【正文】 時，工頻觸點吸合1冷凍泵轉(zhuǎn)為工頻運行，2冷凍泵待機等待啟動脈沖信號，當溫度條件滿足不需要多臺冷凍泵工頻運行時，工頻觸點斷開減少工頻工作臺數(shù)，變頻觸點吸合轉(zhuǎn)為變頻運行。USS 通信總是由主站發(fā)起，USS 主站不斷循環(huán)輪詢各個從站，從站根據(jù)收到的指令，決定是否、以及如何響應。如通信速率設置不一樣，當然無法通信。通過STEP 7編程軟件，不僅可以非常方便的使用梯形圖和語句表等形式進行離線編程，經(jīng)過編譯后通過轉(zhuǎn)接電纜直接下載入PLC的內(nèi)存中執(zhí)行，而且在調(diào)試運行時，還可以在線監(jiān)視程序中各個輸入輸出或狀態(tài)點的通斷狀況，給調(diào)試工作也帶來極大的方便。4)經(jīng)過最后的軟件及組態(tài)設計，使系統(tǒng)完整。結(jié)論本論文闡述了基于PLC和變頻器對中央空調(diào)控制的基本原理及過程。我們使用梯形圖來完成系統(tǒng)軟件的開發(fā)。通過上面的介紹，就可以使用USS協(xié)議進行RS485串行通訊。在傳輸過程中可以采用增加中繼的方法對信號進行放大，最多可以加八個中繼。表31 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)季節(jié)舒適度等級溫度(℃)相對濕度(%)風速(m/s)冬季Ⅰ22~2430~60≤Ⅱ18~2160≤夏季Ⅰ24~2640~70≤Ⅱ27~2840~70≤系統(tǒng)主回路示意圖、系統(tǒng)電路圖、主要設備的端口連接圖如下：圖32：系統(tǒng)PLC選用西門子S7200，CPU型號為226。為符合CE認證，信號輸入接線長度不能超過3米，輸出接線必須是屏蔽電纜，屏蔽線只能在一端接地。如果有的熱電阻輸入通道沒有使用，用戶應將一個電阻器與沒有的通道輸入相連，已防止由于浮地輸入信號產(chǎn)生的誤差，影響有效通道產(chǎn)生錯誤顯示。：單極性0~10V、0~5V；雙極性177。5. 2個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。目前，可編程邏輯控制器接點的響應快、速度高，因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要?？删幊踢壿嬁刂破飨到y(tǒng)的通信接口應包括串行和并行通信接口、RIO通信口、常用DCS接口等；大中型可編程邏輯控制器通信總線(含接口設備和電纜)應1:1冗余配置，通信總線應符合國際標準，通信距離應滿足裝置實際要求。確認變頻器的冷卻風口處于正確的位置，不妨礙空氣的流通。全面而完善的保護功能為變頻器和電動機提供了良好的保護創(chuàng)新的BiCo(內(nèi)部功能互聯(lián))功能有無可比擬的靈活性[15]。主要用于工業(yè)過程溫度參數(shù)的測量和控制。 對空調(diào)系統(tǒng)的PID變頻控制在近幾年對中央空調(diào)系統(tǒng)的變頻控制中多采用PI或PID來實現(xiàn)出回水定溫差或定壓差的水泵頻率控制。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。在目前的溫度控制領域，應用十分廣泛。變頻器具備所有軟起動器功能，但它的價格比軟起動器貴得多，結(jié)構(gòu)也復雜得多。這就是軟啟動。水泵調(diào)速運行節(jié)電的理論之一是水泵學比例律。在交流異步電機中，磁通是定子和轉(zhuǎn)子合成產(chǎn)生的[8]。(2)無論末端負荷大小如何變化，空調(diào)系統(tǒng)均在設計的額定狀態(tài)下運行，系統(tǒng)能耗始終處于設計的最大值。 制冷原理氣態(tài)制冷工質(zhì)(如氟利昂)經(jīng)壓縮機壓縮成高溫高壓氣體后進入冷凝器，與水(空氣)進行等壓熱交換，變成低溫高壓液態(tài)。在目前應用的系統(tǒng)中往往偏重于設備的運行管理控制方法，具體控制方法上，基本上采用多個回路的PID控制[5]。因此誕生了綜合現(xiàn)代計算機技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)的集散型控制系統(tǒng)。李家朋針對我國房間空調(diào)器普遍采用單相壓縮機的現(xiàn)狀，探索開發(fā)出兩相變頻器，并應用電子膨脹閥進行變流量控制，利用16位微機并引進模糊概念提高空調(diào)器的控制功能，為變頻空調(diào)器國產(chǎn)化作出了大膽的探索。有個例子可以很好的說明這些，中央空調(diào)系統(tǒng)中的冷凍水泵和冷卻水泵，一年四季長期在固定的最大流量下工作，但由于季節(jié)、晝夜和用戶負荷的變化，在絕大部分時間內(nèi)，空調(diào)的實際熱負載與決定水泵流量和壓力的最大設計負載相比，一年中負載率在50％以下的小時數(shù)約占全部運行時間的60%以上。如今，人們越來越重視中央空調(diào)的舒適性和節(jié)能性，本文重點研究了中央空調(diào)冷凍泵機組控制系統(tǒng)，為舒適的生活工作環(huán)境及有效節(jié)能提供了技術(shù)條件。建設節(jié)能型社會，促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，是實現(xiàn)全面建設小康社會宏偉目標，構(gòu)建和諧社會的重要基礎保障[1]。 