【正文】 原中央空調(diào)系統(tǒng)的運行以及存在的問題 .............................................................. 5 變頻節(jié)能原理 ......................................................................................................... 5 變頻節(jié)能改造方案的選擇 ...................................................................................... 6 冷卻水機組節(jié)能方案選擇 .......................................................................... 7 冷凍水機組節(jié)能方案選擇 ......................................................................... 7 主電路控制方案 ..................................................................................................... 8 冷卻泵、冷凍泵主電路與控制電路接線圖 ....................................................... 10 冷卻泵主電路與控制電路接線圖 ........................................................... 10 冷凍泵主電路與控制電路接線圖 ........................................................... 11 第 4章 中央空調(diào)變頻控制系統(tǒng)的實現(xiàn) ............................................................................ 12 PLC 的選型 ............................................................................................................ 12 可編程控制器 PLC的基本功能 ............................................................... 12 三菱 FX2N 系列 PLC 介紹 ......................................................................... 12 三菱 FX2N64MR PLC ................................................................................ 13 溫度傳感器模塊 ....................................................................................... 13 模擬量輸出模塊 ....................................................................................... 14 溫度傳感器 ............................................................................................... 14 變頻器的選型 ....................................................................................................... 15 變頻器的工作原理 ................................................................................... 15 變頻器的控制方式 ................................................................................... 16 三菱 FRF54037KCH .............................................................................. 17 實現(xiàn)控制系統(tǒng)需要增加的設備列表 ................................................................... 24 PLC 與變頻器的 I/O 分配 .................................................................................... 24 IV 變頻調(diào)速系統(tǒng)接線圖 ........................................................................................... 25 第 5章 變頻調(diào)速系統(tǒng)軟件設計 ........................................................................................ 27 中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)控制流程 ....................................................................... 27 PLC 主要部分 程序分析 ........................................................................................ 28 第 6章 結論 ........................................................................................................................ 36 參 考 文 獻 ........................................................................................................................ 