李富生
单位：上海荷迪思湿度控制设备有限公司
地址：上海定西路 1279 号长峰名光大厦 803 邮编：200050
摘要：
LOGO!智能逻辑控制器，具有诸多优点，通过具体的实例介绍转轮除湿机原理，转轮除湿恒温恒湿机组的控制以及 LOGO!控制器在转轮除湿恒温恒湿机组中的运用。
关键词：LOGO！；恒温恒湿；转轮除湿
ABSTRACT:
LOGO is the logic controller made by Simens, it is easy to use and can be plused with a lot function , here we using one case -the rotor dehumidifier system with pre-cooler, rotor system and post -cooler /heater , all the function is cotrolled by the logos and the room is keeping the steady T& RH all the year , from the words we can know how them worked in the case
KEY WORD: LOGO, Steady Temperature & RH, Rotor dehumidifiers system
1 项目简介
荷兰 HB 集团是欧洲著名的专业化生产转轮除湿机组、干燥系统、恒温恒湿系统及其自控系统的集团公司，总部设在荷兰。由于其在空气湿度控制方面出色的技术、设备及服务体系，使其成为世界除湿行业的典范。HB 旗下在全球拥有 6 个生产基地，二十多个分支机构，五十多个代理公司。2005 年 HB 中国工厂--上海荷迪思公司在上海成立，建厂初期，产品控制方案沿用国外 DDC 标准控制方案，由于欧洲机组主要为单机; 而中国需要
许多组合式除湿系统, 这样原有的 DDC 因控制点局限而缺乏灵活性，扩展困难。为了进一步提高产品的灵活性，发挥出 HB 中国的特长，并根据不同客户不同要求，提供最佳的控制模式，通过使控制器标准化，来解决备件统一的问题。原来的 DDC 控制方案显然无法满足这一要求，通过对不同厂家的 PLC 以及 DDC 进行比较后，决定采用西门子 LOGO!
作为转轮除湿系列机组的控制器。
许多组合式除湿系统, 这样原有的 DDC 因控制点局限而缺乏灵活性，扩展困难。为了进一步提高产品的灵活性，发挥出 HB 中国的特长，并根据不同客户不同要求，提供最佳的控制模式，通过使控制器标准化，来解决备件统一的问题。原来的 DDC 控制方案显然无法满足这一要求，通过对不同厂家的 PLC 以及 DDC 进行比较后，决定采用西门子 LOGO!
作为转轮除湿系列机组的控制器。
下面将以 08 年 7 月为南通某生物科技有限公司量身制作的一套机组为例，介绍 LOGO! 在 HB 上海荷迪思的组合式转轮除湿系统中的应用。
2 工艺流程介绍
2.1 功能段介绍
图 1 为该项目的系统流程图，系统由预冷除湿，转轮除湿，后冷后热调温三部分组成，用于满足车间的恒温恒湿要求。
预冷/预热：利用冷冻水降低空气的温度，空气在降温过程中，其相对湿度逐渐接近饱和状态，在达到要求的温度时，高于该空气温度饱和状态的多余水份会析出，起到降温除湿的目的。
图 1 系统流程图
转轮除湿：如图 2 所示除湿转轮在除湿段内部由密封系统分为处理区域和再生区域，除湿转轮以 8-12 转/小时的速度缓慢旋转，以保证整个除湿为一个连续的过程。当处理空气通过转轮的处理区域时，其中的水蒸汽被转轮中的吸湿介质所吸附，水蒸气同时发生相变，并释放出潜热，转轮也因吸湿了一定的水份而逐渐趋向饱和；这时，处理空气因自身的水份减少和潜热释放而变成干的、热的空气。同时，在再生区域，另一路空气先经过再生加热器后，变成高温空气（一般为 100-140 度）并穿过吸湿后的饱和转轮，使转轮中已吸附的水份蒸发，从而恢复了转轮的除湿能力；同时，再生空气因水份的蒸发而变成湿空气；之后，再通过再生风机将湿空气排除到室外。
图 2 转轮除湿原理图
后冷/后热：利用降温或加热，控制送风温度
2.2 控制流程
系统设置三个检测点，根据三个检测点，系统分三部分进行控制，控制流程如图 3 所
示。
图 3 控制流程图
三个检测点如下：
① 预冷段（温度）
② 再生加热后（温度）
③ 回风段（温湿度）
三部分控制如下
③ 回风段（温湿度）
三部分控制如下
① 预冷段控制：通过预冷段检测的温度与设定值比较，调节预冷段冷量，使空气经过预冷段后温度低于设定值以下。
② 转轮除湿段控制：通过回风检测的湿度与设定值比较，调节转轮除湿的除湿量。调节转轮除湿量即通过调节再生温度完成。
③ 后冷后热控制：通过回风检测的温度与设定值比较，调节后加热（制冷）。3 方案确定
根据上诉控制流程，完成系统的控制，可以有 DDC 控制，PLC 控制和 LOGO!控制可选。
3.1 LOGO!控制与 DDC 控制的比较
LOGO!控制与 DDC 控制相比较具有诸多优点.
