【正文】 冷凍水泵、冷卻水泵的啟停，再由冷凍水泵、冷卻水泵 的 接觸器向制冷機發(fā)出聯(lián)鎖信號控制整個系統(tǒng)的開啟、停止 。溫差大，說明冷凍機組產(chǎn)生的熱量大，應提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速，增大冷卻水的循環(huán)速度；溫差小，說明冷凍機組產(chǎn)生的熱量小，可以降低冷卻泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷卻水的循環(huán)速度，以節(jié)約能源。 （ 2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制 由于冷卻塔的水溫是隨環(huán)境溫度而變的其單側(cè)水溫度不能準確地反映冷凍機組內(nèi)產(chǎn)生熱量的多少。所以，冷凍泵的變頻調(diào)速系統(tǒng)，可以簡單地根據(jù)回水溫度進行如下控制：回水溫度高，說明房間溫度高，應該提高冷凍泵的轉(zhuǎn)速，加快冷凍水的循環(huán)速度；反之，回水溫度低，說明房間溫度低，可降低冷凍泵的轉(zhuǎn)速，減緩冷凍水的循環(huán)速度，以節(jié)約 能源。 （ 1）冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的控制 由于冷凍水的回水溫度是冷凍機組 “冷凍 ”的結(jié)果，常常是比較穩(wěn)定的。循環(huán)水系統(tǒng)的回水與進（出）水溫度之 差，反映了需要進行熱交換的熱量。 （ 8）系統(tǒng)調(diào)試，正確連接好全部設備，進行系統(tǒng)調(diào)試，觀察電動機能否按控制要求運行，否則，檢查系統(tǒng)接線、變頻器參數(shù)、 PLC 程序，直至電動機按控制要求運行。 （ 7） 空載調(diào)試，連接好各種設備 (不接電動機 )，進行 PLC、變頻器、特殊功能模塊的空載調(diào)試。調(diào)節(jié) FX2N2DA 的零點和增益，通過觸摸屏手動操作，觀察變頻器的輸出頻率。 （ 4）觸摸屏與 PLC 的通信調(diào)試，將制作好的觸摸屏畫面?zhèn)魉徒o觸摸屏，并將觸摸屏與 PLC 連接 好，通過操作觸摸屏上的觸摸鍵，觀察觸摸屏指示和 PLC 輸出指示燈的變化是否按要求指示，否則，檢查并修改觸摸屏畫面或 PLC 程序，直至指示正確。 （ 2）設定參數(shù)，按上述變頻器的設定參數(shù)值設置變頻器的參數(shù)。 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，設置變頻器參數(shù)。 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，制作觸摸屏畫面。 I / O 分配及系統(tǒng)接線 根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求，確定 I／ O 分配，模擬量處理模塊采用FX2N4ADPT 特殊功能模塊、 FX2N2DA 模塊。 （ 4）自動調(diào)節(jié)頻率時，采用溫差控制，兩臺水泵可以進行手動輪換。 （ 2）正常情況下，系統(tǒng)運行在變頻節(jié)能狀態(tài)，其上限運行頻率為 50Hz，下限運行頻為 30Hz，當節(jié)能系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以進行手動工頻運行。 第二章 中央空調(diào)控制 系 統(tǒng)的 設計 6 、 基于 PLC 的 控制系統(tǒng) 設計方案 控制系統(tǒng)設計 要求 和內(nèi)容 如下： 設計一個中央空調(diào)水系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)，并在實訓室完成模擬調(diào)試。它的許多的功能是依靠軟件技術來實現(xiàn)的，這樣可減少外圍硬件的使用，從而減少了故障發(fā)生的幾率，通常 PLC 都具有 5~10 萬 h 的正常運行壽命。這兩種形 式各有特點，單片機控制成本較低，生產(chǎn)制造容易；缺點是穩(wěn)定性、可靠性和抗干擾能力較差，電子元件的質(zhì)量無法保證，生產(chǎn)廠家和使用廠家維護費用較高。 現(xiàn) 代自 動 控制技 術 使空 調(diào) 控制技 術 由最 初的手 動調(diào)節(jié)發(fā) 展到 單環(huán)節(jié) 的自 動調(diào)節(jié) ， 再到各 環(huán)節(jié) 的 聯(lián) 合控制 ， 從而形成完整的中央空 調(diào) 的 自 動 控 制系 統(tǒng) 。它根據(jù)空 調(diào) 系 統(tǒng) 需要控制部位的參數(shù) (如冷卻水溫度等 )，由 PLC 來控制 調(diào) 整冷卻水 電 機、冷 凍 水 電 機 等機 組動 力 單 元的 5 運行狀 態(tài) ， 在精確 進 行溫度控制的同 時 ， 大幅度的 節(jié)約 了 電 能。相反， PLC 控制系 統(tǒng) 以其運行 可靠、使用與 維護 均很方便 ， 抗干 擾 能力 強 ，適合新型高速網(wǎng) 絡結(jié) 構(gòu) 這 些 顯著的 優(yōu) 點使其逐步得 到廣泛的 應 用。 繼電 器控制系 統(tǒng) 由于故 |璋率高，系 統(tǒng) 復 雜 ， 功耗高等明 顯 的缺點己逐 漸 被人 們 所淘汰 ， 直接數(shù)字式控制器 DDC 雖 然 在智能化方面有了很大的發(fā) 展。 