【正文】 ，如無人柔性制造系統(tǒng)，也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品等工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 PLC 的模擬量 PID 控制控制功能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于輕工、化工、冶金、電力等行業(yè)。 (3) 閉環(huán)過程控制 過程控制指對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。開關(guān)量邏輯控制可用于單臺(tái)設(shè)備，也可以用于自動(dòng)生產(chǎn)線，如機(jī)床電氣控制，沖壓機(jī)械、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、包裝機(jī)械的空控制，電梯的控制，化工系統(tǒng)中各種泵和電磁閥的控制，冶金系統(tǒng) 的高爐上料系統(tǒng)，各種生產(chǎn)線的控制等 (2) 運(yùn)動(dòng)控制 PLC 適用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的位置、速度和加速度進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)單軸 /雙軸 /三軸位置控制，是運(yùn)動(dòng)控制與順序控制機(jī)能有機(jī)的結(jié)合在一起。 (5)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 (6)維修工作量小，維修方便 PLC 的故障率很低，并且有完善的自診斷和顯示功能，用戶可以根據(jù) PLC上的發(fā)光二極管和編程器提供的信息迅速查明故障原因并予以排除。 (4) 無觸點(diǎn)面配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) PLC 用軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中的大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，外面僅有輸入和輸出相關(guān)的少量接線，并且采用了一系列的硬件和軟件抗干擾技術(shù)如濾波，隔離等，使之具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。 (3) 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) 可編過程控制其產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置功用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功 能，不同規(guī)模的系統(tǒng)。 (2) 功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高 一臺(tái)小型 PLC 內(nèi)有成百上千個(gè)內(nèi)部繼電器、幾十到幾百個(gè)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器、幾十個(gè)特殊用途繼電器，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。 隨著電子技術(shù)和 計(jì)算機(jī)技術(shù) 的進(jìn)步， PLC 的發(fā)展趨勢有：向高性能、高速度、大容量發(fā)展，大力發(fā)展微型 PLC，不斷增強(qiáng)微型 PLC 的功能， PLC 編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化， PLC與其它工業(yè)控制產(chǎn)品相互融合， PLC 與個(gè)人計(jì)算機(jī)（ PC）的融合， PLC 與集散控制系統(tǒng)的融合， PLC 與 CNC 的融合，大力開發(fā)智能型 I/O 子系統(tǒng)， LC與現(xiàn)場總線相融合，強(qiáng)通訊聯(lián)網(wǎng)功能 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 PLC 的特點(diǎn) (1) 編程方法簡單易學(xué)，指令豐富 梯形圖是使用得最多的 PLC 的語言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似， 梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，并且包含一些常用的高級(jí)便利指令如 PID，加減速脈沖，高速計(jì)數(shù)等。現(xiàn)代可編程控制器不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量的邏輯控制，還具有 數(shù)學(xué) 運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、運(yùn)動(dòng)控制、模擬量 PID控制，通訊聯(lián)網(wǎng)等功能。 