【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的存儲特性 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 23 存儲特性 技術(shù)數(shù)據(jù) 在線程序編輯時 16384 bytes 非在線程序編輯時 24576 bytes 數(shù)據(jù)存儲器 10240 bytes 裝備 (超級電容 ) 100 小時 /典型值 (40度時最少 70 小時 ) (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) 本機數(shù)字量輸入 24 輸入 本機數(shù)字量輸出 16 輸出 本機模擬量輸入 無 本機模擬量輸出 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 ) 允許最大的擴展 I/O模塊 7 個模塊 允許最大的智能模塊 7 個模塊 脈沖捕捉輸入 24 總數(shù) 6 個 單相計數(shù)器 6，每個 30kHz 兩相計數(shù)器 4，每個 20kHz 脈沖輸出 2 個 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 RS485 接口 PPI, DP/T 波特率 , 和 自由口波特率 至 每段最大電纜長度 使用隔離的中繼器： 可達 1200 米 未使用隔離中繼器： 50 米 最大站點數(shù) 每段 32 個站，每個網(wǎng)絡(luò) 126 個站 最大主站數(shù) 32 點到點 (PPI 主站模式 ) 是 (NETR / NETW) MPI 連接 共 4 個， 2 個保留 (1 個給 PG， 1 個給 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) 本機集成數(shù)字量輸入點數(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 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)計說明書 24 浪涌電壓 35V DC， 秒 邏輯 1 信號 (最小 ) 15 VDC， 邏輯 0 信號 (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 個數(shù)字量輸入， 10 個數(shù)字量輸出，共需要 25個數(shù)字量 I/O， 4 個模擬量輸入，根據(jù) I/O點數(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。 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，更強的模塊擴展能力，更快的 運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能。 （ 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。（ 3） 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 CPU226 的 優(yōu)點有以下幾個方面： （ 1） 本機集成 24 輸入 /16 輸出共 40 個數(shù)字量 I/O 點。 （ 8） 豐富的擴展模塊 。 （ 6） 實時特性 。 （ 4） 便捷的操作 。 （ 2） 極豐富的指令集 。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調(diào)，電梯控制， 運動系統(tǒng) 。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。因此 S7200 系列具有極高的性能 /價格比。 6 中央空調(diào)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 硬件電路設(shè)計 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)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。 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)動的蒸汽壓縮式和熱驅(qū)動的吸收式兩種形式。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。可分為鍍鋅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)機目前僅用于某些固定的空調(diào)機組設(shè)備中，例如，風(fēng)機盤管風(fēng)幕等，而在工程中大量使用的是離心式和軸流式風(fēng)機。 ③風(fēng)機。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，送氣的方向為橫向進入，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。所以兩個部分一般采用兩根紫銅管連接，便于進行制冷劑的循環(huán)，這樣就構(gòu)成了一個完整的空調(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)機房輸送到室內(nèi)的裝置中，通過散熱設(shè)備對室內(nèi)進行制冷或加熱。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，同時它的能耗也會相應(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)。兩個方面的設(shè)計可以同步進行，但是需要先分析和研究控制系統(tǒng)的整體功能，對整體結(jié)構(gòu)深入了解之后，設(shè)計出整體框架，明確兩個部分的具體功能及兩個部分的接口。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/ ） 會堂、報告廳 269 展覽廳、陳列室 177 圖書館閱覽室 121 辦公室 131 小會議室 235 休息廳 370 研究室 140 貴賓室 120 大會議廳 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；會議室： 5625 一層：休息廳： 5625；報告廳： ；中廳： 45000；辦公室： ； 休息茶座 :；大會議室： 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應(yīng)的冷負(fù)荷指標(biāo)，可以計算出圖書館各個房間的冷負(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 會堂、報告廳 269 展覽廳、陳列室 177 圖書館閱覽室 121 辦公室 131 小會議室 235 休息廳 370 研究室 140 55125 貴賓室 120 6750 大會議廳 358 225 80550 中廳 180 101250 總計 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 19 中央空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計 模塊式空調(diào)機控制系統(tǒng)的設(shè)計主要包括兩個方面：一個是機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計；一個是PLC 電氣控制的設(shè)計 。我國有關(guān)部門還制定了某些特殊的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)或衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了室內(nèi)設(shè)計參數(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，可不受此限。 （ 2）室內(nèi)相對濕度。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 概述 在空調(diào)系統(tǒng)中，通過對空氣的凈化處理，使其溫度、濕度、清潔度等參數(shù)滿足人們設(shè)定的指標(biāo)，適應(yīng)人們生產(chǎn)和生活的需要。 硬件電路主要實現(xiàn)：信號采集，控制信號輸出，水泵控制，故障報警等功能。 （ 3）力求簡單、經(jīng)濟、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)的要求也將會不斷地提高，設(shè)計時要適當(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)計者在系統(tǒng)設(shè)計、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。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計中的重點問題和疑難問題。 設(shè)計原則 （ 1）最 大限度地滿足被控對象的控制要求 充分發(fā)揮 PLC 的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計中最重要的一條原則。當(dāng)其中一臺冷卻水泵 /冷凍水泵出現(xiàn)故障時，備用冷卻水泵 /冷凍水泵會自動投入工作。 （ 2）各設(shè)備的程序聯(lián)動。在手動或自動的啟停操作時，冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵、制冷機組在設(shè)定的時間內(nèi)，按照順逆程序進行啟動和停止，并且在任何功能中有操作錯誤時均為無效 ，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，達到降低環(huán)境溫度的目的。 工藝流程 冷水機組壓縮機把制冷劑壓縮，壓縮后的制冷劑進入冷凝器，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：冷凍主機是中央空調(diào)的致冷源，從冷凍主機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)點是成本低、操控簡便、噪音低，最主要的缺點是：各個區(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)簡介 中央空調(diào)系統(tǒng)簡介 所謂“中央空調(diào)”是由一臺主機通過風(fēng)道過風(fēng)或冷熱水管或管線連接多個末端的方式來控制不同的房間以達到室內(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個階段。在運行狀態(tài)， PLC 通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。I/O 模塊除了傳遞信號外，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)行機構(gòu)，另 外也可以驅(qū)動指示燈、數(shù)字河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 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)