成电路及应用【Ｇ】．北京：中 国电力出版．２００６：１６８—１７０． 【２】关保国，钟伟弘，等．步进电机的驱动及微机控制１３．自动化 与仪表，２０００，１５（５）：５５—５７． ｆ３】汪德彪．基于ＰＭＭ８７１３的步进运动控制器设计卟重庆工 业高等专科学校学报，２００１，３０（２）：８７—８８． １５６一