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一、中央空调系统控制要求
中央空调系统的启动／停止均设有自动、手动两种方式。自动方式用于联锁集中控制，手动用于调试或检修。各台设备按工艺要求启动的顺序为：冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、制冷压缩机，采用每台设备启动后经15s左右延时，再启动下一台设备；停止的顺序为启动的逆序：制冷压缩机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔。有必要的电气保护和联锁。
此外，中央空调系统设有压力保护和水流保护装置。中央空调机组运行过程中，当压缩机吸气压力过低或压缩机排气压力过高时，压力保护继电器动作，并停止中央空调机组运行；当冷却水或冷冻水不流动时，相应的水流保护继电器动作，压缩机不能启动。
二、原中央空调电气控制原理
1.主电路
主电路如图1所示，有4台电动机，分别是冷却水塔风机TM、冷却水泵电机PM1、冷冻水泵电机PM2、压缩机电机CM；电源由总开关QS引入，熔断器FU1为整个电气线路的短路保护。热继电器FR1、FR2、FR3、FR4分别为TM、PM1、PM2、CM的过载保护。交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4分别控制TM、PM1、PM2、CM与电源的通、断。
2.控制电路
控制电路如图2所示。
启动控制过程(合上电源隔离开关QS)：
（1）按下启动按钮SB1，KM1三对主触头闭合（此时，时间继电器KT1获电，计时开始），冷却塔电动机TM启动；
（2）通过时间继电器KT1延时后，其延时闭合的常闭触头闭合，KM2三对主触头闭合（此时，时间继电器KT2获电，计时开始），冷却水泵电动机PM1启动；
（3）再通过时间继电器KT2延时后，其延时闭合的常闭触头闭合，KM3三对主触头闭合（此时，时间继电器KT3获电，计时开始），冷冻水泵电动机PM3启动；
（4）再通过时间继电器KT3延时后，其延时闭合的常闭触头闭合，KM4三对主触头闭合，压缩机电动机CM启动。
停机控制过程：
第一，按下停止按钮SB8，KM4三对主触头断开，压缩机电动机CM停机；
第二，按下停止按钮SB7，KM3三对主触头断开，冷冻水泵电动机PM2停机；
第三，按下停止按钮SB6，KM2三对主触头断开，冷却水泵电动机PM3停机；
第四，按下停止按钮SB5，KM1三对主触头断开，冷却塔电动机TM停机；
第五，电路工作时，应具有一定的保护功能动作停机；
第六，关闭电源隔离开关。
3.基本控制环节
自保持电路：KM1、KM2、KM3、KM4的常开触点分别并联于启动按钮SB1、SB2、SB3、SB4的常开触头两端，起自锁作用。
时间（延时）、顺序控制电路：首先是KM1、KM2、KM3、KM4的常开触头分别串联于下一电路中动作，然后是延时电路的KT1、KT2、KT3常开触点分别串联于下一电路中动作。
联锁电路：KM1、KM2、KM3 、KA1、KA2的常开触点分别串联于下一启动电路中 ；KM4、KM3、KM2的常开触点分别并联于停止按钮SB7、SB6、SB5的常闭触点。
保护电路：
第一，FU2串联于控制回路中，起短路保护作用；FR1、FR2、FR3、FR4的常闭触点分别串联于各自支路中，分别对每一部分电动机起过载保护作用。
第二，当压缩机吸汽压力过低或压缩机排汽压力过高时，低压继电器KA3、高压继电器KA4保护动作，空调机组自动按正确顺序停机。
第三，当冷却水系统或冷冻水系统水流流量不足，水流开关KA1、KA2保护动作，空调机组自动按正确顺序停机。
三、PLC控制系统设计
1.确定输入／输出设备
手动方式。
输入设备共12个输入点：4个启动按钮（SB1、SB2、SB3、SB4）、4个停机按钮(SB5、SB6、SB7、SB8)、2个水流开关（KA1、KA2）、2个压力继电器触点（KA3、KA4）；
输出设备共4个输出点：4个交流接触器（KM1、KM2、KM3、KM4）。
2.PLC的选型
中央空调PLC控制系统手动操作方式有输入信号12个，输出信号为4个，均为开关量；自动操作方式有输入信号6个，输出信号为4个，也均为开关量。
根据I／O信号的数量、类型及控制要求，同时考虑到维护、改造和经济等诸多因素，选用学校现有的三菱FX2n-48MR主机，继电器型输出口，可用于交流电源，共有24个开关量输入点和24个开关量输出点，可满足控制要求。
