维修电工技师论文.docx

维修电工技师论文.docx

《维修电工技师论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《维修电工技师论文.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

维修电工技师论文

PLC在中央空调控制系统中的应用

目录

一、摘要……………………………………3

二、概述……………………………………4

三、空调系统运行的保护及要求的分析…4

四、空调系统的运行………………………6

五、结论……………………………………11

六、图表……………………………………11

PLC在中央空调控制系统中的应用

摘要：

在传统的接触器控制电路中往往因为电器元件过多，使设备运行可靠性下降，维护人员工作量增加、维修费用上升，本文使用了PLC可编程控制器代替传统的接触器控制，并阐述了中央空调系统的运行及保护要求。

关键词：

PLC、梯形图、中央空调。

PLC在中央空调控制系统中的应用

一、概述

我公司于1996年安装了4台单螺杆冷水机组，其制冷剂为R22,冷却方式为水冷。

安全保护有：

相序保护、蒸发器水流保护、冷凝器水流保护、冰点保护、过载保护、电机热保护、高、低压保护等，由于设备所用元器件过多，如接触器、中间继电器、时间继电器等，使控制电路复杂，在使用五、六年后系统便经常性不能正常运行，维护过程又烦琐复杂，维护费用直线上升，为使设备能正常运行，减少维护人员工作量，降低维护费用，改善工作环境，于是决定对其控制系统进行改造，由于PLC控制具有可靠性高，抗干扰能力强，通用性强，容易扩充功能不需改变线路、结构紧湊、体积小、重量轻、功耗低、维修工作量少，现场连接方便等优点，所以公司决定将原控制电路改成PLC控制。

我是公司中唯一的高级电工，所以经研究决定，线路的设计、安装由我负责。

二、空调运行的保护及要求的分析。

首先，此单螺杆冷水机组，要求开机前必须将空调机组的电加热器送电预热，以使冷冻油油温在40℃以上，使冷冻油的粘度降低，同时使冷冻油和制冷剂分离（约24小时）因加热器功率较小，设备的金属外壳吸收热量散热，所以加热器可长期加热，不必担心油温过高，当电机运行时，切断电加热器，冷冻油吸收电机产生的热量。

电源要有相序保护，电源相序必须正确，压缩机电机不得反转，压缩机电机要求Y-Δ起动，电机过载时热继电器要动作，电机温度不得高于90℃，当电机过热时电机内热保要动作，要有高、低压保护，吸气压力和排气压力应在0.45MPa至1.5MPa之间，空调运行时必须有冷却水流和冷冻水流，压力为0.3MPa至0.4MPa左右，且进出水水压差要为0.1MPa左右，还要有冰点保护，当设备运行后冷冻水温比设定水温小2℃时，设备应停机，如果该系统失灵，水温下降到4℃时必须停机，防止冰堵，冻坏设备，当设备运行后冷冻水温到设定温度+2℃时，设备能自动起停，每次停机后在10分钟内机组不能2次运行。

按下设备起动按钮后，能量电磁阀MV4与MV1要打开，经240秒延时后，电机Y型起动5秒后电机Δ型运行，运行6秒后，要关闭能量电磁阀MV1同时打开能量电磁阀MV2压缩机加载为40%运行，运行5分钟后，能量电磁阀MV3打开同时关闭能量电磁阀MV2压缩机电机加载为70%运行，再运行10分钟后，能量电磁阀MV3关闭压缩机电机加载为100%运行，当冷冻水温大于水温设定值2℃时，设备减载，压缩机电机为70%负载运行，当冷冻水温达到设定水温时，设备再次减载，压缩机电机为40%负载运行，当冷冻水温小于设定值2℃时，设备自动停机，当冷冻水温回升到大于设定值2℃且停机10分钟以上时，设备要能自动启动。

