基于plc的中央空调自动控制系统设计

基于plc的中央空调自动控制系统设计

摘要

中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占建筑物总电能消耗的50%。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，几乎长期在100%负载下运行，造成了能量的极大浪费，也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。本文首先介绍了中央空调的结构和工作原理，然后采用西门子的S7—200PLC作为主控制单元，利用传统PID控制算法，通过西门子MM440 变频器控制水泵运转速度，保证系统根据实际负荷的情况调整流量，实现恒温控制，同时又可以节约大量能源。

关键词：PLC；中央空调；控制

Design of automatic control system for central air conditioning system

based on PLC

Abstract

The central air conditioning system is one of the necessary supporting facilities of modern large-scale buildings. The consumption of electric energy is very large, which accounts for about 50% of the total energy consumption. The frozen host usually in the central air-conditioning system load can automatically according to the change of temperature and load regulation, refrigeration pump and cooling pump matched with the frozen host can automatically adjust the load, almost run 100% under load operation, resulting in a great waste of energy, but also worsen the operation environment and operation quality of Central air conditioning. This paper first introduces the structure and working principle of central air conditioning, then use SIEMENS S7 200PLC as the main control unit, using the traditional PID control algorithm, through the SIEMENS MM440 inverter control pumpspeed ensure system according to the actual situation to adjust load flow, realize constant temperature control, but also can save a lot of energy.

Key words：PLC; central air conditioning; control

目录

摘要 ................................................................................................................................ I 1绪论 . (1)

1.1课题的研究背景 (1)

1.2 国内外中央空调控制系统的研究现状 (2)

2中央空调控制的原理 (4)

2.1中央空调系统的结构和原理 (4)

2.2中央空调电机的软启动原理及应用 (4)

3中央空调控制系统的硬件设计 (6)

3.1 变频器的原理 (6)

3.2 西门子MM440变频器性能介绍 (6)

3.2.1 主要特征 (7)

3.2.2 控制性能的特点 (7)

3.3PLC选型 (7)

3.4人机界面设计 (8)

3.5系统硬件设计 (9)

4控制系统软件设计 (12)

4.1PLC的初始设定 (12)

4.2 PLC主程序流程图 (14)

4.3程序设计 (14)

4.3.1中央空调控制系统的I/O分配表 (14)

4.3.2 程序中使用的存储器及功能 (16)

结论 (17)

参考文献 (18)

致谢 (20)

附录PLC软件源程序 (22)

1绪论

1.1课题的研究背景

随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，中央空调系统己广泛应用于工业与民用建筑域，如宾馆、酒店、写字楼、商场、厂房等场所，用于保持整栋大厦温度恒定。已经成为人们生活中的必不可少的工具。

目前，全球能源紧张，节能问题自然成为全世界关注的首要问题。从资源总量来看，虽然我国属于资源大国，但长期不合理开发及粗放型的利用，使我国资源正在迅速减少，甚至已经枯竭，所以节能己成为我国一个迫在眉睫的问题。随着社会的进步发展，现代城市化的不断推进，人们对高品质建筑生活环境的要求也越来越高，所以中央空调系统被广泛应用在大型和超大型公共建筑中。这虽然满足了人们对建筑空间的品质要求提供高品质的环境空间的品质要求，但也大大增加了用电能耗。在建筑能耗中，一些西方发达国家中央空调能耗占总能耗的60%-70%，而我国建筑总能耗中，中央空调能耗也达到50%-60%。中央空调系统能源消耗在办公楼、酒店、医院、商场的中占总能耗的比例分别为48%、46%、30%、40%而且呈现显著上升趋势，占据了大部分的能源消耗，所以我们必须把中央空调节能研究作为重要的着手点，从而达到节能降耗的目的。当前很多国家已开始制定节能的行动，把建筑是否节能作为评价建筑是否合格的重要内容以及考察建筑物质量优劣的标准，因此，积极开发新能源及高科技节能控制技术的合理应用是节约能源，减少空调能耗的最主要途径，这对节约能源，维护良好的生态环境，推动自然资源的可持续的发展，促进经济增长有着重要意义。

随着季节的变化，户外气候和环境条件，太阳光照强度的变化，以及人员流量的变动，实际使用中空调负载的也会不断变化。在传统运行模式下，中央空调系统的制冷机组已拥有比较健全的能能量调节机制，根据负荷的变化，系统可自动调整制冷机组的运行功率，以达到节能的目的。但当前大多数中央空调系统的冷冻水循环系统中还是运用对水菜台数的加减控制来完成对负荷的适应，使得系统的功率消耗能耗不能根据建筑物内实际冷量需求来对应调节，更达不到使得制冷量与实际需求量在变化中的最优匹配以及动态调节，从而使剩余扬程消散在空调末端的控制阀门上，造成能量的浪费。同时在空调部分负荷时，虽然空调末端

提供的冷量可以实现以实际需求冷量输出，但冷冻水系统中冷冻水粟的输出功率却没有相对应的减少，即仍是全功率运行。而大多数中央空调系统中，冷水主机、冷冻水栗以及风机的量程范围都是根据全年最大的空调负载进行设置的，也就是说，一年大多数时间，水菜流量量程比正常所需要大一些，导致扬程偏高，从而出现我们常见的中央空调水系统的小温差大流量的情况，这时冷冻水粟一般都是每年保持定流量运行，使得冷冻水系统中大多数的功率消耗都是无效的。根据现在不完全统计数据显示，全国现存建筑中已经安装中央空调系统的有约7万栋，如果全部均釆用节能自控技术，估计可以节约用电量500亿千瓦。

1.2 国内外中央空调控制系统的研究现状

中央空调在世界上已经有几百年历史了，在中国也有20多年的应用时间，由于对于能源结构的优化与节能减排都已成为各国关注的热点，大量学者也做出了相应的研究工作。由于随着季节变动，中央空调系统的负荷变化较大，因此大型空调系统运行的节能包含多个方面：如低负荷率条件下的冷水机组进行压缩机变频调节可以有效的提高制冷压缩机性能和能效比。由于压缩机低速限制，低负荷条件下运行会导致压缩机频繁启停，压缩机变频运行调节范围窄，压缩机性能和效率显著下降，动态切换策略是一个级联的整合控制结构，通过直观的切换策略以及动态补偿，动态调整压缩机启停阈值以及电子膨胀阀的开度，理论分析表明，当动态补偿器的输出矩阵选择正确，可以有效地提高压缩能效比。空调系统冷负荷与湿负荷的解藕独立控制在一定程度上能够降低空调系统能耗。国外学者T.T.Chow 等人通过使用遗传算法的方式对吸收式冷机系统的工作状态进行了建模预测分析，并从全局角度出发提出了全局节能最优化参数方案；Wang Y 等人从工程实际应用角度对冷盘管进行数学建模，对整个空调系统进行了模拟和分析；Ahmedo通过分析冷冻水流量中现场控制器的分布于参数，给出了详尽的冷冻水控制方案和在实际工程中的实施应用；Lu L 等人在分析实际空调系统理想的节能潜力的基础上，为空调系统优化设计与运行提供理论，指导建立了冷却和除湿独立控制系统的数学模型，据理想独立除湿系统与实际系统之间的差异，例如热处理方法，换热温差和能源动力运输等。空调末端设备的热惰性是变风量运行控制调节品质不高的关键原因，一种通过提高送风温度的鲁棒预测控制策略被应用于空气处理机组的控制，控制策略使用不确定时滞系统增益，加上时间延迟