3.I／O地址编号
见表1。
4.I／O接线图（略）
5.输入输出接口连接说明
（1）输入接线说明：输入接线方式为汇点式输入；标记为L及N的端子，接入工频电源，一般85V至260V均可使用，作为PLC的原始工作电源；按钮SB属于无源触点，接于输入端及COM端间，其间电源由机内24V电源提供，COM端为机内电源的负极。
（2）输出接线说明：输出接线方式为分组式输出；不对应的输出口与COM端是不能构成通路的，在用户手册上，可查到该机型输出口和各个COM端的对应情况；输出电源220V AC接于COM端与各输出口之间，接触器线圈KM1～KM4使用相同的电源，因此接于同一COM端；电源侧接入5A熔断器用于短路保护；输入口与输出口的COM端是相互隔离的。
四、PLC程序輸入与调试（模拟调试）步骤
第一，启动FXGPWIN软件，单击“新建”快捷按钮，新建文件，选择所使用的PLC类型（FX2n）；
第二，在“视图”菜单栏的下拉菜单中选择“梯形图”方式显示；
第三，在“梯形图”显示窗口中，将光标定位于左上角，选择功能图上的各种元件，开始自左向右，由上而下的编制梯形图程序，如图3所示；
第四，单击“工具”菜单栏中的“转换”菜单，或单击快捷按钮“转换”，对编制好的程序进行转换；
第五，单击“PLC”菜单栏中的“遥控运行／停止”，选择“停止”，使PLC处于停止运行状态；
第六，单击“PLC”菜单栏中的“PLC存储器清除”，将PLC存储器清空；
第七，单击“PLC”菜单栏中的“传送”菜单中的“写出”，填写PLC的范围，将程序下载到PLC中；
第八，单击“PLC”菜单栏中的“遥控运行／停止”，选择“运行”，使PLC处于运行状态；
第九，选择“监控／测试”菜单中“开始监控”，可在屏幕中看到运行过程中各触点的接通与断开状态；
第十，选择“监控／测试”菜单中“强制ON／OFF”，在对话框中输入元件名，选择“设置”，点击确认，进行模拟输入操作，并观察输出结果。
笔者通过PLC技术对设备电气控制系统进行改造，并在教学中得以应用，使学生在学习中央空调系统电气控制，认识PLC技术在中央空调的应用，掌握PLC的程序的写入、控制过程及安装、调试、运行等操作。
（作者单位：中山市技师学院）
中央空调系统的启动／停止均设有自动、手动两种方式。自动方式用于联锁集中控制，手动用于调试或检修。各台设备按工艺要求启动的顺序为：冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、制冷压缩机，采用每台设备启动后经15s左右延时，再启动下一台设备；停止的顺序为启动的逆序：制冷压缩机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔。有必要的电气保护和联锁。
此外，中央空调系统设有压力保护和水流保护装置。中央空调机组运行过程中，当压缩机吸气压力过低或压缩机排气压力过高时，压力保护继电器动作，并停止中央空调机组运行；当冷却水或冷冻水不流动时，相应的水流保护继电器动作，压缩机不能启动。
二、原中央空调电气控制原理
1.主电路
主电路如图1所示，有4台电动机，分别是冷却水塔风机TM、冷却水泵电机PM1、冷冻水泵电机PM2、压缩机电机CM；电源由总开关QS引入，熔断器FU1为整个电气线路的短路保护。热继电器FR1、FR2、FR3、FR4分别为TM、PM1、PM2、CM的过载保护。交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4分别控制TM、PM1、PM2、CM与电源的通、断。
2.控制电路
控制电路如图2所示。
启动控制过程(合上电源隔离开关QS)：
（1）按下启动按钮SB1，KM1三对主触头闭合（此时，时间继电器KT1获电，计时开始），冷却塔电动机TM启动；
（2）通过时间继电器KT1延时后，其延时闭合的常闭触头闭合，KM2三对主触头闭合（此时，时间继电器KT2获电，计时开始），冷却水泵电动机PM1启动；
（3）再通过时间继电器KT2延时后，其延时闭合的常闭触头闭合，KM3三对主触头闭合（此时，时间继电器KT3获电，计时开始），冷冻水泵电动机PM3启动；
（4）再通过时间继电器KT3延时后，其延时闭合的常闭触头闭合，KM4三对主触头闭合，压缩机电动机CM启动。
停机控制过程：
第一，按下停止按钮SB8，KM4三对主触头断开，压缩机电动机CM停机；
