摘要：自动控制系统在地暖供热技术上的应用不但能改善劳动条件、降低生产成本、提高了经济效益，而且能达到节省能源的目的。随着生产和科学技术的发展，自动控制广泛应用于电子、电力、机械、冶金、石油、化工、航海航天、核反应等各个学科领域及生物、医学、管理工程和其他许多社会生活领域，并为各学科之间的相互渗透起到促进作用。因此，自动控制在地暖供热技术上的研究具有十分重要的意义。本项目采用德国西门子S7-200PLC+人机界面（台湾威纶触摸屏）方式，PLC负责采集现场供回水温度、供回水压力等现场传感反馈装置数据，通过人机界面进行参数设置及显示，PLC程序通过数据处理对整个过程实现温度控制、时间控制、轮换控制等目的，从而实现一个闭环自动控制系统。
关键词：自控系统；人机界面；温度控制；时间控制
1地暖供热系统概述
地热辐射采暖，简称地暖，是将温度不高于60摄氏度的热水，暗埋在地热地板下的盘管系统内加热整个地面，通过地面均匀地向室内辐射散热的一种采暖方式。目前我国的建筑采暖中已经大量采用地暖，但是我国的总体地板采暖技术相对于发达国家还是比较落后的，尤其是系统温度控制技术（水温控制和室温控制）方面。
2方案设计
本方案以一系列控制模型构成一个操作平台，其核心目的是为了协调好系统中供暖温度与锅炉、循环泵之间的关系，追求节省人力、能源及更低的运行成本。
控制系统以德国西门子S7-200PLC+人机界面（台湾威纶触摸屏）方式，PLC负责采集现场供回水温度、供回水压力等现场传感反馈装置数据，通过人机界面进行参数设置及显示，PLC程序通过数据处理对整个过程实现温度控制、时间控制、轮换控制等目的，从而实现一个闭环自动控制系统。在充分考虑系统初投资的前提下同时兼顾了自控系统的先进性、可靠性和实用性。
系统概况：天然气锅炉 一台（最大热输出107KW，电力输入30W），热水循环泵两台（2.5KW），补水泵一台（1.5KW），温度传感器两套，压力传感器一套。
控制说明：
1、控制设自动/手动控制模式；当处于“自动”位时，控制系统根据温度等条件实现系统自动运行；当处于“手动”位时，由现场手动启停设备；当处于“轮换”位时，系统根据设定时间实现主机和泵的轮换启动，达到设备运行平均利用；
2、锅炉系统：当循环泵运行后，锅炉水流开关打开且水温低于锅炉面板设定温度时，锅炉启动；根据控制循环泵从而达到间接控制锅炉的目的。
3、循环泵系统：根据检测供水实时温度，通过设定启停温度值，当检测温度达设定的启动温度时，自动启动；当检测温度高于设定的停止温度时，自动停止，从而实现循环泵自动启停。循环泵根据设定轮换时间，轮换启停；
4、补水泵系统：根据检测实时压力，通过触摸屏设定启停压力自动启停补水泵。
STEP7--Micro/WIN编程软件是基于Windows的应用软件，由西门子公司专为s7-200系列可编程控制器设计开发，它功能强大，主要为用户开发控制程序使用，同时也可以实时监控用户程序的执行状态。它是西门子s7-200用户不可缺少的开发工具。现在加上中文程序后，可在全中文的界面下进行操作，用户使用起来更加方便。
3梯形图程序
为避免每次断电后启动程序时需要重新设置参数问题，可以通过SM0.1初始脉冲解决此问题。SM0.1为PLC初次上电脉冲，只有PLC重新上电才会接通一次。利用比较指令检测参数值为0赋值；网络2进行程序块调用。循环泵启动温度VD26初始赋值为26度，循环泵停止温度VD30初始赋值为35度，压力过高报警设置值VD34为0.4Mbar，循环泵切换时间VW0为60分钟。
时间判定程序中，利用周计数器C54进行比较确定当天是工作日还是周末，再根据天脉冲比较指令判断是否达到启停时间段从而控制工作日中间继电器M20.0及周末中间继电器M20.1。
西门子222CN自身不具备时间计数功能程序块，因此需要编写一个带任意时间计数功能程序。利用PLC自带SM0.5为秒脉冲，每60S分钟归零重新计数，并给时钟发送一次脉冲实现分钟脉冲，并以次类推实现小时、天、星期脉冲。从而实现一个时间计数功能。
以上程序实现了主程序功能，下面对自动控制子程序进行介绍。如图3-10中，利用分脉冲C51每触发一次脉冲C0计数一次，达到VW0设定值时清零并发脉冲给循环泵周期使能信号M10.0，使M10.6与M10.7置复位一次，从而实现两台泵之间周期切换功能。
回水反馈温度与设定值比较自动启停程序，当现场温度高于设定温度时接通T45关延时，反之T46启延时接通。通过设置5S延时能有效避免温度变化的震荡周期。并延时触发循环泵条件使能M10.5置复位；M10.5置位时为循环泵启动先决条件。
循环泵1#/2#启动程序中，M8.0为常闭急停按钮，当触摸屏按下时循环泵不能运行；M20.1、M20.0为工作日及周末运行时间段设置，时间符合设置时间段要求时接通；Q0.0、Q0.1为循环泵1#、2#启动触点，根据启保停模式进行启停。
因锅炉只要有水流信号及达到锅炉自身设定的温度条件便会启动，因此程序中只需设置循环泵中任意一台运行便使锅炉触点Q0.3接通；另网络8中，压力超过设定值时触发压力过高报警。
补水泵启动条件判断程序；当实时压力VD18达到设定停止压力VD34时接通T47 关断延时；压力低于设定压力VD38时接通T48启动延时；并使M11.0进行置位、复位来控制补水泵Q0.2启停，M11.1为手动启动按钮。
程序图（1）.png)
程序图（2）.png)
全文总结
PLC（可编程控制器）以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、功能强大、性价比高、体积小、能耗低等显著特点广泛应用于现代工业的自动控制之中。触摸屏因其简单易用的特点，在HMI设计中深受用户的喜欢而得到广泛的使用。在西门子S7-200系列PLC和触摸屏的基础上，我们成功设计出了地暖控制系统，该系统达到了快、准、稳的效果，也达到了预期的目标。再加上由触摸屏设计的人机界面，整个系统操作简单，控制方便，大大提高了系统的自动化程度和实用性。
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论文作者:钟钊平
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/10/28
标签：温度论文; 程序论文; 循环泵论文; 系统论文; 锅炉论文; 脉冲论文; 压力论文; 《基层建设》2016年14期论文;