模型来描述各种天气条件下的空气处理过程的时间延迟和系统增益的不确定性，基于LMI 的鲁棒模型预测控制算法被应用于设计空气处理机组鲁棒控制器同传统的PID控制相比，可以保证良好的鲁棒性，对于各种气候条件都具有良好的适应性，但根据仿真计算结果，基于鲁棒控制的控制策略与传统控制策略相比，其调节品质改善并不显著。天花板辐射冷却面板、风机盘管与100％新风量的混合运行模式可以得到显着的节能减排效果，比传统的V A V控制系统节能率高大约17.3%，但系统前期投资也更大，需要进行技术经济性比较。

2中央空调控制的原理

2.1中央空调系统的结构和原理

中央空调系统是一种大型的对建筑物进行集中空气调节并进行管理的设备，一般由空气处理设备、送（回）风机、送（回）风通道、空气分配装置及冷、热源等组成。根据需要，它们能组成不同形式的系统。在工程实际中，应从建筑物的用途和性质，热湿负荷特点、空调机房面积和位置、初投资和运行维修费用等许多方面去考虑，选择合理的空调系统。

气态制冷工质（如氟利昂）经压缩机压缩成高温高压气体后进入冷凝器，与水（空气）进行等压热交换，变成低温高压液态。液态工质经干燥过滤器去除水份、杂质，进入膨胀阀节流减压，成为低温低压液态工质，在蒸发器内气化。液体气化过程要吸收气化潜热，而且液体压力不同，其饱和温度（沸点）也不同，压力越低，饱和温度越低。例如，1kg的水，在绝对压力为0.00087MPa，饱和温度为5℃，气化时需要吸收2488.7KJ热量；1kg的氨，在1个标准大气压力（0.10133MPa）下，气化时需要吸收1369.59KJ热量，温度可抵达-33.33℃。因此，只要创造一定的低压条件，就可以利用液体的气化获取所要求的低温。依此原理，气化过程吸取冷冻水的热量，使冷冻水温度降低（一般降为7℃）。制冷工质在蒸发器内吸取热量，温度升高变成过热蒸气，进入压缩机重复循环过程。

2.2中央空调电机的软启动原理及应用

电压由零慢慢提升到额定电压，使电机启动的全过程都不存在冲击转矩，而是平滑的启动运行。这就是软启动。电机的软启动可以通过软启动器或者变频器来实现。

软起动器是一种集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。

运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要

由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。软启动器是通过星三角转换来降低启动电流；而变频器是通过改变频率来调节电机的转速的，能降低能耗。变频器也有软启动功能，是通过改变电源频率实现。软启动器只能通过晶闸管调压实现电机软启动、软停车，但不具备调速功能。

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电机控制调速装置。通过变频控制电机运行，是真正的高效调速方式，效率很高。变频器能够实现真正的软启动、软停止和高效调速。两者可以配合使用，大中型供水设备中，常由变频器带动一台泵变速运行，由一台软启动器完成其余各泵开、停操作，变频泵可定时轮换使各泵运行时间均衡，运行中变频与工频可实现平稳切换。

3中央空调控制系统的硬件设计

3.1 变频器的原理

主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。

整流器：最近大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。

平波回路：在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压（电流）。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。

逆变器：同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。

3.2 西门子MM440变频器性能介绍

MICROMASTER 440全新一代用于控制三相交流电动机速度和转矩的多功能标准变频器。本变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。采用脉冲频率可选的专用脉宽调制技术，可使电动机低噪声运行。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护创新的BiCo （内部功能互联）功能有无可比拟的灵活性[15]。

其具有缺省的工厂设置参数，它是给数量众多的可变速控制系统供电的理想变频传动装置。由于MICROMASTER 440具有全面而完善的控制功能，在设置相关参数以后，它也可用于更高级的电动机控制系统。既可用于单独传动系统，也可集成到自动化系统中。

变频器适用于各种变速驱动装置。由于它具有高度的灵活性因而可以在广泛的领域得到应用。它尤其适合用于吊车和起重系统、立体仓储系统、食品、饮料和烟草工业以及包装工业的定位系统。

3.2.1 主要特征

易于安装；易于调试；牢固的EMC设计；可由IT电源供电；对控制信号的响应是快速和可重复的；参数设置的范围很广，确保它可对广泛的应用对象进行配置；电缆连接简便；具有多个继电器输出；具有多个模拟量输出（0~20mA）；

6 个带隔离的数字输入，并可切换可NPN/PNP 接线；2 个模拟输入：1)ADC1：0~10V，0~20mA 和-10 至+10V 2)ADC2：0~10V，0~20mA；2 个模拟输入可以作为第

7 和第

8 个数字输入；BICO 技术；模块化设计，配置非常灵活；开关频率高（传动变频器可到16kHz），因而电动机运行的噪音低；内部RS485 接口（端口）；详细的变频器状态信息和完整的信息功能。

3.2.2 控制性能的特点

最新的IGBT技术；数字微处理器控制；高质量的矢量控制系统；磁通电流控制（FCC）改善动态响应，并且优化电动机的控制；线性V/F特性；平方V/F 特性；多点v/f特性（可编程V/F特性）；力矩控制；捕捉再起动；滑差补偿；在电源中断或故障跳闸以后，自动再起动；可以由用户定义的自由功能块，实现逻辑运算和算术运算的操作；动态缓冲；用于定位控制的减速斜坡函数曲线；高品质的PID控制器（具有参数自整定功能），可用于一般的过程控制；可编程的加速/减速斜坡函数，0秒至650秒；斜坡起始段和结束段的平滑功能；快速电流限制（FCL）功能，避免运行中不应有的跳闸；快速、可重复的数字输入响应时间；使用两个高分辨率的10位二进制模拟输入，实现速度精调；复合制动，实现快速制动控制；4个跳转频率。

3.3PLC选型

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

为便于今后系统的改造或者升级，需要留出一定的I/O点以做扩展使用。我们选用西门子S7-200PLC作为主控制器，其中主机型号：CPU226。

S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。

S7-200系列出色表现在以下几个方面：1)极高的可靠性；2)极丰富的指令集；

3)易于掌握；4)便捷的操作；5)丰富的内置集成功能；6)实时特性；7)强劲的通讯能力；8)丰富的扩展模块。

S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制。

3.4人机界面设计

人机界面（又称用户界面或使用者界面）是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。在工艺过程日趋复杂、对机器和设备功能的要求不断增加的环境中，获得最大的透明性对操作员来说至关重要。人机界面（HMI）提供了这种透明性[16]。

S7-200TD设备是一种低成本的人机界面（HMI），使操作员或用户能够与应用程序进行交互。可以使用TD设备组态一组层级式用户菜单，从而提供更多应用程序交互结构。您也可以组态TD设备，使其显示由S7-200 CPU中的特定位使能的报警或信息。

