【正文】 將冷凍水或熱水從空調(diào)機(jī)房輸送到室內(nèi)的裝置中，通過(guò)散熱設(shè)備對(duì)室內(nèi)進(jìn)行制冷或加熱。 （ 1）空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)系統(tǒng) 空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)系統(tǒng)主要功能是完成對(duì)冷量和熱量的輸送，主要包括送風(fēng) /回風(fēng)結(jié)構(gòu)、風(fēng)管系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 側(cè)送風(fēng)結(jié)構(gòu)是指送風(fēng)口位于房間側(cè)壁上方，送氣的方向?yàn)闄M向進(jìn)入，而工作區(qū)得氣流通常是回流；回風(fēng)口與送風(fēng)口同側(cè)。散流器的形狀有方形、圓形和矩形，常用的散流器有盤(pán)式散流器、直片式式散流器、流線型散流器和送吸式散流器。 ③風(fēng)機(jī)。 ①冷凍水系統(tǒng)。 ②冷卻水系統(tǒng)。水管系統(tǒng)既包括冷凍水系統(tǒng)中的管線系統(tǒng)，也包 括冷卻水系統(tǒng)的管線系統(tǒng)，主要有水、煤氣輸送鋼管和無(wú)縫鋼管組成。 ④水泵的選擇。冷 /熱源可分為常規(guī)冷 /熱源和天然冷 /熱源。 ②天然冷 /熱源。因此 S7200 系列具有極高的性能 /價(jià)格比。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制， 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 。 （ 4） 便捷的操作 。 （ 8） 豐富的擴(kuò)展模塊 。（ 3） 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 因此它可以 用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的 運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。 表 61 CPU226的物理特性 物理特性 CPU 226 CN DC/DC/DC CPU 226 CN AC/DC/繼電器 尺寸 1968062 mm 1968062 mm 重量 550g 660g 功耗 11W 17W 表 62 CPU226的存儲(chǔ)特性 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 存儲(chǔ)特性 技術(shù)數(shù)據(jù) 在線程序編輯時(shí) 16384 bytes 非在線程序編輯時(shí) 24576 bytes 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 10240 bytes 裝備 (超級(jí)電容 ) 100 小時(shí) /典型值 (40度時(shí)最少 70 小時(shí) ) (可選電池 ) 200 天 /典型值 表 63 CPU226的 I/O特性 I/O特性 技術(shù)數(shù)據(jù) 本機(jī)數(shù)字量輸入 24 輸入 本機(jī)數(shù)字量輸出 16 輸出 本機(jī)模擬量輸入 無(wú) 本機(jī)模擬量輸出 無(wú) 數(shù)字 I/O映象區(qū) 256 (128輸入 /128輸出 ) 模擬 I/O映象區(qū) 64(32 輸入 /32 輸出 ) 允許最大的擴(kuò)展 I/O模塊 7 個(gè)模塊 允許最大的智能模塊 7 個(gè)模塊 脈沖捕捉輸入 24 總數(shù) 6 個(gè) 單相計(jì)數(shù)器 6，每個(gè) 30kHz 兩相計(jì)數(shù)器 4，每個(gè) 20kHz 脈沖輸出 2 個(gè) 20kHz(僅限于 DC輸出 ) 表 64 CPU226的集成的通信功能特性 集成的通信功能 技術(shù)數(shù)據(jù) 接口 2 個(gè) RS485 接口 PPI, DP/T 波特率 , 和 自由口波特率 至 每段最大電纜長(zhǎng)度 使用隔離的中繼器： 可達(dá) 1200 米 未使用隔離中繼器： 50 米 最大站點(diǎn)數(shù) 每段 32 個(gè)站，每個(gè)網(wǎng)絡(luò) 126 個(gè)站 最大主站數(shù) 32 點(diǎn)到點(diǎn) (PPI 主站模式 ) 是 (NETR / NETW) MPI 連接 共 4 個(gè)， 2 個(gè)保留 (1 個(gè)給 PG， 1 個(gè)給 OP) 表 65 CPU226數(shù)字量輸入特性 數(shù)字量輸入特性 技術(shù)數(shù)據(jù) 本機(jī)集成數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù) 24 輸入 輸入類型 漏型 /源型 (IEC 類型 1/漏型 ) 額定電壓 24 VDC， 4mA典型值時(shí) 最大持續(xù)允許電壓 30V DC 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 24 浪涌電壓 35V DC， 秒 邏輯 1 信號(hào) (最小 ) 15 VDC， 邏輯 0 信號(hào) (最大 ) 5 VDC， 1mA 輸入延遲 可選 ( 至 ) 允許漏電流最 大 1mA 光電隔離 是 隔離組。 