第二，按下停止按钮SB7，KM3三对主触头断开，冷冻水泵电动机PM2停机；
第三，按下停止按钮SB6，KM2三对主触头断开，冷却水泵电动机PM3停机；
第四，按下停止按钮SB5，KM1三对主触头断开，冷却塔电动机TM停机；
第五，电路工作时，应具有一定的保护功能动作停机；
第六，关闭电源隔离开关。
3.基本控制环节
自保持电路：KM1、KM2、KM3、KM4的常开触点分别并联于启动按钮SB1、SB2、SB3、SB4的常开触头两端，起自锁作用。
时间（延时）、顺序控制电路：首先是KM1、KM2、KM3、KM4的常开触头分别串联于下一电路中动作，然后是延时电路的KT1、KT2、KT3常开触点分别串联于下一电路中动作。
联锁电路：KM1、KM2、KM3 、KA1、KA2的常开触点分别串联于下一启动电路中 ；KM4、KM3、KM2的常开触点分别并联于停止按钮SB7、SB6、SB5的常闭触点。
保护电路：
第一，FU2串联于控制回路中，起短路保护作用；FR1、FR2、FR3、FR4的常闭触点分别串联于各自支路中，分别对每一部分电动机起过载保护作用。
第二，当压缩机吸汽压力过低或压缩机排汽压力过高时，低压继电器KA3、高压继电器KA4保护动作，空调机组自动按正确顺序停机。
第三，当冷却水系统或冷冻水系统水流流量不足，水流开关KA1、KA2保护动作，空调机组自动按正确顺序停机。
三、PLC控制系统设计
1.确定输入／输出设备
手动方式。
输入设备共12个输入点：4个启动按钮（SB1、SB2、SB3、SB4）、4个停机按钮(SB5、SB6、SB7、SB8)、2个水流开关（KA1、KA2）、2个压力继电器触点（KA3、KA4）；
输出设备共4个输出点：4个交流接触器（KM1、KM2、KM3、KM4）。
2.PLC的选型
中央空调PLC控制系统手动操作方式有输入信号12个，输出信号为4个，均为开关量；自动操作方式有输入信号6个，输出信号为4个，也均为开关量。
根据I／O信号的数量、类型及控制要求，同时考虑到维护、改造和经济等诸多因素，选用学校现有的三菱FX2n-48MR主机，继电器型输出口，可用于交流电源，共有24个开关量输入点和24个开关量输出点，可满足控制要求。
3.I／O地址编号
见表1。
4.I／O接线图（略）
5.输入输出接口连接说明
（1）输入接线说明：输入接线方式为汇点式输入；标记为L及N的端子，接入工频电源，一般85V至260V均可使用，作为PLC的原始工作电源；按钮SB属于无源触点，接于输入端及COM端间，其间电源由机内24V电源提供，COM端为机内电源的负极。
（2）输出接线说明：输出接线方式为分组式输出；不对应的输出口与COM端是不能构成通路的，在用户手册上，可查到该机型输出口和各个COM端的对应情况；输出电源220V AC接于COM端与各输出口之间，接触器线圈KM1～KM4使用相同的电源，因此接于同一COM端；电源侧接入5A熔断器用于短路保护；输入口与输出口的COM端是相互隔离的。
四、PLC程序輸入与调试（模拟调试）步骤
第一，启动FXGPWIN软件，单击“新建”快捷按钮，新建文件，选择所使用的PLC类型（FX2n）；
第二，在“视图”菜单栏的下拉菜单中选择“梯形图”方式显示；
第三，在“梯形图”显示窗口中，将光标定位于左上角，选择功能图上的各种元件，开始自左向右，由上而下的编制梯形图程序，如图3所示；
第四，单击“工具”菜单栏中的“转换”菜单，或单击快捷按钮“转换”，对编制好的程序进行转换；
第五，单击“PLC”菜单栏中的“遥控运行／停止”，选择“停止”，使PLC处于停止运行状态；
第六，单击“PLC”菜单栏中的“PLC存储器清除”，将PLC存储器清空；
第七，单击“PLC”菜单栏中的“传送”菜单中的“写出”，填写PLC的范围，将程序下载到PLC中；
第八，单击“PLC”菜单栏中的“遥控运行／停止”，选择“运行”，使PLC处于运行状态；
第九，选择“监控／测试”菜单中“开始监控”，可在屏幕中看到运行过程中各触点的接通与断开状态；
第十，选择“监控／测试”菜单中“强制ON／OFF”，在对话框中输入元件名，选择“设置”，点击确认，进行模拟输入操作，并观察输出结果。
笔者通过PLC技术对设备电气控制系统进行改造，并在教学中得以应用，使学生在学习中央空调系统电气控制，认识PLC技术在中央空调的应用，掌握PLC的程序的写入、控制过程及安装、调试、运行等操作。
（作者单位：中山市技师学院）