S7-200TD设备是一个2行或4行的文本显示设备，可以连接到S7-200CPU。TD设备可用于查看、监视和改变属于您的应用程序的过程变量。我们选用TD200文本显示屏来完成中央空调控制系统的人机界面设计。其提供了四个具有预定义的置位功能的按键，如果使用SHIFT键，则最多可提供八个置位功能。

TD200设备的组态需要完成以下操作：1)STEP 7-Micro/WIN 的文本显示向导，创作操作员界面和报警和组态TD设备的参数块；2)TD参数中，选择TD设备的类型、启用CPU功能、选择更新速率、选择语言和字符集和组态按键；3)

屏幕设置中，创建用户菜单，定义屏幕；4)报警设置中，选择显示选项，定义报警信息；5)语言集设置中，选择提示和菜单的语言，选择字符集；6)翻译报警和屏幕，把翻译后的信息反馈回报警和屏幕；7)参数块地址设置中，定义参数块的地址，即V存储区。

3.5系统硬件设计

假设该系统应用在100平米的公寓，根据公寓的冷负荷为114~138瓦/平方米来算，大体的空调系统的设备如下：

（1）冷冻机主机2台；

（2）冷冻水水泵6台，3用3备用，冷冻水水泵功率22千瓦；

（3）制冷主机的控制根据自身设定的冷冻水出口温度。此主机的冷冻水出口温度设为7℃，在其冷冻水入水温度高于7℃情况下，制冷主机会正常工作；如入水温度达到或接近7℃时，制冷主机会自动停机。

表3-1 中央空调控制系统的环境参数

系统主回路示意图、系统电路图、主要设备的端口连接图如下：

图3-1：系统PLC选用西门子S7-200，CPU型号为226。该PLC上集成了通讯接口可供RS-485线缆通讯，并设置了TD200文本显示器，用来显示系统工作状态和报警信息等。变频器MM440可通过串口与PLC通讯。通过变频器的控制来决定冷冻泵的工作频率和工作台数。

图3-2：该控制系统分手动和自动模式，手动模式下通过开关的闭合控制电机的运转，自动模式下通过PLC及变频器控制，启动时1#冷冻泵变频启动，当温度条件不满足需要增加工频泵数量时，工频触点吸合1#冷冻泵转为工频运行，2#冷冻泵待机等待启动脉冲信号，当温度条件满足不需要多台冷冻泵工频运行时，工频触点断开减少工频工作台数，变频触点吸合转为变频运行。以此类推。

图3-3：EM231、EM232由PLC L+端口输出的24V电源供电，变频器的3、4接口是用于接受模拟量输入信号，29、30接口用于通过RS-485与PLC通讯。

图3-1 中央空调冷冻水循环控制系统主回路连接示意图

N

L3

L2

L1

图3-2 中央空调控制系统电路图

RS-485网络线缆用于USS 通讯图3-3 中央空调控制系统主要设备的端口连接图

4控制系统软件设计

4.1PLC的初始设定

要实现PLC对变频器的通讯控制，必须对PLC进行编程；通过程序实现PLC 对变频器的各种运行控制和数据的采集。

图4-1 初始程序段a

网络1：运行开始或I1.0由关到开是清楚标志位，以及参数读写控制位。网络2：运行开始或I1.0由关到开时初始化PORT0为USS通讯。

图4-2 初始程序段b

网络3：当I1.0由关到开时PORT0恢复为PPI通讯。网络4：控制功能块，通过PLC的输入输出可以控制并诊断驱动器的工作。

图4-3 初始程序段c

图4-4 初始程序段d

网络5：当I1.1有关到开时启动读参数指令。网络6：读取驱动器中的参数R0068（输出电流）

图4-5 初始程序段e

网络7：读写操作轮替功能，由于在同一时间USS网络上读参数或写参数只能有一种操作，因此有必要设置读写操作的轮替功能，当读参数完成时M0.3被置1一个扫描周期，从而M1.0复位为0，读参数操作被屏蔽，同时M1.1被置位，开始写参数操作。

图4-6 初始程序段f

网络8：向驱动器中写参数：P1082=50.0。

图4-7 初始程序段g

网络9：读写操作轮替，功能同网络7。

4.2 PLC 主程序流程图

图4-8 程序设计流程图

4.3程序设计

4.3.1中央空调控制系统的I/O 分配表

表4-1 I/O 分配表

输入信号

输出信号

4.3.2 程序中使用的存储器及功能

表4-2 存储器及功能

结论

本论文阐述了基于PLC和变频器对中央空调控制的基本原理及过程。主要工作如下：

（1）对中央空调控制系统现状进行了解，研究了系统的工作过程和工作原理。

（2）提出了与传统PID控制结合，实现比较稳定的温度控制系统。

（3）采用PLC与变频器协调控制的硬件系统，完成对中央空调系统节能、稳定的最优化控制。

（4）经过最后的软件及组态设计，使系统完整。

在设计中，我学到了许多有关PLC、变频器、温度变送器方面的知识，这让我更深入的体会到PLC和变频器在中央空调控制方面的应用能力。

基于PLC的中央空调控制系统设计

1.绪论 随着生活水平的提高，人们对物质生活的要求也逐渐提高，空调系统在建筑家具中的应用也越来越广泛。本着节能降耗的要求，对空调监控系统的需求也越来越大。北京亚控科技产品组态王软件和PLC（Programmable Logic Controller）作为工业控制领域的优秀控制软件和控制器，在非工业领域如空调监控系统等中也起着重要作用。本次空调监控系统就是采用组态王作为上位机监控软件和人机交互界面，PLC作为下位机和空调系统控制器，实现对空调系统的实时监控。 2.系统设计原理 空调监控系统主要利用PLC的控制功能，通过执行装载在PLC内部的预先设定的控制程序并执行上位机实时的命令语句，调节空调系统中的阀门开度、控制水泵启停、监控并采集空调系统中温度传感器、湿度传感器、压力传感器、水流开关等现场仪器仪表的数据，转换为组态王可用的数据格式传送给组态王软件。组态王接收PLC采集的现场数据并实时的在组态画面中动态实时显示，此外，组态王可接收组态画面中的有操作人员输入的命令并下传给下位机PLC，实现对空调系统的调节控制。 2.1.空调系统原理 空调系统主要就是调节室内空气的冷、热、干、湿，并起净化空气的作用，使人们工作、生活在比较舒适的环境中。空调系统主要由三部分组成：空气调节系统、制冷系统、供热系统。 2.1.1空气调节系统监控原理 A.新风机组监控原理 新风机组主要靠包括进口挡板、加热器、表冷器、过滤器、加湿器、送风机及各种传感器和执行机构等。使得在夏季通过表冷器湿新风降温、除湿，冬季通过加热器、加湿器使空气加热、加湿。新风机组监控的主要内容如下： （1）监控送风温度。由送风通道的温度传感器实测送风温度，信号送入控制器，与送风温度设定值进行比较，采取控制算法生成控制指令调节冷、热水供水阀门开度，用以调节热水（或冷水）流量，是送风温度控制在设定值范围内，保持室内温度恒定。 （2）送风湿度控制。由送风通道的湿度传感器检测湿度信息送入处理器经运算后控制冷水阀或蒸汽阀开度，使被调环境的湿度保持恒定。 （3）过滤器堵塞监控与报警。有过滤网两侧的空气压差开关监视过滤网的清洁度，当