当系统出现任一可能损坏设备的情况时都要求设备立刻停机并报警。

当设备有异常现象时可按下急停按钮SEM，设备强行停机。

三、图形设计

1、主电路图见图①

2、梯形图见图②

3、主要元器件见表①

4、PLC的输入、输出继电器及控制对象见表②

5、能量电磁阀动作与能量对照表见表③

6、程序清单见表④

四、空调设备的运行

（一）准备工作

1、在准备开起空调前一天将空调电源送上使电加热器工作将冷冻油加热至40℃以上（约要24小时）油温到40℃时油温保护器常开触点闭合使PLC输入继电器X502断开。

2、主机电源相位正确，相位继电器动作使PLC输入继电器X501断开。

3、打开所有水流阀门

4、调节风管阀门使集气箱风机打循环风（可以进少量新空气）。

5、起动集气箱风机、冷却塔风机、冷冻水泵和冷却水泵，当蒸发器和冷凝器有水流时且水流压力和压力差达到设备允许值时，蒸发器水流开关和冷凝器水流开关闭合使PLC输入继电器X503、X504断开。

6、水温开关均为常开，当水温低于开关设定温度时开关闭合，电机过热保护、热继电器均为常开，高压保护开关设定为1.6MPa，高压大于1.6MPa开关闭合，低压保护开关设定为0.35MPa，低压低于0.35MPa低压开关闭合。

