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中央空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)方案畢業(yè)論文(參考版)

2025-05-06 04:13本頁(yè)面
  

【正文】 采用PLC控制后,壓縮機(jī)的啟動(dòng)順序有PLC按壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短自動(dòng)生成。自動(dòng)控制過(guò)程流程圖如圖75所示。(6),冷凍水系統(tǒng)停止運(yùn)行,開(kāi)始計(jì)時(shí),時(shí)長(zhǎng)2秒。(4)延時(shí)1秒后,制冷系統(tǒng)啟動(dòng),空調(diào)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。(2)冷卻水系統(tǒng)啟動(dòng),開(kāi)始計(jì)時(shí),時(shí)長(zhǎng)1秒。其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面。而在空調(diào)運(yùn)行的過(guò)程中,主要采用自動(dòng)方式進(jìn)行控制,下面就介紹一下自動(dòng)控制模式。制冷機(jī)組工作流程如圖74所示。(1)按下制冷機(jī)組啟動(dòng)按鈕,制冷機(jī)組開(kāi)始工作。(3)急停按鈕按下后,變頻器的頻率值復(fù)位,即輸出為0。(1)啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)或冷凍水泵使變頻器開(kāi)始工作,輸送一個(gè)啟動(dòng)頻率給控制設(shè)備。加速按鈕按下?減速按鈕按下?急停按鈕按下?冷凍水泵加速冷凍水泵減速NYN開(kāi)始按下冷凍水泵啟動(dòng)按鈕?冷凍水泵啟動(dòng)NYNNYY結(jié)束圖62 冷凍水系統(tǒng)工作流程圖在空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中,需要根據(jù)溫度變化的情況來(lái)控制冷卻風(fēng)機(jī)和冷凍水泵的工作狀態(tài),所以使用變頻器控制這兩個(gè)設(shè)備的運(yùn)行。(3)按下停止按鈕,系統(tǒng)停止工作。(1)按下冷凍水泵啟動(dòng)按鈕,系統(tǒng)上電,水泵工作。冷卻水系統(tǒng)工作流程如圖71所示。(3)然后通過(guò)按下冷卻風(fēng)機(jī)的加/減速按鈕,可以控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。(1)按下冷卻風(fēng)機(jī)啟動(dòng)按鈕,系統(tǒng)上電,風(fēng)機(jī)啟動(dòng)。 總體流程設(shè)計(jì)手動(dòng)控制模式 手動(dòng)模式 手動(dòng)控制模式是指用戶根據(jù)自身的要求,分別啟動(dòng)和停止各個(gè)模塊:冷卻水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、變頻調(diào)速模塊、制冷系統(tǒng)等幾個(gè)系統(tǒng)。軟件設(shè)計(jì)采用自上而下的設(shè)計(jì)方法,需要先設(shè)計(jì)出控制系統(tǒng)的功能框圖,然后根據(jù)具體的控制要求,逐步細(xì)化控制框圖,最后完成每個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì),然后進(jìn)行編譯、調(diào)試、修改過(guò)程。此監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)圖及程序見(jiàn)附錄2。冷卻水泵1冷卻水泵2冷水機(jī)組2冷水機(jī)組1冷凍水泵2冷凍水泵1室內(nèi)回水回水溫度傳感器2冷卻風(fēng)機(jī)1 冷卻風(fēng)機(jī)2冷卻塔1 冷卻塔2溫度傳 溫度傳感器3 感器4冷卻水冷卻水 圖66 空調(diào)控制系統(tǒng)的工作結(jié)構(gòu)圖參照模塊式空調(diào)控制系統(tǒng)的工作結(jié)構(gòu)圖可畫(huà)出力控的監(jiān)控界面圖見(jiàn)圖57。 對(duì)控制系統(tǒng)的監(jiān)控模塊式空調(diào)控制系統(tǒng)的工作結(jié)構(gòu)圖如圖66所所示,這個(gè)系統(tǒng)含有兩組制冷西統(tǒng)、兩個(gè)冷卻水系統(tǒng)、兩個(gè)冷凍水系統(tǒng),以及兩套傳感器系統(tǒng)。 (6)周密的系統(tǒng)安全防范,對(duì)不同的操作者,賦予不同的操作權(quán)限,保證整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。 (5)可編程的命令語(yǔ)言。 (4)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)。提供豐富的控潲功能庫(kù),滿足用戶的測(cè)控要求和現(xiàn)場(chǎng)荽求。 組態(tài)軟件向下應(yīng)能與低層的數(shù)據(jù)采集設(shè)備通信,向上能與管理層通信,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的雙向通信。開(kāi)放性是指組態(tài)軟件能與多種通信協(xié)議互聯(lián),支持多種硬件設(shè)備。 (2)良好的開(kāi)放性。豐富的圖形控仵和工況圖庫(kù),既提供所需的組件,又是界面制作向?qū)А?組態(tài)軟件通常有以下幾方面的功能: (1)強(qiáng)大的界面顯示組態(tài)功能。