【正文】 臺(tái)泵切換成變頻運(yùn)行，若當(dāng)變頻器的輸出頻率降低到頻率下限時(shí)，溫差偏小現(xiàn)象仍存在，則把最后一臺(tái)工頻運(yùn)行的水泵切換成變頻運(yùn)行，同時(shí)停掉剛才變頻運(yùn)行的水泵，如此工作下去。有上述可知，在整個(gè)工作過(guò)程中變頻器只對(duì)三臺(tái)泵中的一臺(tái)進(jìn)行變頻控制。二、冷卻循環(huán)水部分（冷卻泵）的控制冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行原理與冷凍循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行原理基本一致，兩者本質(zhì)的差異在于：當(dāng)冷凝器進(jìn)出水溫差大于允許溫差時(shí)應(yīng)增加流量，正好與冷凍循環(huán)水的調(diào)節(jié)方向相反。系統(tǒng)以溫差值作反饋的閉環(huán)控制，并配合冷卻塔風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)。三、冷卻塔風(fēng)機(jī)的控制當(dāng)冷卻塔進(jìn)水溫度為35℃時(shí)，風(fēng)機(jī)開始運(yùn)行，30℃時(shí)停止運(yùn)行，目的是充分利用自然冷卻節(jié)約電能。在35℃～30℃溫度區(qū)間實(shí)行溫度PID變風(fēng)量調(diào)節(jié)。根據(jù)冷卻塔出水溫度T0是否滿足出水溫度設(shè)定值(T1=28℃)和冷卻塔的進(jìn)水溫度設(shè)定值(T2=32℃)的共同要求來(lái)決定冷卻塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，如表3所示。表3 冷卻循環(huán)水與冷卻塔風(fēng)機(jī)的控制表控制條件運(yùn)行工況冷卻泵控制冷卻塔風(fēng)機(jī)控制PI流量調(diào)節(jié)運(yùn)行臺(tái)數(shù)PI風(fēng)量調(diào)節(jié)運(yùn)行臺(tái)數(shù)冷卻循環(huán)水溫差△t=5℃△t≥5℃增加自動(dòng)增加自動(dòng)配合△t＜5℃減少自動(dòng)減少冷卻塔風(fēng)機(jī)：塔出水溫度T。塔進(jìn)水溫度塔出水溫度設(shè)定值：（=28℃）≥35℃自動(dòng)配合啟動(dòng)運(yùn)行≤30℃停止運(yùn)行T。＜；≥32℃增加自動(dòng)增加不變不變T。＜；≤32℃自動(dòng)配合減少自動(dòng)減少T?！?；≥32℃增加自動(dòng)增加50Hz額定全部T?！?；≤32℃增加自動(dòng)增加增加一般不變T2≥32℃，多為冷凝器負(fù)荷的突然增加所致，需要冷卻循環(huán)水流量和冷卻塔的冷卻風(fēng)量的共同配合來(lái)調(diào)節(jié)；而To≥T1，是由于前一段時(shí)間內(nèi)冷卻塔風(fēng)機(jī)的冷卻風(fēng)量不足造成的，需要增加冷卻風(fēng)量來(lái)解決。當(dāng)T0T1且T2≥32℃時(shí)，全部風(fēng)機(jī)以變頻器當(dāng)前輸出頻率方式運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)T0T1且T2≤32℃時(shí)，全部冷卻塔風(fēng)機(jī)逐步減速到運(yùn)行頻率下限(20Hz)，若該溫度現(xiàn)象仍然存在持續(xù)一段時(shí)間后，全部風(fēng)機(jī)將停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)T0≥T1且T2≥32℃時(shí)，風(fēng)機(jī)以變頻器最大輸出頻率(50Hz)方式額定速度運(yùn)行。若該溫度現(xiàn)象在全部風(fēng)機(jī)額定速度運(yùn)行一段時(shí)間后仍然存在，首先增加運(yùn)行的冷卻塔系統(tǒng)風(fēng)機(jī)套數(shù)，并考慮適當(dāng)增加冷卻循環(huán)水的流量來(lái)解除此現(xiàn)象的持續(xù)存在，維持冷凝器安全運(yùn)行的需求。當(dāng)To≥T1且T232℃時(shí)，首先應(yīng)適當(dāng)增加風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率(但一般不作增加開啟風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)的處理)，隨著冷卻水流量的增加該狀態(tài)將會(huì)自動(dòng)遷移到T0T1且T2≤32℃狀態(tài)，冷卻塔風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)作變風(fēng)量調(diào)節(jié)運(yùn)行。