7、把冷冻水温开关设定到需要值（暂且把冷冻水温开关设定到7℃，其余两温度开关，水温上限值和下限值分别设为9℃和5℃）。

（二）起动空调

当一切准备工作就绪，PLC辅助继电器M101失电，报警灯熄灭，设备此时可以起动运行。

由于时间继电器T455早在设备加热时就得电并在10分钟后动作，所以时间继电器T455的常开触点早已闭合不影响设备起动。

按下起动按钮SB1，PLC的输入继电器X400得电常开触点闭合使辅助继电器从M100得电，M100的常开触点闭合自锁，同时使输出继电器Y530得电自锁，Y530常开触闭合使输出继电器Y430、Y431得电并锁，Y530常开触点闭合使交流接触电器KM3得电使星型接点闭合，Y431常开闭合使时间继电器T450得电，T450开始计时，输出继电器Y430、Y431得电又使能量电磁阀MV4、MV1得电打开，当时间继电器T450延时240秒后，T450常开触点闭合，使输出继电器Y432得电并自锁，Y432得电使交流接触器KM1动作，压缩机电机开始起动，Y432常开触点闭合又使起动指示灯H2亮，同时使时间继电器T455失电复位，接触器KM1的一组控制加热器的常闭触点断开使电加热器停止工作，冷冻油吸收电机产生的热量，Y432得电又使时间继电器T451得电，压缩机电机起动5秒后，时间继电器T451动作，使输出继电器Y530失电，使交流接触器KM3失电断开星型接点，同时时间继电器T451常开闭合使输出继电器Y433得电，Y433得电自锁，使时间继电器T452得电，T452开始计时，Y433得电又使交流接触器KM2得电，压缩机电机开始正常运行，Y433动作又使起动指示灯H2熄灭同时使运行指求灯H3亮，时间继电器T452得电在压缩机电机运行6秒后时间继电器T452动作，T452常闭触点断开使输出继电器Y431失电，Y431失电使能量电磁阀MV1失电闭合，T452常开触点闭合使输出继电器Y434得电，使能量电磁阀MV2得电打开、压缩机电机加载为40%运行，时间继电器T452的另一组常开触点闭合，使时间继电器T453得电，压缩机电机再运行300秒后，时间继电器T453动作使输出继电器Y435得电，使能量电磁阀MV3得电打开，T453动作又使输出继电器Y434失电使能量电磁阀MV2失电关闭，压缩机电机加载为70%运行，T453的另一组常开触点闭合，时间继电器T454得电压缩机电机再运行600秒后，时间继电器T454动作，T454断开输出继电器Y435，Y435失电使能量电磁阀MV3失电关闭、压缩机电机加载100%运行，在运行一段时间后当冷冻水温下降到9℃时，9℃水温开关闭合使输入继电器X402动作，X402常闭触点断开，使时间继电器T451、T452、T453、T454断电复位，输入继电器X402的常开闭合，使输出继电器Y435得电使能量电磁阀MV3得电打开，压缩机电机减载为70%运行，当冷冻水温下降到7℃时，7℃温控开关闭合，输入继电器X505动作，X505常闭触点断开，使输出继电器Y435断电，Y435断电又使能量电阀MV3失电关闭，X505常开触点闭合使输出继电器Y434得电，Y434得电又使能量电阀MV2得电打开，同时压缩机电机减载为40%运行，当冷冻水温继续下降到5℃时，5℃温控开关闭合使输入继电器X403得电，X403常闭触点断开，使输出继电器Y430、Y434失电，使能量电阀MV4、MV2失电闭合，X403常开触点闭合，使输出继电器Y431得电，Y431得电自锁并使能量电阀MV1得电打开，X403常开触点闭合同时使输出继电器Y437得电动作，Y437的常闭触点断开使输出继电器Y432、Y433失电使交流接触器KM1、KM2压缩机电机停机，Y432失电又使Y434、Y435、Y437失电，输出继电器Y432、Y433失电又使运行指示灯H3熄灭，当KM1失电常闭触点闭合又使电加热器工作（如果冷冻水温下降到比设定值小2℃时，下限水温控制器不动作，冷冻水温将继续下降，当冷冻水温下降到4℃时，冰点保护开关常开闭合，使输入继电器X406常开闭合，使辅助继电器M101得动作M101的常闭触点断开使辅助继电器M100和输出继电器Y530失电，M100失电使输出继电器Y430、Y431、Y432、Y433、Y434、Y435失电使交流接触器KM1、KM2断电，压缩机电机强行停机，并关闭所有能量电磁阀，同时从M101的常开触点闭合使输出继电器Y534得电报警指示灯H4亮，此时设备无法再起动运行，只有当故障排除后，辅助继电器M101失电复位，报警指示灯H4熄灭，设备才可以起动运行），当冷冻水温回升到5℃时，5℃温控开关断开，输入继电器X403常开触点断开，输出继电器Y437失电，Y437触点复位，当水温回升到7℃时，7℃温控开关复位，当水温回升到9℃时，9℃温度开关复位，输入继电器X402失电复位，如果此时已停机10分钟，时间继电器T455已动作，那么，输出继电器Y530将得电动作，使交流接触器KM3得电闭合，设备进入下一轮运行。

注意在设备运行过程中有任一保护器动作或设备的运行条件变化到允许值以外，那么辅助继电器M101都将动作使设备强行停机报警，并使报警指标灯H4亮，只有在故障消除后设备方可运行。

（三）停机

空调设备停机最好等空调压缩机电机自动停机后，按下停止按钮SB2，这样可以减轻因压缩机电机突然停时产生的大电流对设备和电气元件的损伤。

按下停止按钮SB2，使输入继电器X401闭合，使输出继电器Y436得电动作，断开辅助继电器M100，M100常开触点断开使输出继电器Y430、Y431、Y432、Y433、Y434、Y435压缩机电机停机所有能量电磁阀关闭，运行指示灯熄灭，当压缩机停机后，在没有特殊情况下，集所箱风机、冷却塔以及冷却水泵和冷冻水泵应继续开启，在冷凝器和蒸发器中的水温接近常温后再停机，以减少因水温过高和过低对设备造成损伤。