空调自控系统方案设计(江森自控)

沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目 HVAC暖通空调自控系统 技术方案设计书

一. 总体设计方案 根据用户对项目要求，并结合沈阳建筑智能化建筑现状，沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目是屹今为止整个沈阳所有建筑物厂区当中智能化程度要求较高的。沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目里面分布着大量的暖通空调机电设备。 ？如何将这些暖通空调机电设备有机的结合起来，达到集中监测和控制，提高设备的无故障时间，给投资者带来明显的经济效益； ？如何能够使这些暖通空调机电设备经济的运行，既能够节能，又能满足工作要求，并在运行中尽快的将效益体现出来； ？如何提高综合物业管理综合水平，将现代化的的计算机技术应用到管理上提高效率。 这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。 沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调楼宇自动化控制系统的监测和控制主要包括下列子系统： 冷站系统 空调机组系统 本暖通空调楼宇自动化控制系统之设计是依据沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目的设计要求配置的，主体的设计思想是结合招标文件及设计图纸为准。 1.1冷站系统 （1）控制设备内容 根据项目标书要求，暖通自控系统将会对以下冷站系统设备进行监控：监控设备监控内容 冷却水塔（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态。 冷却水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手

自动状态、水流开关状态； 冷却水供回水管路供水温度、回水温度， 冷水机组（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态； 冷冻水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态、水流开关状态； 冷冻水供回水管路供水温度、回水温度、回水流量； 分集水器分水器压力、集水器压力、压差旁通 阀调节； 膨胀水箱高、低液位检测； 有关系统的详细点位情况可参照所附的系统监控点表。 （2）控制说明 本自控系统针对冷站主要监控功能如下： 监控内容控制方法 冷负荷需求计算根据冷冻水供、回水温度和回水流量测量值，自动计算建筑空 调实际所需冷负荷量。 机组台数控制根据建筑所需冷负荷自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节 能目的。 独立空调区域负荷计算根据Q=C*M*(T1-T2) T1＝分回水管温度，T2＝分供水总管温度， M＝分回水管回水流量 当负荷大于一台机组的15%，则第二台机组运行。 机组联锁控制启动：冷却塔蝶阀开启，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻 水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组， 关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷 却塔风机、蝶阀。 冷却水温度控制根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的启停台数，并且自

中央空调系统设计方案设计案例

1.空调负荷估算 a)空调冷负荷估算（1）冷负荷估算面军 A．空调冷负荷法估算冷指标。 2

B：按建筑面积冷指标进行估算 建筑面积冷指标 时，取上限；大于l0000平米，取下限值。 2、按上述指标确定的冷负荷，即是制冷机的容量，不必再加系数。 3、由于地区差异较大，上述指标以北京地区为准。南方地区可按上限采取。 热负荷估算 （l）按建筑面积热指标进行估算 注：总建筑面积、大外围结构热工性能好、窗户面积小，采用较小的指标；反之采用较大的指标。 (2）窗墙比公式法： q=(7a+1.7)W/F(tn-tw)W/m2; 说明：q—建筑物的供热指标，W/m22。

a —外窗面积与外墙面积（包括窗之比）； W一外墙总面积（包括窗），m22 F一总建筑面积，m2 tn一室内供暖设计温度，℃ tw一室外供暖设计温度，℃ （3）冷热负荷说明 A．以上估算的冷热负荷指标，是按2000年10月1日以前执行的《民用建筑节能设计标准》进行估算的。 B．新的《民用建筑节能设计标准》，自2000年10月1实施执行，其冷热负荷指标，应参照有关的标准。 2.机组选型 机组选型步骤： A．估算或计算冷负荷 通过3.2.2节的估算法进行估算总冷负荷，或通过有关的负荷计算法进行计算。 B．估算或计算热负荷 通过3.2.2节的估算法进行估算总热负荷，或通过有关的负荷计算法进行计算。 C．初定机组型号 根据总冷负荷，初次选定机组型号及台数 D、确定机组型号 根据总热负荷，校核初定的机组型号及台数。并确定机组型号。 3.机组选型案例 例：建筑情况：北京市某办公楼建筑面积为11000 m22，空调面积为10000 m2

中央空调自控系统设计

中央空调自控系统设计 第一章中央空调的构成和工作原理 1.1 中央空调的组成 中央空调系统的组成主要由空调负荷，制冷机组，冷水泵，冷却水泵，冷 却塔和水管道连接而成。从大的方面来看主要有两大系统：一个是冷水系统，一个是冷却水系统。 冷水系统的动力源是冷水泵，12°C的水在冷水泵的作用下进入制冷机组，在制冷机里放热后变成7°C的水，7°C的水进入空调负荷吸热后又变成12°C 的水，重新进入制冷机组。这样形成一个密闭的冷水循环系统。 冷却水系统的动力源是冷却水泵，冷却水泵把来自于冷却塔的32°C的冷却水泵入制冷却机组，冷却水在制冷机组中吸热后变成38°C的水，此水在冷却泵的作用下重新进入制冷机组，这样反复的运行形成冷却水系统。与本项目控制有关的设备为：冷却泵，冷却水泵，制冷机组，冷却塔。 与本项目控制有关的设备为：冷却泵，冷却水泵，制冷机组，冷却塔。 1.2 系统特点 在该系统中，冷冻泵、冷却泵、水塔风扇变频器采用开环控制，由维护人员根据季节不同和负荷的变化进行调节；风机采用温度闭环控制，可根据温度传感器的反馈值，调节风机的转速，从而使被控环境温度基本保持恒定。 TD2000变频器还提供了RS232/RS485串行接口，以便与中央控制室的微机联网，实现集中监控，使维护人员及时了解各变频器的工作状态。冷冻机组是中央空调的“制冷源”，通往各个房间的循环水由冷冻机组进行“内部热交换”，降温为“冷冻水”，冷却水塔用于为冷冻机组提供“冷却水” “外部热交换”系统由两个循环水系统组成：1)冷冻水循环系统 2)冷却水循环系统。 1.3中央空调的工作原理 1.3.1冷(热)水机组的基本工作过程 室外的制冷机组对冷(热)媒水进行制冷降温(或加热升温)，然后由水泵将降温后的冷媒(热)水输送到安装在室内的风机盘管机组中，由风机盘管机组采 取就地回风的方式与室内空气进行热交换实现对室内空气处理的目的。 1.3.2风管(道)式机组的基本工作过程

