【正文】 ....................................................................... 32 第一節(jié) 變頻控制概述 .......................................................................................................... 32 一、變頻主電路的控制原理 .......................................................................................... 32 二、對(duì)冷凍泵的變頻控制 .............................................................................................. 32 三、對(duì)冷卻泵的變頻控制 .............................................................................................. 33 第二節(jié) 模擬量部分的控制方案 ............................................................................................ 33 一、冷凍循環(huán)水部分（冷凍泵）的 控制 ......................................................................... 33 二、冷卻循環(huán)水部分（冷卻泵）的控制 ......................................................................... 34 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) VI 三、冷卻塔風(fēng)機(jī)的控制 ................................................................................................. 34 四、 PID控制的實(shí)現(xiàn) ...................................................................................................... 35 第三節(jié) 控制系統(tǒng)的性能 .................................................................................................... 39 一、降低空調(diào)能耗 ........................................................................................................ 39 二、改善和保證空調(diào)效果 .............................................................................................. 39 三、延長(zhǎng)設(shè)備壽命 ........................................................................................................ 39 四、減少人工成本 ........................................................................................................ 39 第七章 觸摸屏在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用 ..................................................................................... 40 第一節(jié) 觸摸屏的選擇 .......................................................................................................... 40 第二節(jié) 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 40 一、下載應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn) .............................................................................................. 40 二、 PT與 PLC聯(lián)機(jī)調(diào)試 ................................................................................................ 41 三、觸摸屏畫面 ............................................................................................................ 42 第八章 小結(jié) ............................................................................................................................... 44 致謝 ........................................................................................................................................... 45 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 46 附 錄 ......................................................................................................................................... 47 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 一 章 緒 論 第一節(jié) 課題來(lái)源及研究意義 隨經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ,中央空調(diào)系統(tǒng)己廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑域，如賓館、酒店、寫字樓、商場(chǎng)、廠房等場(chǎng)所，用于保持整棟大廈溫度恒定。而國(guó)家供電緊張形勢(shì)依然沒(méi)有根本緩解，電價(jià)不斷上調(diào)，造成中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用上升，如何控制空調(diào)系統(tǒng)的電能費(fèi)用己經(jīng)成為越來(lái)越多空調(diào)的經(jīng)營(yíng)管理者所關(guān)注的問(wèn)題。 第 二 節(jié) 主要研究?jī)?nèi)容 經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的分析并結(jié)合實(shí)際情況，本次研究的內(nèi)容和目標(biāo)是實(shí) 現(xiàn)基于 觸摸屏的 PLC 和變頻器的中央空調(diào)系統(tǒng)的集中控制，該系統(tǒng)將利用 PLC 和變頻器實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)的軟啟動(dòng)和調(diào)速，使整個(gè)系統(tǒng)的 運(yùn)行 達(dá)到 最佳狀態(tài)。 中央空調(diào)系統(tǒng)一般由如 下三部分組成： ① 冷熱源系統(tǒng)； ② 冷媒輸送系統(tǒng)；③ 空氣分布系統(tǒng)。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 回風(fēng)系統(tǒng)由于利用了一部分回風(fēng)，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用比直流式大為減少。 （ 2）美觀 空調(diào)風(fēng)道與裝修相結(jié)合，完全隱蔽，不占用室內(nèi)空間，為現(xiàn)代家庭空調(diào)器（分體機(jī)、柜機(jī)）的換代產(chǎn)品。在安裝價(jià)格上，戶式中央空調(diào)器比起普通家用空調(diào)器 并不具有明顯優(yōu)勢(shì)。