【正文】 表 61 CPU226的物理特性 物理特性 CPU 226 CN DC/DC/DC CPU 226 CN AC/DC/繼電器 尺寸 1968062 mm 1968062 mm 重量 550g 660g 功耗 11W 17W 表 62 CPU226的存儲(chǔ)特性 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 存儲(chǔ)特性 技術(shù)數(shù)據(jù) 在線程序編輯時(shí) 16384 bytes 非在線程序編輯時(shí) 24576 bytes 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 10240 bytes 裝備 (超級(jí)電容 ) 100 小時(shí) /典型值 (40度時(shí)最少 70 小時(shí) ) (可選電池 ) 200 天 /典型值 表 63 CPU226的 I/O特性 I/O特性 技術(shù)數(shù)據(jù) 本機(jī)數(shù)字量輸入 24 輸入 本機(jī)數(shù)字量輸出 16 輸出 本機(jī)模擬量輸入 無 本機(jī)模擬量輸出 無 數(shù)字 I/O映象區(qū) 256 (128輸入 /128輸出 ) 模擬 I/O映象區(qū) 64(32 輸入 /32 輸出 ) 允許最大的擴(kuò)展 I/O模塊 7 個(gè)模塊 允許最大的智能模塊 7 個(gè)模塊 脈沖捕捉輸入 24 總數(shù) 6 個(gè) 單相計(jì)數(shù)器 6，每個(gè) 30kHz 兩相計(jì)數(shù)器 4，每個(gè) 20kHz 脈沖輸出 2 個(gè) 20kHz(僅限于 DC輸出 ) 表 64 CPU226的集成的通信功能特性 集成的通信功能 技術(shù)數(shù)據(jù) 接口 2 個(gè) RS485 接口 PPI, DP/T 波特率 , 和 自由口波特率 至 每段最大電纜長(zhǎng)度 使用隔離的中繼器： 可達(dá) 1200 米 未使用隔離中繼器： 50 米 最大站點(diǎn)數(shù) 每段 32 個(gè)站，每個(gè)網(wǎng)絡(luò) 126 個(gè)站 最大主站數(shù) 32 點(diǎn)到點(diǎn) (PPI 主站模式 ) 是 (NETR / NETW) MPI 連接 共 4 個(gè)， 2 個(gè)保留 (1 個(gè)給 PG， 1 個(gè)給 OP) 表 65 CPU226數(shù)字量輸入特性 數(shù)字量輸入特性 技術(shù)數(shù)據(jù) 本機(jī)集成數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù) 24 輸入 輸入類型 漏型 /源型 (IEC 類型 1/漏型 ) 額定電壓 24 VDC， 4mA典型值時(shí) 最大持續(xù)允許電壓 30V DC 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 浪涌電壓 35V DC， 秒 邏輯 1 信號(hào) (最小 ) 15 VDC， 邏輯 0 信號(hào) (最大 ) 5 VDC， 1mA 輸入延遲 可選 ( 至 ) 允許漏電流最 大 1mA 光電隔離 是 隔離組。 由于此中央空調(diào)控制系統(tǒng)總共有 15 個(gè)數(shù)字量輸入， 10 個(gè)數(shù)字量輸出，共需要 25個(gè)數(shù)字量 I/O， 4 個(gè)模擬量輸入，根據(jù) I/O點(diǎn)數(shù)，以及程序容量和控制的要求，選擇 CPU226作為該控制系統(tǒng)的主機(jī)。 因此它可以 用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的 運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。 （ 5） 2 個(gè) 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。（ 3） 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 CPU226 的 優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面： （ 1） 本機(jī)集成 24 輸入 /16 輸出共 40 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)。 （ 8） 豐富的擴(kuò)展模塊 。 （ 6） 實(shí)時(shí)特性 。 （ 4） 便捷的操作 。 （ 2） 極豐富的指令集 。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制， 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。因此 S7200 系列具有極高的性能 /價(jià)格比。 