【正文】 因此，對我的論文，李老師傾注了大量的心血。4)經(jīng)過最后的軟件及組態(tài)設計，使系統(tǒng)完整。結論本論文闡述了基于PLC和變頻器對中央空調控制的基本原理及過程。功能強大的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)同步、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫同步構建，保證多個系統(tǒng)完美結合。用戶只需要通過簡單的模塊化組態(tài)就可構造自己的應用系統(tǒng)，如可以靈活組態(tài)各種智能儀表、數(shù)據(jù)采集模塊，無紙記錄儀、無人值守的現(xiàn)場采集站、人機界面等專用設備[18]。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。我們使用梯形圖來完成系統(tǒng)軟件的開發(fā)。網(wǎng)絡6：讀取驅動器中的參數(shù)R0068(輸出電流)圖45 初始程序段e網(wǎng)絡7：讀寫操作輪替功能，由于在同一時間USS網(wǎng)絡上讀參數(shù)或寫參數(shù)只能有一種操作，因此有必要設置讀寫操作的輪替功能，讀參數(shù)操作被屏蔽，開始寫參數(shù)操作。網(wǎng)絡2：。如通信速率設置不一樣，當然無法通信。通過上面的介紹，就可以使用USS協(xié)議進行RS485串行通訊。(2)采用單主站的“主從”訪問機制。上述條件不滿足，或者主站發(fā)出的是廣播報文，從站不會做任何響應。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。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。隨后出現(xiàn)的RS485解決了這個問題。最后對整體系統(tǒng)進行了硬件連接的設計。圖33：該控制系統(tǒng)分手動和自動模式，手動模式下通過開關的閉合控制電機的運轉，自動模式下通過PLC及變頻器控制，啟動時1冷凍泵變頻啟動，當溫度條件不滿足需要增加工頻泵數(shù)量時，工頻觸點吸合1冷凍泵轉為工頻運行，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)，變頻觸點吸合轉為變頻運行。表31 中央空調控制系統(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。其提供了四個具有預定義的置位功能的按鍵，如果使用 SHIFT鍵，則最多可提供八個置位功能。您也可以組態(tài)TD設備，使其顯示由S7200 CPU中的特定位使能的報警或信息。在工藝過程日趨復雜、對機器和設備功能的要求不斷增加的環(huán)境中，獲得最大的透明性對操作員來說至關重要。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。，當輸出接線接反時對線路起保護作用(此時回路電流為零)；傳感器的不正確接線無論是高限或低限都將導致變送器輸出飽和；產(chǎn)品具有RFI/EMI保護，有利于提高了測量的穩(wěn)定性。應用在醫(yī)療、電機、工業(yè)、溫度計算、阻值計算等高精溫度設備，應用范圍非常之廣泛。 由于溫度不管是從物理量本身還是在實際人們的生活中都有著密切的關系，所以溫度傳感器就會相應產(chǎn)生。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。~+32000。10V，電流輸出為0~20mA。最高有效位是符號位：0表示正值數(shù)據(jù)，1表示負值數(shù)據(jù)。：單極性0~10V、0~5V；雙極性177。A/D轉換器和D/A轉換其的二進制位數(shù)反映了它們的分辨率，位數(shù)越多，分辨率越高。 模擬量I/O模塊的種類在工業(yè)控制中，某些輸入量(例如壓力、溫度、流量、速度等)是模擬量，某些執(zhí)行機構(例如電動調節(jié)閥、變頻器等)要求PLC輸出模擬信號，而PLC的CPU只能處理數(shù)字量。此時，在CPU模式的LED顯示面板上“RUN”顯示當前的工作模式。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。 CPU226的主要技術指標:。S7200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。 西門子S7200PLC介紹S7200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。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?？删幊踢壿嬁刂破鞯脑\斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術能力的要求，并影響平均維修時間。選用的編程語言應遵守其標準(IEC6113123)，同時，還應支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場合的控制要求。