中央空调电气自动化应用问题探讨

何春晓

摘要：目前多数采取简易的远程启动模式或者手动模式来达到控制中央空调系统的目的，但这种控制方法耗费大量人力物力，且电能浪费严重。电气自动化在中央空调中的应用是一门必须引起我们重视的课题，我们要追求妥全、节能、环保的中央空调的过程中，需要正确应用电气自动化技术，了解并熟练掌握低压配电过程控制和在线监控等中央空调电气自动化的核心内容。

关键词：电气自动化；中央空调；环保节能

一、中央空调系统电能浪费的原因

（一）控制模式不够灵活

鉴于目前我国大多数地区的经济能力和技术水平有限，多数的中央空调都是采用简易的远程控制模式，甚至于手动模式的控制模式仍然应用于部分旧建筑当中。这两种方式都需要大量工作人员负责中央空调的开机和停机，并配以相应的值班团队进行24小时监督管理中央空调的运转，这便是人力的耗费。另外一般情况下开机一个小时后才会有用户进行使用，而用户刚使用时，中央空调的负荷并不大，却打开了制冷量很大的主机，供远大于求的能源使用状况加剧了能源的浪费。而停机时，工作人员需要确保全部用户都已经停止使用空调后，才能停止中央空调，这就导致了在用户停止使用制冷后30-45分钟后才停止中央空调，这种可观的时间差同样造成能源浪费。

（二）中央空调检测效率低下

关于中央空调的巡检制度，目前规定的是每过几小时工作人员应当巡检一次机房，根据实际情况，可酌情降为一天一次。主要负责记录主供同水管路的水温和室外的夭气情况，以此来判断制冷机组能够满足末端符负荷的压力，这便是检测的主要工作内容，而这种巡检制度的检测效率并不高。除此之外，中央空调的水泵常常会超负荷工作，出现“大马拉小马”的情况，这就导致了水泵不能通过调节末端负荷来进行运行，也就是水泵出现失灵状况，整个中央空调运转效率严重低下，耗电高昂。

二、电气自动化改进中央空调的方法

（一）现场勘察并进行数据记录

不要轻视这一看似简单的工作，作为整个修改方案的基础，只有完美完成这项工作，才能保证接下来整个修改项目能够正常进行。因此技术人员必须严谨认真对待这项工作，认真进行勘察记录。其中要记录的数据有：建筑的基本参数（包括楼层的具体高度、空调设备的详细位置、建筑的用途等）、中央空调主机参数（包括主句的品牌和型号、功率、制冷量等物理量）、水泵使用情况（包括电压、额定功率、电流、流量、转速等物理量）、末端的设置参数（包括运行时间等物理量）。

（二）改造供水管道

为了水泵主机间能够实现并行工作，满足监察记录的需要，技术人员需要对供水管道进行一定改造，具体工作内容是在冷冻水和冷却水之间加上电动蝶阀，并且如果条件允许的话，可以考虑采用单独的管道，以取得更为理想的效果。为了计量总管的冷水量，可以在冷冻冷却水的主管道安装上温度传感器。

（三）设计和改造电路

目前广泛使用的水泵控制柜的基本构造是：停止、自动和手动三档，还包括本地启停按钮，运行、停止、故障指示灯，远程控制接线端子。而带计算机的PLC智能控制柜不仅可以自动化地采集温度、流量和设备信号，还能够对主机和变频水泵节能控制。另外，为更加准确而精细地实现自动化控制，不妨令变频系统和工频系统在程序和设备上达到双重互锁，效果将更为理想。

（四）智能控制软件的设计

因为在成型的楼房当中，其基础设施无法进行较大改变，因此只能通过控制电柜、计算机、PLC、温度传感器和变频器等设备，令中央空调自动调节冷源系统，使冷源系统处于最节能、最智能的运行模式。在冷源系统当中，确保其智能运行的关键便是PLC。在实际的工作过程中，PLC负责的主要内容是计算采集到的冷量数据，然后由监控软件对计算得到的数据进行处理和反应，根据处理结果自动生成数据报表，结合已有数据自动生成运行最佳参数，以保证冷源系统工作良好。

