蒸發冷卻空調的可視化監控系統的製作方法
2023-06-06 02:11:46 2
專利名稱：蒸發冷卻空調的可視化監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於空調製冷技術領域，具體涉及一種環保、節能型蒸發冷 卻空調的可視化監控系統。
背景技術：
蒸發冷卻是一種環保、高效、經濟的冷卻方式。它具有較低的冷卻設備
成本；可以大幅度降低用電；可以在用電高峰期減少對電能的要求；可以減 少溫室氣體；可以減少CFC的排放量。因此，蒸發冷卻技術可廣泛應用於 居住建築和公共建築中的舒適性冷卻，並可在傳統領域中提高人們的舒適性。
隨著能源和環境形勢日益嚴峻，環保、高效、經濟的蒸發冷卻空調技 術在節能減排中發揮著越來越重要的作用。計算機技術和智能控制器的快速 發展，使得空調系統的監控設計已經成為樓宇自動控制系統設計的核心。
傳統空調控制系統中DDC佔有很大的比重，但DDC裡面很多程序都是 固化的，通用性很差。隨著工業自動化的發展，在工業自動控制中使用的 PLC以其抗幹擾能力強、控制系統結構簡單，通用性強、編程方便，易於實 用、功能完善、設計，施工，調試的周期短、體積小，維護操作方便等這些 優點受到廣大工程技術人員的歡迎。目前，隨著微處理器晶片及有關原件的 價格大大下降和PLC功能的不斷完善及增強等原因，PLC在國內外已廣泛 被使用。
人機界面裝置是PLC和操作人員之間雙向溝通的橋梁，用來實現操作人員與計算機控制系統之間的對話和相互作用。人機界面裝置用來顯示PLC 的I/O狀態和各種系統信息，接收操作人員發出的各種命令和設置的參數， 並將它們傳送到PLC。目前，傳統的蒸發冷卻控制系統的人機界面裝置提供 的信息很少，而且操作困難，需要熟練的操作人員來操作。 發明內容
本實用新型的目的在於克服現有蒸發冷卻空調人機界面的不足之處，而 提供一種環保、節能型蒸發冷卻空調的可視化監控系統。
本實用新型所採用的技術方案是，蒸發冷卻空調的可視化監控系統,包 括預裝入組態軟體的上位機和控制櫃，控制櫃內設置有相連接的控制器與觸 摸屏，控制器採用PLC可編程控制器。
本實用新型的特點還在於，
其中的PLC可編程控制器採用西門子可編程控制器S7-200。 其中的觸控螢幕採用西門子K-TP 178micro。
與傳統的蒸發冷卻空調自動控制系統相比，本實用新型的可視化監控系 統具有如下特點
(1) 過程可視化
本實用新型的監控系統通過WINcc組態，實現上位機、觸控螢幕與PLC 的連接、通信，進行數據處理和數據交換，在上位機、觸控螢幕上可以形象地 看到整個空調系統的布局，以及當前各個設備的運行狀況，故障實時保護報 警及記錄，室內溫溼度實時數據曲線等。
(2) 操作員對過程的控制
操作人員可以通過上位機或觸控螢幕的監控畫面上的輸入域考修改PLC 控制程序中的參數。(3) 記錄(歸檔)功能、輸出過程值和報警記錄
在上位機、觸控螢幕上可以顯示當前各個設備的運行狀況，故障實時保護 報警及記錄，室內溫、溼度實時數據曲線，並將現場運行數據實時存入數據 庫，可以隨時列印數據，也可以檢索以前的歷史數據。
(4) 監控系統分為遠程控制和就地控制兩種方式。
組態軟體很好的解決了畫面設計與PLC通信的問題。人機界面用文字 或圖形動態地顯示PLC中開關量的狀態和數字量的數值。通過各種輸入方 式，將操作人員的開關量命令和數字量設定值傳送到PLC。
圖1是本實用新型監控系統的結構示意圖2是本實用新型的監控系統硬體總體結構圖3是本實用新型的蒸發冷卻空調自控控制原理圖4是人機界面的工作原理圖。
圖中，l.上位機，2.可編程控制器，3.觸控螢幕，4.控制櫃，5.印表機。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。
參考圖1，本實用新型的蒸發冷卻空調的可視化監控系統，包括上位機 1和控制櫃4。在控制櫃4內控制器2和觸控螢幕3相連接。上位機1內預裝 入組態軟體，控制器2採用PLC可編程控制器，在PLC可編程控制器內預 載入程序塊和系統塊，觸控螢幕3中預載入項目數據。
其中PLC可編程控制器2採用西門子可編程控制器S7-200,組態軟體 採用西門子Wince flexible 2007 ，觸控螢幕3採用西門子K-TP 178miro 。
本系統採用了 PLC控制系統設計和組態監控設計相結合的方法。不僅解決了現有技術中末端數量多的分時分室控制問題，而且能在短時間內開發
出生動的人機接口界面HMI 。