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調試不方便?？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?？删幊踢壿嬁刂破髦饕糜陧樞蜻壿嬁刂?，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高可編程邏輯控制器的處理速度和節(jié)省存儲器容量。 PLC控制功能的選擇該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。應預先找到負載固有的共振頻率后，利用變頻器頻率跳躍功能設置，躲開共振頻率點。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。不允許把變頻器安裝在有可能經(jīng)常受到振動的地方。 控制性能的特點最新的IGBT技術；數(shù)字微處理器控制；高質量的矢量控制系統(tǒng)；磁通電流控制(FCC)改善動態(tài)響應，并且優(yōu)化電動機的控制；線性V/F特性；平方V/F特性；多點v/f特性(可編程V/F特性)；力矩控制；捕捉再起動；滑差補償；在電源中斷或故障跳閘以后，自動再起動；可以由用戶定義的自由功能塊，實現(xiàn)邏輯運算和算術運算的操作；動態(tài)緩沖；用于定位控制的減速斜坡函數(shù)曲線；高品質的PID控制器(具有參數(shù)自整定功能)，可用于一般的過程控制；可編程的加速/減速斜坡函數(shù)，0秒至650秒；斜坡起始段和結束段的平滑功能；快速電流限制(FCL)功能，避免運行中不應有的跳閘；快速、可重復的數(shù)字輸入響應時間；使用兩個高分辨率的10位二進制模擬輸入，實現(xiàn)速度精調；復合制動，實現(xiàn)快速制動控制；4個跳轉頻率。變頻器適用于各種變速驅動裝置。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(內部功能互聯(lián))功能有無可比擬的靈活性[15]。 西門子MM440變頻器性能介紹MICROMASTER 440全新一代用于控制三相交流電動機速度和轉矩的多功能標準變頻器。平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。主要用于工業(yè)過程溫度參數(shù)的測量和控制。第3章 中央空調控制系統(tǒng)的硬件設計中央空調控制系統(tǒng)硬件有變頻器、PLC、溫度變送器、人機界面。西門予公司的S7200系列的PLC都有配套的STEP7Micro/WIN32編程軟件，該軟件可以在PC機上運行，為用戶開發(fā)、編輯和監(jiān)控自己的應用程序提供了良好的編程環(huán)境。由前面的分析可知，系統(tǒng)的冷負荷隨著晝夜和季節(jié)的不同、大氣環(huán)境的變化有很大的差異，室溫等因素也會產(chǎn)生較大的影響。 對空調系統(tǒng)的PID變頻控制在近幾年對中央空調系統(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。由上可見，同樣是溫度偏低，反饋信號減小，但要求變頻器的頻率變化方向卻是相反的。利用該方法進行 PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預選擇一個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)對輸入的階躍響應出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數(shù)。PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。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。D的取值也與拖動系統(tǒng)的時間常數(shù)有關：拖動系統(tǒng)的時間常數(shù)較小時，微分時間應短些；反之，拖動系統(tǒng)的時間常數(shù)較大時，微分時間應長些。為此引入積分環(huán)節(jié)I，其效果是，使經(jīng)過比例增益P放大后的差值信號在積分時間內逐漸增大 (或減小) ，從而減緩其變化速度，防止振蕩。任何一種變頻器的參數(shù)P 都給出一個可設置的數(shù)值范圍，一般在初次調試時，P可按中間偏大值預置．或者暫時默認出廠值，待設備運轉時再按實際情況細調。在目前的溫度控制領域，應用十分廣泛。由于其有這些優(yōu)點，PID控制直到現(xiàn)在仍然是應用最廣泛的基本控制方式之一。 PID控制的設計在生產(chǎn)過程自動控制的發(fā)展歷程中，PID控制是歷史最久、生命力最強的基本控制方式。變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電機控制調速裝置。