【正文】 AQW12控制送風機 硬件接線圖根據(jù)PLC系統(tǒng)的I/O分配情況及硬件結構，中央空調控制系統(tǒng)西門子S7200系列 CPU226的PLC控制部分的硬件接線圖如圖33所示： 圖35 中央空調控制系統(tǒng)PLC控制部分的硬件接線圖第4章 中央空調系統(tǒng)程序設計 PLC簡介 現(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場需求做出迅速反應，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求，生產(chǎn)設備和自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，可編程序控制器（programmable logic controller,PLC）正式順應這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎的通用工業(yè)控制裝置。 PLC的應用面廣、功能強大、使用方便，應經(jīng)廣泛的應用在各種機械設備和生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)中嗎，PLC在其他領域，例如民用和家庭自動化的應用也得到了迅速的發(fā)展。 PLC編程軟件介紹PLC控制程序采用Siemens公司提供的STEP7Micro/WIN編程。該軟件的SIMATIC指令集包含三種語言，即語句表(STL)語言、梯形圖(LAD)語言、功能塊圖(FWD)語言。語句表(STL)語言類似于計算機的匯編語言，特別適合于來自計算機領域的工程人員，它使用指令助記符創(chuàng)建用戶程序，屬于面向機器硬件的語言。梯形圖(LAD)語言最接近于繼電器接觸器控制系統(tǒng)中的電氣控制原理圖，是應用最多的一種編程語言，與計算機語言相比，梯形圖可以看作是PLC的高級語言，幾乎不用去考慮系統(tǒng)內部的結構原理和硬件邏輯，因此，它很容易被一般的電氣工程設計和運行維護人員所接受。功能塊圖（FWD）的圖形結構與數(shù)字電路的結構極為相似，功能塊圖中每個模塊有輸入和輸出端，輸出和輸入端的函數(shù)關系使用與、或、非、異或邏輯運算，模塊之間的連接方式與電路的連接方式基本相同。 PLC控制程序由一個主程序、若干子程序構成，程序的編制在計算機上完成，編譯后通過PC/PPI電纜把程序下載到PLC，控制任務的完成，是通過在RUN模式下主機循環(huán)掃描并連續(xù)執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)的。S7—200的編程語言是STEP7，它是用于S7系列PLC進行編程、調試的全新軟件，它是在國際標準IEC611313的基礎上建立的,可以用LAD，CSF和STL來編程。通過STEP7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)過編譯后通過轉接電纜直接下載入PLC的內存中執(zhí)行，而且在調試運行時，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，給調試工作也帶來極大的方便。STEP7軟件的一個特點是調試功能很強大，不僅能在線讀取數(shù)據(jù)，而且能在線修改過程數(shù)據(jù)，對于調試大型復雜控制程序非常有效。STEP7軟件還附帶一些控制程序模塊，如PID調節(jié)模塊，這些模塊可以從主控制程序中直接調用，實現(xiàn)不同的功能。[2] 中央空調控制系統(tǒng)的工作過程中央空調控制系統(tǒng)的自動運行模式只需要系統(tǒng)啟動按鈕和系統(tǒng)停止按鈕來手動控制，一旦按下系統(tǒng)啟動按鈕，則中央空調系統(tǒng)就會按照設定的方式自動運行，而一旦按下系統(tǒng)停止按鈕，則中央空調系統(tǒng)就會停止工作。其詳細的工作過程如下：（1）按下系統(tǒng)啟動按鈕，中央空調系統(tǒng)上電，準備開始工作。（2）按下回風機啟動按鈕。（3）自診斷，檢查送風機、回風機、過濾網(wǎng)有無故障報警，若有則不啟動或關機。沒有則執(zhí)行下一步。（4）設定新風回風閥的開度比例，本系統(tǒng)中這一步手動完成。手動調節(jié)使新風閥的開度為20%，回風閥的開度為80%。（5）將送風管內的溫度傳感器的測量值與系統(tǒng)的設定值進行比較，經(jīng)過PID運算，將輸出值送到冷凍水/蒸汽的電動調節(jié)閥來控制冷凍水/蒸汽的閥門開度，使回風溫度保持在所需要的范圍之內。（6）將送風管內的濕度傳感器的測量值與系統(tǒng)設定的值進行比較，經(jīng)過PID運算，將輸出值送到加濕器的電動調節(jié)閥來控制閥門的開度，使送風濕度保持在所需要的范圍之內。（7）將送風管尾端的壓力傳感器的測量值與給定值進行比較，通過PID運算將輸出值送入變頻器，用變頻器來控制送風機的轉速，使送風壓力滿足要求。（8）若沒有按下系統(tǒng)停止按鈕，則一直連續(xù)循環(huán)地工作。若按下系統(tǒng)停止按鈕，則系統(tǒng)停止工作。中央空調控制系統(tǒng)的主程序流程圖如圖51所示。 圖41 中央空調控制系統(tǒng)主程序流程圖 梯形圖程序 主程序按下中央空調控制系統(tǒng)的啟動按鈕和回風機的啟動按鈕，則中央空調系統(tǒng)就會按照設定的方式自動運行，監(jiān)測送風機、回風機、過濾網(wǎng)有無故障報警，若有，則停止整個系統(tǒng)，若無則按設定值開啟新風回風閥門的開度，調用子程序溫濕度控制系統(tǒng)、送風壓力控制系統(tǒng)進行溫濕度調節(jié)和送風壓力調節(jié)。