基于PLC系统的中央空调控制系统毕业设计论文

哈尔滨理工大学毕业设计 题目：基于PLC的中央空调控制系统设计院、系：自动化学院自动化系 姓名： 指导教师： 系主任： 2012年06月25 日

哈尔滨理工大学毕业设计(论文)任务书 学生姓名：学号： 学院：自动化学院专业：自动化 任务起止时间：2012 年 2 月27 日至2012 年 6 月25 日 毕业设计(论文)题目： 基于PLC的中央空调控制系统设计 毕业设计工作内容： 1．第1～2周，查阅相关资料并翻译外文资料； 2．第3～4周，了解课题目前在国内外的研究现状、发展趋势，确定中央空调所要实现的功能和了解整个系统的结构框架； 3．第5～8周，进一步了解中央空调的所要实现的具体功能，确定系统中所要用到的原器件，并进行最初的硬件电路的设计，为软件编程做准备； 4．第9～11周，学习PLC程序的设计与开发，确定最终的硬件电路的设计； 5．第12～13周，编写PLC程序，并和硬件一起进行程序调试，来检查程序的可行性； 6．第14～15周，修改必要的程序部分来完善系统，并书写论文的初稿；7．第16～17周，修改并完成书面论文，准备答辩。 资料： 1.王卫兵，高俊山. 可编程控制器原理及应用.第二版.机械工业出版社，2005 2.任光.可编程序控制器(PC)应用技术与实例.华南理工大学出版社，2001 3.汤蕴缪，史乃. 电机学.机械工业出版社，1999 4.康贤永，万大福. 可编程控制器及其应用. 重庆大学出版社，1998 5.梅晓榕，柏桂珍. 自动控制元件及线路. 科学出版社，2005 6.刘金琨. 先进PID控制Matlab仿真(第二版). 电子工业出版社，2004 指导教师意见： 签名： 年月日系主任意见： 签名： 年月日 教务处制表

中央空调温度控制系统

过程控制课程设计报告 ——中央空调温度控制系统 一、课程设计目的 1、熟悉并掌握组态王软件的基本使用； 2、通过组态王软件的使用，进一步掌握了解过程控制理论基础知识； 3、培养自主查找资料、收索信息的能力； 4、培养实践动手能力与合作精神。 二、选题背景 随着计算机技术、信息技术、控制理论的快速发展，人们对生活质量和工作环境的要求也不断增长，智能建筑应运而生。中央空调是智能建筑的重要组成部分，中央空调的能耗占整个建筑能耗的50%~70％，因此中央空调系统的监控是楼宇自动化系统研究的重点。在民航业中，中央空调系统是航站楼内最为重要的系统之一，其系统的性能直接影响到旅客的感受。 三、设计任务 由于中央空调系统非常复杂，本设计选取温度作为主要被控对象，使用组态王设计温度监控画面，能实现被控环境的温度设定并实时监控温度的变化趋势，控制器采用PID控制算法，可以在监控界面上对PID参数进行整定，实现稳态误差小于5%。 四、详细设计 1、监控界面说明 监控界面主要由三部分组成：系统组成部分、PID调节部分和显示部分，如图1所示。 系统组成部分位于画面左上侧，由被控环境、温度传感器、A/D模块、控制器、D/A模块、变频器、风机和管道组成。温度传感器检测被控环境的温度，经过A/D模块传送至控制器，与温度设定值比较，输出控制值，经D/A模块传送至变频器，控制风机的转速。值0-10对应管道流速，0为不流动，10为最快，运行时点击“系统运行”按钮，管道出现流动效果。 PID调节部分位于画面右侧，包括PID控件、环境温度设定显示按钮和PID参数输入按钮。利用系统PID控件内置的PID实现温度的控制，点击相应的按钮可输入值。 显示部分位于画面左下侧和右上侧，包括实时温度曲线、历史温度曲线、报警窗口和实时报表。实时温度曲线显示温度的调节变化过程。

基于PLC的中央空调控制系统设计

摘要 中央空调系统已广泛应用于工业与民用领域，在宾馆、酒店、写字楼、商场、住院部大楼、工业厂房中的中央空调系统，其制冷压缩机组、冷冻循环水系统、冷却循环水系统、冷却塔风机系统等的容量大多是按照建筑物最大制冷、制热负荷选定的，且再留有充足余量。在没有使用具备负载随动调节特性的控制系统中，无论季节、昼夜和用户负荷的怎样变化，各电机都长期固定在工频状态下全速运行，能量的浪费是显而易见的。近年来由于电价的不断上涨，造成中央空调系统运行费用急剧上升，致使它在整个大厦营运成本费用中占据越来越大的比例，加之目前各生产、服务业竞争激烈，多数企业利润空间不够理想。因此电能费用的控制显然已经成为经营管理者所关注的问题所在。随着负荷变化而自动调节变化的变流量变频空调水系统和自适应智能负荷调节的压缩机系统应运而生，并逐渐显示其巨大的优越性，而且得到越来越多的被广泛推广与应用。随着PLC技术和变频器的发展，采用变频调速技术不仅能使空调系统发挥更加理想的工作状态，还能节省不必要的电能和水资源的浪费。 本文采用三菱PLC控制系统设计中央空调的控制系统，因为采用PLC控制系统对中央空调的操控很简单，抗干扰能力强，输入和输出接口，运行速度快，稳定可靠，维护和维修方便，此外，该中央空调控制系统具有高可靠性，低功耗，长寿命，良好的环境适应性，适用于中央空调的开发，以及中央空调利润也很高，从而使PLC的机可以得到更好的发展，因此，本次的基于PLC的中央空调控制系统的设计在某种程度上面来说具有重大的经济和社会意义。 关键词：中央空调资源 PLC 意义

Abstract With development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to reasonablepneumatiatcompressedneceengththdirectionprocedurework.The inver ted pendulum is a typical high order system, with multi variable, non-linear, st rong-coupling, fleet and absolutely instable. It is representative as an ideal mod el to prove new control theory and techniques. During the control process, pend ulum can effectively reflect many key problems such as equanimity, robust, foll ow-up and track, therefore. This paper use Plc control method of double inverted pendulum .This several test matrix value the results are not satisfactory response, then we opti mize matrix by using Genetic Algorithm. Simulation results show: The system response can meet the design requirements effectively after Genetic Algorithm optimization. Small twisted paper broken machine for ordinarhome. Keywords：sewingmachine, assembly,Plc,meaning

