LOGO! 故事会-LOGO! 在暖通系统控制中的应用

2013/9/26 18:10:08

      1.      认识LOGO!

我们公司某系列转轮除湿机产品采用LOGO!作为标准控制器配置以来,该系列的产品控制稳定,故障率明显降低。同时采用标准配置后,简化了线路,提高了电气装配的准确度和速度,缩短了该系列产品的生产周期。

LOGO!OBA6问世之前,LOGO!控制器在针对中国用户时存在用户操作界面太小,不支持中文,面板安装不方便等问题,因而在许多带有现场工程(风阀,水阀等)控制,并直接面对用户操作的系统控制,一般都选用可接文本或触摸屏等人机界面的plc控制器。随着LOGO!OBA6系列控制器以及LOGO!TD文本的出现,完美的解决了这一问题。从而在很多通过LOGO!控制器可以达到控制要求,却因为LOGO!人机界面不友好等因素而选择PLC控制器的控制系统也出现了LOGO!以及LOGO!TD的身影。

2.      选择LOGO!

一提到暖通系统的控制,大家首先想到的就是采用DDC控制,RWX系列和RWD系列DDC控制器的风靡一时也印证了这一点。然而DDC控制器存在,功能单一,针对用户操作的人机界面不够友好,逻辑控制能力不足等问题。使其在应对很多暖通系统的控制时有点鸡肋的感觉。就以我将要介绍的系统为例,通过2个单回路DDC加以延时继电器等继电系统也完全可以实现控制功能,但是对于制造商增加了继电器线路部分,无形中就增加了故障点;并且一般通用控制器都不会有中文界面,对于用户而言,对操作人员的要求也会相应的要求更高,无形中提高了用户的人力成本。

在暖通控制系统中,PLC控制系统也应用广泛,尤其是低端的PLC控制系统(如S7-200)。但是由于暖通控制的特殊性,一般点数较少,控制相对简单,特别是单一系统,即便采用最低端的PLC控制器,也有点大材小用的味道,其性价比肯定不是最好。

LOGO! OBA6控制器,主模块集成4AI。一般的暖通系统中,无非控制温度,湿度,压差,风量等参数,对于单一的系统,其AI点数都集中在14个点之间,因而在配置模块时无需另配模拟量模块。同时LOGO!控制器还有标准型和经济型的模块可供选择,在选用LOGO!TD做人机界面时,便可选经济型的主控模块。极大的降低了成本,提高了产品的市场竞争力。

综上所述,在暖通控制系统中,LOGO!控制器将是主控制器的首选。

3.      应用LOGO!

(1)    应用简述

201010月,我公司在上海某研究所有个实验室温湿度控制系统项目。该项目的大致要求如下:

处理区域为一个实验准备间和四个实验间,五间共用一套空气处理设备。实验间根据实验量可以选择性的使用一到四间不等,准备间则只要有实验必须使用。

空气处理设备为一套带冷冻除湿功能的温湿度调节设备,能自动调节满足处理区域温湿度要求,并根据实验间的使用数量自动调节设备送风风量。

配置中文界面的人机界面,并显示系统各部件,功能的状态和参数。

根据以上的要求,当时我们选用LOGO!OBA6系列控制器并配LOGO!TD文本作为该项目的主控制器和人机界面。自1010月底交付使用至今,系统运行稳定,除例行保养外,无故障报修记录,用户反应良好。

(2)    工艺流程介绍

1 系统流程图

如图1所示:该系统可以分为过滤段,表冷段,加热段,送风段和送风管道系统。

过滤段:该功能段作用是空气过滤。

表冷段:该功能段同时起到降温和除湿的作用,当系统温度高时,利用其降温,当湿度高时同样利用其降温使空气饱和并析出水分,达到除湿的目的。二者在控制时,除湿优先即当湿度高时,无论温度高低,都将通过表冷器降温进行除湿。

加热段:主要调节温度,当温度低时,起到升温的作用。

送风段:通过风机变频,恒压送风,保证系统的送风风量。

风道系统:根据房间的使用情况,通过电动风阀执行器选择送风的房间,即需要使用的房间送风,不使用的房间关闭风阀。

(3)    系统硬件配置

如图1所示:系统的检测部件主要有送风管道安装的压差传感器;温湿度传感器;以及检测滤网堵塞的压差开关。执行部件有调节表冷器冰水流量的电动调节阀;调节电加热的固态继电器;调节送风机频率的变频器;调节房间送风的电动风阀。

根据系统的要求以及检测元件和执行部件的使用情况,系统的硬件配置如下:

