PLC在示教机上的使用

　　随着我国经济的高速发展，国内用工单位对就业上岗学生的综合素质的要求也越来越高。结合学校实际，为了提高学生动脑、动手能力，让学生能更好地理论联系实际，以适应社会发展的需要。对我校的冷库和中央空调一体示教机进行了系统改造。改造后的系统主要采用了PLC和触摸屏自动控制技术，增加了监控功能，具有安全性好、可靠性强、准确性高、节能等优点，大大减少了开关损坏、人为的错误操作或启动电流大而造成的故障，降低了降低了实习成本，达到了优化制冷与电工、机电专业实训操作的教学效果，提高了学生学习效率和综合素质。

　　1.制冷系统

　　冷库和中央空调一体示教机的系统主要是由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、和节流膨胀阀四个基本部件组成。其工作循环过程如下：首先低压气态氟里昂被压缩机加压进入冷凝器并逐渐冷凝成高压液体。在冷凝过程中氟里昂会释放出大量热能，这部分热能被冷凝器中的冷却水吸收并送到室外的冷却塔上，*终释放到大气中去。随后冷凝器中的高压液态氟里昂在流经蒸发器前的节流降压装置时，因为压力的突变而气化，形成气液混合物进入蒸发器。冷媒在蒸发器中不断气化，同时会吸收冷库中的热量使其达到较低温度。*后，蒸发器中气化后的氟里昂又变成了低压气体，重新进入了压缩机，如此循环往复。

　　在该装置中还使用了以下调节元件：单向止回阀、电磁阀、热力膨胀阀、温度继电器、油压差控制器、高低压控制器。

　　这些调节元件在装置中所起的作用如下：电磁阀主要是在停机时将制冷剂液体贮存在贮液器和冷凝器中，防止液击和泄漏，其中电磁阀延时关闭防止蒸发器排管破裂现象；热力膨胀阀一方面可使制冷剂节流降压，另一方面通过感温包感受蒸发器出口制冷剂过热度的变化，自动调节开启度，使制冷剂流量与蒸发器热负荷相匹配；温度控制器感应库房温度来控制1号压缩机的开停，2号压缩机由吸气压力控制开停，在冷负荷大的情况下，两台压缩机同时工作来增大制冷量，即在此系统通过控制压缩机运行台数实现能量调节；高低压控制器起安全保护作用，当系统高压压力过高或低压压力过低时自动切断电源；油压差控制器在油压低于设定值时，自动启动油泵向压缩机曲轴箱供油，以保证压缩机运行过程中运动部件的润滑和冷却。

　　2.PLC

　　2.1 I/O接线图

　　PLC选用三菱公司的FX1N－40MR可编程控制器。该可编程控制器适用于现场恶劣环境，具有抗于扰能力强，编程方便，易于使用；扩展功能也很强。本身具有24路开关量输人和16路输出，精度高，基本指令处理时间短的特点，平均无故障时问达30万h，能满足系统控制需求。根据工艺流程，可编程序控制器的输入、输出接线图如图3所示。控制线路中电磁阀线圈YV1～YV4、交流接触器KM0～KM5、报警器HA均为～220V电压。

　　2.2软件编程

　　根据冷库和中央空调一体示教机的控制流程，编制状态流程其工作原理如下：开机，特殊辅助继电器M8002脉冲使初态S0置位，同时给D0～D7寄数器传送初始数据。按下启动按钮X1状态转到S20，系统供电交流接触器KM0闭合，由X2、X3进行模式选择。

　　X2是中央空调模式选择，状态转到S21，X3是冷库模式选择，状态转到S23。状态S21中央空调风机交流接触器闭合并自锁，延时到状态转到S22，状态S22接通风管风门电磁阀，风门打开给空调房送风。延时到状态转到S23，状态S23首先驱动冷却塔风机接触器闭合并自锁。延时10秒后再驱动冷库风机、吸气电磁阀和排气电磁阀线圈。再次延时10秒压缩机开始工作。但是2号压缩机是受温度开关控制的。冷负荷大时才工作。*后延长10秒，启动排液电磁阀线圈允许制冷剂进入低压侧，系统进入正常运行状态。关机时，按下停止按钮X0状态转到S24，关闭顺序和启动顺序相反。

　　程序具有多重保护：（1）在起动或运行过程中，遇到事故或突发事件时，只需按急停按钮X20，切断整个系输出元件，停止输出。要重新启动必须关闭整个系统供电才能正常操作。

　　（2）当冷却风机、冷却塔风机、水泵、Ⅰ号压缩机、Ⅱ号压缩机等过载时，PLC驱动HA报警，同时驱使各电机停止工作。（3）当库房水温、库温、排气口温度、高压、低压、油压等达到设定值时，对应输入触点X4、X5、X6、X7、X10、X11、X12闭合，驱动辅助继电器M100闭合，PLC关闭全部输出，停止工作。

　　3.

　　结束语

　　改进后的控制系统弥补了接触继电器控制系统分立元件多、接线点多、易出错、故障率高等不足。通过冷库和中央空调一体示教机的试验教学，学生既能学到冷库的工作原理，又能掌握中央空调的运行过程，并使学生综合运用PLC控制技术的能力得到进一步提高，激发了学生的学习兴趣，并降低学校的投入成本，该方案得到了学校师生的一致好评。笔者认为，该控制装置在同类学校中应有一定的推广价值。