70年代初期出現(xiàn)了微處理器，它的體積小，功能強(qiáng)，價(jià)格便宜，很快被用于 PLC，使它的功能增強(qiáng)，工作速度加快，體積減小，可靠性提高，成本下降。由于在復(fù)雜的繼電器控制系統(tǒng)中，故障的查找很排除非常困難，若工藝發(fā)生變化，控制柜內(nèi)的組件與接線需作相應(yīng)的變化，這種改造的工期長，費(fèi)用高，以至于有的用戶寧愿扔掉舊的控制柜，另外做一臺(tái)新的控制柜。并籍由其外圍的裝置（計(jì)算機(jī) /程序書寫器）輕易地編輯 /修改程序及監(jiān)控裝置狀態(tài)，進(jìn)行現(xiàn)場程序的維護(hù)及試機(jī)調(diào)整。下面對(duì) PLC 的發(fā)展及功能特點(diǎn)進(jìn)行闡述 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 PLC 的發(fā)展 PLC（ Programmable Logic Controller） ,是一種電子裝 置，早期稱為順序控制器“ Sequence Controller” ,1978 年 NEMA(National Manufacture Association)美國國家電氣協(xié)會(huì)正式命名為 Programmable Logic Controller（可編過程控制器。在以上調(diào)速方法中，變頻調(diào)速性能最好，調(diào)速范圍大，靜態(tài)穩(wěn)定性好，運(yùn)行效 率高，也最容易控制，所以變頻調(diào)速也是目前應(yīng)用最為成熟的。 根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)原理： n=60f/p(1s)，式中 n:轉(zhuǎn)速， f:頻率， p:電機(jī)磁極對(duì)數(shù)，s:轉(zhuǎn)差率。N ） 3 根據(jù)上面公式可以看出，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，流量按線性關(guān)系 變化，而電功率按立方關(guān)系方式變化，例如，電機(jī)功率為 15KW，當(dāng)其轉(zhuǎn)速為原來的 4/5時(shí)，耗電功率為 ，即耗電為原來的 %，節(jié)電 %，從而大大節(jié)約電能。N N） H’ =H（ N39。 研究工作的具體內(nèi)容如下 : （ 1）對(duì)變頻技術(shù)用于大型中央空調(diào)系統(tǒng)的可行性進(jìn)行分析，以圖書館中央空調(diào)系河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 統(tǒng)為研究對(duì)象，確定空氣處理機(jī)及冷凍冷卻循環(huán)水泵采用變頻技術(shù)的具體方案； （ 2）確定實(shí)施變頻節(jié)能技術(shù)改造的具體措施，在確保不影響中央空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下，完成技術(shù)改造，特別是要處理好工 頻和變頻之間的相互切換問題； （ 3）進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，核算技術(shù)改造的總投資和產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)所進(jìn)行的變頻節(jié)能技術(shù)改造的經(jīng)濟(jì)性作出評(píng)價(jià)。常用的節(jié)能措施有：①減少冷熱負(fù)荷；②充分利用自然冷源；③提高冷源效率；④減少水泵電耗；⑤減少管路阻力；⑥加 強(qiáng)管理、減少風(fēng)機(jī) (柜 )電耗。我國商業(yè)建筑建設(shè)量大，商業(yè)建筑的能耗也較大。③利用微機(jī)整體優(yōu)化控制整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備有利于系統(tǒng)的整體節(jié)能，新技術(shù)的應(yīng)用也將極大地減小系統(tǒng)的能耗。而采取有效措施減少冷卻塔的蒸發(fā)耗水和飛水，則能明顯地減少空調(diào)系統(tǒng)的隱性能耗。②空調(diào)系統(tǒng)額外能耗應(yīng)包括顯性額外能耗和隱性能耗兩種。 對(duì)于旅游飯店中央空調(diào)系統(tǒng)，它的節(jié)能問題應(yīng)從建筑設(shè)計(jì)、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理等三方面綜合分析，采取相應(yīng)的對(duì)策和措施，使之既提高能量利用效率又滿足合理要求。 對(duì)于家用中央空調(diào)系統(tǒng)，其存在的問題包括： ①由于沒有住宅中央空調(diào)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，很多工程都不能進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)算，而是參照公共建筑的冷熱量指標(biāo)進(jìn)行估算，這樣勢必造成設(shè)備容量選擇偏大，從而造成初投資和能源的浪費(fèi)； ②我國居民的消費(fèi)習(xí)慣使得家用中央空調(diào)的同時(shí)使用系數(shù)低，這就要求機(jī)組具有良好的住宅負(fù)荷跟蹤特性，而現(xiàn)有產(chǎn)品很少可以滿足。