應(yīng)用空調(diào)控制系統(tǒng)的方式有多種可以選擇。除了傳統(tǒng)的單片機系統(tǒng)外,還可以選擇DDC空調(diào)控制系統(tǒng)或PLC空調(diào)控制系統(tǒng)等。在早期,許多用戶在空調(diào)控制領(lǐng)域使用局部數(shù)字直接控制(DDC)。而選用DDC空調(diào)控制系統(tǒng)的主要原因是:DDC控制器是針對HVAC暖通空調(diào)設(shè)備的控制設(shè)計的,固化了更多的專家控制策略,可以實現(xiàn)更好的性價比,降低了編程師和操作人員的應(yīng)用要求,易于理解軟件和控制器的操作,應(yīng)用程序的修改和維護相對PLC更方便。早期的PLC空調(diào)控制系統(tǒng)應(yīng)用不多,主要原因是價格高,早期PLC在邏輯、計數(shù)和計時方面都有優(yōu)勢,但在以模擬量為主要處理對象的空調(diào)系統(tǒng)中,缺乏足夠的計算和分析能力。近年來,著新型PLC工業(yè)級別控制器在存儲容量和運算能力方面的迅速發(fā)展,這一缺陷得到了彌補,許多制造商在硬件水平大大提高的同時, 又開發(fā)出適合操作和分析的指令集系統(tǒng), 并制造了一系列運算和通訊等專用模塊來強化這方面的性能,從發(fā)展趨勢來看,目前PLC控制器的計算能力與DDC空調(diào)控制系統(tǒng)差別并不大,通信能力也大大提高。再加上其固有的可靠性、可擴展性和開放性,它已完全可以勝任以模擬量為主要處理對象的空調(diào)系統(tǒng)中的控制任務(wù),并反映在其他性能上DDC無法實現(xiàn)的優(yōu)勢。
性能比較:
CPU與擴展模塊之間的通信方式比較:
DDC控制器和擴展模塊之間使用LON協(xié)議通信或采用I/O連接:
◆DDC控制器本身沒有實際物理點或?qū)嶋H物理點數(shù)量較少,擴展后最多只能帶128個實際物理點,因為LON通訊需要LON授權(quán)點(需收費),一個LON授權(quán)點只能擴展64個實際物理點,而ECHELON公司一般只免費提供1~2LON授權(quán)點。
◆CPU通過現(xiàn)場模塊LON-BUS總線通信,速度78K bit/s,C-BUS總線最大通信速度為1M bit/s。
◆LONWORKS主要用于解決小型控制器之間的集成。其優(yōu)點是方便現(xiàn)場儀器,如智能電表、傳感器和執(zhí)行器的連接網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)傳輸實時性差,數(shù)據(jù)量大,容易導(dǎo)致系統(tǒng)故障,給監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行帶來巨大的隱患。
◆LON通信設(shè)備是世界上唯一的LON ID,必須在第一次使用時用LON通訊卡把LON ID讀取到DDC控制器上,才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)LON當(dāng)通信設(shè)備出現(xiàn)故障需要更換新設(shè)備時,必須把新設(shè)備的LON ID讀取到DDC控制器上且需要重新下載程序,才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,否則,DDC與新?lián)QLON該設(shè)備無法實現(xiàn)正常的數(shù)據(jù)傳輸。業(yè)主維修人員基本不能完成上述工作,維修工作比較麻煩。
◆擴展模塊不支持帶電熱插拔,需要斷電插拔
PLC控制器與擴展模塊之間的通信:
◆PLC CPU無實際物理點或無實際物理點的控制器本身數(shù)量較少,但擴展后可帶2000點(中低檔)。
◆CPU通過通信模塊和IO通信連接,速率可達(dá)12M bit/s。
◆IO如果模塊支持帶電熱插拔,不需要在程序上做任何改動,就可以直接更換模塊故障。
上位組態(tài)軟件比較:
◆國際主流工業(yè)級組態(tài)軟件基本不能與DDC控制器組態(tài),如IFIX、INTOUCH、WINCC等。DDC廠家的組態(tài)軟件比較不開放,基本上只能集成LONWORKS、BACNET通訊協(xié)議的設(shè)備,而LONWORKS、BACNET通訊協(xié)議只適用于樓控(民用)設(shè)備,而工業(yè)控制設(shè)備基本上不支持這些協(xié)議。
◆數(shù)據(jù)采集及刷新能力較差,大多數(shù)DDC組態(tài)軟件刷時間在1~5秒,如果模擬量數(shù)據(jù)較多,經(jīng)常出現(xiàn)幾個小時數(shù)據(jù)沒有變化等現(xiàn)象。各控制點的刷新時間無法自由設(shè)定,只能設(shè)定整個系統(tǒng)的刷新時間。
◆DDC廠家的組態(tài)軟件自身基本沒有強大的數(shù)據(jù)報表功能,需開發(fā)第三方報表軟件,但無法達(dá)到無縫連接且運行很不穩(wěn)定。
◆DDC組態(tài)軟件的二次開發(fā)能力較差。
◆DDC通訊總線(與上位機)如果是C-BUS協(xié)議通訊通訊速率一般9.6kbit/s,最大為1M bit/s。
◆語言通用性差,對中文不支持或者支持不好。
PLC組態(tài)軟件:
◆國際主流組態(tài)軟件支持PLC控制器組態(tài),如IFIX、INTOUCH、WINCC等。這些組態(tài)軟件的開放性較高,與第三主設(shè)備的集成很容易實現(xiàn),且運行比較穩(wěn)定;
◆數(shù)據(jù)采集及刷新能力較強,所有控制點的刷新時間可以根據(jù)實際需要自由設(shè)定(10ms~1s);
◆IFIX、INTOUCH 、WINCC等國際主流組態(tài)軟件支持VB等匯編語言,具有很強的二次開發(fā)能力;
◆ IFIX、INTOUCH 、WINCC等國際主流組態(tài)軟件具有強大的數(shù)據(jù)報表功能,可以通過二次開發(fā)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析等功能。
現(xiàn)場操作屏(HMI)組態(tài)比較
◆由于LONWORKS、BACNET等協(xié)議比較不開放或使用范圍較小,市場上的觸摸屏基本都不支持與DDC直接組態(tài)。
◆PLC控制器在工業(yè)上應(yīng)用比較廣泛,富士、西門子、歐姆龍、三菱、LG、施耐德等的觸摸屏都支持直接與PLC通訊,一臺觸摸屏可以同時和多個PLC控制器通訊。PLC與屏的間距在100米范圍內(nèi),通訊速可以達(dá)到12M。
I/O模塊性能比較:
DDC I/O模塊:
◆AI(模擬量輸入模塊,各類溫濕度傳感器等)
a:只支持0-10V電壓信號輸入、NTC等,很少支持4-20mA信號輸入;
b:分辨率:《=10位,信號采集精度較低誤差較大,每隔1秒刷新1次;
c:AI模塊不帶信號隔離,抗干憂能力很差,導(dǎo)致數(shù)據(jù)波動很大;
d:不能給傳感器提供電源,傳感器供電需通過外部電源。
◆AO(模擬量輸出模塊,用于調(diào)節(jié)水閥等)
a:基本只支持0-10V電壓信號輸出,不支持4-20mA信號輸出。
b:分辨率:《=8位,信號輸出精度較低誤差較大;
c:擴展模塊不支持帶電熱插拔,需要斷電插拔。
PLC I/O模塊:
◆AI(模擬量輸入模塊,各類溫濕度傳感器等)
A:支持0-10V、4-20mA等各類熱電阻信號輸入;
b:分辨率:12/13/14/15/16位定貨時可以選擇, 刷新時間可以自由選擇2.5ms/16ms/20ms/100ms;
c:AI模塊帶信號隔離,抗干憂能力強,采集精度高,可以帶電熱插拔。
d:能給傳感器提供DC24電源;
◆AO(模擬量輸出模塊,用于調(diào)節(jié)水閥、蒸汽閥、鳳閥等)
a:支持0-10V、4-20mA信號輸出;
b:分辨率:》=12位,信號輸出精度較高,輸出誤差±0.5%,,可以帶電熱插拔。
編程軟件比較:
◆DDC空調(diào)控制系統(tǒng)控制器編程:編程簡單,但不支持自由編程。許多邏輯/功能無法實現(xiàn);原始程序不能上傳。修改程序必須有原始程序;無法進(jìn)行二次開發(fā),靈活性差。
◆PLC空調(diào)控制系統(tǒng):編程比DDC有點難,支持自由編程,邏輯和操作能力強;原程序可上傳,可在線修改;可進(jìn)行二次開發(fā),靈活性好。