五、结论。

设备在改造后经过一年多的运行，未出现过故障，运行稳定，达到了预期的效果，减轻了维修人员的工作量，为公司节约了大量的维修费用，也改善了公司的工作环境。

参考文献：

《可编程序控制器（PLC）原理与应用》

朱绍祥编上海交大出版社1998年

主要元器件表①

元器件符号

元器件名称

元器件符号

元器件名称

PLC

三菱F1-40MR

FU1—FU5

熔断器

MV1—MV4

能量电磁阀

KM1—KM3

交流接触器

SEM

急停按钮

M

压缩机电机

FR1

热继电器

H1—H4

指示灯

R1

电加热器

T

变压器

RCP

相序保护器

Q1

空气开关

PLC输入、输出继电器及控制对象表②

输入继电器符号

控制对象

输入继电器符号

被控制对象

X400

起动按钮SB1

Y430

能量电磁阀MV4

X401

停止按钮SB2

Y431

能量电磁阀MV1

X402

开机温控

Y432

交流接触器KM1

X403

停机温控

Y433

交流接触器KM2

X404

电机内热保

Y434

能量电磁阀MV2

X405

热继电器

Y435

能量电磁阀MV3

X406

冰点保护

Y530

交流接触器KM3

X407

高压保护

Y532

起动指示灯H2

X500

低压保护

Y533

运行指示灯H3

X501

相序保护

Y534

报警指示灯H4

X502

油温开关

X503

蒸发水流开关

X504

冷凝水流开关

X505

温度设定开关

能量电磁阀动作与能量对照表③

能量

OPENORCLOSE

MV1

MV2

MV3

MV4

启动

1

0

0

1

40%

0

1

0

1

70%

0

0

1

1

100%

0

0

0

1

运行停止

1

0

0

0

停机

0

0

0

0

注：

1、“1”表示能量电磁阀打开，“0”表示能量电磁阀关闭。

2、MV1、MV2、MV3、MV4为能量电磁阀。

3、运行停止是指冷冻水温到了设定值后设备自动停机。

程序清单表④

序号

指令

元件号

序号

指令

元件号

序号

指令

元件号

0

LD

X400

33

AND

M100

66

ANI

Y431

1

OR

M100

34

ANI

Y436

67

AND

Y432

2

ANI

Y436

35

ANI

Y437

68

OUT

Y435

3

ANI

M101

36

OUT

Y432

69

LD

T453

4

OUT

M100

37

LD

Y432

70

OUT

T454

5

LD

X401

38

ANI

X402

71

K

600

6

OUT

Y436

39

OUT

T451

72

LD

X403

7

LD

M100

40

K

5

73

AND

Y432

8

AND

T455

41

LD

T451

74

OUT

Y437

9

ANI

X402

42

OR

Y433

75

LDI

Y432

10

OR

Y530

43

AND

M100

76

OUT

T455

11

ANI

T451

44

ANI

Y436

77

K

600

12

ANI

M101

45

ANI

Y437

78

LD

Y432

13

ANI

Y433

46

ANI

Y530

79

ANI

Y433

14

OUT

Y530

47

OUT

Y433

80

OUT

Y532

15

LD

Y530

48

LD

Y433

81

LD

Y432

16

OR

Y430

49

ANI

X402

82

AND

Y433

17

ANI

Y436

50

OUT

T452

83

OUT

Y533

18

ANI

X430

51

K

6

84

LD

M101

19

AND

M100

52

LD

T452

85

OUT

Y534

20

OUT

Y430

53

OR

X505

86

LD

X404

21

LD

Y530

54

ANI

T453

87

OR

X405

22

OR

Y431

55

ANI

X403

88

OR

X406

23

OR

X403

56

ANI

Y431

89

OR

X407

24

ANI

T452

57

AND

Y432

90

OR

X500

25

AND

M100

58

OUT

Y434

91

ORI

X501

26

OUT

Y431

59

LD

T452

92

ORI

X502

27

LD

Y431

60

OUT

T453

93

ORI

X503

28

AND

Y530

61

K

300

94

ORI

X504

29

OUT

T450

62

LD

T453

95

OUT

M101

30

K

240

63

OR

X402

96

END

31

LD

T450

64

ANI

T454

32

OR

Y432

65

ANI

X505