1． 工程概况

    某会所自动控制工程包括地热空调冷热源机组循环水控制系统、卫生热水给水处理控制系统、排污系统以及冷热源机组补水系统等。系统热源均取之地下热水，由深水泵汲至地面经处理后应用。其中，冷暖机组所需热水有地热吸水泵汲水，经蒸发器、冷凝器进行热量交换后由回灌水泵回灌至地下，以保持地下水位的平衡；小区卫生热水由热水泵汲取地下热水，经锰沙过滤器和活性炭过滤器进行适当的处理，达到卫生用水标准后，与冷水进行比例混合温控处理，达到居民日常用热水的温度范围。生活污水由污水泵送至污水处理系统。

各种机电设备种类繁多，控制系统逻辑关系较为复杂。关键技术为供水压力和混水温度的自动控制，其中供水压力由变频机组实现。在此，仅以卫生热水自动温控系统的设计为例，对设备选型、方案设计及现场调试方法进行讨论。

2． 设备选型

Open_PLC是基于PC和 IEC61131-3的可编程控制器。随着PC的普及，工业PC与嵌入式PC的广泛应用，高性能、低成本与标准化的PC架构已广泛应用于工业界。基于PC的控制已经成为CNC机械控制的主流，逐渐取代传统的PLC。

Open_PLC 是依据开放性自动化产品策略而发展起来的产品，它整合了Open_IO, Open Control分布式IO 与控制器，以串行及以太网的方式与SCADA/ MMI进行信息整合。它不仅能对本地IO 与远程IO 编程, 并能提供LonWorks、Modbus与其它Field Bus设备进行系统集成。

目前，IE61131-3标准化PLC程序语言已被各大PLC制造商采用。采用这种标准，在Windows环境下开发IE61131-3程序，并可在Windows或Target执行PLC的开发软件称之为软逻辑。鉴于Open_PLC在工控及智能楼控系统中的高的性价比，在工程项目中，我们选用了巨腾科技公司的Open_PLC。

Open_PLC 提供了功能完整的模块供使用者来设计PLC应用系统，这些模块基本上分为四类：

（1）     共享模块, 如CPU、电源供应器；

（2）        智能型界面控制器, 作为远程IO 或其它通讯界面；

（3）        基本界面模块, 提供基本的模拟与数字输出入；

（4）        智能型界面模块, 提供通用型模拟输出入或快速计数输入等。

本工程设备相对集中，因此我们选用了共享模块和基本界面模块。

开关量输入模块采用：DI_DCI32；

开关量输出模块采用：DO_PR_16；

模拟量输入采用了两种模块：

        温度采集采用热电阻输入模块：UAI_ISO_08；

        压力采集采用：OAI_ISO_08;

模拟量输出模块采用：AO_ISO_08;

3． 方案设计

    卫生热水自动混水温度调节是本项目的关键技术。由于本工程逻辑控制功能由下位机完成，上位机监控计算量不大，因此选择低成本的AO_ISO_08模块，由上位机完成PID运算任务，可在保证控制精度的前提下节约系统构造成本。图 1是由controx2000通用监控组态软件设计的此项目水处理系统工艺流程图，图中左边浅色部分是卫生热水自动混水温控部分，是本文研究的重点，由热电阻测量混水器的出口温度，根据出口温度由AO_ISO_08输出信号调整三通调节筏的开度控制热水的流量，从而达到控制混水器水温的目的。

          图 1 水处理系统工艺流程图

    为实现PID技术的计算机控制，对上述PID算法进行离散化处理。位置式PID控制算法的控制精度较高，但考虑到位置式PID控制算法每一次输出都是全量输出，计算机一旦出现故障可能会导致P有较大幅度的输出变化，对驱动系统造成伤害^[7]。为此，采用增量式数字PID控制算法。

    根据工程经验，温度控制系统采样周期T的选择一般为15-20S。选择采样周期为10S，通过上述步骤，确定比例系数K_c、积分系数K_i和微分系数K_d，选择最佳参数并将其固定。图 3表示了从系统启动到输出稳定时PID调节输出的情况,纵坐标以百分比的形式表示设定值与输出值，横坐标表示时间。从图中我们可以看出，系统启动瞬间由于设定值与输出值差别较大，系统跟随速度较快，随着时间的推移设定值与输出值之差逐渐减小，调节量也逐渐减小，系统运行平稳。