【正文】 資和運(yùn)行維修費(fèi)用等許多方面去考慮，選擇合理的空調(diào)系統(tǒng)。 中央空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成中央空調(diào)系統(tǒng)包括空調(diào)主機(jī)，風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)、水系統(tǒng)及相應(yīng)的控制系統(tǒng)。但這種控制方式存在以下問(wèn)題：(1)中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)多參量、非線性、時(shí)變性的復(fù)雜系統(tǒng)，由于末端負(fù)荷的頻繁波動(dòng)，必然造成系統(tǒng)的運(yùn)行參量偏離空調(diào)主機(jī)的最佳工作狀態(tài)，導(dǎo)致主機(jī)熱轉(zhuǎn)換效率大大降低，系統(tǒng)長(zhǎng)期在低效率狀態(tài)下運(yùn)行，也會(huì)增加系統(tǒng)的能源消耗。如圖22所示：圖21 中央空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖22 冷凍水變流量控制系統(tǒng) 中央空調(diào)變流量控制的實(shí)現(xiàn)方式中央空調(diào)循環(huán)水變流量控制系統(tǒng)，是將整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)從節(jié)能、高效、環(huán)保、健康、安全、管理等方面進(jìn)行全面綜合考慮，把科學(xué)的節(jié)能理念和方法與成熟的控制理論技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、變頻技術(shù)及其產(chǎn)品進(jìn)行融合，形成了一個(gè)完整的節(jié)能與管理體系。對(duì)于直流電機(jī)來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁系統(tǒng)是獨(dú)立的，所以只要對(duì)電樞反應(yīng)的補(bǔ)償合適，保持磁通量不變是很容易做到的。低頻時(shí)，和都較小，定子阻抗壓降所占的份量都比較顯著，不能在忽略。圖24 異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制特性在中央空調(diào)水系統(tǒng)中，最主要的運(yùn)行設(shè)備是水泵。它為提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量、節(jié)約能源、降低消耗，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提供了重要的新手段。 電機(jī)的軟啟動(dòng)原理及應(yīng)用 軟啟動(dòng)設(shè)備介紹電壓由零慢慢提升到額定電壓，使電機(jī)啟動(dòng)的全過(guò)程都不存在沖擊轉(zhuǎn)矩，而是平滑的啟動(dòng)運(yùn)行。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。變頻器是用于需要調(diào)速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時(shí)改變頻率；軟起動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器，用于電機(jī)起動(dòng)時(shí)，輸出只改變電壓并沒(méi)有改變頻率。兩者可以配合使用，大中型供水設(shè)備中，常由變頻器帶動(dòng)一臺(tái)泵變速運(yùn)行，由一臺(tái)軟啟動(dòng)器完成其余各泵開(kāi)、停操作，變頻泵可定時(shí)輪換使各泵運(yùn)行時(shí)間均衡，運(yùn)行中變頻與工頻可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)切換。在工業(yè)過(guò)程控制中，40%以上的控制系統(tǒng)回路具有PID結(jié)構(gòu)。積分時(shí)間I如上所述．比例增益P越大，調(diào)節(jié)靈敏度越高，但由于傳動(dòng)系統(tǒng)和控制電路都有慣性，調(diào)節(jié)結(jié)果達(dá)到最佳值時(shí)不能立即停止，導(dǎo)致超調(diào)，然后反過(guò)來(lái)調(diào)整，再次超調(diào)，形成振蕩。它是根據(jù)被控過(guò)程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小?，F(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。被控物理量在發(fā)生變化后難以恢復(fù)，首先加大比例增益P，如果恢復(fù)仍較緩慢，可適當(dāng)減小積分時(shí)間I，還可加大微分時(shí)間D。溫度設(shè)置如下表：表21 溫度值查詢表室溫19℃以下19℃~23℃23℃~26℃26℃以上設(shè)定值8765 PID控制器設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)西門(mén)子公司從S7200系列PLC中的CPU215，CPU216開(kāi)始增加了用于閉環(huán)控制的PID指令。