由于此中央空調(diào)控制系統(tǒng)總共有 15 個(gè)數(shù)字量輸入， 10 個(gè)數(shù)字量輸出，共需要 25個(gè)數(shù)字量 I/O， 4 個(gè)模擬量輸入，根據(jù) I/O點(diǎn)數(shù)，以及程序容量和控制的要求，選擇 CPU226作為該控制系統(tǒng)的主機(jī)。 （ 5） 2 個(gè) RS485 通訊 /編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、 MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 CPU226 的 優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面： （ 1） 本機(jī)集成 24 輸入 /16 輸出共 40 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)。 （ 6） 實(shí)時(shí)特性 。 （ 2） 極豐富的指令集 。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。 6 中央空調(diào)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件電路設(shè)計(jì) PLC 選型 S7200 是一種小型的 可編程序控制器 ，適 用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。目前，在空調(diào)系統(tǒng)中，制冷設(shè)備使用的最多的就是利用“液體氣化制冷法”原理制造的設(shè)備，主要包括電驅(qū)動(dòng)的蒸汽壓縮式和熱驅(qū)動(dòng)的吸收式兩種形式。空調(diào)系統(tǒng)中常用的水泵為離心式水泵，就一般的空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，采用轉(zhuǎn)速在 30~120r/s 范圍內(nèi)的離心式水泵比較合適，這類型水泵已經(jīng)基本上滿足空調(diào)系統(tǒng)中水的流量和壓力的變化要求。可分為鍍鋅鋼管和不鍍鋅鋼管兩種。冷卻塔的作用就是將冷卻水在塔內(nèi)利用水的自然蒸發(fā)冷卻降溫，為了充分利用資源，降低運(yùn)行成本，一般采用循環(huán)系統(tǒng)重復(fù)利用冷卻水，定期更換冷卻水以保證水質(zhì)能滿足空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)要求。冷凍水系統(tǒng)主要 包括冷源設(shè)備、水泵、過(guò)濾器和閥門(mén)等，在大型復(fù)雜的空調(diào)系統(tǒng)中還有分水器和集水器等。貫流式風(fēng)機(jī)目前僅用于某些固定的空調(diào)機(jī)組設(shè)備中，例如，風(fēng)機(jī)盤(pán)管風(fēng)幕等，而在工程中大量使用的是離心式和軸流式風(fēng)機(jī)。風(fēng)管系統(tǒng)是由輸送空氣的管道和風(fēng)管附件構(gòu)成的，風(fēng)管附件主要有各種調(diào)節(jié)活門(mén)、閘板、倒流葉片和防雨?yáng)鸥竦取? 條縫送風(fēng)結(jié)構(gòu)是指送風(fēng)口位于房間的頂部，其形狀為條縫形，條縫送風(fēng)結(jié)構(gòu)送出的氣流是向房間的下方送出扁平射流，其射程較短、送風(fēng)的溫度和速度衰減 較快，使得工作區(qū)的溫度分布比較傲均勻，這類方式適用于民用建筑和工業(yè)場(chǎng)合中的一般空調(diào)，它的回風(fēng)口位于房間的側(cè)下方。空調(diào)常用的送風(fēng)方式，主要有側(cè)送風(fēng)、孔板送風(fēng)、條縫送風(fēng)等幾種形式。所以兩個(gè)部分一般采用兩根紫銅管連接，便于進(jìn)行制冷劑的循環(huán)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)完整的空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)工作中風(fēng)量是否變化可分為定風(fēng)量系統(tǒng)，定風(fēng)量系統(tǒng)可以較好地穩(wěn)定室內(nèi)的空氣條件，同時(shí)它的能耗也會(huì)相應(yīng)增加；變風(fēng)量系統(tǒng)的送風(fēng)量可在一定范圍內(nèi)變化，因此它的能耗會(huì)顯著降低，但是由于該系統(tǒng)的送風(fēng)量是根據(jù)室內(nèi)溫度來(lái)調(diào)節(jié)的，所以 它維持室內(nèi)空氣的穩(wěn)定性不如定風(fēng)量系統(tǒng)。 空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)制冷 /制熱傳送介質(zhì)的不同可分為全空氣系統(tǒng)和空氣 水系統(tǒng)。