揚(yáng)州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（四）其他功能有：手動(dòng)自動(dòng)方式選擇、變頻故障自動(dòng)更換備用泵或工頻自動(dòng)投運(yùn)、故障與報(bào)警處理等功能。四、PID控制的實(shí)現(xiàn)PID控制是閉環(huán)控制較好的方法之一。在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的發(fā)展歷程中，PID控制是歷史最久、生命力最強(qiáng)的基本控制方式。PID控制具有很多優(yōu)點(diǎn)：1．算法簡(jiǎn)單，使用方便，容易通過(guò)簡(jiǎn)單的硬件和軟件式實(shí)現(xiàn)；2．適應(yīng)性強(qiáng)，可以廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)；3．魯棒性強(qiáng)，它的控制品質(zhì)直到現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的基本控制方式之一。（一）PID控制基本公式PID是比例（P）、積分（I）、微分（D）之意。標(biāo)準(zhǔn)的控制值是與偏差（設(shè)定值與實(shí)際置之差）、偏差對(duì)時(shí)間的積分、偏差對(duì)時(shí)間的微分，三者之和成正比。用式子表示，即：…………………………………(541)式中 p—控制值；e—偏差；—積分常數(shù)；—微分常數(shù)；K—放大倍數(shù)（比例系數(shù)）；M—偏差為零時(shí)的控制值，有積分環(huán)節(jié)存在，此項(xiàng)也可不加。PID控制就是用這里的控制量p，去進(jìn)行對(duì)控制對(duì)象的控制。式(551)用于連續(xù)系統(tǒng)的PID控制。如在PLC控制中用它，則必須將其“離散化”，用相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算，代替這里的積分、微分。如選擇的采樣周期為T，積分初值為0，離散化后的式（541）為：………………………………(542)式(552)的計(jì)算僅僅是加、減、乘、除等基本運(yùn)算。所以，如選定了采樣周期T、積分常數(shù)，微分常數(shù)、放大倍數(shù)K、偏差為零時(shí)的控制值M以及各個(gè)時(shí)刻的偏差值，用PLC的算術(shù)運(yùn)算指令完全可進(jìn)行這個(gè)運(yùn)算，以求出不同時(shí)刻n的控制值。進(jìn)而再把這個(gè)控制值輸出，即可實(shí)現(xiàn)PID控制。（二）PID控制參數(shù)的含義及選定1．PID參數(shù)的含義要使PID控制取得好的效果，關(guān)鍵是選定PID的控制參數(shù)。要選定這些參數(shù)，首先是對(duì)這些參數(shù)的物理意義有所了解。參數(shù)M，偏差為零時(shí)的控制值，即系統(tǒng)平衡時(shí)所要求的控制輸出?？梢老到y(tǒng)靜態(tài)特性確定。參數(shù)T采樣周期，即計(jì)算式（542）的時(shí)間間隔。此值太大，式（542）將無(wú)法正確地反應(yīng)式（541）。太小，則增加計(jì)算工作量，影響控制的及時(shí)性。為了不失真，以采樣定理要求，它的倒數(shù)，即采樣頻率一般應(yīng)大或等于系統(tǒng)最大頻率的兩倍。參數(shù)積分常數(shù)，此值小，積分作用增強(qiáng)，但有可能影響系統(tǒng)的穩(wěn)定；太大，穩(wěn)定性好，但積分作用弱。有無(wú)積分作用，不僅決定于當(dāng)前偏差存在與否，還與偏差的歷史有關(guān)。正是有了這個(gè)積分作用，才能消除靜差。參數(shù)，微分常數(shù)，此值大，將增強(qiáng)微分作用；微分作用加入，使得偏差剛產(chǎn)生或增大時(shí)，增強(qiáng)控制作用，可加速縮小偏差；而偏差減少時(shí)，將減弱控制作用，可防止超調(diào)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。雖然如此，但當(dāng)微分作用太強(qiáng)時(shí)，也不利于噪聲干擾的抑制，也會(huì)引起相應(yīng)的振蕩。