基于PLC的制冷中央空调温度控制

杨正祥 徐桂敏

（1.武汉交通职业学院 机电工程学院，武汉 430065；2.湖北工业大学 工程技术学院，武汉 430068）

现代工业控制许多新课题，如果仅靠通用I/O模块来解决，则硬件费用高，软件编程麻烦。有些控制任务甚至无法用通用I/O来完成。有的温度传感器输出的是开关量，但某些系统温度检测点很多，就要用很多开关量温度传感器，占用较多的输入点，且安装布线也多。如果通过温度传感器和温度模拟量输入模块，把温度模拟信号转换为数字量，性能可以得到很大改善[1-2]。

1 整体设计

本制冷中央空调系统中使用两台电机型空气压缩机组，操作者可通过按钮增减设定温度，温度允许设定范围为16～28℃。当按下启动按钮后，系统默认从16℃开始运行。温度传感器检测实际温度并通过FX2n-4AD-PT转换成数字量被PLC读取[3-4]。当实际温度低于设定温度时不启动机组，反之则启动一台机组，2s后启动另一台机组。当降温到设定温度时停止一台机组，当温度进一步降到14℃时另一台机组也停止。温度低于9℃时，系统发出超低温报警，3s后系统自动停止运行。另外，当用户按下停止按钮后系统也能停止运行。控制系统框图如图1所示。

2 硬件设计

根据系统控制要求，绘出系统主电路，如图2所示。

同时，设计出系统的I/O分配表，如表1所示。

表1 中央空调温度控制系统I/O分配表

图2 控制系统主电路

根据上述系统控制要求、主电路和I/O分配表，绘出系统的硬件连接图，如图3所示。

图3 控制系统硬件连接图

3 软件实现

基于以上的整体硬件设计，进一步设计出梯形图程序，如图4所示。针对本梯形图的指令说明表如表2所示。系统运行时，PLC检测FX2N-4AD-PT模块的工作状态。若模块工作状态无错误，PLC就对CH1通道平均取样4次，然后将4次取样的平均值（代表实际温度）传送到寄存器D0中。寄存器D1则存储设定温度，初始值为16，可以通过增减按钮进行修改。系统比较D0和D1的大小，再根据比较结果完成相应的功能要求。

图4 中央空调温度控制系统梯形图

表2 指令说明表

4 结语

传统的继电器电路难以实现复杂逻辑功能，设计烦琐，易发故障，且维修复杂。而PLC提供了各种功能模块，如温度加减计数器和用于机组顺序启动的定时器等，并且PLC具有强大的逻辑功能和控制功能，从而降低了开发设计难度，缩短了开发周期，也使维修更加容易。基于PLC和温度模拟量输入模块的制冷中央空调温度控制系统实现了对空调两台压缩机之间的协调控制，具有先进、可靠、经济、灵活等显著优点。