溫度變送器：將溫度變量轉(zhuǎn)化為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。采用脈沖頻率可選的專(zhuān)用脈寬調(diào)制技術(shù)，可使電動(dòng)機(jī)低噪聲運(yùn)行。 主要特征易于安裝；易于調(diào)試；牢固的EMC設(shè)計(jì)；可由IT電源供電；對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)是快速和可重復(fù)的；參數(shù)設(shè)置的范圍很廣，確保它可對(duì)廣泛的應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行配置；電纜連接簡(jiǎn)便；具有多個(gè)繼電器輸出；具有多個(gè)模擬量輸出(0~20mA)；6 個(gè)帶隔離的數(shù)字輸入，并可切換可NPN/PNP 接線；2 個(gè)模擬輸入：1)ADC1：0~10V，0~20mA 和10 至+10V 2)ADC2：0~10V，0~20mA；2 個(gè)模擬輸入可以作為第7 和第8 個(gè)數(shù)字輸入；BICO 技術(shù)；模塊化設(shè)計(jì)，配置非常靈活；開(kāi)關(guān)頻率高(傳動(dòng)變頻器可到16kHz)，因而電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪音低；內(nèi)部RS485 接口(端口)；詳細(xì)的變頻器狀態(tài)信息和完整的信息功能。禁止把變頻器安裝在濕度過(guò)大和有可能出現(xiàn)凝露的地方。 PLC選型 PLC簡(jiǎn)介可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò)。五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語(yǔ)言：順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能模塊圖(FBD)三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)句表(IL)、結(jié)構(gòu)文本(ST)兩種文本語(yǔ)言。處理速度與用戶程序的長(zhǎng)度、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。S7200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1)極高的可靠性；2)極豐富的指令集；3)易于掌握；4)便捷的操作；5)豐富的內(nèi)置集成功能；6)實(shí)時(shí)特性；7)強(qiáng)勁的通訊能力；8)豐富的擴(kuò)展模塊。4. 6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器?？捎糜谧杂煽谕ㄐ艜r(shí)的控制。 EM231技術(shù)指標(biāo)。：電壓輸出為177。該接地點(diǎn)與電源連接器的3~7針共地。它的工業(yè)原理：當(dāng)PT100在0攝氏度的時(shí)候他的阻值為100歐姆，它的阻值會(huì)隨著溫度上升而成勻速增長(zhǎng)的?？梢允褂肨D設(shè)備組態(tài)一組層級(jí)式用戶菜單，從而提供更多應(yīng)用程序交互結(jié)構(gòu)。此主機(jī)的冷凍水出口溫度設(shè)為7℃，在其冷凍水入水溫度高于7℃情況下，制冷主機(jī)會(huì)正常工作；如入水溫度達(dá)到或接近7℃時(shí)，制冷主機(jī)會(huì)自動(dòng)停機(jī)。圖32 中央空調(diào)冷凍水循環(huán)控制系統(tǒng)主回路連接示意圖圖33 中央空調(diào)控制系統(tǒng)電路圖圖34 中央空調(diào)控制系統(tǒng)主要設(shè)備的端口連接圖 本章小結(jié)本章介紹了中央空調(diào)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，對(duì)變頻器、PLC、溫度傳感器進(jìn)行了選型，并設(shè)計(jì)了人機(jī)界面。理論上，通信速率在100Kbps及以下時(shí)，RS485的最長(zhǎng)傳輸距離可達(dá)1200米，但在實(shí)際應(yīng)用中傳輸?shù)木嚯x也因芯片及電纜的傳輸特性而所差異。(2)本從站在接收到主站報(bào)文中被尋址 。(5)容易實(shí)現(xiàn)，成本較低。圖41 初始程序段a網(wǎng)絡(luò)1：，以及參數(shù)讀寫(xiě)控制位。 PLC主程序流程圖 圖48 程序設(shè)計(jì)流程圖 PLC編程軟件PLC控制程序采用西門(mén)子公司提供的STEP7micro/win32 。通過(guò)與其他相關(guān)的硬件設(shè)備結(jié)合，可以快速、方便的開(kāi)發(fā)各種用于現(xiàn)場(chǎng)采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設(shè)備。最后通過(guò)MCGS軟件實(shí)現(xiàn)組態(tài)的設(shè)計(jì)。