這就需要用到監(jiān)控組態(tài)軟件 監(jiān)控組態(tài)軟件的簡(jiǎn)介 組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專(zhuān)用軟件,它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境,能以靈活多樣的組態(tài)方式(而不是編程方式)提供良好的用戶開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的使用方法,它解決了控制系統(tǒng)通用性問(wèn)題。記錄系統(tǒng)運(yùn)行的主要參數(shù),并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。⑤繼電器10用于制冷系統(tǒng)的控制,控制它的啟動(dòng)和停止。③繼電器6用來(lái)控制兩臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài),根據(jù)控制條件適時(shí)的將冷卻風(fēng)機(jī)接入到變頻器或從變頻器斷開(kāi)。①繼電器2用來(lái)控制兩臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài),根據(jù)控制條件適時(shí)的將冷卻風(fēng)機(jī)接入工頻控制或斷開(kāi)工頻控制。 繼電器在這個(gè)控制系統(tǒng)中,需要四個(gè)水泵在工頻和變頻之間切換,因此需要設(shè)置中間繼電器來(lái)控制,即采用低壓電器控制控制高壓電器的打開(kāi)和閉合。⑧多種可選的通訊速率。⑥具有強(qiáng)制I/O診斷功能。④可顯示S7200系列PLC的相關(guān)信息。②具有背光LED液晶顯示功能。TD200文本顯示器具有以下特性。(2)變頻器2用于控制兩個(gè)冷凍水泵的轉(zhuǎn)速,并在適當(dāng)?shù)目刂茥l件下將冷凍水泵轉(zhuǎn)換到工頻工作條件下,實(shí)現(xiàn)保持室內(nèi)空氣條件在一定的范圍內(nèi)。如圖55所示,采用RS485作為與PLC的通信連線,控制變頻器的指令由RS485傳輸,LLL3是變頻器的電源輸入端,是三相輸入,頻率為50HZ,根據(jù)變頻器的指令改變電源的頻率后,輸出連接電動(dòng)機(jī)的端口U、V、W。MM440變頻器有多種型號(hào),按電壓一般分為三種:200~240V(單相/三相);380~2480V(三相)和500~600V(三相)其結(jié)構(gòu)如下圖65所示。(16)輸出。(15)輸入。(13)設(shè)有網(wǎng)絡(luò)接口,可與互聯(lián)網(wǎng)連接進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。(11)動(dòng)態(tài)緩沖功能使得在電源電壓短暫突變時(shí)能正常工作。(9)通過(guò)設(shè)置4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率,可以最大程度的降低傳動(dòng)系統(tǒng)在出現(xiàn)諧振時(shí)機(jī)械結(jié)構(gòu)承受的壓力。(7)具有3組驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù),可根據(jù)不同的控制要求,快速選擇驅(qū)動(dòng)參數(shù)。(5)具有恒轉(zhuǎn)矩控制(CT)和平方轉(zhuǎn)矩或變轉(zhuǎn)矩控制(VT)兩種運(yùn)行方式,在低速時(shí)可實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩的輸出。(4)有多種控制方式。(2)模塊化的設(shè)計(jì),便于進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展。該變頻器是采用現(xiàn)代先進(jìn)的矢量控制系統(tǒng),使得當(dāng)負(fù)載突然增加時(shí)仍能保持控制的穩(wěn)定性;采用快速響應(yīng)特性的輸入,用于定位控制的斜坡函數(shù)曲線和內(nèi)置式制動(dòng)斬波器,使被控設(shè)備能準(zhǔn)確的移動(dòng)到設(shè)定位置,達(dá)到非常好的定位精度。操作面板和各種模塊易于更換。由于它具有高度的靈活性因而可以在廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。(2)溫度傳感器4用于檢測(cè)兩條冷卻水回路系統(tǒng)的溫度,以此來(lái)控制冷卻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速條件。 溫度傳感器控制系統(tǒng)需要采集回水和冷卻水的溫度,一次來(lái)控制冷卻風(fēng)機(jī)和冷凍水泵的工作狀態(tài),因此需要在冷凍水回路和和冷卻水回路的適當(dāng)位置安裝溫度傳感器,將溫度值轉(zhuǎn)化成電壓值輸入到PLC中,進(jìn)行判斷處理,實(shí)現(xiàn)維持室內(nèi)空氣狀況滿足設(shè)定條件的功能。操作面板傳感器PLC執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖63 模塊式空調(diào)控制系統(tǒng)的硬件連接示意圖觸摸屏TD200控制面板S7200系列PLCCPU226S7200系列PLCEM235變頻器2變頻器1RS485RS485溫度傳感器1溫度傳感器2溫度傳感器4溫度傳感器3繼電器3繼電器1繼電器2繼電器5繼電器4繼電器7繼電器6繼電器9繼電器8...