參數(shù)K，比例作用。此值大，將增強(qiáng)偏差的控制作用，減少控制誤差。但有可能影響系統(tǒng)的穩(wěn)定，以至于系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；太小，穩(wěn)定性好，但控制作用弱，減少控制誤差的時(shí)間將加長(zhǎng)。比例作用，有的用比例帶（或比例度）表示，與放大系數(shù)K的關(guān)系為倒數(shù)關(guān)系。即： =1/K2．PID參數(shù)的選定從以上介紹知，實(shí)現(xiàn)PID控制，對(duì)有關(guān)參數(shù)作合理選定是重要的。PID控制參數(shù)確定的大體步驟是：（1）選定合適的采樣周期T對(duì)溫度控制系統(tǒng)，一般為10～20s。T最好選得小些。T小，并把積分作用設(shè)當(dāng)減弱，可做到既加快調(diào)節(jié)過(guò)程又避免由系統(tǒng)離散原因引起的超調(diào)。（2）選定合適的比例帶 這時(shí)設(shè)為∞（無(wú)窮大），為零，從大到小改變比例帶，直到得到較好的過(guò)程曲線。（3）選定合適的積分常數(shù)，直到得到較好的過(guò)程曲線。（4）再定合適的比例帶積分時(shí)間常數(shù)不變，將比例帶增加或減小，看過(guò)程曲線是否改善。若有改善，則將原定的比例帶減小，再變更積分時(shí)間常數(shù)，以改善控制過(guò)程曲線。如此多次反復(fù)，直到得到合適的比例帶及積分時(shí)間常數(shù)。（5）選定合適的微分常數(shù)一般講，微分時(shí)間常數(shù)可在積分時(shí)間常數(shù)的1/6～1/4間選定。而且，引入微分作用后，積分時(shí)間常數(shù)可設(shè)當(dāng)減小。這些參數(shù)選定后，再觀察過(guò)程曲線是否理想。如不當(dāng)，可再作相應(yīng)調(diào)整，直到滿意為止。（三）PID控制程序?qū)崿F(xiàn)1．不含PID指令的PLC實(shí)現(xiàn)方法圖551所示為PID控制的算法框圖。從圖知，它的控制值R是I、D三部分的和。控制輸出，則是R乘以比例系數(shù)H。這里未計(jì)及偏差為零時(shí)的控制值M，但這可通過(guò)執(zhí)行積分運(yùn)算自然實(shí)現(xiàn)。圖544 PID控制的算法框圖2．用PID指令實(shí)現(xiàn)目前，OMRON公司的多數(shù)PLC都有PID指令。所以，用PID指令實(shí)現(xiàn)模擬量的PID控制是相當(dāng)方便的。某電機(jī)轉(zhuǎn)速的PID控制如圖545所示。圖545 PID控制這里的關(guān)鍵是設(shè)定好控制參數(shù)。如果控制參數(shù)設(shè)置得當(dāng)，執(zhí)行條件ON，本指令執(zhí)行，進(jìn)位位PCY得電,可用它觀測(cè)本指令是否執(zhí)行。也可認(rèn)為地改變指令控制的輸出值，即指令操作數(shù)D的內(nèi)容，如不可改變，也說(shuō)明指令已執(zhí)行。第三節(jié) 控制系統(tǒng)的性能一、降低空調(diào)能耗中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備發(fā)揮最佳工作效率的循環(huán)水供回水溫差值是5℃，而實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，供回水溫差卻小于5℃，說(shuō)明大樓中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備大部分時(shí)間處于低效率工作狀態(tài)下運(yùn)行。通過(guò)有級(jí)與無(wú)級(jí)控制后,可降低冷水機(jī)組、空調(diào)循環(huán)泵能耗，冷水機(jī)組節(jié)能效率大約為35%、單臺(tái)水泵節(jié)能效率大約為30%。二、改善和保證空調(diào)效果空調(diào)循環(huán)水溫差始終保持為5℃，中央空調(diào)空調(diào)循環(huán)水溫差在5℃時(shí)，中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備可以達(dá)到最佳工作狀態(tài)，保證最好的空調(diào)效果?？照{(diào)設(shè)備和控制設(shè)備的故障自動(dòng)報(bào)警和切換，可以確保中央空調(diào)的可靠運(yùn)行。