摘 要 將 LM 小型一體化PLC應(yīng)用于空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)，并通過以太網(wǎng)實現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)視功能。達(dá)到了在中央監(jiān)控室可以監(jiān)視到各個現(xiàn)場的所有數(shù)據(jù)，改變了由原來人工抄表方式，從而節(jié)約了人力、提高了效率，增加了數(shù)據(jù)實時性和可靠性。
關(guān)鍵詞 水源熱泵；監(jiān)控系統(tǒng)；PLC；中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)；
1 引言
某空調(diào)公司中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)是利用我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的淺層地能（熱）采集技術(shù)和先進(jìn)的系統(tǒng)成套技術(shù)，實現(xiàn)對建筑物的冬季供暖、夏季制冷、日常提供生活熱水功能。為了更好實現(xiàn)對分布在全國各地的中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)運行狀況進(jìn)行監(jiān)視，為用戶提供方便快捷的增值服務(wù)，縮短現(xiàn)場故障的排除時間，基于 LM系列PLC建立了一套中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)。
本系統(tǒng)的安裝極其簡單，軟件系統(tǒng)的安裝及使用也非常易懂。在維護(hù)性方面，系統(tǒng)的接線十分簡潔，而主要設(shè)備的可靠性很高，維護(hù)性能好。
2 中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)介紹
中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)由能量采集系統(tǒng)、能量提升系統(tǒng)和末端能量釋放系統(tǒng)（包括生活熱水系統(tǒng)）三部分組成。能量采集系統(tǒng)采用單井抽灌技術(shù)以地下水為介質(zhì)，以水泵作為輸送動力，將淺層中的熱能采集后送入換熱器，與來自能量提升系統(tǒng)的循環(huán)水進(jìn)行熱交換，使循環(huán)水不斷地獲得熱量。
能量提升系統(tǒng)由蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥等組成，按熱泵原理進(jìn)行工作。蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑吸收循環(huán)水中的熱量后汽化，被電動壓縮機吸入后加壓，然后進(jìn)入冷凝器與末端循環(huán)水進(jìn)行熱交換，釋放出熱量，同時制冷劑冷凝成液體，經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓后再次進(jìn)入蒸發(fā)器，完成一次循環(huán)。
末端能量釋放系統(tǒng)的循環(huán)水在冷凝器吸取熱量后，經(jīng)末端循環(huán)泵輸送到風(fēng)機盤管等散熱設(shè)備對建筑物進(jìn)行供暖或經(jīng)換熱器對自來水進(jìn)行加熱。加熱后的自來水被作為生活熱水輸送到所需的地方。
上面是以冬季供暖過程講述中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)，夏季制冷過程是冬季供暖的逆過程。
3 設(shè)計方案
3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案
根據(jù)中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)分布分散的特點，利用目前先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實現(xiàn)對系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視。整個中央空調(diào)監(jiān)視系統(tǒng)由本地監(jiān)視系統(tǒng)和中央監(jiān)視系統(tǒng)兩部分組成。本地監(jiān)視系統(tǒng)負(fù)責(zé)中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)的就地監(jiān)測；中央監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)置在公司總部，負(fù)責(zé)完成對分布全國各地的本地監(jiān)視系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)的采集、匯總及存儲，并通過視頻技術(shù)進(jìn)行有效的現(xiàn)場數(shù)據(jù)展示，實現(xiàn)對多套中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視。
采用本地監(jiān)視和遠(yuǎn)程中央監(jiān)視相結(jié)合的方式，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定可靠；結(jié)合用戶現(xiàn)場情況，通過Internet網(wǎng)絡(luò)或電話撥號等多種方式建立遠(yuǎn)程連接，有效降低運營成本；功能強大的組態(tài)軟件，可以靈活的滿足用戶的實際需求；系統(tǒng)維護(hù)簡單、具有良好的可擴充性。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3.2 本地監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案
本地監(jiān)視系統(tǒng)由本地監(jiān)測站和數(shù)據(jù)采集PLC構(gòu)成。現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集是采用和利時的 LM系列可編程序控制器（PLC），通過RS485串口與現(xiàn)場能量提升器控制系統(tǒng)相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集和上傳。 LM系列可編程序控制器是杭州和利時自動化有限公司推出的新一代高性能PLC產(chǎn)品。該產(chǎn)品完全由和利時公司自主設(shè)計、自主開發(fā)，它充分融合了計算機技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)和自動控制技術(shù)的最新發(fā)展成果，全面吸收了眾多自動化技術(shù)和應(yīng)用專家多年來在PLC領(lǐng)域的技術(shù)精華。該產(chǎn)品在方案設(shè)計、硬件選擇、軟件功能、網(wǎng)絡(luò)通訊、用戶接口等方面充分考慮用戶的使用習(xí)慣和應(yīng)用現(xiàn)場的特點，是一款高性能高品質(zhì)的PLC產(chǎn)品。通過觸摸屏（TPC105-TC22H）以總線的方式分別讀取各個 PLC控制站的數(shù)據(jù)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