3． PID 控制 目前在空調(diào)控制系統(tǒng)中采用最多的依然是 PID 控制，這種方法簡單，便于實現(xiàn)，但參數(shù)整定較為困難，在實際中我們往往是根據(jù)經(jīng)驗來手動設定空調(diào)對象的特性參數(shù)，且一組整定的參數(shù)只能在較少的控制范圍內(nèi)有較好的控制效果，這樣往往設定的參數(shù)并不完全符合實際工程所需的對象特性參數(shù)， PID 控制對這類對象的控制 效果并不理想。神經(jīng)網(wǎng)絡在控制領域 中的應用主要有兩種，一是用于系統(tǒng)建模，二是用于構(gòu)造控制器。實質(zhì)上反映的是輸入語言變量和輸出語言變量以及語言規(guī)則的模糊定量關系和算法結(jié)構(gòu)。因為引入了人類的邏輯思維方式，使得模糊控制器具有一定的自適應控制能力，較強的魯棒性和穩(wěn)定 性，因而特別適用于難以用精確數(shù)學模型表示的實際系統(tǒng)。 綜上可知， 智能控制是今后控制界發(fā)展的必然趨勢， 隨著計算機技術和智能控制理論的發(fā)展， 智能控制必將在空調(diào)系統(tǒng)中得到廣泛的應用。吳愛國等研究了參數(shù)自尋優(yōu)模糊控制器在中央空調(diào)溫度控制系統(tǒng)中的應用， 該控制器在綜合輸入的的比例因子和輸出的比例因子對系統(tǒng)中央空調(diào)控制系統(tǒng)的影響后，采用了在輸入的比例因子后加入加權因子的方法，優(yōu)化了控制效果，同時很多文獻也給出了廣義預測控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制在空調(diào)系統(tǒng)中的應用。 Ghi aus 則證明了熱交換過程 這一非線性過程可以用模糊控制來較好的實現(xiàn)， 并且可以克服 PID 控制過程出現(xiàn)的超調(diào)。同年， 香港的 和美國的 Nelso 對基于規(guī)則的模糊邏輯控制在空調(diào)系統(tǒng)的應用做了實驗研究， 給出了建立和校正模糊控制規(guī)則的策略，并分析了控制器的多階繼電器特性。 1985 年日本 三菱童工 就開發(fā)出了以溫度恒定為目標的模糊變頻空調(diào)控制器。以獲取整體最優(yōu)控制性能。并且在整個控制過程中， 計算機在線獲取信息和實時處理并給出控制決策。再加上空調(diào)系統(tǒng)高度 ::11 二線性以及溫濕度之間的強梢合關系，研究者們又轉(zhuǎn)向了其他高級控制方法， 如最優(yōu)控制、自適應控制、模糊控制及神經(jīng)網(wǎng)絡控制。雖然 PID 控制在空氣調(diào)節(jié)中廣泛使用， 但是由于 PID 算法只有在系統(tǒng)模型參數(shù)不隨時間變化的情況下才取得理想效果。 1995 年Kalman 等人將 PID 控制用于壓縮機和蒸發(fā)器的電極速度調(diào)節(jié)， 以實現(xiàn)制冷去濕， 并建立了系統(tǒng)的數(shù)學模型以及 PID 算法的三個參數(shù)的解析整定方法， 同時給出了系統(tǒng)的兩種控制策略。 1982 年 Shavit 和 Brandt 等對由控制閥門和執(zhí)行器實現(xiàn)溫度和濕度控制的不同特性做了研究。集散式 (即集中管理、分散控制 ) 自控系統(tǒng)， 目前技術趨于成熟， 主要技術特征是采用了 DDC ( Direct Digital Control ) 。因此，對冷凍水和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的控制便是中央空調(diào)控制系統(tǒng)的重要組成部份。 可以看出，中央空調(diào)系統(tǒng)是工作過程室一個不斷地進行熱交換的能量轉(zhuǎn)換過程。 4．冷卻風機有兩種 ： （ 1）室內(nèi)風機 安裝于所有需要降溫的房間內(nèi)，用于將由冷凍水冷卻了的冷空氣吹入房間，加速房間內(nèi)的熱交換。如此不斷循環(huán)，帶走了冷凍機組釋放的熱量。該熱量被冷卻水吸收，使冷卻水溫度升高。 （ 2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng) 由冷凍泵、冷卻水管道及冷卻塔組成。從冷凍機組流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，在各房間內(nèi)進行熱交換，帶走房間熱量，使 2 房間內(nèi)的溫度下降。 、 中央空調(diào)原理圖及各結(jié)構(gòu)的作用 中央空調(diào)結(jié)構(gòu)原理圖 如圖，中央空調(diào)系統(tǒng)主要由以下幾部份組成： （ 1）冷凍機組 “制冷源 ”，通往各個房間的循環(huán)水由冷凍機組進行 “內(nèi)部熱交換 ”，降溫為 “冷凍 水 ”。 1 第一章 緒 論 中央 空 調(diào) 系 統(tǒng)簡 介 中央空 調(diào) 概念 : 空氣 調(diào)節(jié) (簡 稱 空 調(diào) ) ， 就是把 經(jīng)過 一定 處 理 后的空氣， 以一定的方式送入室內(nèi)， 使室內(nèi)空氣的溫度、相 對 濕度 、清 潔 度和流 動 速度等控制在適 當?shù)姆?圍 內(nèi)以 滿 足生活舒適和生 產(chǎn) 工藝 需要的一種 專門 技 術 。 通過變頻控制調(diào)節(jié)，中央空調(diào)系統(tǒng)的水、風系統(tǒng)耗電水平可降低30%~60%，主機系統(tǒng)可 節(jié)電 10%以上，總體系統(tǒng)節(jié)電可達 40%左右。 