6 中央空調(diào)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件電路設(shè)計(jì) PLC 選型 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(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。 ②天然冷 /熱源。目前，在空調(diào)系統(tǒng)中，制冷設(shè)備使用的最多的就是利用“液體氣化制冷法”原理制造的設(shè)備，主要包括電驅(qū)動(dòng)的蒸汽壓縮式和熱驅(qū)動(dòng)的吸收式兩種形式。冷 /熱源可分為常規(guī)冷 /熱源和天然冷 /熱源?？照{(diào)系統(tǒng)中常用的水泵為離心式水泵，就一般的空調(diào)系統(tǒng)來說，采用轉(zhuǎn)速在 30~120r/s 范圍內(nèi)的離心式水泵比較合適，這類型水泵已經(jīng)基本上滿足空調(diào)系統(tǒng)中水的流量和壓力的變化要求。 ④水泵的選擇?？煞譃殄冧\鋼管和不鍍鋅鋼管兩種。水管系統(tǒng)既包括冷凍水系統(tǒng)中的管線系統(tǒng)，也包 括冷卻水系統(tǒng)的管線系統(tǒng)，主要有水、煤氣輸送鋼管和無縫鋼管組成。冷卻塔的作用就是將冷卻水在塔內(nèi)利用水的自然蒸發(fā)冷卻降溫，為了充分利用資源，降低運(yùn)行成本，一般采用循環(huán)系統(tǒng)重復(fù)利用冷卻水，定期更換冷卻水以保證水質(zhì)能滿足空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)要求。 ②冷卻水系統(tǒng)。冷凍水系統(tǒng)主要 包括冷源設(shè)備、水泵、過濾器和閥門等，在大型復(fù)雜的空調(diào)系統(tǒng)中還有分水器和集水器等。 ①冷凍水系統(tǒng)。貫流式風(fēng)機(jī)目前僅用于某些固定的空調(diào)機(jī)組設(shè)備中，例如，風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)幕等，而在工程中大量使用的是離心式和軸流式風(fēng)機(jī)。 ③風(fēng)機(jī)。風(fēng)管系統(tǒng)是由輸送空氣的管道和風(fēng)管附件構(gòu)成的，風(fēng)管附件主要有各種調(diào)節(jié)活門、閘板、倒流葉片和防雨柵格等。散流器的形狀有方形、圓形和矩形，常用的散流器有盤式散流器、直片式式散流器、流線型散流器和送吸式散流器。 條縫送風(fēng)結(jié)構(gòu)是指送風(fēng)口位于房間的頂部，其形狀為條縫形，條縫送風(fēng)結(jié)構(gòu)送出的氣流是向房間的下方送出扁平射流，其射程較短、送風(fēng)的溫度和速度衰減 較快，使得工作區(qū)的溫度分布比較傲均勻，這類方式適用于民用建筑和工業(yè)場(chǎng)合中的一般空調(diào)，它的回風(fēng)口位于房間的側(cè)下方。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 側(cè)送風(fēng)結(jié)構(gòu)是指送風(fēng)口位于房間側(cè)壁上方，送氣的方向?yàn)闄M向進(jìn)入，而工作區(qū)得氣流通常是回流；回風(fēng)口與送風(fēng)口同側(cè)?？照{(diào)常用的送風(fēng)方式，主要有側(cè)送風(fēng)、孔板送風(fēng)、條縫送風(fēng)等幾種形式。 （ 1）空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)系統(tǒng) 空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)系統(tǒng)主要功能是完成對(duì)冷量和熱量的輸送，主要包括送風(fēng) /回風(fēng)結(jié)構(gòu)、風(fēng)管系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)。所以兩個(gè)部分一般采用兩根紫銅管連接，便于進(jìn)行制冷劑的循環(huán)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)完整的空調(diào)系統(tǒng)。風(fēng)系統(tǒng)的工作原理與全空氣系統(tǒng)一樣，但它僅輸送新風(fēng)；而水系統(tǒng)則是將冷凍水或熱水從空調(diào)機(jī)房輸送到室內(nèi)的裝置中，通過散熱設(shè)備對(duì)室內(nèi)進(jìn)行制冷或加熱。