① 完成上诉流程的控制，采用 DDC 控制,需用多个 DDC 才可完成，采用 LOGO!一个
主模块加上相应扩展模块即可实现。
主模块加上相应扩展模块即可实现。
② DDC 控制输入输出点少，LOGO!输入输出点多，开关量模拟量可自由配置。
③ DDC 控制功能单一，出厂后功能已固化，无法更改，LOGO!可以根据需要自行编写用
户程序，灵活性好。
户程序，灵活性好。
④ DDC 无法扩展，LOGO!具有扩展功能。
⑤ DDC 显示界面固定无法更改，LOGO!可以根据用户需要自行设计参数修改设定界面和
报警界面。
报警界面。
3.2 LOGO!控制与 PLC 控制的比较
① PLC 不带显示屏，需配备文本或屏以实现用户参数的设定功能。
② PLC 编程需采用计算机或专用编程器编写和修改程序，LOGO!可以计算机编程也可现
场本体修改程序和参数。
场本体修改程序和参数。
③ 与 PLC 控制比较，LOGO!在转轮除湿，恒温恒湿这类点数少的系统中具有更高的性价
比。
比。
通过与 DDC 和 PLC 的比较，采用 LOGO!控制器作为转轮除湿恒稳恒湿机组的控制器。4 产品硬件配置机组预冷通过 LOGO!控制一 SQS65 水阀执行器，控制通过冷水盘管的冰水流量。以实现降温除湿的功能。
转轮除湿通过 LOGO!控制一组再生电加热器（SSR），调节再生温度，控制转轮除湿量。
后冷后热通过通过 LOGO!控制一 SQS65 水阀执行器调节冷水盘管冰水流量和一组电加热器（SSR），调节后加热的加热量。
后冷后热通过通过 LOGO!控制一 SQS65 水阀执行器调节冷水盘管冰水流量和一组电加热器（SSR），调节后加热的加热量。
根据控制流程要求，选用一 LOGO!24*作为主控制器加上一个 LOGO!DM812/24R,一个LOGOAM2PT100，一个 LOGO!AM2AQ2 三个扩展模块。LOGO!外围的安装以及控制柜接线图如 4，图 5，图 6 所示：
图 4 控制柜结构
图 5 LOGO!接线图
图 6 LOGO!安装图
LOGO!主模块以及扩展模块的电气图如图 7，图 8，图 9 所示：
5 软件开发
5.1 输入输出功能介绍
根据控制流程，LOGO!包括 6 个数字输入，4 个模拟量输入（两个 0-10v，两个电阻输入），6 个数字量输出（4 个继电器，2 个晶体管驱动 SSR 固态继电器），各输入输出功能如下表所示：
5.2 LOGO!程序说明
程序的编写根据控制流程图可以分为风机控制，预冷，再生转轮，后冷后热四个部分。
5.2.1 风机启停控制
图 10 风机转轮控制程序
如图 10 所示在处理风机（送风机）和再生转轮无故障（I1=1,I3=1,I4=1）的前提下，无论选择手动或是自动（I1=1 或 I2=1）,处理风机启动（Q6=1），并延时（时间可以设置）后再生风机和转轮电机启动（Q7=1）。因为再生加热的再生温度一般都在 100 摄氏度以上，所以在停机时，只有再生转轮无故障，再生转轮的停止需延时（时间可以设置），当再生温度低于安全温度（温度值可以根据实际情况设置）时，无论延时时间是否到，再生转轮都将停止，若延时完成后，再生温度依然高于安全温度，再生转轮将继续运行散热，直到温度降至安全温度以下停机，这样可以确保机组安全停机。同时根据现场实际情况，停机的温度以及延时时间均可以修改，非常灵活。
5.2.2 预冷控制
图 11 预冷控制程序
如图 11 所示，在处理风机运行的前提下，根据前冷温度 PI 调节预冷水阀，以控制预冷温度。
5.2.3 转轮除湿控制
转轮除湿量的控制是通过调节再生加热控制再生温度来实现的，转轮除湿的除湿量随再生温度的增加而增大，再生温度在 120～140 摄氏度之间时除湿效率最好。
5.2.3.1 PWM 功能程序
控制再生加热通过 LOGO!控制一组电加热（SSR）来实现的。
图 12 PWM 控制
