【文章內容簡介】 口接入上位監(jiān)控系統(tǒng)，便于在主控室查看各節(jié)點運行狀態(tài)，并且很容易進行電能消耗、運行時間統(tǒng)計以及故障監(jiān)視及分析。下 11 面對 PLC的發(fā)展及功能特點進行闡述： PLC的組成 PLC主要有 CPU 模塊，輸入模塊、輸出模塊和編程器組成，如圖 可編過程控制器CP U模塊輸出模塊輸入模塊編程器輸入信號執(zhí)行機構 圖 PLC的結構組成 CPU模塊： CPU 模塊主要由微處理器（ CPU 芯片）和存儲器組成。在 PLC 控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當于人的大腦和心臟，它不斷的采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系 統(tǒng)的輸出；存儲器用來儲存程序和數(shù)據(jù)。 I/O模塊： 輸入 (Input)模塊和輸出（ Output）模塊統(tǒng)稱 I/O 模塊，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和CPU模塊的橋梁。輸入模塊主要用來接受和采集輸入信號，輸入信號包括兩類：一類是從按鈕，選擇開關，接近開關，光電開關等來的開關量輸入信號；另一類就是由電位器，測速發(fā)電機等提供的連續(xù)變化的模擬量信號。 PLC通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥等執(zhí)行機構，另外也可以驅動指示燈、數(shù)字顯示裝置等 CPU模塊的工作電壓一般是 5V，而其輸入 /輸出信號電壓一般較高，如 DC24V和 AC220V。為防 止外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲損壞 CPU 模塊，影響其正常工作，在 I/O模塊中，用光電耦合器、可控硅，小型繼電器等器件來隔離外部輸入電路和負載。 I/O 模塊除了傳遞信號外，還有電平轉換與隔離的作用。 PLC 有兩種基本的工作狀態(tài)，即運行（ RUN）狀態(tài)與停止（ STOP）狀態(tài)。在 12 運行狀態(tài)， PLC 通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。為了使 PLC的輸出及時響應隨時變化的輸入信號，用戶程序不是執(zhí)行了一次，而是反復不斷地重復執(zhí)行，直至 PLC 停機或切換到 STOP工作狀態(tài)。 除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)中， PLC還 要完成內部處理，通訊處理等工作，一次循環(huán)可分為 5個階段，如圖 內部處理 通信服務 輸入處理 程序執(zhí)行 輸出處理S T O PR U N 圖 PLC的掃描過程 由于 PLC 采用循環(huán)掃描集中刷新的方法，導致輸入 /輸出時間滯后，但是一般情況下，這種響應延遲僅幾十 ms，對于一般系統(tǒng)無關緊要，要是對時間有要求的話可以采用中斷進行處理，例如高速計數(shù)。 西門子 S7200 系列 PLC SIMATIC S7200 系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。 S7200 系的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此 S7200 系列具有極高的性能 /價格比。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：極高的可靠性、極豐富的指令集、易于掌握、便捷的操作、豐富的內置集成功能、實時特性、強勁的通訊能力、豐富的擴展模塊。 S7200 系列 PLC在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關的工業(yè)及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調，電梯控制，運動 系統(tǒng)，可提供 4 個不同的基本型號的 8 種 CPU，如表 13 表 各種類型的 CPU 四種型號的 PLC具有下列特點： （ 1）集成的 24V 電源 可直接連接到傳感器和變送器執(zhí)行器， CPU 221和 CPU222具有 180mA 輸出。CPU224輸出 280mA， CPU 22 CPU 226XM輸出 400mA 可用作負載電源。 （ 2）高速脈沖輸出 具有 2 路高速脈沖輸出端，輸出脈沖頻率可達 20KHz，用于控制步進電機或伺服電機，實現(xiàn)定位任務。 （ 3）通信口 CPU 22 CPU222 和 CPU224具有 1個 RS485通信口。 CPU 22 CPU 226XM具有 2個 RS485通信口。