目前常用的辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng)在一定程度上存在著使用不靈活、能耗較大的問題。 中央空調(diào)雖然存在以上不足，但因其在保持大樓立面外觀、保證室內(nèi)空氣品質(zhì)和綜合空調(diào)效果等方面的優(yōu)越性而一直是空調(diào)方案的首選，廣泛采用中央空調(diào)系統(tǒng)的同時(shí)，節(jié)能問題不容忽視。因此，當(dāng)冷凍水流過風(fēng)機(jī)盤管組件時(shí)，還沒有充分的時(shí)間將所攜冷量全部釋放完，就又返回到制冷機(jī)去了，因此冷凍水泵電機(jī)做了很多無用功，這些 都是不必要的能耗。根據(jù)流量公式 Q=SV，過去由于交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速不可調(diào)，只能通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥、改變管道截面積 S的方式來調(diào)節(jié)流量 Q，節(jié)流閥的存在對(duì)水流產(chǎn)生阻力，從而產(chǎn)生節(jié)流損耗，并且會(huì)引起機(jī)械振動(dòng)和產(chǎn)生噪音。 再從冷卻水流量考慮，冷卻水的作用是要及時(shí)將冷凝器中的熱量帶走，以保證制冷機(jī)能正常工作。 中央空調(diào)系 統(tǒng)節(jié)能研究現(xiàn)狀 （ 1） 冷卻水系統(tǒng)的不足 從設(shè)計(jì)角度考慮，冷卻水泵電機(jī)的容量是按照最大換熱量 (即環(huán)境氣溫最高、且所有場所的空調(diào)都開足 )的情況下，再取一定的安全系數(shù)來確定的。 若采用 變頻調(diào)速，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由 n1 下降到 n2，這時(shí)工作點(diǎn)由 A 點(diǎn)移到 C 點(diǎn)，流量仍是 Q2，壓力由 H1 降到 H3，這時(shí)變頻調(diào)速后風(fēng)機(jī)所需的功率正比于 H3 與 Q2的乘積，即正比于 CH3OQ2的面積，由圖可見功率的減少是明顯的。這種調(diào)節(jié)方式控制雖然簡單、但功率消耗大，不利于節(jié)能，是以高運(yùn)行成本換取簡單控制方式。由于工藝要求需減小流量到 Q2，實(shí)際上 通過增加管網(wǎng)管阻，使風(fēng)機(jī)、泵類的工作點(diǎn)移到 R2上的 B點(diǎn)，壓力增大到 H2，這時(shí)風(fēng)機(jī)、泵類所需的功率正比于 H2與 Q2的乘積，即正比于 BH2OQ2 的面積。通過流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速 n與流量 Q，壓力 H以及軸功率P 具有如下關(guān)系： Q∝ n ， H∝ n2， P∝ n3；即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。如圖 31為變頻器內(nèi)的控制電路框圖。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為 IGBT 三相橋式逆變器，且輸出為 PWM 波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無功功率。低壓變頻器主要采用交 — 直 — 交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供 給電動(dòng)機(jī)。 風(fēng)機(jī)盤管： 豐 機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)是將由風(fēng)機(jī)和盤管組成的機(jī)組直接放在房間內(nèi)，工作時(shí)盤管內(nèi)根據(jù)需要流動(dòng)熱水或冷水，風(fēng)機(jī)把室內(nèi)空氣吸進(jìn)機(jī)組，經(jīng)過過濾后再經(jīng)盤管冷卻或加熱后送回室內(nèi)，如此循環(huán)以達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度的目的。通過冷卻水泵將溫度較高的水送上冷卻塔，通過冷卻塔噴頭，讓水自上而下流動(dòng)，一方面，通過自然空氣帶走水中熱量；另一方面，通過冷卻風(fēng)機(jī)帶動(dòng)空氣加速運(yùn)動(dòng)，通過空氣帶走熱量的同時(shí)加快蒸發(fā)，讓水溫降低。要清楚，空調(diào)系統(tǒng)通過三個(gè)循環(huán)把室內(nèi)的熱量傳到室外：冷凍水循環(huán)，制冷劑循環(huán)，冷卻水循環(huán)。 冷凍水泵： 制冷主機(jī)的制冷劑被降到冷卻水的溫度后，經(jīng)過節(jié)流閥，溫度變的更低，這時(shí)用水將冷量帶走，這部分水稱為冷凍水，冷凍水帶走制冷劑的冷量后，再到空調(diào)系統(tǒng)末端（如風(fēng)機(jī)盤管，空調(diào)機(jī)組）與空氣換熱，溫度升高后再回到冷水機(jī)組內(nèi)帶走制冷劑冷量，這樣構(gòu)成冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)上的泵稱為冷凍水泵。