维修电工技师论文

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、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MV与 MV要打开，41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MV同时打开能量电磁阀MV压缩12机加载为40%运行，运行5分钟后，能量电磁阀MV打开同时3关闭能量电磁阀MV压缩机电机加载为70%运行，再运行102 分钟后，能量电磁阀MV关闭压缩机电机加载为100%运行，3 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? 2、 梯形图见图? 3、 主要元器件见表? 4、 PLC的输入、输出继电器及控制对象见表? 5、 能量电磁阀动作与能量对照表见表? 6、 程序清单见表? 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SB，PLC的输入继电器X400得电常开触1 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KM得电使星型接点闭合，Y431常开闭合使时间继电3 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MV、MV得电打开，当时间继电器T450延41 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KM动作，压缩机电机开始起1 动，Y432常开触点闭合又使起动指示灯H亮，同时使时间继2 电器T455失电复位，接触器KM的一组控制加热器的常闭触1 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KM失电断开星型接点，同时时间继电器T451常开闭合使3 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KM得电，2压缩机电机开始正常运行，Y433动作又使起动指示灯H熄灭2同时使运行指求灯H亮，时间继电器T452得电在压缩机电机3 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MV失电闭合，1T452常开触点闭合使输出继电器Y434得电，使能量电磁阀MV得电打开、压缩机电机加载为40%运行，时间继电器T4522 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MV得电打开， T453动作又使输出继电3 器Y434失电使能量电磁阀MV失电关闭，压缩机电机加载为2 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MV失电关闭、3 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MV得电打开，压缩机电机减载为70%运行，当3 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MV失电关闭，X505常开触点闭合使输出3 继电器Y434得电，Y434得电又使能量电阀MV得电打开，2 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MV、4MV失电闭合，X403常开触点闭合，使输出继电器Y431得电，2 Y431得电自锁并使能量电阀MV得电打开，X403常开触点闭1 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KM、KM压缩机12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H熄灭，当KM失电31 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KM、KM断电，压缩机电机强行停机，并12 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H亮，此时设备无法再起动运行，4 只有当故障排除后，辅助继电器M101失电复位，报警指示灯H熄灭，设备才可以起动运行)，当冷冻水温回升到5?时，5?4 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KM得电闭合，设备进入下一轮运行。 3 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H亮，只有在故障消除后4 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SB，这样可以减轻因压缩机电机突然停时产生的大电2 流对设备和电气元件的损伤。 按下停止按钮SB，使输入继电器X401闭合，使输出继2 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? 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 FU—FU 熔断器 15 MV—MV 能量电磁阀 KM—KM 交流接触器 1413 SEM 急停按钮 M 压缩机电机 FR 热继电器 H—H 指示灯 114 R电加热器 T 变压器 1 RCP 相序保护器 Q 空气开关 1 PLC输入、输出继电器及控制对象表? 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SB Y430 能量电磁阀MV 14 X401 停止按钮SB Y431 能量电磁阀MV 21 X402 开机温控 Y432 交流接触器KM 1 X403 停机温控 Y433 交流接触器KM 2 X404 电机内热保 Y434 能量电磁阀MV 2 X405 热继电器 Y435 能量电磁阀MV 3 X406 冰点保护 Y530 交流接触器KM 3 X407 高压保护 Y532 起动指示灯H 2 X500 低压保护 Y533 运行指示灯H 3 X501 相序保护 Y534 报警指示灯H 4 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? OPEN OR CLOSE 能量 MV MV MV MV 1234 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、MV、MV、MV、MV为能量电磁阀。 1234 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? 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