中央空调水循环控制系统的PLC、变频器及人机界面

马婧

1、PLC控制原理
关于中央空调水循环系统的PLC控制原理如图3所示，包括DP210人机界面、PLC的K80S CPU模块和G7F——ADHA模拟量模块。其中DP210人机界面负责数据设定（压差或温差设定）、数据显示（温度、温差、压力、压差）、状态设定和显示，以及维修说明书等帮助材料；K80S-CPU模块负责包括内置PID的顺序程序控制；G7F——ADHA模拟量模块为2入1出，输入量为温度1和2或压力1和2（1：进水回路；2：出水回路），输出量为电动机转速信号（控制变频器的信号）。
2、模拟量和PID控制
本系统采用K80S PLC内置的PID功能。所谓PID控制，就是使一个过程按预设值（SV）保持其为稳定状态的控制过程，通过设定值SV和过程反馈值PV进行比较，当两项值有差别时，控制器输出执行值MV来减少这种差异。PID包括3个控制量：比例P、积分I、微分D。
K80S PLC的内置PID具有如下的功能：
（1）PID功能内置于CPU中，不需要分开的PID模块，使用指令PID8或PIDAT就可以执行PID功能；
（2）向前向后运行都有效；
（3）可任意选择P操作、PI操作、PID操作和ON/OFF操作；
（4）手动输出有效，用户可以定义强制输出；
（5）通过正确的参数设定，无论外界有无干扰，都可以保持稳定的运行；
（6）根据系统特性运行扫描时间（PID控制器从执行机构得到采样值的时间间隔）是可变的。
由中央空调水循环系统的控制图可以看出，本智能控制设备采用恒压或恒温差PID控制，模拟信号输入和输出通过G7F——ADHA模块，设定数据通过DP210操作，具体示意如图4所示。
3、变频器选型

由于本系统采用PLC的PID控制功能，所以对变频器的选型并无特殊要求，只需选用通用变频器，如SAJ8000G系列变频器。
（三）节能预估
根据流体力学原理，流量Q与转速n的一次方成正比，管压H与转速n的二次方成正比，轴功率与转速 n的三次方成正比。
当所需要流量减少，离心泵转速降低时，其功率按转速的三次方下降。当所需流量为额定流量的80%时，转速也下降为额定转速的80%，而轴功率降为51.2%；当所需流量为额定流量的50%时，轴功率降为12.5%。当然，转速降低时，效率也会有所下降，同时还应考虑控制装置的附加损耗等影响。 即使如

此，这种节电效果也非常可观。
综合实际运行效果，对冷冻泵拖动系统、冷却泵拖动系统、风机（包括室内风机和冷却塔风机）拖动系统实施变频控制后的基本节能效果为35%～55%，最小节能为35%，最大达55%。