中央空调外机清洗系统的控制部分设计

中央空调外机清洗系统的控制部分设计

文摘：根据中央空调外清洗系统的特点和工艺要求，设计了清洗控制系统。系统由触摸屏、PLC、步进电机驱动器等组成，利用PLC高速脉冲输出的脉冲串输出(PTO)功能实现步进电机的精确定位，利用触摸屏实现人机交互。PLC控制程序实现了对空调清洗系统的自动控制，解决了因空调过热而导致空调停机和室内温度波动的问题，保证了室内设备的安全可靠运行。

关键词：中央空调外机清洗系统;

中央空调，因为该工艺具有冷热，可靠的设备运行的大型，集中的资源优势，空调系统已成为一个重要部门和公共场所普遍使用。然而，中央空调蒸发器，并在热转移过程中，灰尘和污物外机会降低传热效率的冷凝器，直接影响到设备的正常运行。一段时间的空气调节单元没有清理运行后，功耗将增加10%至30%，较正常。灰尘和污物循环空气调节系统被阻塞，导致增加冷却系统的压力，压缩机负荷增加的操作，冷却和加热效率的性能降低，功耗增大，噪声增加，并且甚至损坏空气空调。目前，由维护定期清洗的主要中央空调花费更多的时间和人力，但如果不及时清洗空调系统很可能会导致性能下降，甚至运行失败。此外，一些地方恒温的要求，如果没有外机及时清洗，否则可能导致过热保护功能的空调，导致关闭空调机组，造成空调面积过大的温度波动。

一个电力部门的设备室内安装有两套中央空调设备，每套中央空调有两台外机。机房要求室内温度恒定，但室外空调内积聚的灰尘和污垢容易导致室外空调夏季温度过高。空调的保护性停机可能导致动力设备房内温度不稳定，动力设备运行存在重大隐患。为保证电力部门机房空调系统可靠稳定运行，设计了室外空调机组清洗控制系统。

1、清洗系统的组成及控制方案

1.1清洗系统构成

冷气机清洗系统由增压泵、进气阀、自动喷头、排污阀组成。

在空调单元的清洁系统，所述水入口控制阀;增压泵用于增加压力，保证充足的清洁压力;喷洒器喷嘴安装在步进电机，步进电机通过齿轮齿条驱动而移动的头，喷到散热器空调装置的高压水，在冷却至达到净化空气调节单元;所收集的污水排放到污水通过管道阀的污水。

1.2、总体控制方案

空调外机清洗控制系统需要正确的逻辑控制和精确的定位控制，具有一定的报警和数据记录功能。设计时应考虑操作方便和实时监控，并在控制方案中考虑系统的可靠性、稳定性和可操作性。

该控制系统具有以下功能: 1手动、自动清洗功能; 2自动设定清洗间隔时间; 3报警温度设定和超报警温度自动清洗; 4可选择清洗速度; 4可进行温度曲线显示、故障报警和记录。

该控制系统包括温度检测、位置检测、设备控制和位置控制四个部分。

2、控制系统设计

2.1工艺和系统分析

用于清洁系统中央空调单元的控制系统，以确保准确和可靠的喷嘴清洗过程的时间。在清洁过程中，水喷嘴自动由增压泵和阀切换控制由步进电机拖动，则步进电机必须保证准确定位。

一旦确定步进电机，就可以确定其阶跃角、最大转矩和转矩频率特性。步进电机的步距角()为：1)式中：m为步进电机控制绕组的相数;Z为步进电机的转子齿数;C为通电状态系数。

当步进电机的控制脉冲频率逐渐增大时，其速度将逐渐增大，但步进电机可驱动的最大负载转矩将逐渐减小。当负载固定时，随着脉冲频率的增加，步进电机会失步，导致定位失败。同时，步进电机启动时，如果频率过高，会产生失步或振荡现象。因此，通常需要采用斜坡起动方式[-A。根据分析，步进电机的精确定位控制应通过两个方面来保证：一是保证步进电机在脉冲驱动时不失步;二是合理选择步进电机驱动器的脉冲分数因此，为了改善定位，对于控制系统，必须根据实际负载转矩合理地选择步进电机匝道的启动和停止时间，并且必须限制最大脉冲频率，以确保步进电机在系统控制过程中不失步。