圖2 本地監(jiān)控系統(tǒng)示意圖
本地監(jiān)測站采用MCGS人機界面（HMI），實現(xiàn)對中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)的就地監(jiān)視和系統(tǒng)管理，其主監(jiān)控界面如圖3所示。
圖3 空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控界面
3.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案
在本地監(jiān)測站上通過OPC接口，將所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳給OPC客戶端，然后在客戶端將所收到的數(shù)據(jù)通過打包成UDP格式，并通過因特網(wǎng)將軟件包數(shù)據(jù)傳送到中央監(jiān)視系統(tǒng)，在中央控制系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)后再將打包的數(shù)據(jù)解釋成本地站所讀取的數(shù)據(jù)，從而達(dá)到中央控制系統(tǒng)與本地監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時性和一致性。
中央空調(diào)監(jiān)視系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有三種，即ADSL、Modem和企業(yè)專線寬帶。選擇哪種方式實現(xiàn)中央液態(tài)冷熱源環(huán)境系統(tǒng)數(shù)據(jù)的上傳，要根據(jù)用戶現(xiàn)場的具體情況而定。總體原則是要充分利用用戶現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和上網(wǎng)條件，盡最大可能地降低用戶端的運行成本，保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行。
4 監(jiān)控系統(tǒng)功能
4.1 中央監(jiān)視系統(tǒng)功能
在公司總部建立中央監(jiān)控室，以實現(xiàn)對現(xiàn)場系統(tǒng)的遠(yuǎn)程集中監(jiān)視和管理。
中央監(jiān)控室設(shè)HiRis(實時信息系統(tǒng))服務(wù)器一臺和若干監(jiān)控計算機。HiRis服務(wù)器與企業(yè)局域網(wǎng)防火墻相連，采用公網(wǎng)IP地址，負(fù)責(zé)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的接收和存儲。監(jiān)控計算機上運行和利時公司的HiRis實時信息系統(tǒng)軟件，完成對整個系統(tǒng)的監(jiān)視管理。
可以通過Web方式進(jìn)行現(xiàn)場組態(tài)畫面和實時數(shù)據(jù)的發(fā)布和展示，這樣管理者在自己的辦公室就可以通過IE瀏覽器進(jìn)行現(xiàn)場運行情況的瀏覽。
4.2 本地監(jiān)控軟件的特點及功能
MCGS是人機界面（HMI），負(fù)責(zé)系統(tǒng)的在線監(jiān)控、操作、控制、調(diào)試、維護(hù)。完成數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析和操作員操作三類功能，細(xì)分為以下幾個方面：
?。?）實時數(shù)據(jù)的收集處理和顯示。由本地監(jiān)控站收集和處理來自各現(xiàn)場控制站的實時數(shù)據(jù)，形成上層人機界面的實時數(shù)據(jù)庫；可以在流程畫面上以某種形式顯示這些數(shù)據(jù)，也可用在趨勢的跟蹤記錄、報警判斷等功能中。
?。?）圖形顯示?？赏ㄟ^多種途徑切換到各個圖形頁面，在畫面上可以顯示各種各樣的平面、立體圖形，還可顯示有人機交互功能的各種動態(tài)對象；能夠?qū)崿F(xiàn)會話操作，完成對現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)控。
?。?）報警監(jiān)視。完成報警信息的收集處理；在報警畫面上分類顯示報警信息。如模擬量、開關(guān)量、硬件設(shè)備和系統(tǒng)運行狀態(tài)等。
?。?）歷史數(shù)據(jù)管理和趨勢查看。完成歷史數(shù)據(jù)的收集處理；在趨勢畫面上顯示點值的歷史變化曲線或?qū)崟r變化曲線，可以設(shè)置趨勢組，每一副趨勢畫面可顯示多條曲線，同時可以查看曲線上每一采樣時刻的具體值。
5 總結(jié)
本文主要介紹了 LM 系列PLC在空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，實時讀取現(xiàn)場空調(diào)機組的數(shù)據(jù)和將現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時地傳輸?shù)街醒肟刂剖?，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視功能，改變了以往人力抄表的狀態(tài)，減輕了勞動強度，節(jié)約了成本，達(dá)到實時監(jiān)視的功能。
參考文獻(xiàn)
[1] 杭州和利時自動化有限公司. LM 小型一體化PLC硬件手冊，2007
[2] 杭州和利時自動化有限公司. LM 小型一體化PLC軟件手冊，2007
The Application of LM PLC in the monitoring system for Central Air-condition.
HANGZHOU HollySys AUTOMATION CO.,Ltd Beijing 100096 YE JiRong MIAO TieJun
LM PLC is applied to the monitoring system for central air-condition. And the system realized the remote monitoring function through internet. At the same time, it can almost monitor every local data. It changed the means which data is recorded and transmitted with human by. So The I/O table and components of the PLC control system are described, and the control solution with lower cost and less space is discussed.
KEY WORDS heat pump ; monitoring system; PLC
