摘要：中央空调是现代化建设建筑使用不可缺少的配套设施之一，目前它的使用在建筑用电中占比非常大，约占建筑总电能消耗的50%。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷是可以自动调节负载的，但冷冻泵、冷却泵却无法实现这个功能，因此该部件常出于过度负载运行状态，这很大程度上影响了其本身的寿命，也对整个中央空调的使用造成了影响，甚至浪费电力资源。本文笔者将据目前存在的一些问题进行简单阐述，并在PLC和变频技术的基础上对中央空调控制系统改造设计提出建议。
关键词：PLC；变频技术；中央空调；控制系统；改造设计
中央空调控制系统是中央空调的基本运行系统，深入了解把握中央空调的软硬件运作原理是进行改造的基础。同时，随着PLC和变频技术的推广，鉴于中央空调系统的运行现状，基于节能减排的目的，笔者认为在中央空调控制系统改造设计上也可以进行尝试，逐渐通过采用变频调速实现中央空调控制系统的重新设计。
1.中央空调控制系统的设计原理
1.1变频器的原理
作为空调主要硬件组件的变频器，其主要功能是给不同电动机提供调压调频电源，实现内部电力的交换。目前我们在中央空调中使用的变频器的主电路主要为两类：一是将电压源的直流变换为交流的变频器。另一类是将直流变换为交流的变频器的电流型。对中央空调控制系统进行调整设计，我们必须将两种类型较好区分，对于复杂部分，可以适当考虑两种方式的结合。另外，选择合适的变频器也非常重要。
1.1.1西门子MM440变频器的性能
西门子MM440是现代变频器的典型代表，它的参数设置非常广，能够对应用对象进行广泛配置；同时其拥有多个输出继电器，满足多方输出的需求。加上其本身在模块设计上分配比较清晰，运行灵活，能够多方收集信息，并将状态信息和完整信息呈现，是比较先进的变频器，目前已经在逐渐广泛推广开来。从实用性能来看，这种变频器是目前我们在设计上可以采用的一种比较好的硬件。当然实际操作中，我们也需要考虑到成本以及使用寿命的问题。
1.3PLC选型
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，是工业控制的核心部分。
1.4传感器的选择
传感器是实现温度管控的主要器件，节能减耗很大程度上就是通过传感器的作用实现的。选择性价比高，使用寿命长的传感器是我们在进行中央空调控制系统改造中很重要的一部分内容。清晰传感器的运作作用，选择合适的传感器也很有必要。PT-100是一种电压型温度传感器，温度输入范围以及电压输出数值都非常符合目前我们进行中央空调控制系统改造的使用，其实际每个通道均可单独配置电压和电流的输出，是精确度非常高的输出模块，符合改造设计多输入多输出的条件。
2基于PLC和变频技术的中央空调控制系统改造设计的建议
基于PLC和变频技术的中央空调控制系统改造设计主要包括三个方面，首先是最为直观的人机界面设计，这一模块是基于使用者的体验要求的，因此需要做好市场调查；其次是中央空调控制系统硬件方面的改造，主要包括传感器以及变频器；最后是软件方面。当然这部分笔者建议专业的软件人员去落实。
2.1人机界面设计
人机界面是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。用户和系统之间一般用面向问题的受限自然语言进行交互。我们在进行中央空调控制系统改造设计时，首先可以利用多媒体技术对这个界面进行设计，按照时代的变化去将界面逐渐简单化、易操作化，满足不同使用群体的要求。
2.2控制系统硬件改造设计
目前国内使用的中央空调的控制系统的设备主要包括冷冻机主机，冷冻水水泵冷冻主机主要控制冷冻水出口温度。冷冻水水泵则是把冷量从空调机房传送到使用房间进行冷热交换的媒介。两者相互配合，缺一不可，是中央空调控制系统地主要硬件，是实现中央空调制冷功能的关键，因此，深入分析控制系统硬件使用状况，选择合适的冷冻主机、冷冻水水泵非常重要，另外笔者建议使用西门子MM440变频器以及PT-100温度传感器，如图1所示，我们的改造设计将能够上一个台阶，逐渐实现在节能基础上增加设备使用寿命的目标。
图1中央空调冷冻水循环控制系统主回路连接示意图
2.3控制系统软件设计
基于PLC和变频技术的中央空调控制系统的改造在软件方面的设计即是对其程序上的设计。一方面，要实现PLC对变频器的通讯控制，首先要进行PLC的软件编程，通过编程实现PLC对变频器运行数据的进行分析和管控。在这个模块，笔者建议引进高级软件开发管理人才，并进行一定程度上的培训，一步到位，将软件程序有序快速地落实，为功能的实现加快步伐。当然，所有的程序设计都是需要时间去验证并进行试运行的。只有真正准确并且能够运用起来的程序才是合理有效的。
2.4活用人才
基于PLC和变频技术的中央空调控制系统的改造设计除了基本的软硬件设备以外，更需要建立一支人才队伍。这支队伍必须包括软件开发团队、硬件把控人员，还有改造设计的专业管理人员。一方面，企业内部必须推行外部引进高级人才的政策，加强企业本身的技术团队的力量，并带入先进技术；另一方面，在内部人员中进行有选择的综合性培养，培养一支有实力的支持设计管理队伍，为实现改造设计服务。只有如此，基于PLC和变频技术的中央空调控制系统的改造设计才能顺利完成。
结束语：
改造设计中央空调控制系统，深入必须要对其现状进行分析解读，研究其基本的工作原理，使用的软硬件状况。目前随着PLC和变频技术的发展，人们在中央空调设计使用上给出了新的思路。把握方向，在变频器、传感器等硬件以及程序软件上进行改造，并试运行，在未来一定能够实现中央空调比较稳定的温度控制系统，降低能耗，更好地为人们生产生活服务。
参考文献：
[1]崔玲玲. 基于PLC控制的中央空调冷却水系统设计研究[J]. 机械工程与自动化，2018，（01）：190-191+193.
[2]吕丽荣. 基于PLC控制的中央空调节能系统设计[J]. 电子技术与软件工程，2018，（04）：121-122.
论文作者:曾磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/28
标签：中央空调论文; 控制系统论文; 变频器论文; 传感器论文; 技术论文; 硬件论文; 软件论文; 《基层建设》2019年第1期论文;