基于PLC的中央空调节能控制系统研究

基于PLC的中央空调节能控制系统研究 摘要：人们对生活环境的舒适度要求提高，中央空调控制系统得到广泛应用。 中央空调控制系统的运行中，虽然能满足用户的需求，但是，能源消耗量大，导 致资源浪费。采用中央空调节能控制系统，其中PLC发挥着重要的能源控制作用，可以获得能源节约的效果，且保证其功能性充分发挥。本论文基于PLC的中央空 调节能控制系统展开研究。 关键词：PLC；中央空调；节能控制系统；研究 引言： 中央空调监控系统提升了室内环境的舒适度，但是能源消耗量比较大。国家 倡导节能减排，中央空调监控系统要符合国家发展战略，就要重视系统的节能设 计工作。在中央空调监控系统的设计中积极引进新技术，以对能源有效控制。设 计中央空调监控系统的过程中采用节能技术，发挥PLC的控制作用，对中央空调 监控系统运行中的耗能情况实时自动监测，实现智能化控制，对能源消耗可以起 到一定的控制作用[1]。当前，中央空调节能控制系统已经在智能建筑中安装并发 挥着室内温湿度调节的作用，不仅自动化程度高，而且能够自动监测，对能源自 动控制，使得系统的能源消耗量降低，降低了运行成本。随着科学技术的发展， 中央空调节能控制系统的智能化控制中发挥PLC的作用，与变频技术相结合，当 中央空调节能控制系统运行中，频率不同，实际负荷也会出现变化，在符合负荷 要求的前提下，消耗的能源得到有效控制，由此降低了中央空调的运行成本。 一、中央空调节能控制系统的总体设计方案 中央空调节能控制系统的设计中。应用PLC，结合使用变频器，对中央空调 节能控制系统的机组设备进行控制，采用手动控制与自动控制相结合[2]。在空调 系统以及操作站的设计上，包括温度的控制以及湿度的控制都要满足要求。在中 央空调节能控制系统的自动控制系统的设计中，安装变频控制系统和温度测量仪表，对系统的运行状况做出调整，系统的控制功能、报警功能等等都能够得到有 效调整。 从中央空调节能控制系统的构成上来看，为功能设备构成的闭环自动控制系统，构成设备包括PLC、主接触器、温度检测装置、变频器以及水泵机组。在整 个的控制系统中，PLC是主要的控制机构。将变频器连接到各个空调机组上，实 时对系统运行状况现场检测，之后将检测获得的温度信号通过变送器和转换器传 输给PLC，经过运算之后，将结果传输给变频器[3]。在变频器的作用下，频率发 生了改变，控制泵的运行速度发生变化，由此温度得到有效控制。（图1：将 PLC与变频器连接设计图） 图1：将PLC与变频器连接设计图 二、中央空调节能控制系统的硬件设计 中央空调节能控制系统的硬件设计中，要重视变频器的选择，PLC 的型号要 符合要求，相关硬件的选择上要与系统安装的其他装置相匹配。在对系统的设计中，交流电动机要处于额定电压和额定频率下运行，包括电功率以及输出转矩都 符合额定值[4]。设计控制系统的过程中，采用变频调速系统，供电频率就会出现 变化，电机的转矩以及输出功率也会有所变化。变频器的选择过程中，从系统应 用的场合选择变频器，还要对电动机的容量充分考虑。 变频调速控制系统中，PLC是重要的部分。变频器与空调系统的各个组件之

空调自控系统设计论文

毕业设计(论文) 空调自控系统研究与设计

摘要 随着人们生活水平的日益提高，人们生活、生产及办公的环境要求也日益曾长了，而中央空调自动控制就给人们创造这样一个环境，它在各个领域各个行业占据了重要的位置，空调自动化程度决定着智能楼宇建筑的科技水平高低。所以空调自动控制系统的研究有很高的实用价值，而本论文的作用就是介绍空调的工作原理以及设计自控系统时的一些方案。 本论文详细的介绍了空调的原理，并结合一些原理图更加直观的了解空调的工作原理。 本论文介绍了空调的自动控制方案以及在设计时应当注意的问题。 本论文还通过一些烟厂实际工程的空调自控系统来详细的介绍空调自控方案设计。 关键词:空调原理监控系统空调自控系统水系统

目录 第1章绪论 (5) 1.1空调系统的研究意义 (5) 1.2空调系统的发展状况 (5) 第2章空调的原理及组成部分 (6) 2.1空调基础知识 (6) 2.2空调系统的组成部分 (6) 2.3空调系统的分类 (8) 2.3.1按空气处理设备的设置情况分类 (8) 2.3.2按负担室内热湿负荷所用的工作介质分类 (9) 2.3.3按集中式空调系统处理的空气来源分类 (9) 第3章空气调节的制冷机组 (9) 3.1制冷机组分类 (10) 3.1.1电驱动的压缩式制冷机 (10) 3.1.2热驱动吸收式制冷机组 (11) 3.1.3各种类制冷机特性及其单机容量比较： (11) 3.2 制冷机组的原理及其构造 (12) 3.2.1液体气化制冷法方式一：压缩——膨胀方式制冷原理（氟利昂制冷） (12) 3.2.2液体气化制冷法方式二：蒸发——吸收方式制冷原理（溴化锂制冷） (14) 3.3 吸收式制冷机的组成及循环过程 (14) 3.4 发生过程 (15) 3.5 冷凝过程 (15) 3.6 节流过程 (15) 3.7 蒸发过程 (15) 3.8 吸收过程 (15) 3.9 热交换器 (15) 第4章空调的自控系统的设计 (15) 4.1 空调自控系统各个单元的设计原理 (16) 4.2空调自控系统的监控 (17) 4.3 下位机、上位机与网络控制器 (18) 4.4某烟厂设计方案 (19) 4.5被控设备及被监测控制点 (19) 4.5.1 空调机组1台 (19) 4.5.2模拟量输入（AI） (19) 4.5.3 开关量输入（DI） (19) 4.5.4 模拟量输出（AO） (19) 4.5.5 开关量输出（DO） (20) 4.6控制器/电动阀及执行器选择 (20) 4.6.1空调DDC控制器： (20) 4.6.2 彩色液晶触摸屏： (20) 4.6.3 电动阀及执行器选型（根据甲方空调机组招标书提供参数）： (20) 4.7空调机控制方案 (21) 4.7.1 温、湿度检测 (21)

中央空调系统设计毕业论文

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 摘要 本工程为苏州市一酒店大楼，拟为之设计合理的中央空调系统，为室内工作人员提供舒适的工作环境。 设计内容包括：空调冷热负荷的计算；空调系统的划分与系统方案的确定；冷源的选择；空调末端处理设备的选型；风系统的设计与计算；室内送风方式与气流组织形式的选定；水系统的设计、布置与水力计算；风管系统与水管系统保温层的设计；消声防振设计等内容。 本设计依据有关规范考虑节能和舒适性要求，设计的空调系统采用风机盘管——新风系统。 关键词：酒店；中央空调；风机盘管——新风系统。

ABSTRACT This project designs on air-conditioning system for a hotel Building in Beijing.By comparing the advantages and disadvantages of the air-conditioning program and the suitable situation, combined with the actual situation and the data in this paper,selecting the appropriate type of air conditioning systems to meet the indoor staff comfortable working environment, and determining the design system. According to the relevent norms and the requirements of energy conservation and comfortableness, all-air primary return air system and the fan-coil unit plus fresh air system are applied to the central air conditioning system, respectively, based on the using function of the building. And both systems are designed, analysed, and calculated,separately. Based on this, the air conditioning wind, water systems and chiller plant are designed. The design contents include: the consultation of the relevant material; the understanding of the design principles of the air conditioning system in high-rise complex building; the determination of the indoor and outdoor design parameters; the calculation of the air-conditioning cooling load; the demonstration and selection of cold and heat source; the calculation of the air-conditioning cooling load; the lectotype of the air terminal processing equipment; the selection of the indoor air supply pattern and air distribution form; the selection of the indoor air form of organization ; the design and accommodate of the vault ventilation system; the design, layout and calculation of the water system; the determination of the type of insulation material; the depiction of the clear engineering drawings. Key words: hotel Building All-air system Fan-coil unit plus fresh air

