【正文】 （ ） 式中： n為 轉(zhuǎn)速 ； f為 頻率 ； p為 電機(jī)磁極對數(shù) ； s為 轉(zhuǎn)差率 。根據(jù)計(jì)算中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷凍水、冷卻水循環(huán)用電約占夏季酒店總用電的 25%— 30%，冷卻塔的用電占 8%— 10%。冷卻水塔為冷凍主機(jī)提供冷卻水 ， 冷卻水經(jīng)管道盤旋流過冷凍主機(jī)后 ， 將帶走冷凍主機(jī)所產(chǎn)生的熱量 ， 使冷凍主機(jī)降溫 。 冷卻塔空 調(diào) 主 機(jī)風(fēng) 機(jī) 盤 管風(fēng) 機(jī) 盤 管冷 卻 泵 冷 凍 泵冷 卻 水回 水冷 凍 水出 水冷 卻 水冷 凍 水冷 卻 水 進(jìn) 水冷 凍 水 回 水房 間 圖 中央空調(diào)工作原理 中央空調(diào) 系統(tǒng)主要 由 冷凍主 機(jī)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng) 、 風(fēng)機(jī)和冷卻塔等組成。 中央空調(diào)的工作原理與家用一樣，都是利用運(yùn)輸熱量的媒質(zhì)的物理原理把室內(nèi)的熱量帶到室外去達(dá)到制冷的效果。 變頻技術(shù)控制中央空調(diào)水泵實(shí)例 12/11/2020 37 第 7 頁 共 37 頁 7 （二） 中央空調(diào)的結(jié)構(gòu)原理 一般酒店，大型商場用的 是風(fēng)管試的中央空調(diào)， 原理是主機(jī)通過通往各個(gè) 通風(fēng)管道將處理后的冷熱空氣輸送到位。 該控制系統(tǒng) , 在任何狀態(tài)下 , 只需一臺水泵電機(jī)處于調(diào)速狀態(tài) , 其它電機(jī)可根據(jù)需要處于工頻狀態(tài)或停機(jī)狀態(tài) , 就可實(shí)現(xiàn)熱交換從零至最大的控制過程。若升到 50Hz頻率下還未達(dá)到設(shè)定下限 0x ，則 2號泵切換為工頻， 3號泵為變頻調(diào)速 , 繼續(xù)下去 , 直到熱交換量達(dá)到下限 0x ，電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行于此狀態(tài)下。若達(dá)到設(shè)定的下限 0x 時(shí)，則 1號泵在該頻率下穩(wěn)定運(yùn)行；若頻率增至 50Hz時(shí)還未達(dá)到下限 0x ，則 PLC發(fā)出指令 3KM釋放， 2KM 閉合， 1號泵 由工頻電網(wǎng)直接供電，全速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí) D/A輸出為 0。 PLC控制下， 3KM 接通， 1號泵接入變頻器電源，同時(shí)啟動(dòng)升速程序，按 D/A模塊輸出電壓的設(shè)定曲線升速 ,從而使 1號泵進(jìn)行軟啟動(dòng)。剛開始工作熱交換量為零。 可編 程控制器用 I/O擴(kuò)展接口分別接入 A/D和 D/A模塊， A/D模塊通過 PLC將溫度模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量， D/A模塊將 PLC輸出的開關(guān)量轉(zhuǎn)換為模擬量，以控制變頻器的升降速過程。 變頻技術(shù)控制中央空調(diào)水泵實(shí)例 12/11/2020 37 第 6 頁 共 37 頁 6 水泵 機(jī) 組 都可運(yùn)轉(zhuǎn)在工頻 以 下和變頻 以 下兩種狀態(tài)。 PLC軟件程序設(shè)計(jì)采用梯形圖語言編程，直觀易懂。 PLC的輸入信號有機(jī)組選擇信號、運(yùn)行方式選擇信號、冷卻塔和主機(jī)開 /關(guān)信號、冷凍泵和冷卻泵的起 /停信號等。 （一） PLC控制 的變頻調(diào)速系統(tǒng)工作原理 PLC 是變頻調(diào)速 控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。所以，即使頻率的調(diào)節(jié)范圍相同，轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍也是各異的，因此采用變頻和變極調(diào)速相結(jié)合的方法，可以大大提高變頻器的工作效率。又因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 總是比同步轉(zhuǎn)速 0n 略低一些，所以，當(dāng) 0n 連續(xù)可調(diào)時(shí)， n也連續(xù)可調(diào)。 變頻器的功用是將頻率固定（通常為工頻 50Hz）的交流電（三相的或單相的）變換成頻率連續(xù)可調(diào)（多數(shù)為 0～ 400Hz）的三相（或單相）交流電。 （ 3）變頻器按直 流環(huán)節(jié)的儲能方式分 1）電流型直流環(huán)節(jié)的貯能元件是電感線圈。 2） PWM（脈寬調(diào)制）變頻器輸出電壓的大小通過改變輸出脈沖的占空比來進(jìn)行調(diào)制。 （ 2）變頻器按電壓的調(diào)制方式分 變頻技術(shù)控制中央空調(diào)水泵實(shí)例 12/11/2020 37 第 5 頁 共 37 頁 5 1） PAM（脈幅調(diào)制）變頻器輸出電壓的大小通過改變直流電壓的大小來進(jìn)行調(diào)制。由于把直流電逆變成交流電的環(huán)節(jié)容易控制，因此，在頻率的調(diào)節(jié)范圍，以及改善變頻后電動(dòng)機(jī)的特性等方面，都具有明顯的優(yōu)勢。但其連續(xù)可調(diào)的頻率范圍窄，一般為額定頻率的一半以下，故它主要用于容量較大的低速拖動(dòng)系統(tǒng)中。 （ 1） 變頻器 按變換環(huán)節(jié)分 1）交 交變頻器 把頻率固定的交流電源直接變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電源。 變頻調(diào)速技術(shù) 簡 紹 變頻調(diào)速具有高效率、寬范圍和高精度等特點(diǎn)，是運(yùn)用最廣、最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。當(dāng)再熱量不足以補(bǔ)償室內(nèi)負(fù)荷變化時(shí)，系統(tǒng)由夏季工況轉(zhuǎn)至冬季運(yùn)行工況，系統(tǒng)開始送熱風(fēng)。顯然變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)可充分利用最大送風(fēng)溫差，節(jié)約再熱量和與之相應(yīng)的冷量，減少風(fēng)機(jī)的功率消耗，提高空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。這種方法不僅浪費(fèi)了熱量而且 浪費(fèi)制冷機(jī)組相當(dāng)?shù)睦淞俊? 常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量是根據(jù)空調(diào)房間的最大熱、濕負(fù)荷確定，且保持不變。 變頻技術(shù)控制中央空調(diào)水泵實(shí)例 12/11/2020 37 第 4 頁 共 37 頁 4 一、 中央空調(diào)變頻調(diào)速的意義 隨著空調(diào)應(yīng)用的日益普及，其能耗在社會總能耗中所占的比例越來越高。 