中央空調(diào)控制的研究現(xiàn)狀及發(fā)展 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的發(fā)展在單室內(nèi)機的房間空調(diào)器方面變頻技術(shù)、微電腦和電子膨脹閥在空調(diào)器上的應用為空調(diào)器的智能控制創(chuàng)造了最基本的條件。通過采用電子膨脹閥調(diào)節(jié)進入各室內(nèi)機的工質(zhì)流量，使之滿足各室內(nèi)的冷(熱)負荷要求，改變壓縮機的運轉(zhuǎn)頻率調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)所需要的工質(zhì)循環(huán)量，并采用軟硬件相結(jié)合的方式調(diào)節(jié)室內(nèi)外風扇轉(zhuǎn)速、四通閥、室內(nèi)機的風向調(diào)節(jié)板等可控部件，實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的高舒適性和系統(tǒng)的節(jié)能控制。從九十年代術(shù)期開始，隨著計算機及電子技術(shù)的高速發(fā)展，變流量技術(shù)也得到深入的發(fā)展。中央空調(diào)系統(tǒng)是一種大型的對建筑物進行集中空氣調(diào)節(jié)并進行管理的設備，一般由空氣處理設備、送(回)風機、送(回)風通道、空氣分配裝置及冷、熱源等組成。定流量控制方式的特征是系統(tǒng)的循環(huán)水量保持恒定，當負荷發(fā)生變化時，通過改變供水或回水溫度來滿足要求。在電動機調(diào)速時，一個重要的因素是希望保持每極磁通量為額定值不變。如果電動機在不同的轉(zhuǎn)速下都具有額定電流，則電動機都能長期運行，這時轉(zhuǎn)矩基本上隨磁通變化。隨著變頻器技術(shù)的成熟及其價格的大幅下降，越來越多的設計師開始認識到在空調(diào)水系統(tǒng)中應用變頻器改變水泵轉(zhuǎn)速所帶來的巨大效益。同樣對于變負載工況、電動機長期處于輕載運行，只有短時或瞬間處于重載場合，應用軟起動器(不帶旁路接觸器)則具有輕載節(jié)能的效果。溫度是一個普通而又重要的物理量，在許多領域里，人們需對溫度進行測量和控制，長期以來，國內(nèi)外科技工作者對溫度控制器進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、應用廣泛的PID調(diào)節(jié)器、智能控制PID調(diào)節(jié)器、自適應控制等。由于微分環(huán)節(jié)在系統(tǒng)傳遞函數(shù)中引入了一個零點，如果使用不當會使系統(tǒng)不穩(wěn)定。這就是引入反饋邏輯的原由。實現(xiàn)功能如下：變頻器：為了調(diào)速，并降低啟動電流。本變頻器由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件。例如，安裝在存在灰塵、腐蝕性氣體等的環(huán)境中。例如采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。處理速度可編程邏輯控制器采用掃描方式工作。最大擴展至248路數(shù)字量I/O 點或35路模擬量I/O 點。轉(zhuǎn)換時間也是模擬I/O模塊的一個重要指標。 EM231 RTD接線及注意事項熱電阻模塊EM231 RTD接線如圖31所示，使用屏蔽線連接可達到最好的抗噪性。，性能可靠，低溫度漂移。TD200設備的組態(tài)需要完成以下操作：1)STEP 7Micro/WIN 的文本顯示向?qū)?創(chuàng)作操作員界面和報警和組態(tài)TD設備的參數(shù)塊；2)TD參數(shù)中，選擇TD設備的類型、啟用CPU功能、選擇更新速率、選擇語言和字符集和組態(tài)按鍵；3)屏幕設置中，創(chuàng)建用戶菜單，定義屏幕；4)報警設置中，選擇顯示選項，定義報警信息；5)語言集設置中，選擇提示和菜單的語言，選擇字符集；6)翻譯報警和屏幕，把翻譯后的信息反饋回報警和屏幕；7)參數(shù)塊地址設置中，定義參數(shù)塊的地址，即V存儲區(qū)。RS485電纜：在低速、短距離、無干擾的場合可以采用普通的雙絞線，反之，在高速、長線傳輸時，則必須采用阻抗匹配(一般為120Ω)的RS485專用電纜，而在干擾惡劣的環(huán)境下還應采用鎧裝型雙絞屏蔽電纜。(3)一個網(wǎng)絡上最多可以有32個節(jié)點(最多31個從站)。圖46 初始程序段f網(wǎng)絡8：向驅(qū)動器中寫參數(shù)：P1082=。完善的網(wǎng)絡體系結(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)和無線通訊網(wǎng)。另外李老師在學術(shù)上的成績一直也使我敬慕不已，做了畢業(yè)設計之后，我更敬佩導師那嚴謹、科學、正直的作風以及孜孜不倦的學習態(tài)度，在我做論文的每一個階段，李老師都嚴格把關，容不得半點馬虎。通過與其他相關的硬件設備結(jié)合，可以快速、方便的開發(fā)各種用于現(xiàn)場采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設備。圖41 初始程序段a網(wǎng)絡1：，以及參數(shù)讀寫控制位。(2)本從站在接收到主站報文中被尋址 。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)的硬件設計，對變頻器、PLC、溫度傳感器進行了選型，并設計了人機界面?？