因此查閱部分民用建筑的空調(diào)冷負(fù)荷概算指標(biāo)可以得出圖書(shū)館各室的冷負(fù)荷指標(biāo)見(jiàn)表 51： 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 表 51圖書(shū)館各室的冷負(fù)荷指 標(biāo) 圖書(shū)館各室名稱 冷負(fù)荷指標(biāo)（ mW 2/ ） 會(huì)堂、報(bào)告廳 269 展覽廳、陳列室 177 圖書(shū)館閱覽室 121 辦公室 131 小會(huì)議室 235 休息廳 370 研究室 140 貴賓室 120 大會(huì)議廳 358 中廳 180 圖書(shū)館各層分布及面積為：（ m2 ） 地下室：校史展覽室： 33750；貴賓室： 5625；會(huì)議室： 5625 一層：休息廳： 5625；報(bào)告廳： ；中廳： 45000；辦公室： ； 休息茶座 :；大會(huì)議室： 22500 二層：閱覽室 :；休息室： ；辦公室： 三層：閱覽室： ；觀象室： ；辦公室： 四層：閱覽室： 112500；辦公室： 7500；休息室： 7500 五層：閱覽室： 95625；研究室： ；辦公室： 7500；休息室： 7500 總面積：地下室： ；一層： ；二層： ；三層： ； 四層： ；五層： 總面積： 因此：根據(jù)這些數(shù)據(jù)用圖書(shū)館各室的面積乘以其相對(duì)應(yīng)的冷負(fù)荷指標(biāo)，可以計(jì)算出圖書(shū)館各個(gè)房間的冷負(fù)荷，見(jiàn)表 52： 表 52圖書(shū)館各室的冷負(fù)荷 各室類型 冷負(fù)荷指標(biāo)（ mW 2/ ） 面積 負(fù)荷 會(huì)堂、報(bào)告廳 269 展覽廳、陳列室 177 圖書(shū)館閱覽室 121 辦公室 131 小會(huì)議室 235 休息廳 370 研究室 140 55125 貴賓室 120 6750 大會(huì)議廳 358 225 80550 中廳 180 101250 總計(jì) 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 中央空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模塊式空調(diào)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面：一個(gè)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；一個(gè)是PLC 電氣控制的設(shè)計(jì) 。夏季空調(diào)不應(yīng)大于 ，冬季空調(diào)不應(yīng)大于 。 （ 2）室內(nèi)相對(duì)濕度。夏季空調(diào)采用 22～ 28℃。 負(fù)荷計(jì)算 空調(diào)負(fù)荷是指空調(diào)房間冷（熱）負(fù)荷和濕負(fù)荷。 硬件電路主要實(shí)現(xiàn)：信號(hào)采集，控制信號(hào)輸出，水泵控制，故障報(bào)警等功能。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統(tǒng)安全可靠。 設(shè)計(jì)原則 （ 1）最 大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求 充分發(fā)揮 PLC 的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。 （ 2）各設(shè)備的程序聯(lián)動(dòng)。如此循環(huán)不已，把室內(nèi)的熱量帶出，達(dá)到降低環(huán)境溫度的目的。 中央空調(diào)冷凍系統(tǒng)有 3種控制方式：早期的繼電器控制系統(tǒng)、直接數(shù)字式 控制器（ Direct Digital Controller， DDC） 和 PLC 控制系統(tǒng)。 中央空調(diào)工作過(guò)程如圖 41所示。 4 基于 PLC 控制的中 央空調(diào)系統(tǒng) 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 中央空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 所謂“中央空調(diào)”是由一臺(tái)主機(jī)通過(guò)風(fēng)道過(guò)風(fēng)或冷熱水管或管線連接多個(gè)末端的方式來(lái)控制不同的房間以達(dá)到室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)目的的空調(diào)。在運(yùn)行狀態(tài)， PLC 通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能。 PLC 通過(guò)輸出模塊控制接觸器、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，另 外也可以驅(qū)動(dòng)指示燈、數(shù)字河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 顯示裝置等 CPU 模塊的工作電壓一般是 5V，而其輸入 /輸出信號(hào)電壓一般較高，如 DC24V和 AC220V。 