轨道A，B，C，D，A0，D0接近开关..其中，A、B、C、D这四个接近开关用于检测位置和校正脉冲计数：

A0，D0两个接近开关限位保护。一种接近开关部B 1向接近开关，在此区域可以是外部的第一洗衣机洗涤区;接近开关B至不清洗区域接近开关的C节;接近开关C到接近开关d清洁部分区域2，在第二阶段的区域可以在机器外部进行清洁。在每次洗涤中，首先在初始位置(对应于接近开关的位置)和一个升压泵入口阀开始，并且然后启动步进电机，打开清洗系统，根据一组距离清洁，到所述第一空调单元洗涤;清理机后第一外，和一个升压泵入口阀关闭时，步进电机继续工作，将在一个停止位置时到达的空调装置的清洗机外;一定的时间延迟和所述入口阀增压泵后重新启动，并启动步进马达，开始清洗下一阶段。接近开关A，B，C，d是对应于位置的绝对位置。在清洗过程中，当清洗喷这些位置，控制系统将自动比较对应于与所述PLC的脉冲计数数据的绝对位置数据脉冲，如果两个不同，则分配给该脉冲计数脉冲数据的绝对位置数据，为了达到矫正计数PLC的目的。清洁之后，步进电机减速停止，并停止增压泵和入口阀，而排水阀打开，5min后延迟计数器返回到步进电机的初始位置。

2.2系统硬件

该系统的硬件设计，包括硬件选择，硬件配置和图和其他附图。其中，所述主控制器选择系统必须满足许多需求I0，具有高速脉冲输出功能，考虑到经济。该系统选择CPU224XP作为对照。

清洗系统采用两相四线混合式步进电机，型号57 × gh78。 步进电机控制器采用2m54步进驱动器，工作电压为24 ~ 50v (系统连接到48v) ，与清洗系统的步进电机相匹配。 步进电动机的动态相电流峰值设定为4.2 a，脉冲子分量为64次，每次脉冲12800次，人机界面采用威伦顿 tk6070i 经济型触摸屏，能够满足系统要求。

2.3程序设计

控制程序中最重要的部分是步进电机脉冲数据的设定、步进电机坡度的判断和运行位置的确定。具有高速脉冲输出的PLC是步进电机驱动器的脉冲源，步进电机由脉冲细分驱动，以控制步进电机的运动速度和行程。

在控制程序中，对应于接近开关A为原点的位置。通常，步进电动机以原点从动待机自动喷嘴，按照该控制程序从主机计算机布置洗涤，清洁间隔，告警参数，如温度，驱动器清洗系统，用于清洁操作。

步进电机由PLC高速脉冲输出(PTO)功能控制。使用此功能时，注意正确配置相应端口的寄存器)，并根据设定的距离转换脉冲数n，计算各段的运行数据。在步进电机的起动和停止过程中，应采用合理的斜坡加速和斜坡减速。如果直接带负荷启动，会造成严重的失步现象。

3、人机界面设计

触摸屏安装在机房值班室内，操作人员可对清洗系统进行操作和监控。 利用伟伦通科技公司的 eb8000组态软件进行二次开发，可以完成系统的人机界面设计。 触摸屏采用7英寸屏幕，型号为 tk6070i，触摸屏与 plc 通过 ppi 通信协议进行数据交换。 人机界面包括起始页、参数设置手动页、运行页、报警页、温度曲线页等，分别实现了系统运行简介说明、参数设置和基本手动操作、设备运行状态监测、报警记录和温度曲线记录等功能，可分别设置各部分的自动清洗间隔时间、报警温度和清洗距离等参数。 点击保存确认按钮后，数据将被传输到相应的内存。 通过参数设置和操作页面，可以根据需要设置不同的运行速度，也可以手动清洗空调机。

4、结语

根据空调外机清洗系统的要求，本文设计了一种基于S7/200的电气控制系统，触摸屏，步进电机控制器等..通过对清洗工艺要求的分析，完成系统方案，软硬件设计和人机界面设计..

在一间客房超过在实际操作中，系统的稳定性一年电力部门的设备，以确保在同一时间空调系统的可靠运行，取得了良好效果，该控制系统具有良好的兼容性，可扩展性和可移植性，机洗的场合，以促进其它外部的空调。