基于PLC的建筑供热平衡补偿控制系统设计

焦立新

（内蒙古建筑职业技术学院，内蒙古 呼和浩特 010020）

1 基于PLC的建筑所具备的特点

PLC软件不仅具备了制造厂家所提供出的系统程序，同时又包括有用户在使用时自行开发出的应用程序。系统控制程序能够为用户的程序开发提供出相应的运行平台，同时还能够为PLC程序的运行提供可靠准确的信号。

首先，PLC具有整体结构简单的特点，其由积木式组成，对于系统的组建工作而言极其便利，且能够科学准确地控制开关量、一些配置较高的PLC能够实现在控制管理过程的PID控制以及运动控制等工作，甚至可以具备更高程度的智能化控制特点。根据生产厂家所提供的用户编程软件，能够更加便利于对系统程序的开发工作，在进行编程的过程中，通常情况下都会采用梯图更偏向直观化的编程，在进行管理控制工作时能够易于逻辑化的管理，按照顺序进行控制。在进行编程开发时，由于开发语言不等同于计算机自身的语言，对于一些没有具备计算机编程基础能力的人来说，也能够顺利进行程序的编制工作。因此，系统的开发与编制速度能够得到一定的保证，且此项工作具备了线上直接调试的功能，更加方便于系统开发编程的调整与优化，使得管理控制策略能够顺利展开。其次，PLC具有抵抗环境因素干扰的能力这一特点，PLC使用了一系列硬件及软件抗干扰措施因此具备了较强的抗干扰能力，能够在无故障的情况下平稳运行数万小时以上，并且可以在高温、潮湿等一些恶劣环境下平稳可靠地运行，实现远距离检测，能够进行逻辑及顺序控制。在一些工业施工现场中，PLC、SCADA、DSC这三种系统相互关联，并可以根据自身所具备的优势共同存在，又相互渗透着。其中，SCADA作为系统中的上位机系统，DCS能够实现较为复杂的管理控制工作，而PLC通常情况下用于对单个装置的控制。PLC使用软件的相关功能以及取代了继电器的控制，使得系统控制柜在设计、安装等方面的工作量大大减少。此外，还具备了维修方便，维修所需工作量小的特点。PLC在发生任何故障时，都能够根据PLC自身上所存在的发光二极管，或是编程软件所提供出的信息，对其进行故障原因的检测与判断，并能够使用更换模块的方法，及时解决故障。

2 建筑供热平衡补偿控制系统的结构设计

针对控制系统的结构设计，软件部分主要包括有下位机PLC的程序编制工作，确保其能够与工业现场所存在的机械设备实现数据信息之间的实时运输与通讯，保证控制工作得以及时展开。

（1）登录画面的控制管理功能。在进行控制系统设计与控制时，登录人员需要按照职责与等级划分为操作人员、工程设计人员等，并根据登录人员的不同，对系统的操作设置出不同等级权限。

（2）工艺流程画面功能。系统显示工艺流程设备与动态运行参数时，例如动态的信息数据，系统的开关运行状态、趋势图等，都需要采用动态画面来进行显示，动态画面还需要根据水箱液位的高度动态时刻进行变化。

（3）参数设定画面功能。在进行参数的设定时，需要采用手动及自动两种方式来进行控制。当系统自动运行时，系统可以只给定出设定的数值，由系统自行进行运作。当系统需要手动操作运转时，频率及参数需要手动进行输入。此外，手动与自动的运转形式能够实现切换，不会受到参数控制的影响。

（4）运行状态画面功能。能够直接且直观地显示出供热系统的开关状态，同时显示出西永在工作运行时变频状态，对于供热建筑系统能够采用工频、变频这两种方式实现启动。

（5）趋势走向画面功能。能够对画面所显示出的温度情况以及压力动态的数据参数进行动态的监督管理，并能够根据时间及外界环境因素的变化，实时显示出参数的整体变化趋势，而动态数据可以通过报表的形式，进行打印输出，确保画面数据的准确可利用性。

（6）报警显示画面功能。对于所有供热系统及泵的运行状态进行科学合理的监督检测工作，有出现任何故障的情况下，可以及时进行报警现实，对于水箱液位、温度的不合理性等故障状态进行报表的打印输出。