圖 31 PLC 的結(jié)構(gòu)組成 CPU 模塊： CPU 模塊主要由微處理 器（ CPU 芯片）和存儲(chǔ)器組成。數(shù)據(jù)處理功能一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人柔性制造系統(tǒng)，也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品等工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 (3) 閉環(huán)過(guò)程控制 過(guò)程控制指對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。 (5)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 (6)維修工作量小，維修方便 PLC 的故障率很低，并且有完善的自診斷和顯示功能，用戶可以根據(jù) PLC上的發(fā)光二極管和編程器提供的信息迅速查明故障原因并予以排除。 (3) 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) 可編過(guò)程控制其產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置功用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功 能，不同規(guī)模的系統(tǒng)。 隨著電子技術(shù)和 計(jì)算機(jī)技術(shù) 的進(jìn)步， PLC 的發(fā)展趨勢(shì)有：向高性能、高速度、大容量發(fā)展，大力發(fā)展微型 PLC，不斷增強(qiáng)微型 PLC 的功能， PLC 編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化， PLC與其它工業(yè)控制產(chǎn)品相互融合， PLC 與個(gè)人計(jì)算機(jī)（ PC）的融合， PLC 與集散控制系統(tǒng)的融合， PLC 與 CNC 的融合，大力開(kāi)發(fā)智能型 I/O 子系統(tǒng)， LC與現(xiàn)場(chǎng)總線相融合，強(qiáng)通訊聯(lián)網(wǎng)功能 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 PLC 的特點(diǎn) (1) 編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)，指令豐富 梯形圖是使用得最多的 PLC 的語(yǔ)言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似， 梯形圖語(yǔ)言形象直觀，易學(xué)易懂，并且包含一些常用的高級(jí)便利指令如 PID，加減速脈沖，高速計(jì)數(shù)等。 70年代初期出現(xiàn)了微處理器，它的體積小，功能強(qiáng)，價(jià)格便宜，很快被用于 PLC，使它的功能增強(qiáng)，工作速度加快，體積減小，可靠性提高，成本下降。并籍由其外圍的裝置（計(jì)算機(jī) /程序書(shū)寫(xiě)器）輕易地編輯 /修改程序及監(jiān)控裝置狀態(tài)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)程序的維護(hù)及試機(jī)調(diào)整。在以上調(diào)速方法中，變頻調(diào)速性能最好，調(diào)速范圍大，靜態(tài)穩(wěn)定性好，運(yùn)行效 率高，也最容易控制，所以變頻調(diào)速也是目前應(yīng)用最為成熟的。N ） 3 根據(jù)上面公式可以看出，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，流量按線性關(guān)系 變化，而電功率按立方關(guān)系方式變化，例如，電機(jī)功率為 15KW，當(dāng)其轉(zhuǎn)速為原來(lái)的 4/5時(shí)，耗電功率為 ，即耗電為原來(lái)的 %，節(jié)電 %，從而大大節(jié)約電能。 研究工作的具體內(nèi)容如下 : （ 1）對(duì)變頻技術(shù)用于大型中央空調(diào)系統(tǒng)的可行性進(jìn)行分析，以圖書(shū)館中央空調(diào)系河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 統(tǒng)為研究對(duì)象，確定空氣處理機(jī)及冷凍冷卻循環(huán)水泵采用變頻技術(shù)的具體方案； （ 2）確定實(shí)施變頻節(jié)能技術(shù)改造的具體措施，在確保不影響中央空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下，完成技術(shù)改造，特別是要處理好工 頻和變頻之間的相互切換問(wèn)題； （ 3）進(jìn)行