37 致 謝 ........................................................................................................................ 38 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計（論文） 1 第 1 章 前言 引言 《變頻調(diào)速技術在空調(diào)系統(tǒng)中的應用》針對社會發(fā)展中出現(xiàn)的熱點和難點問題選題研究，現(xiàn)如今的社會，講究環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展，如何在給人類提供方便舒適的生活環(huán)境下而盡量的節(jié)約能源成為了社會的熱點話題，空調(diào)是現(xiàn)代化樓宇中不可缺少的一部分，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和城市化進程的不斷推進，中央空調(diào)的應用會越來越廣泛。這是因為變頻器能根據(jù)冷凍水泵和冷卻水泵負載變化隨之調(diào)整水泵電機的轉速，在滿足中央空調(diào)系統(tǒng)正常工作的情況下使冷凍水泵和冷卻水泵作出相應調(diào)節(jié)，以達到節(jié)能目的 [1]。 據(jù)統(tǒng)計，我國電動機裝機總容量約 4 億多 KW，其用電量占當年全國發(fā)電量的 60%～ 70%，而風機、水泵設備裝機總功率達 億 KW，年耗電量 3200KW而冷卻水在與制冷劑完成熱交換之后，由冷卻水泵加壓，通過冷卻水管道到達散熱塔與外界進行熱交換，降溫后的冷卻水重新流入冷凍主機開始下一輪的循環(huán)。而且冷凍、冷卻水泵采用的均是 Y— △ 起動方式，電機的起動電流均為其額定電流的3— 4 倍，在如此大的電流沖擊下，接觸器的使用壽命大大下降；同時，啟動時的機械沖擊和停泵時的水錘現(xiàn)象，容易對機械器件、軸承、閥門和管道等造成破壞，從而增加維修工作量和備件費用。 變頻 節(jié)能改造方案的選擇 1)采用變頻器調(diào)速，由人工根據(jù)負荷輕重調(diào)整變頻器的頻率，這種方法人為因素較大， 很難準確控制， 且易造成空調(diào)時冷時熱，令人產(chǎn)生不適感 ， 雖然投資較小，但達不到最大節(jié)能效果 。同時由于 PLC 的抗干擾能力強、可靠性高，因此系統(tǒng)的可靠性大大提高。溫差大，說明冷凍機組產(chǎn)生的熱量大，可以提高冷卻泵的轉速，增大冷卻水的循環(huán)速度；溫差小，說明冷凍機組產(chǎn)生的熱量小，可以降低冷卻泵的轉速，減緩冷卻水的循環(huán)速度，以實現(xiàn)節(jié)能的目的。 采用變頻器控制 2 臺水泵時，常常需要進行切換，切換的方式有兩種： （ 1）“ 1 控 2”的切換 即一臺變頻器控 制兩臺水泵。 而“ 1 號泵”變頻器的輸出頻率下降到下限頻率 30HZ 時，“ 2 號泵”減速并停止運行，系統(tǒng)又進入到由“ 1 號泵”單獨進行變頻控制。 M 4M 5 M 61234561112223 335 5 5444666K M 5K M 7 K M 8ABCABCQ F 3Q F 4RSTUVWSUVWRT變 頻 器 3F R F 5 4 0 3 7 K C H變 頻 器 4F R F 5 4 0 3 7 K C HK M 8圖 36 冷凍泵一次接線圖 F U 2LNT A 5T A 6Q A 5Q A 6K M 5K M 6K M 7K M 5K M 6K M 8T A 7T A 8手 動 切 換Q A 7K M 7Q A 8K M 8K M 5 K M 8K M 6 K M 7K M 7K M 8 圖 37 冷凍泵二次接線圖 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計（論文） 12 第 4 章 中央空調(diào)變頻控制系統(tǒng)的實現(xiàn) PLC 的選型 可編程序控制器簡稱 PLC，是近年來迅速發(fā)展并得到廣泛應用的新一代工業(yè)自動化控制裝置。 三菱 FX2N 系列 PLC 介紹 FX2N 是 FX2 的升級換代產(chǎn)品， FX2N 系列是 FX 系列 PLC 家族中最先進的系列 ， 具有豐富的軟元件資源，有 3072 點輔助繼電器。 FX2N 有兩種 A/D 輸入模塊，一種是熱電偶溫度傳感器，一種是鉑電阻溫度傳感器，二者原理基本相同。 (2) 最近轉換的一些可讀值被平均后，給出一個平滑的可讀值。 FX2N4DA 占用 FX2N 擴展總線的 8個點，這 8 個點可以分配成輸入和輸出。交 交變頻器可將工頻交流電直接變成頻率、電壓均可控制的交流電，稱為直接式變頻器。根據(jù)中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件是電容器還是電抗器，交 直 交型變頻器具體可以分為電壓源型變頻器和電流源型變頻器兩種形式。變頻器的控制電路主要以計算機為核心，高性能的變頻器目前已經(jīng)采用數(shù)字信號處理器（ DSP） 進行全數(shù)字控制 [11]。 （ 2） 轉差頻率控制 轉差頻率控制是恒氣隙磁通控制基礎上增加轉差控制的一種控制方式。 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計（論文） 18 （ 1） 三菱 FRF54037KCH 主電路、控制電路介紹。 STOP 啟動自保持 STOP 為 ON，可以選擇啟動信號自保持。需設定相關參數(shù)。 通訊接口 RS485 通過通訊面板接口，進行 RS485 通訊 變頻器 端子接線圖如圖 42 所示。 REV 鍵 —— 向變頻器發(fā)出反轉指令，僅在鍵盤運行方式下有效。 V/f 控制的變頻器驅(qū)動異步電動機工作時，在某些頻率段電動機的電流、轉速會發(fā)生震蕩，嚴重時系統(tǒng)無法運行，所以 在 V/f 曲線上設置跨跳點寬度，當電動機加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統(tǒng)正常運行 [14]。 中央空調(diào)變頻控制系統(tǒng)流程如圖 51 所示。 （ 6） 變頻器的保護和故障復位控制 ( )( )( )( )3 1 73 2 4X 0 0 0X 0 1 1X 0 0 6X 0 0 4X 0 0 2X 0 1 0Y 0 1 1Y 0 1 7Y 0 1 5Y 0 1 3 變頻器的過電流電子熱保護動作時 PLC 能自動檢測，給出報警信號，提醒值沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計（論文） 32 班人員及時處理 。 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計（論文） 29 M 8 0 0 2M 8 0 0 0溫 度 模 塊 設 置T O K 0 K 1 K 1 0 0 K 4F R O M K 0 K 5 D 1 0 K 4溫 度