支持 PPI、 MPI通信協(xié)議，有自由口通信能力。 （ 4）模擬電位器 CPU221/222有 1個模擬電位器， CPU224/226/226XM 有 2個模擬電位器。模擬電位器用來改變特殊寄存器（ SMB28， SMB29）中的數(shù)值，以改變程序運行時的參數(shù)。如定時器、計數(shù)器的預置值，過程量的控制參數(shù)。 （ 5）中斷輸入允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應。 （ 6） EEPROM 存儲器模塊（選件） 可作為修改與拷貝程序的快速工具，無需編程器并可進行輔助軟件歸檔工作。 （ 7）電池模塊 用戶數(shù)據(jù)（如標志位狀態(tài)、數(shù)據(jù)塊、定時器、計數(shù)器）可通過內部的超級電容存儲大約 5 天。選用電池模塊能延長存儲時間到 200天（ 10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。 （ 8）不同的設備類型 CPU 221~226 各有 2種類型 CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。 （ 9）數(shù)字量輸入 /輸出點 CPU 221具有 6 個輸入點和 4個輸出點； CPU 222具有 8個輸入點和 6個輸出點； CPU 224 具有 14個輸入點和 10個輸出點； CPU226/226XM 具有 24個輸入點和 16個輸出點。 CPU22X主機的輸入點為 24V直流雙向光電耦合輸入電路，輸 14 出有繼電器和直流（ MOS型）兩種類型。 （ 10）高速計數(shù)器 CPU 221/222有 4個 30KHz高速計數(shù)器， CPU224/226/226XM有 6 個 30KHz的高速計數(shù)器，用于捕捉比 CPU掃描頻率更快的脈沖信號。 擴展功能模塊： 擴展單元沒有 CPU，作為基本單元輸入 /輸出點數(shù)的擴充，只能與基本單元連接使用。不能單獨使用。 S7200的擴展單元包括數(shù)字量擴展單元，模擬量擴展單元，熱電偶、熱電阻擴展模塊， PROFIBUSDP通信模塊。 用戶選用具有不同功能的擴展模塊，可以滿足不同的控制需要，節(jié)約投資費用。連接時 CPU模塊放在最左側，擴展模塊用扁平電纜與左側的模塊相連。 電源模塊： 外部提供給 PLC 的電源，有 24VDC、 220VAC 兩種，根據(jù)型號不同有所變化。S7200的 CPU單元有一個內部電源模塊， S7200 小型 PLC的電源模塊與 CPU封裝在一起，通過連接總線為 CPU模塊、擴展模塊提供 5V的直 流電源，如果容量許可，還可提供給外部 24V直流的電源，供本機輸入點和擴展模塊繼電器線圈使用。應根據(jù)下面的原則來確定 I/O電源的配置。 （ 1）有擴展模塊連接時，如果擴展模塊對 5VDC電源的需求超過 CPU 的 5V電源模塊的容量，則必須減少擴展模塊的數(shù)量。 （ 2）當 +24V直流電源的容量不滿足要求時，可以增加一個外部 24V 直流電源給擴展模塊供電。此時外部電源不能與 S7200的傳感器電源并聯(lián)使用，但兩個電源的公共端（ M）應連接在一起。 冷水機組的介紹及工作原理 當天然的冷源不能滿足空調需要時，便采用人工 制冷的方式，主要有以下幾種 : 蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的組成及工作過程 :蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)主要有制冷壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器四個主要設備組成，并用管道相連接，構成一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)，如圖 25所示。 系統(tǒng)工作時，來自蒸發(fā)器的低溫低壓的制冷劑蒸汽被壓縮機吸入，壓縮成高溫高壓的制冷劑蒸汽后，進入冷凝器。在冷凝器中，高溫高壓的制冷劑被冷卻水冷卻，冷凝成高壓的液體，同時放熱 QK，然后經膨脹閥截流后變成低壓低溫液體進入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器中，低壓的制冷劑液體吸取被冷卻介質 (如冷媒水 )的熱 15 量 Q。，蒸發(fā)成 為低溫低壓的蒸汽再次進入壓縮機，開始下一個循環(huán)。被冷卻的介質 (如冷媒水 )失去熱量 Q。后被送往空調系統(tǒng)對空氣進行降溫去濕處理。 吸收式制冷與蒸汽式制冷一樣，都是利用液體在汽化時需吸收熱量這一物理特性來實現(xiàn)制冷的，不同的是蒸汽壓縮式制冷是以消耗機械能為補償，而吸收式制冷則是以消耗熱能為補償?shù)?，使熱量從低溫熱原轉移到高溫熱源。 蒸汽噴射式是以水為制冷劑，以噴射器代替壓縮機，以消耗蒸汽的熱能作為補償來實現(xiàn)制冷的。