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，結構也復雜得多。軟起動器特別適用于各種泵類負載或風機類負載，需要軟起動與軟停車的場合。通過改變電源的頻率來達到改變電源電壓的目的，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。它的主要構成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。這就是軟啟動。變流量控制系統(tǒng)的一個基本思想就是按照中央空調主機所要求的最佳運行參數(shù)去控制中央空調系統(tǒng)的運行，根據(jù)系統(tǒng)的運行工況及制冷劑工質參數(shù)的變化，通過PID控制調節(jié)，確?？照{主機始終處于優(yōu)化的最佳工作點上，使主機始終保持較高的熱轉換效率，有效地解決了傳統(tǒng)中央空調系統(tǒng)在低負荷狀態(tài)下熱轉換效率下降的難題，提高了系統(tǒng)的能源利用率[10]。 中央空調系統(tǒng)變流量系統(tǒng)的特點變流量節(jié)能控制系統(tǒng)是目前最先進的節(jié)能控制技術，它與普遍使用的定流量中央空調控制模式相比，具有以下技術特點：(1) 實現(xiàn)中央空調綜合性能最優(yōu)，必須針對空調系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)(包括主機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機等)統(tǒng)一考慮，全面控制，使全系統(tǒng)協(xié)調運行，才能實現(xiàn)最佳綜合節(jié)能。通過頻率變化來改變電機轉速與傳統(tǒng)變速方法相比有以下優(yōu)點：，減小了啟動電流對電網(wǎng)的沖擊；；；。水泵調速運行節(jié)電的理論之一是水泵學比例律。把基頻以下和基頻以上兩種情況合起來，可得到異步電動機的變頻調速控制特性，如圖24所示。這時，可以人為的把電壓抬高一些，以便近似的補償定子壓降。由式()知只要控制好和，便可以控制磁通不變。在交流異步電機中，磁通是定子和轉子合成產(chǎn)生的[8]。從某種意義上說，變頻器就是一個可以任意改變頻率的交流電源。 變頻調速的原理變頻調速技術的基本原理是根據(jù)電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系： (21)式中：——為同步轉速，單位為r/min；——為電源頻率，單位為Hz；——為磁極對數(shù)。(3)在工頻狀態(tài)下啟停大功率水泵和風機，沖擊電流大，不利于電網(wǎng)的安全運行，且水泵、風機等機電設備長期在工額額定狀念下高速運行，機械磨損嚴重，導致使用壽命縮短和設備故障大幅度增加。(2)無論末端負荷大小如何變化，空調系統(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。也就是說，只要啟動空調主機，冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔風機都在50Hz工頻狀態(tài)下運行。空調主機由壓縮機、蒸發(fā)器和冷凝器組成，風機盤管系統(tǒng)為房間內的末端，水系統(tǒng)出冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)組成[7]。因此，只要創(chuàng)造一定的低壓條件，就可以利用液體的氣化獲取所要求的低溫。 制冷原理氣態(tài)制冷工質(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)。它的功能是對該房間或區(qū)域內空氣的溫度、濕度、潔凈度和空氣流速等參數(shù)進行調節(jié)，以滿足人體舒適或工藝過程的要求。設計了基于RS485網(wǎng)絡的控制系統(tǒng)。以PID算法為核心的各種DDC控制系統(tǒng)是目前中央空調工程和設備較普遍的使用方法，這種控制方法在工況較穩(wěn)定的情況下，可以得到較好的控制效果。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]。這種做法的后果不僅造成了能耗的浪費，還導致冷凍水系統(tǒng)的供、回水低溫差運行。在這個發(fā)展和完善的過程中總是不斷的遇到新問題，如：冷水溫差過小、水系統(tǒng)阻力損失過大、管網(wǎng)水力不平衡等問題，這些問題的不斷解決最終推動了變流量技術的發(fā)展。國內還有一些科研機構和企業(yè)的科研團體，也都開展了智能空調器的研制工作，其核心內容都集中在對單相壓縮機變屏調速控制器和智能型室溫控制器的研究，其研究成果還未見公開發(fā)表。因此誕生了綜合現(xiàn)代計算機技術、現(xiàn)代控制技術、現(xiàn)代通信技術和現(xiàn)代圖形顯示技術的集散型控制系統(tǒng)。(4)單臺變頻壓縮機多臺室內機同時供冷(熱)系統(tǒng)。由于制冷工質按時間交替分配給各室內機，所以根本不