基于PLC和人机界面的中央空调及制冷实验平台控制系统

　　本文旨在阐述PLC 和触摸屏在中央空调及制冷系统中的应用， 并以河海大学的中央空调及制冷系统实验平台为例进行介绍，该实验平台主要由制冷系统、空调箱、空调水系统、空调风系统和测试室等组成。 控制系统的建立为后续进行节能与优化控制方面的研究奠定硬件基础。

　　1 中央空调及制冷实验平台控制系统

　　在河海大学中央空调及制冷系统实验平台中需对如下参数：测试室房间温湿度、冷冻水及冷却水出水温度、新风风速、空调箱出风干球温度及湿度、 送风静压等十六个模拟量进行数据采集或参数控制，此外还要对冷冻水泵、冷却风机、电加热器、冷湿负荷产生装置等设备进行数字量的启停控制[3]。 具体系统控制架构如图1， 该控制系统以西门子CP314 处理器为核心建立，如图2 所示。

　　图2 是以S7-300PLC 为核心建立的硬件组态图，包含模拟量的输入输出模块、数字量的输入输出模块、通信模块、电源模块以及中央处理单元等模块，各模块的功能如图所示。 触摸屏和PLC 的通信是项目的关键点之一。

　　2 西门子S7-00系列PLC和昆仑通态TPC1063E摸屏的通信

　　基于PLC 系统中的CPU 和外部设备之间数据传递方式传送方式有两种：并行数据传输和串行数据传输[1]。 系统中应用的PLC 和人界面通信方式属于串行通信 ， 此外S7-300 系列PLC 与触摸屏有两种通信方式：MPI 通信方式和以太网通信方式，本系统采用的是MPI 通信方式。

　　2.1 PLC与触摸屏的MPI 通信

　　MPI 是多点接口(Multi Point Interface)的简称 ，适合应用于通信速率要求不高、通信数据量较小的场合。 MPI 网络的通信速率为19.2Kbps～12Mbps，最多可以连接32 个节点。 MPI 网络有一个网号，在组建 MPI 网络前，要为每一个节点分配一个MPI 地址和一个最高 MPI 地址，使所有通过MPI 连接的节点能够相 通信 。 本系统中采用该接口建立S7-300 PLC 与TPC1063E 触摸屏的通信。 此外，采用STEP7 对通信部分进行组态[4]。

　　2.2 PLC 与触摸屏的数据传送方式

　　触摸屏与PLC 通信之前，必须保证通信连接及适配器正确。使用标准西门子MPI 适配器与触摸屏的RS-232 串行口通信。 串口通信的波特率可通过西门子的编程软STEP7 进行设置， 且须与触摸屏的串口通信的波特率保持一致。 在与TPC1063E 通信前，根据需要附加通信电缆与适配器的连接。 其接线如图3 所示。

　　此外，在触摸屏的组态软件MCGS 中需在S7-300 的MPI驱动中需设置相关参数，如PLC 槽号，波特率、校验位、停止位等，参数设置值需与PLC 的对应的参数设置一致。