3 工业过程控制系统

根据各个行业领域的不同，机械设备在需求方面也呈现出多样化，对此，需要对系统管理控制的技术进行不断发展，与时俱进进行创新。同时，控制系统的相关制造厂家也针对于控制环境的不同，生产出了不同类型的常用设备机型。首先就是PLC，可以称作为编程控制器，在继电器这一技术的基础之上，通过计算机高新技术与通信技术的相互融合，能够实现一般常规继电器的管理控制工作，并且能够运用PLC使得操作更加简便。同时，PLC是通过数字运算来进行操作控制的一项电子系统，是专门为能够实现在工业环境下进行控制应用而设计出的，它采用了能够直接编程的储存器，在内部进行逻辑性的运算，能够完成各项操作指令，并通过不同形式的输入与输出，管理并控制各种类型的设备生产及工作运转的整个过程。一般情况下，具备了可编程性质的控制器以及相关产品，会应用于各项大型工业自动化的系统当中，具备了较强的扩展功能，能够有效简化操作整体结构复杂的管理控制系统。随着当前工业领域自动化程度的高速发展，计算机高新技术也在飞速进步，具有可编程性质的调节器更像是微型化的计算机设备，不仅具备了计算机自身的各项优势，能够简洁直观地构成控制系统，且便于操作。在进行程序编制的过程中，通常采用的是工业领域为控制设计所研发出的专业语言，能够为开发技术人员提供多种较常用的运算及功能模块，不仅具备了简单运算的功能，同时还能够实现多种类型的函数运算。通过这种功能模块，在进行组态系统的设计与编制过程中，能够使得较为复杂繁琐的过程更加便于控制。例如，在进行前馈、比例等工作时，由于专业语言的结构相对较为简单，在进行调试及完善时更加简单，减轻了技术操作人员的工作负担，有效提升了系统的开发质量与开发效率。该种调节器及产品还具备了较强的通讯功能，可以集中各个部门与层级之间进行及时的交流与通讯，实现了集中式的监管与监督。因此，可编程式的调节器及产品普遍应用于各个大型集散控制系统中的基层部门中，在一些受到各项因素影响的复杂环境中，也能够实现直接构成相对的控制系统，完成多项回路的控制工作，在整个系统的控制工作中发挥出重要的作用。

4 PLC的建筑供热平衡补偿控制系统的抗干扰性

当前，PLC在整个工业领域控制工作中的应用越来越广泛且普遍，而PLC在工业控制的过程中，所处的工业环境非常复杂，各个类型的外界干扰极其不利于PLC系统运作的稳定性，因此，对于整个系统的抗干扰能力直接会影响到PLC的工作运作是否安全可靠。

（1）电磁干扰源对系统的影响。一般情况下，影响到PLC的相关建筑及控制系统的干扰源与营销到工业控制设备的干扰源相同，大多数会产生与电流与电压剧烈变动的部位，而这些电荷在产生了剧烈的移动过后，该部分就是干扰源。所产生的影响主要分为两个方面，一是直接对PLC造成内部辐射，相关电路感应到干扰影响；二是对PLC通信内部网络辐射，会通过通信线路的感应来引入干扰。

（2）控制系统主要抗干扰措施。首先，在PLC整个控制系统当中，电源占据了重要的地位，需要通过采用性能较强的电源，来有效阻挡电网所引入的干扰源。为了能够减少动力电缆辐射所引起的电磁性干扰，需要重视起对电缆的选择与铺设，注意避免在施工过程中信号线与动力电缆不能过于靠近，以此来减少电磁干扰。

5 结语

综上所述，本文以部分建筑供热控制系统作为背景，对基于PLC的供热控制系统展开了设计工作，包括有下位机控制与上位机控制这两部分。系统采用了模块化的设计，使得每个不同的模块都能够进行单独的优化工作，确保了供热系统具备良好的可扩充性，整个系统在进行安装与维护方面的工作能够更加简便，在运作过程中安全稳定可靠，通过自动化的控制系统设计，可以极大程度上满足生产工作的需求，并有效降低了能源消耗，优化了生产管理的水平。