基于力控组态软件的变容量水冷冷水机组的实验测控系统设计

　　概述：

　　变容量空调[1][2]调节特性良好且能效比高[3][4]，在家用空调和变频多联机(VRV)[5]等方面应用越来越广泛。通常，按照额定运行工况或最大运行工况设计变容量空调，而在实际工作过程中变容量空调经常运行在部分负荷工况，偏离了设计工况点，尤其当在较低负荷运行时，制冷循环的工作状态更阔别设计工况，因此，部分负荷工况时制冷循环的性能与设计工况不同。分析变容量空调系统的运行特性，对研究其制冷效率(COP)、季节能效比(SEER)、节能、控制有着重要的意义。而先进的控制系统和灵活的组态软件,提供了实时监测和控制的技术基础。

　　基于力控组态软件的变容量水冷冷水实验测控系统,开发了灵活多样的组态方式,提供良好的用户界面和简捷使用方法,可以非常轻易地实现和完成计算机集成系统的各项控制功能。它是在计算机系统基础上建立起来的一个实验平台实时监测系统,可以实现实验平台各种实验数据的计算机采集、实时/历史曲线显示，数据报表、仿真控制等一系列功能。

　　1.系统概况

　　1.1 机组概况

　　实验装置原理如图1所示，总体结构上类同于一台小型变容量水冷冷水机组。制冷循环由变频压缩机1(自带吸气气液分离器11)、冷凝器2、高压储液器5、电磁阀6、过滤器7、视液镜8、电子膨胀阀3、蒸发器4等组成回路;制冷循环的制冷剂流量通过设定压缩机的转速(频率30Hz ～ 100Hz)调节，蒸发器的出口状态通过设定节电子膨胀阀的开度(0%～100%)调节。冷冻水循环系统采用闭式循环，由冷冻水恒温水箱12、水泵13、阀门14、蒸发器4等组成回路。冷却水循环采用混合水循环，由冷却水恒温水箱15、水泵16、阀门17、冷凝器2、旁通阀门18等组成。机组运行R22制冷剂。

　　1.2 实验测控系统的功能

　　变容量水冷冷水机组的实验平台主要包括以下几个功能：

　　(1)实验平台基本参数的监测

　　(2)设备启停和参数设定的仿真控制。

　　(3)数据的二次计算、记录与自动分析。

　　1.3 数据采集模块的组成

　　数据采集采用5510E母板和5018热电偶模块、5017UH模拟模块(台湾研华科技股份有限公司)，通过RS232C串行口连接接到PC机，5510E母板是台湾研华科技股份有限公司开发的基于PC的PLC，共有8个扩展插槽，其扩展模块的输进和输出接口采用接插件端子，插拔方便，因此5510E主机也可以共享。

　　1.4 实验台主要丈量参数

　　温度参数：蒸发器进口温度、蒸发器进口温度、压缩机出口温度、冷冻水进口温度、冷冻水出口温度、冷却水进口温度