但該系統(tǒng)的缺點(diǎn)也顯而易見，除了無(wú)法 直接引入新風(fēng)之外，造價(jià)較高，安裝難度大，水管也容易腐蝕，維護(hù)難度較大。此外，由于冷（熱）水機(jī)組的輸配系統(tǒng)所占空間較小，因此一般不受住宅層高的限制。 縱觀來(lái)說(shuō)，可編程控制器其實(shí) 是在傳統(tǒng)繼電接觸器控制的基礎(chǔ)上 ,采用電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的工業(yè)控制裝置。它按照 PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、 I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。 二、基本工作原理 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，整個(gè)工作過(guò)程分為內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、用戶程序執(zhí)行、輸出處理幾個(gè)階段。接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。 （ 二 ）編程方便，使用簡(jiǎn)單 PLC 使用簡(jiǎn)單，一般情況下，不需考慮接口問(wèn)題，只需用螺絲刀就可以完成全部接線工作。 第一節(jié) 變頻器的工作原理 一 、 變頻器的基本概念 交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式 為 ： p sfn )1(60 ?? …………………… (1) 式中 n—— 異步 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； f—— 異步電動(dòng)機(jī)的頻率； s—— 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率； p—— 電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。 2． 平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，含有電源 6 倍頻率的脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。 3． 驅(qū)動(dòng)電路：驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路。另外，其機(jī)械特性終究沒(méi)有直流電動(dòng)機(jī)硬，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲 線會(huì)隨負(fù)載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時(shí)因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。矢量控制方法的提出具有劃時(shí)代的意義。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低，諧波 電流大，直流電路需要大的儲(chǔ)能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。 2％，無(wú) PG反饋），高轉(zhuǎn)矩精度（ ＋ 3％）；同時(shí)還具有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時(shí)（包括 0 速度時(shí)），可輸出 150％～ 200％轉(zhuǎn)矩。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 第 四 節(jié) 變頻器 的 選型 通用變頻器的選擇包括通用變頻器的型式選擇和容量選擇兩個(gè)方面，選擇的原則是：首先其功能特性能保證可靠地事項(xiàng)工藝要求，其次是獲得較好的性能價(jià)格比。對(duì)于特殊的負(fù)載如深水泵等則需 要參考電機(jī)性能參數(shù)，以最大電流確定變頻器電流和過(guò)載能力。它一般是根據(jù)空氣調(diào)節(jié)原理及規(guī)律等由微處理器自動(dòng)控制的。 當(dāng)其中一臺(tái)冷卻泵／冷凍 泵出現(xiàn)故障時(shí)，備用冷卻水泵／冷凍水泵會(huì)自動(dòng)投工作。減少了人為因數(shù)的影響，大大優(yōu)化了系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行質(zhì)量。 觸 摸 屏 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 三 、 PLC 控 制系統(tǒng)輸入 /輸出統(tǒng)計(jì) 表 1 PLC控制系統(tǒng)輸入 /輸出統(tǒng)計(jì)表 設(shè)備名稱 輸入 輸出 備注 項(xiàng) 目 點(diǎn)數(shù) 項(xiàng) 目 點(diǎn)數(shù) 總控制信號(hào) 手動(dòng) /自動(dòng)轉(zhuǎn)換 2 指示燈 2 運(yùn)行 /停止按鈕 2 指示燈 2 冬季 /夏季轉(zhuǎn)換 2 指示燈 2 冷卻塔 風(fēng)機(jī) 電動(dòng)閥 風(fēng)機(jī)起 /停按鈕 6 風(fēng)機(jī)運(yùn)行 /停止 6 23 熱保護(hù)故障信號(hào) 3 熱保護(hù)故障指示燈 3 電動(dòng)閥開 /關(guān)按鈕 2 電動(dòng)閥開關(guān) 6 23 水位顯示信號(hào) 3 水位顯示指示燈 3 顯示信號(hào) 1＃ 2＃ 3＃ 冷卻水 泵 1＃ 2＃ 變頻器 冷卻泵 起 /停按鈕 6 冷卻泵 運(yùn)行 /停止 6 23 熱保護(hù)故障信號(hào) 3 熱保護(hù)故障指示燈 3 變頻器起 /停按鈕 6 變頻器電源 2 變頻器故障信號(hào) 2 變頻器運(yùn)行 /停止 2 溫度檢測(cè)信號(hào) 1＃ 2＃ 3＃冷凍水泵 冷凍水泵 起 /停按鈕 6 冷凍水泵 運(yùn)行 /停止 6 23 熱保護(hù)故障信號(hào) 3 熱保護(hù)故障指示燈 3 電源控制按鈕 4 冷凍水泵 電源控制 4 3+1 1＃ 2＃ 3＃ 冷水機(jī)組 冷水機(jī)組 起 /停按鈕 6 冷水機(jī)組 運(yùn)行 /停止 6 23 熱保 護(hù)故障信號(hào) 3 熱保護(hù)故障指示燈 3 合計(jì) 58 59 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 四 、集中控制系統(tǒng)的地址分配表 地址 說(shuō)明 地址 說(shuō)明 手動(dòng) 冷凍泵一手動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng) 自動(dòng) 冷凍泵一手動(dòng)運(yùn)行停止 夏季 冷凍泵一熱保護(hù) 冬季 冷凍泵二手動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng) 故障報(bào)警聲音消除 冷凍泵二手動(dòng)運(yùn)行停止 組一自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng) 冷凍泵二熱保護(hù) 組一自動(dòng)運(yùn)行停止 冷凍泵三手動(dòng)運(yùn)行 啟動(dòng) 組二自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng) 冷凍泵三手動(dòng)運(yùn)行停止 組二自動(dòng)運(yùn)行停止 冷凍泵三熱保護(hù) 組 三 自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng) 冷水機(jī)一手動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng) 組三自動(dòng)運(yùn)行停止 冷水機(jī)一手動(dòng)運(yùn)行停止 閥一手動(dòng)開啟 冷水機(jī)一熱保護(hù) 閥一手動(dòng)關(guān)閉 冷水機(jī)二手動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng) 閥一已開限位 冷水機(jī)二手動(dòng)運(yùn)行停止 閥一已關(guān)限位 冷水機(jī)二熱保護(hù) 閥一故障信號(hào) 冷水機(jī)三手動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng) 塔一手動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng) 冷水機(jī)三手動(dòng)運(yùn)行停止 塔一手動(dòng)運(yùn)行停止 冷水機(jī)三熱保護(hù) 塔一熱保護(hù) 手自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)指示 閥二手動(dòng)開啟 冬夏季運(yùn)行狀