【正文】 制回路 冷卻水泵運(yùn)行狀態(tài) 1 冷卻水泵出水口的水流開關(guān) 冷卻水泵故障狀態(tài) 1 冷卻水泵動(dòng)力箱主電路熱繼電器的輔助接點(diǎn) 冷卻水泵手動(dòng) /自動(dòng)狀態(tài) 1 冷卻水泵動(dòng)力箱控制回路，可選 冷卻水泵出口壓力 1 冷卻水泵出水口壓力傳感器 DC0~5V 冷卻塔風(fēng)機(jī)開關(guān)控制 1 PLC 數(shù)字量輸出接口到風(fēng)機(jī)主接觸器控制回路 冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài) 1 動(dòng)力箱主電路接觸器的輔助接點(diǎn) 冷卻塔風(fēng)機(jī)故障狀態(tài) 1 冷卻塔風(fēng)機(jī)動(dòng)力箱熱繼電器輔助接點(diǎn) 冷卻塔風(fēng)機(jī)手動(dòng) /自動(dòng)狀態(tài) 1 冷卻塔風(fēng)機(jī)動(dòng)力箱控制回路，可選 冷卻塔進(jìn)水溫度 1 冷卻塔進(jìn)水管溫度傳感器 冷卻塔回水溫度 1 冷卻塔回水管溫度傳感器 電動(dòng)蝶閥開關(guān)控制 1 PLC 數(shù)字量輸出接口到閥門驅(qū)動(dòng)器開關(guān)控制口 電動(dòng)蝶閥開關(guān)位置監(jiān)測(cè) 1 電動(dòng)蝶閥開關(guān)位置開關(guān)輸出點(diǎn)，可選 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 二 制冷系統(tǒng)設(shè)備的控制 在現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、參數(shù)檢測(cè)傳感器對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng) PLC 控制器、中央監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)運(yùn)行全面的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與管理。 冷水機(jī)組起?？刂疲簭?DDC 數(shù)字輸出口（ DO）輸出到冷水機(jī)組控制器啟停遙控（ BAS）輸出點(diǎn)。 膨脹水箱高低水位監(jiān)測(cè)：取自膨脹水箱高低水位監(jiān)測(cè)（傳感器）輸出點(diǎn)，一般選用液位開關(guān)、水位高限、底限、溢流位各一 。 第二節(jié) 制冷系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控 一 設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與參數(shù)監(jiān)控點(diǎn) /位及常用傳感器 冷水機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)：取自冷水機(jī)組控制器對(duì)應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)輸出觸點(diǎn)（或主重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 接觸器輔助觸點(diǎn)）。 （ 7）冷卻塔的節(jié)能運(yùn)行控制 冷水機(jī)組對(duì)冷卻水進(jìn)水溫度也有一定的要求，并不是越低越好。 由于冷水機(jī)組輸出冷水的凍水溫度是一定的，一般為 7C。當(dāng)管路中的水隨溫度改變，體積發(fā)生熱脹冷縮的變化時(shí)，增加體積可排入膨脹水箱，減少體積可由膨脹水箱中的存水予以補(bǔ)充。在這種情況下，一般采用圖 所示的管路系統(tǒng)和相應(yīng)的控制原理來(lái)解決冷水機(jī)組測(cè)量到水流量恒定與空調(diào)末端一側(cè)冷凍水流量變化之間的協(xié)調(diào)。通過(guò)測(cè)量冷凍水供水、回水之間壓力重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 差來(lái)控制冷凍水供水、回水之間旁通電動(dòng)二通閥的開度，使冷凍水供水、回水之間壓力差維持穩(wěn)定，也就達(dá)到了是冷水機(jī)組一側(cè)工作在恒水流狀態(tài)的目的。 