圖2是本實用新型的監控系統硬體總體結構圖。硬體實現其硬體設備 包括上位機l、印表機5、屏蔽雙絞線、RS232/RS185轉換器，PLC可編 程控制器2和觸控螢幕3。本系統的物理組網將印表機5的RS-232接口連 接到上位機1上；將PLC可編程控制器2的RS-485接口上連接"7個觸控螢幕 3;將PLC通過DB9接頭和屏蔽雙絞線串聯連接；再由屏蔽雙絞線連至上位 機1的RS232/RS185轉換器上，然後將轉換器與上位機的串口 (COM)相 連接就完成了系統硬體的組網。
圖3是本實用新型監控系統的自動控制原理圖。
可編程控制器PLC程序設計通過PLC時時採集空調房間的溫度、溼 度、風度等參考信號，並將蒸發冷卻空調自身的信號通過A/D轉換器進行模 /數轉換輸入PLC裝置，PLC裝置通過預先裝入的程序軟體對各種信號進行 統計、運算，再通過D/A進行數/模轉換，將控制信號輸送給蒸發冷卻空調， 完成空調隨時根據外界情況的改變而實現自動控制的功能。同時PLC程序 還對設備的運行狀況及故障及時進行反饋和報警。
上位機程序設計採用西門子組態軟體Wince flexible 2007開發上位機 監控程序。WINcc (Windows Control Center,窗口控制中心)是西門子公司 實現PLC與上位機之間通信及上位機監控畫面製作的組態軟體，是目前所 有組態軟體中功能比較強大的一個。通過WINcc組態，實現上位機與PLC 的連接、通信，進行數據處理和數據交換，在監控主頁面不但可以形象地看 到整個空調系統的布局，以及當前各個設備的運行狀況，故障實時保護報警 及記錄，室內溫溼度實時數據曲線，並將現場運行數據實時存入資料庫，可以隨時列印數據，也可以檢索以前的歷史數據。而且提供了人機對話的窗口，
可以在監控主機的監控畫面中修改PLC控制程序中的參數。這些都為現場 設備維護人員提供了詳細的資料，使操作、維護工作變得簡單易行。
圖4是人機界面的工作原理圖。為了提高系統的可靠性和易操作性，外 加一臺觸控螢幕的人機界面，可以在上位機不能正常工作的時候監控操作系 統，也可以就地監控操作設備的運行。PLC可以向現場觸控螢幕和上位機傳遞 設備的實時狀況，接受並執行現場觸控螢幕或上位機的實時控制指令，實現控 制系統運行時PLC與人機界面之間的自由數據交換。
本實用新型的監控系統， 一方面通過對PLC可編程控制器缺硬體設計， 實現了對蒸發冷卻空調現場數據的控制。另一方面通過WINcc組態，實現 了上位機、觸控螢幕與PLC的連接、通信，進行數據處理和數據交換，在監 控主頁上不但可以形象地看到整個空調系統的布局，以及當前各個設備的運 行狀況，故障實時保護報警及記錄，室內溫溼度實時數據曲線，並將現場運 行數據實時存入資料庫，可以隨時列印數據，而且提供了人機對話的窗口， 可以在監控機的監控畫面中修改PLC控制程序中的參數。這些都為現場設 備維護人員提供了詳細的資料，使操作、維護工作變得簡單易行大大減少 了設備運行能耗，減少了維護管理人員的勞動強度，提高設備運行的可靠性， 全面地提高了工程的維護管理水平，提高了其節能效果。
權利要求1.蒸發冷卻空調的可視化監控系統，包括預裝入組態軟體的上位機(1)和控制櫃(4)，其特徵在於，所述的控制櫃(4)內設置有相連接的控制器(2)與觸控螢幕(3)，所述的控制器(2)採用PLC可編程控制器。
2. 按照權利要求1所述的可視化監控系統，其特徵在於，所述的PLC 可編程控制器(2)採用西門子可編程控制器S7-200。
3. 按照權利要求1所述的可視化監控系統，其特徵在於，所述的觸摸 屏採用西門子K-TP 178micro。
專利摘要本實用新型公開的蒸發冷卻空調的可視化監控系統，包括上位機和控制櫃，控制櫃內設置有相連接的控制器和觸控螢幕。本實用新型的監控系統，一方面，通過對PLC可編程控制器軟硬體設計，實現了對蒸發冷卻空調現場數據的控制。另一方面通過WINcc組態，實現了上位機、觸控螢幕與PLC的連接、通信，進行數據處理和數據交換，在監控主頁上不但可以形象地看到整個空調系統的布局，以及當前各個設備的運行狀況，故障實時保護報警及記錄，室內溫溼度實時數據曲線，並將現場運行數據實時存入資料庫，可以隨時列印數據，而且提供了人機對話的窗口，可以在監控機的監控畫面中修改PLC控制程序中的參數。減少了設備運行能耗，提高了設備運行的可靠性，提高了節能效果。
文檔編號G05B19/05GK201377875SQ20092003279
公開日2010年1月6日 申請日期2009年4月27日 優先權日2009年4月27日
發明者盧永梅, 強天偉, 理 熊, 翔 黃 申請人:西安工程大學