繼電器10圖64 模塊式空調(diào)控制系統(tǒng)的硬件連接圖 其他資源配置PLC是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心設(shè)備,選定PLC型號(hào)及其相關(guān)的模塊后,就需要按照控制功能的要求選購(gòu)其余設(shè)備,例如,各種開(kāi)關(guān)、按鈕、旋鈕、傳感器、變頻器及人機(jī)界面等設(shè)備。 數(shù)字量輸入部分 在這個(gè)控制系統(tǒng)中,輸入量包括急停、手動(dòng)/自動(dòng)、冷卻水系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕、冷卻泵和冷凍泵啟動(dòng)按鈕等共15個(gè)輸入點(diǎn),如表57所示表67 數(shù)字量輸入地址分配輸入地址輸入設(shè)備輸入地址輸入設(shè)備急停按鈕制冷機(jī)組2啟動(dòng)按鈕手動(dòng)/自動(dòng)按鈕冷卻泵1啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)按鈕冷卻泵2啟動(dòng)按鈕冷卻水風(fēng)機(jī)1啟動(dòng)按鈕冷卻水風(fēng)機(jī)1加速按鈕冷卻水風(fēng)機(jī)2啟動(dòng)按鈕冷卻水風(fēng)機(jī)1減速按鈕冷凍泵1啟動(dòng)按鈕冷凍泵1加速按鈕冷凍泵2啟動(dòng)按鈕冷凍泵1減速按鈕制冷機(jī)組1啟動(dòng)按鈕 模擬量輸入部分由于需要輸入四個(gè)溫度傳感器所采集的數(shù)據(jù),因此擴(kuò)展了一個(gè)模擬量輸入/輸出模塊,具體I/O分配如表68所示表68 模擬量輸入分配地址輸入地址輸入設(shè)備輸入地址輸入設(shè)備AIW0溫度傳感器1AIW4溫度傳感器3AIW2溫度傳感器2AIW6溫度傳感器4 數(shù)字量輸出部分該控制系統(tǒng)的輸出主要集中在對(duì)各類(lèi)泵的控制,共10個(gè)輸出點(diǎn),其分配情況如表59所示表69 數(shù)字量輸出地址分配輸出地址輸出設(shè)備輸出地址輸出設(shè)備冷卻水風(fēng)機(jī)1連接到工頻冷卻水風(fēng)機(jī)2連接到變頻器1冷卻水風(fēng)機(jī)2連接到工頻冷凍泵1連接到變頻器2冷凍泵1連接到工頻冷凍泵2連接到變頻器2冷凍泵2連接到工頻制冷機(jī)組1線圈冷卻水風(fēng)機(jī)1連接到變頻器1制冷機(jī)組2線圈圖52所示的是空調(diào)控制系統(tǒng)的控制面板示意圖,此面板主要在調(diào)試系統(tǒng)時(shí)使用,調(diào)試完成后置于機(jī)殼內(nèi)部。因此需要知道EM235的電氣圖,EM235模塊電氣圖如下圖51所示。EM235擴(kuò)展模塊具有以下特性:(1) 具有4路模擬量差分輸入,1路模擬量輸出;(2) 輸入范圍,單極性電壓為0~+5V,0~+10V;~+,5V~+V;(3) 電流為0~20mA;(4) 輸入分辨率,單極性電壓,0~+,0~+;雙極性電壓,~+,5V~+;電流為5μA;(5) 輸入阻抗大于等于10MΩ;(6) 具有12位A/D轉(zhuǎn)換器;(7) 數(shù)據(jù)字格式,單極性時(shí)為32000~+32000,雙極性時(shí)為0~+32000;(8) 最大輸入電壓為30VDC;(9) 最大輸入電流為32mA;(10) 輸出穩(wěn)定時(shí)間,電壓為100μs,電流為2ms;(11) 輸出驅(qū)動(dòng)能力,電壓輸出最小為500Ω;(12) 輸出分辨率為,電壓為12位;電流為11位;(13) 功耗為2W。表61 CPU226的物理特性物理特性CPU 226 CN DC/DC/DCCPU 226 CN AC/DC/繼電器尺寸1968062mm1968062mm重量550g660g功耗11W17W表62 CPU226的存儲(chǔ)特性存儲(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(wú)本機(jī)模擬量輸出無(wú)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, 自由口波特率 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(lèi)型漏型/源型 (IEC 類(lèi)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( )允許漏電流最大1mA光電隔離是隔離組500 VAC,1 分鐘表66 CPU226數(shù)字量輸出特性數(shù)字量輸出特性技術(shù)數(shù)據(jù)本機(jī)集成數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù)16 輸出輸出類(lèi)型固態(tài) MOSFET(源型)額定電壓24 VDC電壓范圍 至 VDC浪涌電流(最大)8A,100ms邏輯1(最小)20 VDC,最大電流邏輯0(最大) VDC,10K? 負(fù)載每點(diǎn)額定電流(最大)每個(gè)公共端的額定電流(最大)6A漏電流(最大)10μA燈負(fù)載(最大)5W感性嵌位電壓L+ 減48 VDC,1W功耗接通電阻(接點(diǎn)) ?典型值()光電隔離(現(xiàn)場(chǎng)到隔離)500 VAC,1 分鐘屏蔽500米非屏蔽150米在這個(gè)控制系統(tǒng)中,主PLC單元的I/O能夠滿足數(shù)字輸入/輸出控制的需求,但是由于需要采集模擬量(溫度傳感器值),所以僅靠PLC的基本單元是無(wú)法完成控制功能的,因此需要擴(kuò)展模擬量輸入/輸出模塊。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
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