為了延長(zhǎng)各設(shè)備的使用壽命，并使設(shè)備和系統(tǒng)處在高效率的工作狀態(tài)，通常要求設(shè)備累計(jì)運(yùn)行時(shí)間盡可能相同，即同類設(shè)備均衡運(yùn)行。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 二 制冷站水系統(tǒng)的運(yùn)行控制 （ 1）冷水機(jī)組的連鎖控制 為了保證冷水機(jī)組的安全，冷水機(jī)組的啟、停必須與輔助系統(tǒng)的啟、停實(shí)行連鎖控制。 一 制冷系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)控制 樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)制冷系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容包括以下各項(xiàng)： ① 冷水機(jī)組進(jìn)水口與出水口冷凍水溫度檢測(cè)，以了解冷凍機(jī)組的制冷溫度是否在合理的范圍之內(nèi)。而冷源系統(tǒng)的冷卻塔安裝在室外，膨脹水箱一般安裝在建筑物最高的屋頂。而以微型制冷 機(jī)與真空系統(tǒng)組成的低溫泵，廣泛應(yīng)用于高真空技術(shù)，不但在空間技術(shù)中應(yīng)用，而且在低溫物理研究中起重要作用。 用局部冷凍配合手術(shù)有很好的治療效果，如：腫瘤、扁桃腺切除、心臟、皮膚 、眼球移值，心臟大血管瓣膜凍存和移植，手術(shù)時(shí)采用的低溫麻醉。 英吉利海底隧道全長(zhǎng) 52km，是迄今世界上最長(zhǎng)的隧道?；瘜W(xué)工業(yè)中，借助于制冷，使氣體液化、混合氣分離，帶走化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)熱。 舒適性空氣調(diào)節(jié)為人們創(chuàng)造適宜的生活和工作環(huán)境。 制冷和低溫技術(shù)是充滿勃勃生機(jī)的學(xué)科和工業(yè)領(lǐng)域?，F(xiàn)在，氦液化器多數(shù)為膨脹型，中型的為雙膨脹機(jī)組成的柯林斯機(jī)器，大型的采用透平膨脹機(jī)。將陶瓷用燒結(jié)法滲入溶膠體制成零件或用作零件的表面涂釉，可改善零件的性能。如今，普冷和低溫領(lǐng)域中的各種循環(huán)，如：焦－湯節(jié)流制冷循環(huán)（ J－ T 循環(huán)）、斯特林制冷循環(huán)、維勒米爾循環(huán)（ VM 循環(huán)）、吉福特－麥克馬洪循環(huán)（ G－ M 循環(huán)）、索爾文循環(huán)（ SV 循環(huán)）、逆向布雷頓循環(huán)、脈管式循環(huán)、吸收式制冷循環(huán)、熱電制冷循環(huán)；利用聲制冷、光制冷、化學(xué)方法制 冷的各種循環(huán)；以及各種新型的混合型循環(huán)，如：熱聲斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)小型脈管制冷機(jī)的循環(huán)均廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)于循環(huán)研究。大部分的氦液化器現(xiàn)已采用膨脹機(jī)，在制冷技術(shù)的開發(fā)和實(shí)際使用中獲得廣泛的應(yīng)用。 1910 年左右，馬利斯 在普冷方面， 1834 年發(fā)明家波爾金斯造出了第一臺(tái)以乙醚為工質(zhì)的蒸氣壓縮式制冷機(jī)，并正式申請(qǐng)了英國(guó)第 6662 號(hào)專利。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第一章 制冷站自動(dòng)控制裝置概述 第一節(jié) 制冷站 發(fā)展歷史 現(xiàn)代的制冷技術(shù)，是 18 世紀(jì)后期發(fā)展起來(lái)的。并且主要在夏季運(yùn)行。首先是該機(jī)蒸發(fā)器液囊中冷荊水液位難以控制，造成冷劑泵抽空現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；其次，由于頻繁地調(diào)節(jié)冷劑泵出口閥，造成操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、技術(shù)難度增加 f第三，受冷劑水液位影響，冷劑水在 蒸發(fā)器的噴淋量波動(dòng)，造成制冷機(jī)冷水出水溫度波動(dòng)，影響制冷效果 。