隨著人民生活水平的提高，對空調(diào)的需求越來越大，中央空調(diào)以其高精度的恒溫控制，大面積集中調(diào)節(jié)，為人們提供宜人的生產(chǎn)和生活環(huán)境。 空調(diào)冷凍 泵變頻節(jié)能 ,在 現(xiàn)如今 是 一個(gè)令人感興趣的課題 ， 很多專業(yè)人士對此進(jìn)行了研究 。 PID 變頻技術(shù)控制中央空調(diào)水泵實(shí)例 12/11/2020 37 第 3 頁 共 37 頁 3 前 言 現(xiàn) 代工廠企業(yè)、辦公大樓、商廈、酒店等環(huán)境 ，中央空調(diào)系統(tǒng)是不可缺少的。 變頻調(diào)速技術(shù) 。 采用模塊化設(shè)計(jì)， CPU主模塊是采用 CPU226，模擬量擴(kuò)展模塊采用 EM231，通 過軟件設(shè)計(jì)完成中央空調(diào)所需的參數(shù)設(shè)置和控制要求，系統(tǒng)軟件由主程序、初始化程序、模擬量檢測程序組成，通過調(diào)用子程序來完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、模擬量檢測等功能 。 本文 主要簡單 闡述了中央空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)化控制和節(jié)能設(shè)計(jì)，并介紹了交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的特點(diǎn)及節(jié)能原理，還介紹了西門子 S7200 應(yīng)用， PID 在變頻調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用，并對系統(tǒng)的主回路和控制回路的硬件部分進(jìn)行了介紹。冷凍、冷卻水泵是第二大耗能設(shè)備，由于冷凍泵、冷卻泵的配置是按夏季最大流量來確定的，而實(shí)際使用中由于 氣候情況，客觀流量活動(dòng)內(nèi)容等各種因素的變化，所需負(fù)荷的不斷變化。因此，在人們?nèi)找嬷匾暛h(huán)保與節(jié)能的今天，中央空調(diào)的節(jié)能問題這是人們所期待要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。變頻技術(shù)控制中央空調(diào)水泵實(shí)例 12/11/2020 37 第 1 頁 共 37 頁 1 目 錄 目 錄 ...................................................................................................................... 1 摘 要 : ............................................................................................................... 2 一、中央空調(diào)變頻調(diào)速的意義 .............................................................................. 4 （一） PLC控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)工作原理 .................................................. 5 （二） 中央空調(diào)的結(jié)構(gòu)原理 ......................................................................... 6 （三） 空調(diào)變頻控制系統(tǒng) ............................................................................. 8 （四）總體設(shè)計(jì)方案 ...................................................................................... 9 二、 電路設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 9 （一）溫度設(shè)計(jì) .............................................................................................. 9 ...................................................................................... 9 2. 模擬量輸入模塊選?。?A/D） ......................................................... 10 3. 模擬量輸出模塊選?。?D/A） ......................................................... 12 （二） 變頻器的選擇 ................................................................................ 13 （三） PLC的選擇 ...................................................................................... 15 三、 硬件電路設(shè)計(jì) .......................................................................................... 16 （一） PLC 控制下水泵變頻調(diào)速系統(tǒng) ...................................................... 17 （二）輸入輸出點(diǎn)地址分配 ........................................................................ 17 四、 PLC控制中央空調(diào)變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ............................................ 18 （一） PLC 編程軟件 ................................................................................. 19 （二）主程序設(shè)計(jì) ....................................................................................... 19 PID調(diào)節(jié)程序 ............................................. 23 2. 傳送冷卻水和冷凍水 PID 參數(shù)子程序 .......................................... 24 3. 中斷服務(wù)程序 .......