蒸汽噴射式制冷機的主要設備有加熱器、噴射器、冷凝器、蒸發(fā)器以及膨脹閥 等。來自加熱器的高溫高壓工作蒸汽在噴射器管中絕熱膨脹，形成一股低壓高速氣流，從而將蒸發(fā)器里的低壓水蒸氣抽吸到噴射器中，并與之混合增壓后進入冷凝器，被冷卻水冷凝成液體。一部分凝結水通過循環(huán)水泵提高壓力后送回加熱器加熱汽化，用作高溫高壓工作蒸汽開始下一個循環(huán) 。另一部分凝結水經膨脹閥節(jié)流降壓后進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內吸收冷媒水的熱量汽化為低壓水蒸氣后又被噴射器中的低壓高速流所抽走。蒸發(fā)器盤管中的冷媒水因失去熱量而溫度下降，被送入空調系統(tǒng)作為冷源使用。 膨脹閥冷凝器蒸發(fā)器壓縮機冷卻水冷媒水Q KQ 0 圖 25蒸汽壓縮式制冷機工作原理圖 風機盤管水 系統(tǒng) 風機盤管的組成和工作原理 16 、盤管 (換熱器 )以及空氣過濾器、電動機、室溫控制裝置等組成，如圖 26所示。風機常采用前向多翼離心式風機或貫流式風機盤管則為帶肋片的盤管式換熱器。 ，就是借助風機不斷的循環(huán)室內空氣，使之通過盤管而被冷卻或加熱，以保持房間所需要到溫度和一定的相對濕度。風機盤管制冷時，由冷源為盤管提供 7℃左右的低溫水，室外空氣由低噪聲風機吸入，通過濾塵網去掉灰塵，吹向盤管進行換熱。空氣通過換熱器降溫去濕后，冷空氣從出風口格柵吹向室內?？諝庵?的水蒸氣在盤管肋片上析出的凝結水匯集至凝水盤，然后通過泄水管排出。 換熱器風機凝水盤回風口出風口 圖 26風機盤管的構造 ，使空氣通過加熱器表面時被加熱，因而強化了散熱器與空氣間的對流換熱器，能夠迅速加熱房間的空氣。風機盤管是空調系統(tǒng)的末端裝置，其工作原理是機組內不斷的再循環(huán)所在房間的空氣，使空氣通過冷水（熱水）盤管后被冷卻（加熱），以保持房間溫度的恒定。通常，通過新風機組處理后送入室內，以滿足空調房間新風量的需要。 但是，由于這種采暖方式只基于對流換熱，而致使室內達不到最佳的舒適水平， 故只適用于人停留時間較短的場所，如：辦公室及賓館，而不用于普通住宅。由于增加了風機，提高了造價和運行費用，設備的維護和管理也較為復雜。 風機盤管控制多采用就地控制的方案，分簡單控制和溫度控制兩種。 簡單 17 控制：使用三速開關直接手動控制風機的三速轉換與啟停。溫度控制： STC 系列溫控器根據(jù)設定溫度與實際檢測溫度的比較、運算，自動控制 STV 系列電動 兩 / 三通閥的開閉；風機的三速轉換?；蛑苯涌刂骑L機的三速轉換與啟停，從而通過控制系統(tǒng)水流或風量達到恒溫的目的。 風機盤管做為中央空調的末端設備，其質量 的好壞決定了室內的空調效果。性能主要是送冷（熱）量的保障、送風量的保障，噪音的數(shù)值比、冷凝水不泄漏及電器、鈑金件設計的合理性等等。 風機盤管的水系統(tǒng)的主要功能是輸配冷 (熱 )流體，以滿足末端設備或機組的負荷要求。其配置則應具備足夠的輸送能力，經濟合理的選定水泵、管材和管徑，具有良好的水力工況穩(wěn)定性，應便于空調系統(tǒng)負荷變化時的運行調節(jié)，實現(xiàn)空調系統(tǒng)節(jié)能運行要求、并便于管理、檢修和養(yǎng)護?？照{水系統(tǒng)可分為開式和閉式兩種。由于開式系統(tǒng)與大氣相通，水質容易受到污染，設備易被腐蝕，近些年的空調 工程中大多采用閉式系統(tǒng)。與開式相比，閉式系統(tǒng)的水泵能耗小、管路和設備的腐蝕性小。 節(jié)能分析 以一臺水泵為例，它的出口壓頭為 H0（出口壓頭即泵入口和管路出口的靜壓力差），額定轉速為 N0,閥門全開時的管阻特性為 1,額定工況下與之對應的壓力為 H1,出口流量為 Q1。流量 轉速 壓力關系曲線如圖 。 Q1 減小 50%至 Q2時，閥門開度減小使管網阻力特性由 2變?yōu)?3，系統(tǒng)工作點沿方向 1由原來的 A點移至 B 點；受其節(jié)流作用壓力 H1變?yōu)?H2。水泵軸功 率實際值（ kW）可由公式： P =Q H／（η cη b） 103 得出。其中， P、 Q、 H、η c、η b 分別表示功率、流量、壓力、水泵效率、傳動裝置效率，直接傳動為 1。假設總效率（η cη b）為 1，則水泵由 A點移至 B點工作時，電機節(jié)省的功耗為 AQ1OH1和 BQ2OH2 的面積差。如果采用調速手段改變水泵的轉速 n，當流量從 Q1 減小50%至 Q2時，那么管網阻力特性為同一曲線 1，系統(tǒng)工作點將沿方向 2由原來的A點移至 C點，水泵的運行也更趨合理。在閥門全開，只有管網阻力的情況下，系統(tǒng)滿足現(xiàn)場的流量要求，能耗勢必降低。此時， 電機節(jié)省的功耗為 AQ1OH1 和CQ2OH1’的面積差。比較采用閥門開度調節(jié)和水泵轉速控制，顯然使用水泵轉速控制更為有效合理，具有顯著的節(jié)能效果。 H升高，這將對管路和