工業(yè)用制冷機(jī)要求制冷量大，溫度范圍一般為 20℃ — 13℃，主要在夏季運(yùn)行。本設(shè)計(jì)為鋼鐵企業(yè)在低溫冷卻水方面提供了設(shè)計(jì)模式和可借鑒經(jīng)驗(yàn) 。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 制冷兩字只能說(shuō)是技術(shù)上的術(shù)語(yǔ)，嚴(yán)格講是錯(cuò)誤的，世界上沒(méi)有那國(guó)的科學(xué)家能制造出“冷”來(lái)。制冷站設(shè)備的基本設(shè)計(jì)是分別對(duì) 制冷壓縮機(jī) 、 冷凝 、 蒸發(fā)器 、 制冷管道 和 其它輔助設(shè)備 的設(shè)計(jì)選擇 ；制冷站制冷原理包括 蒸汽壓縮式制冷原理 和 制冷系統(tǒng)的基本原理 。波羅游記》中，對(duì)中國(guó)制冷和造冰窖的方法有詳細(xì)的記述。威廉 昂 納斯用液態(tài)空氣和液態(tài)氫預(yù)冷氦氣，再用絕熱節(jié)流將氦液化，獲得 的低溫。受微電子、計(jì)算機(jī) 、新型原材料和其它相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步的滲透和促進(jìn)，制冷技術(shù)取得了一些突破性的進(jìn)展，同時(shí)也面臨一場(chǎng)新的挑戰(zhàn)。這是一項(xiàng)綜合技術(shù)，涉及到先進(jìn)的控制方法、可靠的集成塊芯片 及專門的控制模塊、精良的傳感器。如新型螺桿式壓縮機(jī)、渦旋式壓縮機(jī)、擺線式壓縮機(jī)等，都具有優(yōu)良特性和競(jìng)爭(zhēng)力。由于臭氧耗損和溫室效應(yīng)引起了嚴(yán)峻的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，導(dǎo)致了 80 年代末開始全球禁止 CFCs 物質(zhì)，進(jìn)而波及到 HCFC 類物質(zhì)，這既是一次歷史性的沖擊，同時(shí)又提供了新的發(fā)展機(jī)遇。商業(yè)制冷主要用于各類食品冷加工、冷藏貯存和冷藏運(yùn)輸，使之保質(zhì)保鮮，滿足各個(gè)季節(jié)市場(chǎng)銷售的合理分配，并減少生產(chǎn)和分配過(guò)程中的食品損耗。 （ 2）工業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)牧業(yè) 許多生產(chǎn)場(chǎng)所需要生產(chǎn)用空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，例如：高溫生產(chǎn)車間、紡織廠、造紙廠、印刷廠、膠片廠、精密儀器車間、精密加工車間、精密計(jì)量室、計(jì)算機(jī)房等的空調(diào)系統(tǒng)，為各生產(chǎn)環(huán)境提供恒溫恒濕條件，以保證產(chǎn)品質(zhì)量或機(jī)床、儀表的精度。因液化天然氣存儲(chǔ)體積小，能量密度大，今后液化天然氣的發(fā)展必定更具優(yōu)勢(shì)。 氣象科學(xué)中，云霧室需要（ 45~30）℃的溫度條件。紅外探測(cè)器只有在低溫條件下，才能獲得優(yōu)重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 良的探測(cè)結(jié)果。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第二章 制冷站自動(dòng)控制 空調(diào)冷源系統(tǒng)一般由多臺(tái)制冷機(jī)和冷凍水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵、冷卻塔、補(bǔ)水箱、膨脹水箱等設(shè)備組成。冷水機(jī)組所制成的冷凍水進(jìn)入分水器，由分水器向各空調(diào)區(qū)域的新風(fēng)機(jī)組、空調(diào)機(jī)組或風(fēng)機(jī)盤管等空調(diào)末端裝備，冷凍水與末端設(shè)備的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行水 /氣熱交換、吸熱升溫后返回到集水器，再由冷凍水循環(huán)泵加壓后進(jìn)入冷水機(jī)組循環(huán)制冷，這樣就實(shí)現(xiàn)了冷凍水的循環(huán)過(guò)程。 ⑤ 冷水機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和故障檢測(cè)，取自冷水機(jī)組控制器輸出觸點(diǎn)或主接觸器觸點(diǎn)。 （ 2）設(shè)備相互備用切換與均衡運(yùn)行控制 冷凍水系統(tǒng)的各種設(shè)備基本上都是多臺(tái)配備，同類之間互為備用。大多數(shù)冷水機(jī)組內(nèi)部都設(shè)有自動(dòng)保護(hù)元件，當(dāng)水量過(guò)小時(shí)，自動(dòng)停止運(yùn)行，保護(hù)冷水機(jī)組。 圖 差壓旁路調(diào)節(jié)控制原理 （ 4）冷凍水回路冷水機(jī)組側(cè)恒流量與空調(diào)末端設(shè)備變流量運(yùn)行 兩級(jí)冷凍水泵協(xié)調(diào)控制 在冷凍水回路采用一級(jí)循環(huán)泵的系統(tǒng)中，為了協(xié)調(diào)空調(diào)冷凍水回路冷水機(jī)組一側(cè)要求恒流量與末端一側(cè)變流量之間的矛盾，差壓旁路調(diào)節(jié)控制是最常用的方案。在調(diào)整二級(jí)冷凍水泵開啟臺(tái)數(shù)時(shí)必須保證冷水機(jī)組一側(cè)的冷凍水流量大于空調(diào)一側(cè)的流量，即冷凍水供回水管路與旁通管路中的冷凍水流向應(yīng)滿足圖 中旁通管路與供回水管路內(nèi)虛線箭頭所指示的流向。系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間有限，大部分時(shí)間系統(tǒng)不是滿負(fù)荷工作，這就為系統(tǒng)在滿足要求的情況下，選擇合適的負(fù)荷實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行提供了條件。 根據(jù)冷負(fù)荷情況自動(dòng)控制冷水機(jī)組。 冷卻水進(jìn)水溫度的高低基本反映了冷卻塔的冷卻效果，用冷卻水進(jìn)水溫度來(lái)控制冷卻塔風(fēng)機(jī)以及控制冷 卻水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)就可以達(dá)到節(jié)能的效果。 冷卻水泵故障報(bào)警：取自冷凍水循環(huán)泵配電箱熱繼電器觸點(diǎn)。 取自安裝在冷凍水管路上的流量傳感器輸出，采用電磁 流量計(jì)，安裝在與冷凍水回水溫度檢測(cè)點(diǎn)流量相同的位置，以便于與冷凍水供 /回水溫度檢測(cè)值一起計(jì)算空調(diào)末端設(shè)備的實(shí)際冷負(fù)荷。 冷水機(jī)組冷卻水進(jìn)水電動(dòng)蝶閥：從 DDC 數(shù)字輸出口（ DO）輸出到冷水機(jī)組冷卻水入口電動(dòng)蝶閥開關(guān)控制輸入點(diǎn)。 （ 2）設(shè) 備故障報(bào)警處理、相互備用切換控制與均衡運(yùn)行策略 制冷系統(tǒng)中的設(shè)備均由故障報(bào)警監(jiān)測(cè)。 需要特別說(shuō)明一點(diǎn)，當(dāng)冷凍水管路長(zhǎng)、冷凍水流量變化大時(shí)，冷凍水管路上的壓力損失值變化范圍大，為了保證末端空調(diào)設(shè)備有合適的工作壓力，在不同的條件下應(yīng)采用不同的旁路壓差設(shè)定值。如果發(fā)生這種情況，就表明系統(tǒng)的控制邏輯設(shè)計(jì)有缺陷，需要改進(jìn)。 ② 制冷機(jī)組的節(jié)能群控 空調(diào)末端設(shè)備通過(guò)冷凍水流量自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)行空調(diào)的溫濕度控制，這就導(dǎo)致整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷不是一個(gè)恒定值。 綜合上面的分析可知，通過(guò)控制制冷機(jī)組的臺(tái)數(shù)，同時(shí)調(diào)整制冷機(jī)冷卻水的溫度，小范 圍調(diào)整冷水機(jī)組滿負(fù)荷制冷量，使運(yùn)行的冷水機(jī)組在滿負(fù)荷狀態(tài)下，總的制冷量與空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷相匹配，空調(diào)制冷系統(tǒng)在高效率的狀態(tài)運(yùn)行，以達(dá)到節(jié)能的目的。