根據(jù)工作中風(fēng)量是否變化可分為定風(fēng)量系統(tǒng)，定風(fēng)量系統(tǒng)可以較好地穩(wěn)定室內(nèi)的空氣條件，同時(shí)它的能耗也會(huì)相應(yīng)增加；變風(fēng)量系統(tǒng)的送風(fēng)量可在一定范圍內(nèi)變化，因此它的能耗會(huì)顯著降低，但是由于該系統(tǒng)的送風(fēng)量是根據(jù)室內(nèi)溫度來調(diào)節(jié)的，所以 它維持室內(nèi)空氣的穩(wěn)定性不如定風(fēng)量系統(tǒng)。一次回風(fēng)系統(tǒng)是指全部回風(fēng)和新風(fēng)混合后進(jìn)入空氣處理設(shè)備，經(jīng)過處理再送入室內(nèi)。 空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)制冷 /制熱傳送介質(zhì)的不同可分為全空氣系統(tǒng)和空氣 水系統(tǒng)。兩個(gè)方面的設(shè)計(jì)可以同步進(jìn)行，但是需要先分析和研究控制系統(tǒng)的整體功能，對(duì)整體結(jié)構(gòu)深入了解之后，設(shè)計(jì)出整體框架，明確兩個(gè)部分的具體功能及兩個(gè)部分的接口。因此查閱部分民用建筑的空調(diào)冷負(fù)荷概算指標(biāo)可以得出圖書館各室的冷負(fù)荷指標(biāo)見表 51： 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 表 51圖書館各室的冷負(fù)荷指 標(biāo) 圖書館各室名稱 冷負(fù)荷指標(biāo)（ mW 2/ ） 會(huì)堂、報(bào)告廳 269 展覽廳、陳列室 177 圖書館閱覽室 121 辦公室 131 小會(huì)議室 235 休息廳 370 研究室 140 貴賓室 120 大會(huì)議廳 358 中廳 180 圖書館各層分布及面積為：（ m2 ） 地下室：校史展覽室： 33750；貴賓室： 5625；會(huì)議室： 5625 一層：休息廳： 5625；報(bào)告廳： ；中廳： 45000；辦公室： ； 休息茶座 :；大會(huì)議室： 22500 二層：閱覽室 :；休息室： ；辦公室： 三層：閱覽室： ；觀象室： ；辦公室： 四層：閱覽室： 112500；辦公室： 7500；休息室： 7500 五層：閱覽室： 95625；研究室： ；辦公室： 7500；休息室： 7500 總面積：地下室： ；一層： ；二層： ；三層： ； 四層： ；五層： 總面積： 因此：根據(jù)這些數(shù)據(jù)用圖書館各室的面積乘以其相對(duì)應(yīng)的冷負(fù)荷指標(biāo)，可以計(jì)算出圖書館各個(gè)房間的冷負(fù)荷，見表 52： 表 52圖書館各室的冷負(fù)荷 各室類型 冷負(fù)荷指標(biāo)（ mW 2/ ） 面積 負(fù)荷 會(huì)堂、報(bào)告廳 269 展覽廳、陳列室 177 圖書館閱覽室 121 辦公室 131 小會(huì)議室 235 休息廳 370 研究室 140 55125 貴賓室 120 6750 大會(huì)議廳 358 225 80550 中廳 180 101250 總計(jì) 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 中央空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模塊式空調(diào)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面：一個(gè)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；一個(gè)是PLC 電氣控制的設(shè)計(jì) 。我國(guó)有關(guān)部門還制定了某些特殊的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)。夏季空調(diào)不應(yīng)大于 ，冬季空調(diào)不應(yīng)大于 。冬季空調(diào)應(yīng)采用 30%～ 60%，使用條件 無特殊要求時(shí)，可不受此限。 （ 2）室內(nèi)相對(duì)濕度。冬季空調(diào)采用 18～24℃。夏季空調(diào)采用 22～ 28℃。室內(nèi)冷 （熱）負(fù)荷、濕負(fù)荷的計(jì)算以室外參數(shù)和室內(nèi)要求保持的空氣參數(shù)為依據(jù)。 負(fù)荷計(jì)算 空調(diào)負(fù)荷是指空調(diào)房間冷（熱）負(fù)荷和濕負(fù)荷。 圖 43 系統(tǒng)邏輯框圖 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 5 某圖書館中央空調(diào)變頻節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì) 概述 在空調(diào)系統(tǒng)中，通過對(duì)空氣的凈化處理，使其溫度、濕度、清潔度等參數(shù)滿足人們?cè)O(shè)定的指標(biāo)，適應(yīng)人們生產(chǎn)和生活的需要。 