主模块:考虑到系统有压差,温度,湿度三个AI,所以主模块可以选用LOGO!OBA6系列带四个AI的模块;电加热通过固态PWM控制,所以必须选择固态晶体管输出型;由于系统配备了LOGO!TD作为人机界面,因而在主模块的选择时,可以选择经济型的不带显示单元的模块。综合以上要求,本项目选用LOGO!24o做主模块。

扩展模块:根据执行元件的使用情况,系统配置LOGO!DM 8 12/24R数字量扩展模块以控制风阀执行器,变频器启停等。配置LOGO!AM2 AQ控制变频器频率调节和表冷器冷冻水调节阀。

HMI:系统HMI配置LOGO!TD文本进行系统参数显示,状态显示以及参数的设定。

LOGO! 控制器以及LOGO!TD的安装如图24所示:     

             

             图2 模块接线图                                    3 LOGO!TD 安装图

  

                               

4 操作面板                           

LOGO! 控制器接线示意图如:图5-7所示:

5 主模块接线图

6扩展模块接线图一

7扩展模块接线图二

(4)    软件开发

输入输出功能介绍

由图5-7接线示意图可知,系统包含5数字输入;8数字输出(其中一路作为脉冲输出);3模拟量输入;2模拟量输出。输入输出功能如表1所示:

1 输入输出功能表

输入

功能

输出

功能

I3

本地

Q1

 风机启停

I4

远程

Q2

系统运行

I5

变频故障

Q3

系统故障

I6

变频状态

Q4

送风加热(PWM

I9

滤网状态

Q5

一号风阀

I10

加热超温

Q6

二号风阀

AI1

温度(0-10v

Q7

三号风阀

AI2

湿度(0-10v

Q8

四号风阀

AI3

压差(0-10v

AQ1

频率调节(0-10v

 

 

AQ2

水阀调节(0-10v

 

控制程序

根据系统的主要部件和各部件的功能,程序大致可分为:变频器控制;表冷器控制;加热器控制;风阀控制;以及LOGO!TD的编写。

A. 变频器控制:

8 变频控制程序

如图8所示,变频送风的目的是保证恒压送风,系统因房间的使用数量发生变化,送风压差也随之改变,这时通过变频器的调节可以满足送风压差的恒定。

B. 表冷器控制:

系统降温和除湿均通过表冷器来实现,因而在表冷器的控制程序中,需做2PI。即一个根据温度调节,一个根据湿度调节。二者PI的输出值进行比较,水阀的实际取值应取大值。在程序中的实现如图9所示:通过“模拟量比较器”和“模拟量MUX”功能块来完成。

9 表冷器控制程序

C. 加热控制程序

系统加热主要调节温度,加热控制执行元件为固态继电器,在控制加热温度时,结合PI PWM功能块即可实现加热器PWM输出。具体如图10所示:

10 加热控制程序

D. 风阀控制

系统四个实验室根据实际使用情况,使用其中的1-4个不等,使用的实验室送风阀开启,不使用的送风阀将关闭。本系统在实现这一功能时,考虑到开关量输入点数,以及外围的切换按钮,线路等,故不使用外部进行切换,通过人机界面(LOGO!TD)的设定来实现。如图11所示:

11 风阀控制程序

只有当相关的实验室设置值为“1时,且设备处于运行状态下时,开启这一实验室的送风风阀,否则关闭。程序在实现这一功能时,通过“模拟量MUX”功能块和“模拟量阈值触发器”来实现。 “模拟量MUX”功能块作为人机界面的设置值,通过“模拟量阈值触发器”进行等于一的比较(将阈值接通设为1;关断设为2即可)。

E. LOGO! TD 设置

LOGO! TD作为控制系统的人机界面。那么通过该界必须要包含的内容包括:系统各部件的运行状态(“正常”,“运行”,“故障”等);系统各检测点的参数(“温度”,“湿度”,“压差”等);系统各执行部件的状态(“开启”,“关闭”,开启的百分比);系统各设定点参数的设置。这些功能则通过“信息文本显示器”功能块来实现。

(5)    使用LOGO! 的体会

LOGO! 控制器工作可靠,编程方便,在小型控制系统中拥有极高的性价比。是其它同类产品无法比拟的。个人认为在后续产品升级中可以适当加强网络通讯的功能,以适应当今工业网络的潮流;适当增加模拟量输出的点数,增加产品在诸如暖通等小型控制系统中的产品竞争力。

 

 

 

作者简介:

李富生(1981-),男,上海荷迪思湿度控制设备有限公司 

 

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