本文討論利用 PLC 自身可靠性高的優(yōu)點實現(xiàn)對中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的高精度控制的一種方案 。 而在冷卻泵 、 冷凍泵上加裝變頻器實現(xiàn)變頻節(jié)能 ， 則是一勞永逸解決問題的辦法 。 中央空調(diào)系統(tǒng)在設計時是按實際最大制冷需求量來考慮的 ， 其冷卻泵 、 冷凍泵按單臺設備的最大工況來考慮 ， 而在實際使用中有 90％ 多的時間 ， 冷卻泵 、 冷凍泵都工作在非滿載狀態(tài)下 。通過改變電機轉(zhuǎn)速而改變水的流速，從而改變水的流量，達到制冷機的正常工作要求和平衡熱負荷所需冷量要求，從而達到節(jié)能的目的。本文著重介紹 PL C、變頻器在冷卻水泵節(jié)能循環(huán)方面的應用。 關鍵詞 ： 中央空凋；變頻器； PLC ABSTRACT II The central air conditioning system is a large building，one of the indispensable facilities， its power consumption is very heavy． By the frequency converter， PLC control system posed of the central air conditioning cooling water pump and Condensate pump energysaving， allowing the cooling water pump and Condensate pump can cope with changes in air conditioning load of the automatic transmission operation， to achieve significant energy savings. This paper mainly introduces the main position of central airconditioning,classification and working introduces the control technology of central air conditioning the characteristics, structure and type. Itanalyzes the central air conditioning control requirements, gives the design flow chart, write PLC ladder diagram, the design of central airconditioning and PLC control system, test and the fast maturity of Frequency Conversion Technology, using anic bination of inverter, PLC, digital analog conversion module, temperature sensor and temperature module to thermoelectric closedloop automatic control technology which can adjust output flow rate automatically to save energy. Key words： central air conditioning； convener； PLC； III 目 錄 摘要 ................................................................Ⅰ ABSTRACT............................................................Ⅱ 前 言 ...............................................................Ⅴ 第一章、緒論 中央空調(diào)系統(tǒng)簡介 .......................................1 、 中央空調(diào)原理圖及各結(jié)構(gòu)的作用 ..................5 、 空調(diào)控制系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .........................................8 、中央空調(diào)控制系統(tǒng)設計中的一般控制方法和技術 …………………………………………………………… 第二章、 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 、 基于 PLC 的控制系統(tǒng)設計方案 ............................................9 、 中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制依據(jù) .................................11 、 中 央 空 調(diào) 使用 PlC 、 變 頻 器 的 總 體 方 案 設計 .....................................19 、 總體控制原理 ..............................................19 、 冷凍水泵和冷卻水泵控制原理 .............