中央空调自动控制系统设计说明

自控系统介绍 一、概述 随着科技的不断发展和进步，现代化的建筑物迅速崛起及发展，已成为国民经济迅速增长的必然条件。而现代化建筑物的大型化、智能化和多功能化，必然导致建筑物内机电设备种类繁多，技术性能复杂，维修服务保养项目的不断增加，管理工作已非人工所能应付。因此，采用自动化监控系统技术及计算机管理已成为现代建筑最重要的管理手段。它可以大量的节省人力、能源、降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、减少维护及营运成本，提高建筑物总体运作管理水平。 建筑自动化监控系统（Building Automation System，简称BAS），实质上是一套中央监控系统（Central Control Monitoring System, 简称CCMS）,有时称为综合中央管理系统。现阶段已广泛应用于各类建筑领域，以提供对各类建筑物内设备进行高效率管理与控制的有效途径。 BA系统的主要功能是： 对机电设备实现以最优控制为中心的过程控制自动化； 以运行状态监视和计算为中心的设备管理自动化； 以安全状态监视和灾害控制为中心的安全管理自动化； 以节能运行为中心的能量管理自动化。 机房集中监控系统是智能建筑系统中最重要的子系统之一，这可以从以下几方面看出： 智能建筑设备控制中机房设备相对比例较大，控制流程和技术较复杂，涉及自动控制、通信、计算机、图形及显示技术等。 机房集中监控系统，它不仅涉及对大厦的电、风、水等设备进行控制，而且与大厦的IT（信息技术）应用了有紧密的联系。 机房集中监控系统技术发展十分迅速，控制网络技术的突破性进展给楼宇控制领域带来巨大的影响。 机房集中监控系统是智能化工程中投资较大的部分。 1、系统的必要性 随着计算机技术的发展和普及，计算机系统数量与日俱增，其配套的环境设备也日益增多，计算机房已成为各大单位的重要组成部分。机房的环境设备（供配电、 UPS、暖通设备、等）必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。一旦机房设备出现故障，就会影响到计算机系统的运行，对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁，如事故严重又不能及时处理，就可能损坏硬件设备，造成严重后果。所以机房的集中管理更为重要，一旦系统发生故障，造成的经济损失更是不可估量。尤其目前国内普遍缺乏机房环境设备的专业管理人员，在许多地方的机房不得不安排软件人员或者不太懂机房设备管理甚至根本不懂机房设备维护的人员值班，这对机房的安全运行无疑又是一个不利因素。正是为了解决上述问题，本自控方案实现了机房设备的统一监控，减轻了机房维护人员负担，提高了系统的可靠性，实现了机房的科学管理。

PLC中央空调控制系统设计

基于PLC的中央空调控制系统设计 摘要 中央空调现已广泛的应用在各大商场、办公大厦等场所中，传统控制系统中在控制较适宜的温度的同时，却消耗了大量的能量。如今，人们越来越重视中央空调的舒适性和节能性，本文重点研究了中央空调冷冻泵机组控制系统，为舒适的生活工作环境及有效节能提供了技术条件。 本文首先介绍了中央空调的结构和工作原理，总结了传统中央空调的缺点，即冷冻泵、冷却泵不能自我调节负载，长期处于满负荷运行，造成了极大的能源浪费，随着变频技术日趋成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量达到节能目的。该系统采用西门子的S7—200PLC作为主控制单元，利用传统PID 控制算法，通过西门子MM440 变频器控制水泵运转速度，保证系统根据实际负荷的情况调整流量，实现恒温控制，同时又可以节约大量能源。 通过对中央空调的理论分析，验证了以出回水温差为根据对其进行变流量控制的可靠性。对变频控制系统进行了设计，为实现温度信号远距离传送，设计了基于USS 协议的RS-485总线通讯的网络。通过西门子TD200 文本显示器实现人机界面的设计，最后使用MCGS 工控组态软件进行了系统的组态设计研究。 关键词中央空调；PLC；变频器；PID；RS-485 - I -

基于PLC的中央空调控制系统设计目录 摘要................................................................................................................................. I 第1章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 中央空调控制的研究现状及发展 (2) 1.2.1 中央空调控制系统的发展 (2) 1.2.2 中央空调变流量控制的发展 (3) 1.3 本研究课题的主要工作 (4) 第2章中央空调变流量控制的原理 (5) 2.1 中央空调系统的结构和原理 (5) 2.1.1 概述 (5) 2.1.2 制冷原理 (5) 2.1.3 中央空调系统的构成 (5) 2.2 中央空调变流量控制的原理及特点 (5) 2.2.1 变流量空调系统概述 (5) 2.2.2 中央空调变流量控制的实现方式 (7) 2.2.3 中央空调系统变流量系统的特点 (9) 2.3 电机的软启动原理及应用 (10) 2.3.1 软启动设备介绍 (10) 2.3.2 软启动器的应用场合 (10) 2.3.3 软启动器与变频器之间的区别对比 (10) 2.4 PID控制的设计 (11) 2.4.1 PID控制原理 (11) 2.4.2 PID控制器的参数整定 (12) 2.4.3 PID的反馈逻辑 (12) 2.4.4 P、I、D参数调整原则 (13) 2.4.5 对空调系统的PID变频控制 (13) 2.4.6实现设定值的自动调节 (13) 2.4.7 PID控制器设计及实现 (13) 2.5 本章小结 (14) 第3章中央空调控制系统的硬件设计 (15) 3.1 变频器的原理 (15) 3.2 西门子MM440变频器性能介绍 (15) 3.2.1 主要特征 (16) 3.2.2 控制性能的特点 (16) 3.2.3 保护功能 (16) 3.2.4 变频器运行的环境条件 (16) 3.2.5 使用变频器设计系统时需注意的问题 (17) - II -

基于PLC系统的中央空调水泵变频调速系统设计论文

基于PLC的中央空调水泵变频调速系统设计 摘要 本文针对中央空调的节能问题，对中央空调水泵变频调速系统进行分析及设计。利用可编程控制器、模拟量扩展模块、变频器、温度传感器等代替传统再热量调节系统，实现中央空调水泵的变频调速。通过对空调出口温度进行检测，变频系统实时调节中央空调水泵转速，达到节能目的。采用变频技术控制中央空调水泵，是当前空调系统节能改造的有效途径。 关键词：中央空调，变频调速技术，可编程控制器PLC，PID

目录 1 绪论 (1) 1.1 中央空调变频调速的意义 (1) 1.2 变频调速技术介绍 (1) 1.3 本文的主要工作 (3) 2 系统原理分析及方案设计 (5) 2.1 中央空调结构原理 (5) 2.2 变频调速系统工作原理 (7) 2.3空调变频控制系统的构架 (8) 2.4总体设计方案的确定 (9) 3 系统硬件设计 (11) 3.1 可编程控制器的选型 (11) 3.1.1 可编程控制器概述 (11) 3.1.2 可编程控制器的选型 (12) 3.2 模拟量I/O模块及传感器选型 (14) 3.2.1 模拟量输入模块选型（A/D） (14) 3.2.2 模拟量输出模块选型（D/A） (17) 3.2.3 温度传感器选型 (18) 3.3 变频器的选型及参数设置 (20) 3.3.1 变频器的选型 (20) 3.3.1 变频器的参数设置 (21) 3.4 总体电路图 (23) 4 系统软件设计 (25) 4.1内存变量分配 (25) 4.2 控制系统程序设计 (27) 4.2.1 主程序设计 (27) 4.2.2 PID控制的设计及实现 (31) 4.2.3 冷却水系统循环控制及PID调节程序 (33) 4.2.4 冷冻水系统循环控制及PID调节程序 (37)