三、延長(zhǎng)設(shè)備壽命通過(guò)系統(tǒng)群控,根據(jù)使用時(shí)間平衡使用執(zhí)行開機(jī)原則,可以延長(zhǎng)空調(diào)主機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)的使用壽命.智能控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)的調(diào)速采用的是變頻調(diào)速，變頻調(diào)速的電機(jī)啟動(dòng)是軟啟動(dòng)和軟停止。從根本上消除了電機(jī)起動(dòng)時(shí)的瞬間沖擊電流對(duì)電網(wǎng)、水泵電機(jī)和其它電器設(shè)備的沖擊。智能控制系統(tǒng)具有對(duì)電機(jī)的過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、缺項(xiàng)、過(guò)載、過(guò)熱等功能。四、減少人工成本中央操作站自動(dòng)檢測(cè)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,并能發(fā)出報(bào)警。智能控制系統(tǒng)具有自動(dòng)控制和顯示功能。無(wú)人值守，自動(dòng)記憶，大大減少管理人員工作量。第七章 觸摸屏在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用第一節(jié) 觸摸屏的選擇 采用觸摸屏替代操作面板，可減少了各種開關(guān)(如按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān))設(shè)備，使故障率大為降低，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。此外，觸摸屏還提供了良好的人機(jī)交流界面。因此，本系統(tǒng)人機(jī)信息交流窗口選用歐姆龍NT631C型液晶觸摸屏。 NT631CV1型液晶觸摸屏是以款功能強(qiáng)大的顯示單元（可編程終端）。其主要特征如下:(1)對(duì)下載程序進(jìn)行自動(dòng)傳送檢測(cè)。(2)口令保護(hù)。(3)用于顯示和修改過(guò)程參數(shù)的輸入/輸出域。(4)用于圖形顯示動(dòng)態(tài)數(shù)值的棒圖。(5)圖形和按鈕的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)可在NTST 。(6)固定文本可按任意字符大小為按鈕、過(guò)程畫面或過(guò)程值設(shè)定標(biāo)簽。 本觸摸屏與PLC之間的通訊采用RS485/RS485接口，下載程序?yàn)镽S232接口。第二節(jié) 軟件設(shè)計(jì)一、下載應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)下載應(yīng)用程序之前應(yīng)該實(shí)現(xiàn)PT與電腦的聯(lián)機(jī)通訊。在本次設(shè)計(jì)中我們采用RS232連接，波特率為9600bps。PT與電腦的連接如下圖：圖318 計(jì)算機(jī)與NT631C通訊連接圖當(dāng)PT與電腦聯(lián)機(jī)實(shí)現(xiàn)后就可以通過(guò)NTST支持工具實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的下載。不過(guò)在下載之前還要將PT進(jìn)行設(shè)置以及內(nèi)存初始化。具體步驟如下：PT開機(jī)之后進(jìn)入系統(tǒng)菜單并選擇“維護(hù)模式”；進(jìn)入“維護(hù)模式”之后選擇“內(nèi)存初始化”；進(jìn)入“系統(tǒng)初始化”菜單之后選擇“畫面數(shù)據(jù)”，然后系統(tǒng)會(huì)提示是否要?jiǎng)h除畫面數(shù)據(jù)，選擇“是”即可實(shí)現(xiàn)畫面數(shù)據(jù)初始化。顯示歷史記錄數(shù)據(jù)初始化、報(bào)警歷史記錄數(shù)據(jù)初始化、內(nèi)存表初始化以及內(nèi)存開關(guān)初始化的步驟與畫面數(shù)據(jù)初始化步驟相同。當(dāng)PT初始化設(shè)置完成之后就可以下載應(yīng)用程序了，步驟如下：在系統(tǒng)菜單下選擇傳送模式，進(jìn)入之后選擇工具傳送。然后在支持工具中點(diǎn)擊連接，在通訊設(shè)定中選擇端口1，傳輸速度選擇標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)定好之后點(diǎn)擊下載，然后選擇應(yīng)用程序就可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的下載了。