另外李老師在學(xué)術(shù)上的成績(jī)一直也使我敬慕不已，做了畢業(yè)設(shè)計(jì)之后，我更敬佩導(dǎo)師那嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、正直的作風(fēng)以及孜孜不倦的學(xué)習(xí)態(tài)度，在我做論文的每一個(gè)階段，李老師都嚴(yán)格把關(guān)，容不得半點(diǎn)馬虎。在設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了許多有關(guān)PLC、變頻器、溫度變送器方面的知識(shí)，這讓我更深入的體會(huì)到PLC和變頻器在中央空調(diào)控制方面的應(yīng)用能力。完善的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，可以支持最新流行的各種通訊方式，包括電話通訊網(wǎng)，寬帶通訊網(wǎng)，ISDN通訊網(wǎng)，GPRS通訊網(wǎng)和無(wú)線通訊網(wǎng)。 程序設(shè)計(jì) 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的I/O分配表表41 I/O分配表名稱(chēng)地址編號(hào)說(shuō)明輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)裝置的啟動(dòng)/停止控制停車(chē)信號(hào)2,封鎖主回路輸出，自由停車(chē)停車(chē)信號(hào)3，快速停車(chē)故障確認(rèn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向控制USS通訊和PPI通訊轉(zhuǎn)換讀/寫(xiě)操作開(kāi)始按鈕SA手動(dòng)/自動(dòng)切換按鈕SB1手動(dòng)模式1冷凍泵啟動(dòng)按鈕SB2手動(dòng)模式1冷凍泵停止按鈕SB3手動(dòng)模式2冷凍泵啟動(dòng)按鈕SB4手動(dòng)模式2冷凍泵停止按鈕SB5手動(dòng)模式3冷凍泵啟動(dòng)按鈕SB6手動(dòng)模式3冷凍泵停止按鈕AIW0用戶房間內(nèi)溫度傳感器續(xù)表41 I/O分配表輸出信號(hào)運(yùn)行模式反饋指示運(yùn)轉(zhuǎn)方向驅(qū)動(dòng)裝置禁止?fàn)顟B(tài)指示故障指示位KM21冷凍泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈KM11冷凍泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈KM42冷凍泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈KM32冷凍泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈KM63冷凍泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈KM53冷凍泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈AQW0輸出模擬信號(hào)到變頻器 程序中使用的存儲(chǔ)器及功能表42 存儲(chǔ)器及功能地址功能VD108傳感器反饋的電壓值VD104房間內(nèi)壓力下限對(duì)應(yīng)的電壓值VD106房間內(nèi)壓力上限對(duì)應(yīng)的電壓值VD300變頻工作泵的泵號(hào)VD301工頻運(yùn)行泵的總臺(tái)數(shù)T33產(chǎn)生關(guān)斷變頻脈沖信號(hào)的時(shí)間控制T34產(chǎn)生啟動(dòng)工頻脈沖信號(hào)的時(shí)間控制T37增加工頻泵的時(shí)間控制T38減少工頻泵的時(shí)間控制T39產(chǎn)生下一臺(tái)泵變頻啟動(dòng)信號(hào)的時(shí)間控制初始化完成標(biāo)志位讀寫(xiě)功能塊完成標(biāo)志位，用于功能塊輪替讀寫(xiě)功能塊控制位工頻啟動(dòng)脈沖變頻啟動(dòng)脈沖關(guān)斷當(dāng)前泵脈沖當(dāng)前泵工頻啟動(dòng)脈沖下一臺(tái)泵變頻運(yùn)行脈沖泵工頻/變頻轉(zhuǎn)換控制邏輯續(xù)表42存儲(chǔ)器及功能泵工頻/變頻轉(zhuǎn)換控制邏輯泵工頻/變頻轉(zhuǎn)換控制邏輯軟件編程詳見(jiàn)附錄C 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的MCGS組態(tài) MCGS組態(tài)軟件簡(jiǎn)介MCGS(Monitor and Control Generated System，監(jiān)視與控制通用系統(tǒng))是北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司研發(fā)的一套基于Windows平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，主要完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測(cè)、前端數(shù)據(jù)的處理與控制，可運(yùn)行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/XP等操作系統(tǒng)。