硬件電路主要實(shí)現(xiàn)：信號(hào)采集，控制信號(hào)輸出，水泵控制，故障報(bào)警等功能。 （ 3）力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 （ 4）適應(yīng)發(fā)展的需要 由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問題。 設(shè)計(jì)原則 （ 1）最 大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求 充分發(fā)揮 PLC 的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。當(dāng)其中一臺(tái)冷卻水泵 /冷凍水泵出現(xiàn)故障時(shí)，備用冷卻水泵 /冷凍水泵會(huì)自動(dòng)投入工作。 （ 2）各設(shè)備的程序聯(lián)動(dòng)。在手動(dòng)或自動(dòng)的啟停操作時(shí)，冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵、制冷機(jī)組在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，按照順逆程序進(jìn)行啟動(dòng)和停止，并且在任何功能中有操作錯(cuò)誤時(shí)均為無效 ，以確保各組設(shè)備保持正常的操作狀態(tài)。如此循環(huán)不已，把室內(nèi)的熱量帶出，達(dá)到降低環(huán)境溫度的目的。 工藝流程 冷水機(jī)組壓縮機(jī)把制冷劑壓縮，壓縮后的制冷劑進(jìn)入冷凝器，被冷卻水冷卻后變成液體，析出的熱量由冷卻水帶走 ，并在冷卻塔里排入大氣。 中央空調(diào)冷凍系統(tǒng)有 3種控制方式：早期的繼電器控制系統(tǒng)、直接數(shù)字式 控制器（ Direct Digital Controller， DDC） 和 PLC 控制系統(tǒng)。 工作原理：冷凍主機(jī)是中央空調(diào)的致冷源，從冷凍主機(jī)流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，通過各房間的盤管，帶走房間內(nèi)的熱量，使房間內(nèi)的溫度下降。 中央空調(diào)工作過程如圖 41所示。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低、操控簡(jiǎn)便、噪音低，最主要的缺點(diǎn)是：各個(gè)區(qū)域（房間）控溫不準(zhǔn)確。 4 基于 PLC 控制的中 央空調(diào)系統(tǒng) 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 中央空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 所謂“中央空調(diào)”是由一臺(tái)主機(jī)通過風(fēng)道過風(fēng)或冷熱水管或管線連接多個(gè)末端的方式來控制不同的房間以達(dá)到室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)目的的空調(diào)。 除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)中， PLC 還要完成內(nèi)部處理，通訊處理等工作，一次循環(huán)可分為 5個(gè)階段。在運(yùn)行狀態(tài)， PLC 通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。I/O 模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。 PLC 通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，另 外也可以驅(qū)動(dòng)指示燈、數(shù)字河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 顯示裝置等 CPU 模塊的工作電壓一般是 5V，而其輸入 /輸出信號(hào)電壓一般較高，如 DC24V和 AC220V。 I/O 模塊： 輸入 (Input)模塊和輸出（ Output）模塊統(tǒng)稱 I/O 模塊，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和 CPU 模塊的橋梁。 圖 31 PLC 的結(jié)構(gòu)組成 CPU 模塊： CPU 模塊主要由微處理 器（ CPU 芯片）和存儲(chǔ)器組成。 PLC 與其它智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)（ DCS,又稱集散控制系統(tǒng)）。數(shù)據(jù)處理功能一般用于大型控制系統(tǒng)