LOGO!OBA5 系列没有 PWM 控制功能块，在控制加热时，需通过程序实现 PWM 功能，如图 12 所示，为一段实现 PWM 的程序，B063 功能块为 SSR 接通时间，B064 为断开时间，在全开（M4=0）全关（M3=0）时，通过延时接通功能块的引用功能可以实现接通和断开时间的随时根据温度变化而变化；当高温故障(I5=0)或风机(Q6=0)未启动时，停止输出；当全关（M3=1）时，加热输出；当全开（M4=1）时，加热 100%接通，不再根据接通段开时间进行调整。从而实现 PWM 控制功能。
5.2.3.2 接通断开时间程序实现
图 13 通断时间程序
图 13 所示为一段温度控制 PWM 接通断开时间实现程序，AI1 为检测输入，B066 为设定值，BO71 为比例设定，下面举一个实例说明。
假设温度要控制在 120 摄氏度，将温度设定 B066 设定为 120，将比例 B071（同时作为周期）设定为 10，当检测温度小于 110 摄氏度（120-10）时，B077 全开动作，这时加热 100%工作，当检测温度大于 120 摄氏度，B076 全关动作，加热将不工作；当检测温度大于 110 摄氏度，小于 120 摄氏度时（以 114 摄氏度为例），接通时间为 6 秒（120-114），关断时间为 4 秒。以此类推，检测温度为 115 摄氏度时，接通时间为 5 秒，关断时间为 5 秒。同时通过改变比例（B071）可以修改周期。结合图 12 所示的 PWM 控制程序，实现PWM 控制。
5.2.3.3 转轮除湿控制
转轮除湿量的控制是通过控制再生温度来实现的，因而在转轮除湿控制时，要根据回风湿度和再生温度同时控制再生加热。在程序中的实现如图 14 所示：
根据再生温度控制有一个输出，根据湿度控制有一个输出，由图 14 程序可以知道，无论是根据再生温度还是根据湿度控制的输出都有三种形式：“全开”，“全关”，“时间比
例”。图 14 所示程序就是将两个的输出进行比较，最终以一个输出控制再生电加热的 SSR 固态继电器。
例”。图 14 所示程序就是将两个的输出进行比较，最终以一个输出控制再生电加热的 SSR 固态继电器。
由图 14 程序可知，通过再生温度控制的输出和湿度控制的输出，只要有一个输出为
“全关”，最终加热控制输出就为“全关”，当再生温度控制和湿度控制的输出都为“全开”
“全关”，最终加热控制输出就为“全关”，当再生温度控制和湿度控制的输出都为“全开”
时，最终加热输出就为全开，当再生温度控制输出和湿度控制输出都是“时间比例”时，最终再生加热控制输出也为“时间比例”形式，其接通和关断时间是将两个输出的关断时间比较，最终再生加热输出的关断时间取大值，接通时间取小值。
图 14 转轮除湿选择控制程序
由于转轮除湿效率最高是在再生温度处于 120 摄氏度到 140 摄氏度之间时，所以在程序设计时有个“手动”,和“自动”两种模式，处于自动模式时就根据图 14 所示程序进行选择，以便于机组节能，处于手动模式时转轮除湿将只受再生温度的控制，使再生转轮工作在其除湿效率最大的再生温度区域。转轮除湿机组最大限度的除湿。此功能通过“模拟量多路复用器”功能块实现。
机组后冷和后加热的控制与上诉的预冷和再生温度的控制相类似，这里不再重述，具体见附录程序。
6 应用体会
LOGO！逻辑智能控制器，价格低廉、工作可靠、编程方便，公司在使用 LOGO!控制器以来，优化了电路，提高了产品的可靠性，使不同系列的机组通过程序的改变做到了控制器的统一，减少了采购和维护人员的工作量。随着LOGO! OBA6 系列控制器的的发布，新增的“PWM”功能块可以代替实现 PWM 功能的程序，大大简化 LOGO!程序;本体模拟量的输入点数的增加可以减少模拟量扩展模块，进一步降低生产成本；文本显示器的推出使得 LOGO!板前安装更为方便，文本中文字符显示以及多语言切换，使得 LOGO!更为贴近中国的用户；LOGO!程序存储空间的加大，LOGO!的应用空间将更为广泛。
参考文献
[1] LOGO!手册:西门子内部资料
[2] Micro 'n Power: 西门子内部资料
作者简介：
李富生（1981-），男，上海荷迪思湿度控制设备有限公司，联系方式：39808292 13764400256 left810414@163.com