圖46 初始程序段f網(wǎng)絡(luò)8：向驅(qū)動(dòng)器中寫(xiě)參數(shù)：P1082=。 PLC的初始設(shè)定要實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)變頻器的通訊控制，必須對(duì)PLC進(jìn)行編程。(3)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上最多可以有32個(gè)節(jié)點(diǎn)(最多31個(gè)從站)。從站永遠(yuǎn)不會(huì)主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)。RS485電纜：在低速、短距離、無(wú)干擾的場(chǎng)合可以采用普通的雙絞線，反之，在高速、長(zhǎng)線傳輸時(shí)，則必須采用阻抗匹配(一般為120Ω)的RS485專(zhuān)用電纜，而在干擾惡劣的環(huán)境下還應(yīng)采用鎧裝型雙絞屏蔽電纜。以此類(lèi)推。TD200設(shè)備的組態(tài)需要完成以下操作：1)STEP 7Micro/WIN 的文本顯示向?qū)?創(chuàng)作操作員界面和報(bào)警和組態(tài)TD設(shè)備的參數(shù)塊；2)TD參數(shù)中，選擇TD設(shè)備的類(lèi)型、啟用CPU功能、選擇更新速率、選擇語(yǔ)言和字符集和組態(tài)按鍵；3)屏幕設(shè)置中，創(chuàng)建用戶菜單，定義屏幕；4)報(bào)警設(shè)置中，選擇顯示選項(xiàng)，定義報(bào)警信息；5)語(yǔ)言集設(shè)置中，選擇提示和菜單的語(yǔ)言，選擇字符集；6)翻譯報(bào)警和屏幕，把翻譯后的信息反饋回報(bào)警和屏幕；7)參數(shù)塊地址設(shè)置中，定義參數(shù)塊的地址，即V存儲(chǔ)區(qū)。人機(jī)界面(HMI)提供了這種透明性[16]。，性能可靠，低溫度漂移。其設(shè)計(jì)原理：PT100是鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正比。 EM231 RTD接線及注意事項(xiàng)熱電阻模塊EM231 RTD接線如圖31所示，使用屏蔽線連接可達(dá)到最好的抗噪性。前者的全量程范圍設(shè)置為0~~+32000。轉(zhuǎn)換時(shí)間也是模擬I/O模塊的一個(gè)重要指標(biāo)。在此模式時(shí)，不能向PLC裝入程序、STOP模式：PLC處于停止方式，CPU不執(zhí)行用戶程序，可裝載編程軟件的計(jì)算機(jī)通信，可以創(chuàng)建和編輯用戶程序，設(shè)置PLC的硬件功能，向PLC裝入用戶程序和硬件設(shè)置信息。最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35路模擬量I/O 點(diǎn)。S7200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。處理速度可編程邏輯控制器采用掃描方式工作。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。為了控制電源，一般在變頻器電源進(jìn)線上串接一個(gè)超過(guò)變頻器額定電流兩倍以上的交流接觸器。例如，安裝在存在灰塵、腐蝕性氣體等的環(huán)境中。由于它具有高度的靈活性因而可以在廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。本變頻器由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件。 它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。實(shí)現(xiàn)功能如下：變頻器：為了調(diào)速，并降低啟動(dòng)電流。即使空調(diào)系統(tǒng)的水泵、風(fēng)機(jī)等以同樣轉(zhuǎn)速等情況運(yùn)行，其實(shí)際出回水溫差也變化很大。這就是引入反饋邏輯的原由。兩種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是通過(guò)試驗(yàn)，然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行整定。由于微分環(huán)節(jié)在系統(tǒng)傳遞函數(shù)中引入了一個(gè)零點(diǎn)，如果使用不當(dāng)會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定。比例增益部分用于保證控制量的輸出含有與系統(tǒng)偏差成線性關(guān)系的分量，能夠快速反應(yīng)系統(tǒng)輸出偏差的變化情況。溫度是一個(gè)普通而又重要的物理量，在許多領(lǐng)域里，人們需對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量和控制，長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外科技工作者對(duì)溫度控制器進(jìn)行了廣泛深入的研究，產(chǎn)生了大批溫度控制器，如：性能成熟、應(yīng)用廣泛