二、PT與PLC聯(lián)機(jī)調(diào)試在進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)首先要對(duì)可編程終端和PLC作相應(yīng)的設(shè)置?？删幊探K端的設(shè)置步驟如下：設(shè)置串行端口A或串行端口B的上位機(jī)鏈接方式的通信條件。進(jìn)入系統(tǒng)菜單選擇維護(hù)模式，選擇“內(nèi)存開關(guān)”，按“下一畫面”或“前一畫面”觸摸開關(guān)，顯示第四個(gè)開關(guān)畫面。按對(duì)應(yīng)要設(shè)置上位鏈接方式的串行口（A通信方法或B通信方法）的觸摸開關(guān)去顯示“上位機(jī)鏈接”設(shè)置選項(xiàng)。每按一次觸摸開關(guān)，設(shè)置選項(xiàng)就變化一次。在已做設(shè)置的串行口右面按“設(shè)置”觸摸鍵。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中使用串行口A 。按“通信速度”觸摸鍵顯示要設(shè)置的通信速度。觸摸鍵按一下，設(shè)置選項(xiàng)就改變一次。按“退出”設(shè)置結(jié)束。設(shè)置串行端口A或串行端口B的NT鏈接（1：1）方法的通信條件。進(jìn)入系統(tǒng)菜單選擇維護(hù)模式，選擇“內(nèi)存開關(guān)”，按“下一畫面”或“前一畫面”觸摸開關(guān)，顯示第四個(gè)開關(guān)畫面。按下對(duì)應(yīng)與設(shè)置為NT鏈接方式(1：1)端口的觸摸開關(guān)（通信口A方法或通信口B方法），顯示設(shè)置選項(xiàng)“NT鏈接 (1：1)”。設(shè)置啟動(dòng)等待時(shí)間。進(jìn)入系統(tǒng)菜單選擇維護(hù)模式，選擇“內(nèi)存開關(guān)”，按“下一畫面”或“前一畫面”觸摸開關(guān)，顯示第四個(gè)開關(guān)畫面。按“啟動(dòng)等待時(shí)間”顯示需要持續(xù)的時(shí)間。鍵每按一下，設(shè)置選項(xiàng)按下列順序改變一次。01→02→03……09→10→00→01……設(shè)置按鍵聲。進(jìn)入系統(tǒng)菜單選擇維護(hù)模式，選擇“內(nèi)存開關(guān)”，“按鍵聲”顯示“ON ”或“OFF”。觸摸開關(guān)每按一下，設(shè)置選項(xiàng)改變一下。 可編程終端設(shè)置結(jié)束之后還要對(duì)PLC進(jìn)行設(shè)置，PLC的設(shè)置比較簡(jiǎn)單主要是通訊端口的設(shè)置，將其設(shè)置為HostLink即可。同時(shí)波特率設(shè)置要與PT相同。設(shè)置完之后需要將PT的控制字寫入PLC中，以便PT上電后能夠正常運(yùn)行。PT的控制字共有4個(gè)字，在本次設(shè)計(jì)中PT的控制區(qū)設(shè)定為DM0100~DM0104；第一個(gè)字為PT開機(jī)畫面號(hào)設(shè)置字，如將0001寫入DM0100中，開機(jī)時(shí)顯示第一幅畫面。DM0101為復(fù)制的源內(nèi)存表號(hào)地址，DM0102為復(fù)制的目標(biāo)內(nèi)存表號(hào)地址，DM0103為PT狀態(tài)控制位，在所有設(shè)置中最為重要，若設(shè)置不當(dāng)有可能導(dǎo)致PT無(wú)法正常運(yùn)行。DM0104為系統(tǒng)用保留。PT與PLC均設(shè)置好之后就可以聯(lián)機(jī)了，PT與PLC的通訊也采用RS232口。具體連線如下圖所示：圖319 PLC與NT631C通訊連接圖三、觸摸屏畫面⑴、操作畫面：包括運(yùn)行模式的選擇和機(jī)組的選擇與啟停控制，以及變頻器的報(bào)警復(fù)位。⑵、監(jiān)視畫面：包括總的工藝流程動(dòng)態(tài)監(jiān)控和局部動(dòng)態(tài)監(jiān)控，指示燈給出運(yùn)行模式及其報(bào)警信號(hào)，并在工藝檢測(cè)點(diǎn)，通過(guò)虛擬儀表顯示溫度、溫差、壓差、頻率的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。⑶、故障報(bào)警信息：報(bào)警頁(yè)面上虛擬燈顯示閃爍（報(bào)警控件來(lái)做）,報(bào)警表中記錄（包括歷史記錄）對(duì)故障發(fā)生的