對(duì)冷凍、冷卻水泵進(jìn)行改造，以節(jié)約電能。因?yàn)榭照{(diào)偏冷的問題經(jīng)常遇到各種想不到的問題造成不少人力資源的浪費(fèi)。這樣，不僅浪費(fèi)能量，也惡化了系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行質(zhì)量。而且冷凍、冷卻水泵采用的均是 Y— △ 起動(dòng)方式，電機(jī)的起動(dòng)電流均為其額定電流的 3— 4倍，在如此大的電流沖擊下，接觸器的使用壽命大大下降；同時(shí)，啟動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊和停泵時(shí)的水錘現(xiàn)象，容易對(duì)機(jī)械器件、軸承、閥門和管道等造成破壞，從而增加維修工作量和備件費(fèi)用。其中冷凍主機(jī)可以根據(jù)負(fù)載變化隨之加載或減載，冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負(fù)載變化作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。冷卻塔 3臺(tái)，風(fēng)扇電機(jī) ，并聯(lián)運(yùn)行。 中央空調(diào)系統(tǒng)改造前的主要設(shè)備和控制方式： 450 冷噸冷氣主機(jī) 2臺(tái)，型號(hào)為特靈二極式離心機(jī)，兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行；冷凍水泵和冷卻水泵各有 3臺(tái)，型號(hào)均為 TS200150315，揚(yáng)程 32 米，配用功率 37KW。因此中央空調(diào)用戶應(yīng)用變頻節(jié)能控制系統(tǒng)不僅有著良好的直接經(jīng)濟(jì)收益，還能達(dá)到節(jié)約能源 消耗，有利于環(huán)境保護(hù)的社會(huì)效益。 通過變頻控制調(diào)節(jié)，中央空調(diào)系統(tǒng)的水、風(fēng)系統(tǒng)耗電水平可降低 30%~60%，主機(jī)系統(tǒng)可節(jié)電 10%以上，總體系統(tǒng)節(jié)電可達(dá) 40%左右。投資收益率根據(jù)日運(yùn)行時(shí)間不同，在25— 40%之間。傳統(tǒng)的中央空調(diào)水、風(fēng)系統(tǒng)均采用 調(diào)節(jié)閥門或風(fēng)門開度的方式來調(diào)節(jié)水量和風(fēng)量，這種調(diào)節(jié)方式的缺點(diǎn)不僅是消耗大量能量，而且調(diào)節(jié)品質(zhì)難以達(dá)到理想狀態(tài)而導(dǎo)致空調(diào)的舒適度不良。 作為建筑內(nèi)部重點(diǎn)耗能設(shè)備，中央空調(diào)系統(tǒng)的耗電一般要占整座建筑電耗的40%以上。s economic and social development of the inevitable choice. The current our country building energy consumption accounts for about 30% of the total energy consumption society, including central air conditioning of the total energy consumption of building the operating energy consumption around 60%. The central air conditioning system in energy saving energy control is a very important position. Based on the inverter is designed and realized a set of effective energy saving realize central air conditioning control system. This paper briefly describes the module type central air conditioning control system was introduced, the principle of energy control system principle diagram, diagram, and this module type airconditioner system configuration of the control system, and introduces the hardware design of the software system. This control system is on existing central air conditioning working principle and all kinds of existing central air conditioning energysaving control system based on detailed research and analysis, design and implementation, its reliable performance and power sa