三、中央空调 PLC 控制原理

（一）中央空调变频调速系统中 PLC 控制的作用

中央空调变频调速系统是以变频器为主要控制装置，以主接触器、检测器以及水泵机组为控制对象的封闭控制系统。 其主要原理为利用电压信号对水泵机组的温度和运转速度进行控制。 以 S7200PLC 控制系统为例，其主要由 CPU226、模拟量输入和输出三个模块组成。其中 PLC 控制元件为继电器或接触器。通过开关发出的信号判断系统状态， 并利用输出模块实现系统控制。

（二）PID 调节控制

PID 调节控制是电气自动 化在中央空调中的应用之一 ，其发展时间和应用时间较长。 PID 以溫度控制为主，操作简单且适用面广。 所谓 PID 调节就是在反馈理论指导下的比例、微分和积分控制。 PLC 技术的出现使 PID 调节无需自己设计电路，可实现自动编程，完成温度控制调节。

（三） 中央空调远程监控系统

中央空调远程监控系统就是通过远程计算机实现对现场的监控和管理。 将远程监控计算机与现场通过网络进行链接，就可以对设备的运行状态、安全隐患等问题进行实时监控。 监控过程会产生一系列的数据，并对这些数据进行自动处理和分析，或将现场数据输送给远程设备，实现对中央空调现场的控制。 中央空调现场监控系统是其核心，主要由监控计算机系统、现场控制器和 CAN 总线适配卡组成。 中央空调的远程监控系统又称为现场总线控制系统，其具有先进性和优越性，是目前中央空调管理控制自动化的主要手段。中央空调系统庞大，易出现故障，因此需要妥善的管理。 简单的人工管理显然无法满足其需要，不但效率低，而且会浪费大量的人力、财力。因此，自动化控制的应用也成为其必然要求。远程监控自动化管理技术已经在空调管理中开始普及，实践证明，这种管理方式更具先进性， 节约了大量的资源且效率较高。 目前， 中央空调的自动化管理模式很多， 其中集散控制系统，（DCS）应用广泛，效果明显 。 DCS 以计算机作为监 控操作平台 ，将具体通讯协议支持的现场设备通过 TCP/IP、485 等协议与计算机终端链接， 需要注意的是总线必须设置与该协议适应的模块。 总之，通过总线与现场设备的链接完成控制过程，通过计算机设备显示现场运行状况。 随着科技的进步，这种远程控制系统的形式更多、功能更强大。 如昆仑动态人机界面检测系统，实现了语言与图像的结合，其故障排查以及相关控制功能更强，系统更易发现中央空调运行中出现的问题并做出对应的反映。 随着科技的发达， 通过远程监控系统直接解决复杂故障也将成为现实。 以中央空调风机控制为例， 系统会呈现其形态和运行转数等，方便易懂。

四、结语

随着技术人员将电气自动化广泛应用于中央空调系统，给空调系统带来了极大的便利。电气自动化技术应用在中央空调上的主要有低压配电技术、PLC控制技术、变频调速技术、远程监控技术等。其中，要保证用电安全，就必须重视低压配电技术，至于令中央空调系统向更加智能精密化、人性便利化方向发展，就需要用到LC控制技术。这些技术的应用不但实现了中央空调系统的节能减排环保的目标，更增长了其使用寿命，保证了其使用安全。远程监控使中央空调系统变得更加人性，节省大量财力物力。

参考文献：

[1] 骆良茂.？？自动化技术在中央空调冷源系统改造中的应用[J]. 机电工程技术. 2011（03）

[2] 刘永强.？？浅谈我国电气自动化的现状及发展前景[J]. 黑龙江科技信息. 2011（02）