基于PLC的中央空调控制系统

毕业论文 基于PLC的中央空调控制系统 摘要 Ⅰ

中央空调系统是大型建筑物不可缺少的配套设施之一，其电能的消耗非常大。由变频器、PLC构成的控制系统应用在中央空调的冷却水泵和冷凝水泵的节能改造中，使冷却水泵和冷冻水泵能随空调负荷的变化而自动变速运行，达到显著节能效果。本文介绍了中央空调的主要组成，分类以及工作原理;介绍了中央空调的控制技术的特点、结构和类型; 分析了中央空调的控制要求，给出了其设计流程图，编写了PLC 梯形图，设计中央空调的PLC 控制系统，并进行调试运行。随着变频技术的日益成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，达到节能目的提供了可靠的技术条件。 关键词：中央空凋；变频器；PLC ABSTRACT

The central air conditioning system is a large building，one of the indispensable facilities，its power consumption is very heavy．By the frequency converter，PLC control system composed of the central air conditioning cooling water pump and Condensate pump energy-saving，allowing the cooling water pump and Condensate pump can cope with changes in air conditioning load of the automatic transmission operation，to achieve significant energy savings. This paper mainly introduces the main composition of central air-conditioning,classification and working principle.It introduces the control technology of central air conditioning the characteristics, structure and type. Itanalyzes the central air conditioning control requirements, gives the design flow chart, write PLC ladder diagram, the design of central air-conditioning and PLC control system, test and operation.With the fast maturity of Frequency Conversion Technology, using organic combination of inverter, PLC, digital analog conversion module, temperature sensor and temperature module to thermoelectric closed-loop automatic control technology which can adjust output flow rate automatically to save energy. Key words：central air conditioning； convener；PLC； 目录

(完整版)基于PLC的中央空调控制系统设计毕业论文设计

毕 业 设 计 课题名称 可编程的中央空调控制系统 的设计 姓 名 孙成彩 学 号 所 在 系 电子电气工程系 专业年级P10优秀论文 审核通过 未经允许 切勿外传

电气七班指导教师张德迪职称讲师 二O一三年四月十四

基于PLC的中央空调控制系统设计 摘要 中央空调现已广泛的应用在各大商场、办公大厦等场所中，传统控制系统中在控制较适宜的温度的同时，却消耗了大量的能量。如今，人们越来越重视中央空调的舒适性和节能性，本文重点研究了中央空调冷冻泵机组控制系统，为舒适的生活工作环境及有效节能提供了技术条件。 本文首先介绍了中央空调的结构和工作原理，总结了传统中央空调的缺点，即冷冻泵、冷却泵不能自我调节负载，长期处于满负荷运行，造成了极大的能源浪费，随着变频技术日趋成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量达到节能目的。该系统采用西门子的S7—200PLC 作为主控制单元，利用传统PID 控制算法，通过西门子MM440 变频器控制水泵运转速度，保证系统根据实际负荷的情况调整流量，实现恒温控制，同时又可以节约大量能源。 通过对中央空调的理论分析，验证了以出回水温差为根据对其进行变流量控制的可靠性。对变频控制系统进行了设计，为实现温度信号远距离传送，设计了基于USS 协议的RS-485总线通讯的网络。通过西门子TD200 文本显示器实现人机界面的设计，最后使用MCGS 工控组态软件进行了系统的组态设计研究。 关键词中央空调；PLC；变频器；PID；RS-485

基于PLC的中央空调控制系统设计目录 摘要................................................................................................................................. I 第1章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 中央空调控制的研究现状及发展 (2) 1.2.1 中央空调控制系统的发展 (2) 1.2.2 中央空调变流量控制的发展 (3) 1.3 本研究课题的主要工作 (4) 第2章中央空调变流量控制的原理 (5) 2.1 中央空调系统的结构和原理 (5) 2.1.1 概述 (5) 2.1.2 制冷原理 (5) 2.1.3 中央空调系统的构成 (5) 2.2 中央空调变流量控制的原理及特点 (5) 2.2.1 变流量空调系统概述 (5) 2.2.2 中央空调变流量控制的实现方式 (7) 2.2.3 中央空调系统变流量系统的特点 (9) 2.3 电机的软启动原理及应用 (10) 2.3.1 软启动设备介绍 (10) 2.3.2 软启动器的应用场合 (10) 2.3.3 软启动器与变频器之间的区别对比 (10)

基于PLC的空调控制系统

PLC 设计与调试 课程名称电气控制与PLC应用技术 设计题目基于PLC控制的中央空调系统专业班级自动化 1141 姓名高海风 学号 指导教师蔡长青张卓 起止时间 2014.6.9-2014.6.20

课程设计考核和成绩评定办法 1．课程设计的考核由指导教师根据设计表现、设计报告、设计成果、答辩等几个方面，给出各项权重，综合评定。该设计考核教研室主任审核，主管院长审批备案。 2．成绩评定采用五级分制，即优、良、中、及格、不及格。 3．参加本次设计时间不足三分之二或旷课四天以上者，不得参加本次考核，按不及格处理。 4．课程设计结束一周内，指导教师提交成绩和设计总结。 5．设计过程考核和成绩在教师手册中有记载。 课程设计报告内容 课程设计报告内容、格式各专业根据专业不同统一规范，经教研室主任审核、主管院长审批备案。 注：1. 课程设计任务书和指导书在课程设计前发给学生，设计任务书放置在设计报告封面后和正文目录前。 2. 为了节省纸张，保护环境，便于保管实习报告，统一采用A4 纸，实习报告建议双面打印（正文采用宋体五号字）或手写。

12/13学年第二学期 PLC应用技术课程设计任务书 指导教师：蔡长青张卓班级：自动化1141、2班地点：PLC512教室课程设计题目：基于PLC控制的中央空调系统 一、课程设计目的 本课程设计的目的在于培养学生运用已学的PLC控制技术的基础知识和基本 理论，加以综合运用，进行PLC控制系统设计的初等训练，掌握用PLC进行系统 控制设计的原则、设计内容和设计步骤，为从事PLC相关的毕业设计或今后的工 作需要打下良好的基础。 二、课程设计内容（包括技术指标） 1、控制面板介绍 空调的控制面板如上图所示，使用时，按动启动按钮，根据使用者的需求从左 到右依次选择工作模块。 （1）制冷制热模块的选择是根据人的操作决定，同时可以选择吹风，定时模式， 温度比较是PLC中自动进行的。 （2）当室内温度达到设定温度值时，通过PLC自动控制，室内风机停止，当室内 温度重新超出设定温度值时，室内风机自动启动。