而一旦按下系統(tǒng)停止按鈕，則中央空調系統(tǒng)就會停止工作。其主程序的PLC程序梯形圖如圖42所示。/調用初始化子程序/系統(tǒng)啟動（停止）/回風機啟動（停止）/新風閥的開度保持在20%/回風閥的開度保持在80% 圖42 主程序梯形圖 溫度控制程序 在本控制系統(tǒng)中，，采樣時間20s，積分常數(shù)30min，微分常數(shù)30min，中斷采樣時間100ms。/裝入溫度給定值22℃//裝入采樣時間20s/裝入積分時間30min /裝入微分時間30min/設定定時中斷0的時間間隔為100ms /設定定時中斷，以定時執(zhí)行PID指令/允許中斷中斷程序：/將溫度傳感器檢測的值轉換成雙整數(shù)存入AC0/雙整數(shù)轉換為實數(shù)/標準化AC0中的值/將AC0中的值存入回路表VD100 /執(zhí)行PID指令 /將輸出值刻度化/將實數(shù)轉換為雙整數(shù)/將雙整數(shù)轉換為整數(shù) /在夏季控制模式時將整數(shù)值寫到模擬量輸出寄存器，控制冷卻水的閥門開度/在冬季控制模式時將整數(shù)值寫到模擬量輸出寄存器，控制加熱蒸汽閥的開度 圖43 溫度控制系統(tǒng)的PLC梯形圖 濕度控制程序，采樣時間20s，積分常數(shù)30min，微分常數(shù)為0，中斷采樣時間為100ms。 /裝入濕度給定值85%/ /裝入采樣時間20s /裝入積分時間30min/關閉微分作用/設定定時中0的時間間隔為100ms/設定定時中斷，以定時執(zhí)行PID指令/允許中斷中斷程序/將濕度傳感器檢測的模擬量值轉換成雙整數(shù)存入AC1/雙整數(shù)轉換為實數(shù)/標準化AC1中的值/將AC1中的值存入回路表VD200/執(zhí)行PID指令 /將輸出值刻度化/將實數(shù)轉換為雙整數(shù) /將雙整數(shù)轉換為整數(shù) /將整數(shù)值寫到模擬量輸出寄存器，控制加濕閥的開度 圖44 濕度控制系統(tǒng)的PLC梯形圖 送風壓力控制程序在該系統(tǒng)中，，采樣時間10s，積分常數(shù)30min，微風常數(shù)0，中斷采樣時間100ms。子程序：///裝入采樣時間10s/裝入積分時間30min /關閉微分作用 /設定定時中斷0的時間間隔為100ms/設定定時中斷，以定時執(zhí)行PID指令 /允許中斷中斷程序/將濕度傳感器檢測的模擬量值轉換成雙整數(shù)存入AC2/雙整數(shù)轉換為實數(shù)/標準化AC2中的值/將AC2中的值存入回路表VD300/執(zhí)行PID指令//將輸出值刻度化 /將實數(shù)轉換為雙整數(shù) /將雙整數(shù)轉換為整數(shù) /將整數(shù)值寫到模擬量輸出寄存器，通過變頻器控制控制送風機的轉速圖44 送風壓力控制系統(tǒng)的PLC梯形圖第5章 結束語本文闡述了中央空調系統(tǒng)的基本原理和設計方案，在此基礎上對中央空調系統(tǒng)的控制上采用了PLC編程進行控制。根據(jù)中央空調系統(tǒng)的熱濕處理原理圖，對各個環(huán)節(jié)設計其控制方案，達到對中央空調主要部分的控制。而其中最主要部分就是對溫度控制和對風機的調速控制。為求達到比較理想的控制效果，溫度控制采用PID控制，電機的調速則采用變頻調速。兩者都是應用比較普遍的控制方式。PID控制器是應用最廣的閉環(huán)控制器，具有結構簡單，容易實現(xiàn)和較強靈活性和適應性等等的優(yōu)點。而變頻控制現(xiàn)在在節(jié)能方面應用廣泛，是比較好的控制方式，對于現(xiàn)在的能源緊缺，變頻控制更能體現(xiàn)其在節(jié)能方面的價值。本文只對中央空調的熱濕處理系統(tǒng)進行了方案設計，其中論文設計只是對其做了最基本的控制。這部分只是中央空調控制的一個主要部分，還有其他比較重要的部分比如水泵的控制等沒有納入控制方案，這是論文的不足之處，希望在今后有機會將會比較全面的進行整個中央空調系統(tǒng)的設計。人們生活水平的進一步提高，人們的居住觀念和居住行為方式都發(fā)生了重大的改變，居住面積越來越大，居住檔次越來越高，居住環(huán)境越來越美，居住內環(huán)境也得到了前所未有的重視，以人為本的居住觀念和居住需求。隨著人們生活水平的不斷提高，人們對室內空氣環(huán)境、建筑外部環(huán)境、小區(qū)環(huán)境要求也越來越高。同時，隨著社會的不斷進步，國家對節(jié)能、環(huán)保也將日益重視。雖然現(xiàn)在中央空調價格相對來說比較昂貴，但是中央空調適應社會需求的能力很強，所以中央空調的發(fā)展?jié)摿薮?，今后的中央空調必然會朝著便宜，節(jié)能，環(huán)保，凈化居住環(huán)境的反面發(fā)展。致 謝在此感謝我的指導老師江華老師，沒有您細心的指導，論文的完成將會更加困難。您對學生嚴格的要求和精益求精的治學態(tài)度都給我留下了深刻印象，使我獲益匪淺。 此外，我還要對在這次設計中，幫助和支持我的同學，表示感謝！參考文獻[1] [M]. 重慶：重慶大學出版社, 2003年5月[2] [M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 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