如果空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷大、末端空調(diào)設(shè)備分布范圍廣、空調(diào)設(shè)備水系統(tǒng)管路距離長(zhǎng)，冷凍水系統(tǒng)須采用二級(jí)冷凍水泵以 滿足系統(tǒng)正常工作所需要的冷凍水壓力。合理地調(diào)整冷卻塔風(fēng)機(jī)和冷卻水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)可以達(dá)到降低能耗的目的。 PID 控制器的參數(shù)整定 PID 控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。但無(wú)論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需 要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善。中央空調(diào)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)壓縮機(jī)吸氣壓力過(guò)低或壓縮機(jī)排氣壓力過(guò)高時(shí)，壓力保護(hù)繼電器動(dòng)作，并停止中央空調(diào)機(jī)組運(yùn)行；當(dāng)冷卻水或冷凍水不流動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的水流保護(hù)繼電器動(dòng)作，壓縮機(jī)不能啟動(dòng)。 （ 3）聯(lián)鎖電路 KM KM KM3 、 KA KA2 的常開觸點(diǎn)分別串聯(lián)于下一啟動(dòng)電路中 。 （ 4）保護(hù)電路 FU2 串聯(lián)于控制回路中，起短路保護(hù)作用； FR FR FR FR4 的常閉觸點(diǎn)分別串聯(lián)于各自支路中，分別對(duì)每一部分 電機(jī)起過(guò)載保護(hù)作用。 手動(dòng)停機(jī)過(guò)程。梯形圖與繼電 接觸器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，是由繼電器電路圖演變而 來(lái)的，是為熟悉繼電器電路圖的工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)的，兩種圖所表達(dá)的邏輯含義是一樣的。 （ 4）保護(hù)電路 FU2 串聯(lián)于控制回路中，起短路保護(hù)作用； FR FR FR FR4 的常閉觸點(diǎn)分別串聯(lián)于各自支路中，分別對(duì)每一部分電機(jī)起過(guò)載保護(hù)作用。熱繼電器 FR FR FR FR4 分別為 TM、 PM、 PM、 CM 的過(guò)載保護(hù)。利用該方法進(jìn)行 PID 控制器參數(shù)的整定步驟如下： (1)首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作； (2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩， 記下這 時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過(guò)公式計(jì)算得到 PID 控制器的參數(shù)。 PID 控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來(lái)有兩大類：一是理論計(jì)算整定法。 第三節(jié) PID 調(diào)節(jié)器控制 PID 控制 的原理和特點(diǎn) 在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 簡(jiǎn)稱 PID 控制，又稱 PID 調(diào)節(jié)。根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的工作情況，通過(guò)調(diào)整冷凍水供水壓力及冷凍水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)達(dá)到節(jié)能降耗的目的。有一個(gè)基本的原則要了解；增加冷水機(jī)組的滿負(fù)荷制冷量所增加的制冷機(jī)組的能耗，總是小于增開一臺(tái)制冷機(jī)組和重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 對(duì)應(yīng)水泵所增加的能耗。當(dāng)用戶末端采用變水量時(shí)，冷凍水系統(tǒng)還必須根據(jù)新的運(yùn)行工況提供新