梢允褂肨D設備組態(tài)一組層級式用戶菜單，從而提供更多應用程序交互結(jié)構(gòu)。它的工業(yè)原理：當PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆，它的阻值會隨著溫度上升而成勻速增長的。：電壓輸出為177。可用于自由口通信時的控制。S7200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：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)實時特性；7)強勁的通訊能力；8)豐富的擴展模塊。五種標準化編程語言：順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能模塊圖(FBD)三種圖形化語言和語句表(IL)、結(jié)構(gòu)文本(ST)兩種文本語言。 PLC選型 PLC簡介可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 主要特征易于安裝；易于調(diào)試；牢固的EMC設計；可由IT電源供電；對控制信號的響應是快速和可重復的；參數(shù)設置的范圍很廣，確保它可對廣泛的應用對象進行配置；電纜連接簡便；具有多個繼電器輸出；具有多個模擬量輸出(0~20mA)；6 個帶隔離的數(shù)字輸入，并可切換可NPN/PNP 接線；2 個模擬輸入：1)ADC1：0~10V，0~20mA 和10 至+10V 2)ADC2：0~10V，0~20mA；2 個模擬輸入可以作為第7 和第8 個數(shù)字輸入；BICO 技術(shù)；模塊化設計，配置非常靈活；開關頻率高(傳動變頻器可到16kHz)，因而電動機運行的噪音低；內(nèi)部RS485 接口(端口)；詳細的變頻器狀態(tài)信息和完整的信息功能。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，可以進行再生運轉(zhuǎn)。溫度設置如下表：表21 溫度值查詢表室溫19℃以下19℃~23℃23℃~26℃26℃以上設定值8765 PID控制器設計及實現(xiàn)西門子公司從S7200系列PLC中的CPU215，CPU216開始增加了用于閉環(huán)控制的PID指令?，F(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。積分時間I如上所述．比例增益P越大，調(diào)節(jié)靈敏度越高，但由于傳動系統(tǒng)和控制電路都有慣性，調(diào)節(jié)結(jié)果達到最佳值時不能立即停止，導致超調(diào)，然后反過來調(diào)整，再次超調(diào)，形成振蕩。兩者可以配合使用，大中型供水設備中，常由變頻器帶動一臺泵變速運行，由一臺軟啟動器完成其余各泵開、停操作，變頻泵可定時輪換使各泵運行時間均衡，運行中變頻與工頻可實現(xiàn)平穩(wěn)切換。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。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)濟效益提供了重要的新手段。低頻時，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。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、管理等方面進行全面綜合考慮，把科學的節(jié)能理念和方法與成熟的控制理論技術(shù)、網(wǎng)絡通訊技術(shù)、檢測技術(shù)、變頻技術(shù)及其產(chǎn)品進行融合，形成了一個完整的節(jié)能與管理體系。 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，風機盤管系統(tǒng)、水系統(tǒng)及相應的控制系統(tǒng)。對變頻控制系統(tǒng)進行設計，以實現(xiàn)工頻/變頻切換功能。冷水系統(tǒng)的設計已經(jīng)歷了大約六、七十年的發(fā)展，并仍在不斷地完善。(2)單臺定速壓縮機多臺室內(nèi)機間歇供冷(熱)系統(tǒng)。第四，起停頻繁對設備長期安全運行帶來不利影響。隨著時間的推移，人們對中央空調(diào)控制系統(tǒng)運行效果的評價也改變了。關鍵詞 中央空調(diào)；PLC；變頻器；PID；RS485基于PLC的中央空調(diào)控制系統(tǒng)設計目錄摘要 I第1章 緒論 1 課題背景 1 中央空調(diào)控制的研究現(xiàn)狀及發(fā)展 2 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的發(fā)展 2 中央空調(diào)變流量控制的發(fā)展 3 本研究課題的主要工作 4第2章 中央空調(diào)變流量控制的原理 5 中央空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理 5 概述 5 制冷原理 5 中央空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成 5 中央空調(diào)變流量控制的原理及特點 5 變流量空調(diào)系統(tǒng)概述 5 中央空調(diào)變流量控制的實現(xiàn)方式 7 中央空調(diào)系統(tǒng)變流量系統(tǒng)的特點 9 電機的軟啟動原理及應