1 引言
吉荣热泵恒温恒湿空调机是功能先进的工业空调机，具有比较节能的热泵型空调机特点，同时也具备恒温恒湿空调机的特点。吉荣热泵恒温恒湿空调机产品被广泛应用于军事、电力、冶金、医药等工业空调使用场所，产品遍布大江南北，并出口到多个国家。本文以巴基斯坦某电厂使用的两台吉荣热泵恒温恒湿空调机wrhfn285b为例进行论述。
2 热泵恒温恒湿空调机的控制要求
(1) 回风温度24±2℃，湿度50±10%；
(2) 冬夏季新风量按10%，过渡季节100%；
(3) 两台空调机可单独运行，也能自动实现一用一备功能；
(4) 触摸屏具有中、英文操作页面切换功能；
(5) 显示送风温湿度、回风温湿度、新风温湿度和除霜温度等参数。
3 控制系统的硬件配置
根据巴基斯坦电厂对空调系统的控制要求，并借鉴国际上同行业的PLC设备使用情况，比较后采用了性价比非常高的siemens的s7-200cn系列可编程控制器作为热泵恒温恒湿空调机wrfn285b的控制系统，具体配置如下：
电脑控制器cpu226一块，内置有数字量输入24个，继电器数字量输出16个；
数字量扩展模块em223一块，有数字量输入4个，继电器数字量输出4个；
模拟量扩展模块em235两块，每块有模拟量输入4个，模拟量输出1个；
模拟量扩展模块em232一块，有模拟量输出2个；
触摸屏显示器ktp178一台，5.7寸，具有多种语言切换功能。
4 程序设计及主要功能
4.1 控制对象如附表所示
附表 控制对象列表
4.2 控制流程图如附图所示
附图 控制流程图
4.3 实现主要功能
4.3.1 顺序控制
机组开机顺序：风阀→送风机→回风机→压缩机(冷凝风机和四通阀)→电极加湿器 →电加热器；
机组关机顺序：电加热器→电极加湿器→压缩机(冷凝风机和四通阀)→回风机→送风机→风阀。
4.3.2 故障处理
机组故障处理分两种情况：独立运行和互为备用。
独立运行模式下，机组故障分4种类型：停整机、停压缩机、停止加湿并进行排水，以及仅作报警显示。当出现送回风机过载或电加热高温等故障时，停整机；当出现压缩机过载或压缩机高压等故障时，只须停出现故障的压缩机，另一台压缩机继续运行；当出现加湿故障时，停止加湿并同时进行排水，3分钟后如果故障消除则故障自动复位；当出现初中效压差报警时，只须在触摸屏上显示故障信息，提醒操作人员清洗过滤网。
互为备用运行模式下，机组故障分两种类型：一是停整机，置位总故障输出，自动启动另一台备用机组；二是仅作报警显示。除了出现初中效压差报警，出现任一个故障，机组停止运行，另一台备用空调机自动投入运行，确保集控室温湿度恒定。
4.3.3 压缩机加卸载控制
螺杆式压缩机的加卸载控制比较复杂，通过采集的回风温湿度与设定值进行比较，判断压缩机是否需要投入运行，如需要投入运行，必须从25%、50%、75%、100%逐级加至全载，然后再判断是否需要卸载。停机时，为延长压缩机使用寿命，必须达到最少运行时间。
4.3.4 电加热控制
在下列三种工况下需要投入电加热：
(1) 空调机进行除霜运行时，两组电加热都要投入运行；
(2) 热泵运行模式下，当新风温度低于设定值时，需要投入一至两组电加热；
(3)在制冷运行模式下，湿度偏高，这时也需要投入一至两组电加热。
4.3.5 加湿器控制
当采集的回风湿度大于设定值时，按比例投入加湿量。电极加湿器配有加湿控制板，能自动进行进、排水控制，为方便用户使用，在plc还加上加湿器手动排水和定时排水控制。
4.3.6 除霜控制
当机组进入制热工况后，低温低压的制冷剂进入翅片换热器，盘管温度不断下降，吸气温度也不断下降，当盘管温度下降到设定值时t1，并且除霜周期已到，plc控制四通换向阀换向进入除霜模式(制冷工况)，同时停止冷凝风机，启动电加热器；当盘管温度上升到设定值t2，或除霜执行时间到达设置的最长除霜时间，四通阀换向，除霜结束，电加热停止运行，机组进入制热工况，如此循环下去。
4.3.7 人机界面
每台空调机wrhfn285b的人机界面采用西门子的ktp178触摸屏一台。屏幕有5.7寸，能够自动实现中、英文切换功能。
在英文界面上，需要注意的是，对于摄氏度“℃”只能用“c”表示，否则没法显示。
在触摸屏上能显示所有的i/o状态点、故障信息、实时时间、实时温湿度、参数设定、参数校正、每周定时开关机等多种功能。
5 结束语
该设备的主要控制对象是回风温湿度，要求在全天候条件下实现温湿度的自动调节，如果出现一台空调机故障情况下，另一台空调机自动投入，保证电厂集控室温湿度恒定，另外系统还要处理较多的控制参数及其合理范围限制，显示相当多数量的元件状态和设备运行很复杂的plc编程。人机界面实现中、英文自动切换，在画面组态方面需要花费很多时间，做到操作简便、功能先进，得到用户的一致好评。设备在巴勒斯坦电厂使用良好，此项目的成功应用，能够进一步拓宽吉荣公司的海外市场。
作者简介
陈锐群(1974-) 男 电气工程师，从事中央空调电气控制设计工作。
参考文献
[1] 蔡行健,黄文钰. 深入浅出西门子s7-200plc. 北京:北京航空航天大学出版社,2006
[2] 廖常初. 可编程序控制器应用技术. 重庆:重庆大学出版社,1998.
[3] 何衍庆. 可编程序控制器原理及应用技巧. 北京:化学工业出版社,1997. |
