【正文】 Q’，揚(yáng)程 H’及軸功率 P’的關(guān)系如下： Q’ =Q（ N39。N ） 2， P’ =P（ N39。那么根據(jù)上面的公式分析，如果我們能根據(jù)負(fù)載情況實(shí)時(shí)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速即可達(dá)到節(jié)能的目的。 由上式可見，調(diào)節(jié)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速有 3種方法，改變電源頻率、改變電機(jī)磁極對數(shù)、改變轉(zhuǎn)差率。 3 中央空調(diào)系統(tǒng)主控制器 中央空調(diào)控制系統(tǒng)主控制器采用 PLC 控制，由于 PLC 編程簡單，擴(kuò)展能力強(qiáng)，并且程序容易修改，所以越來越多的被應(yīng)用在中央空調(diào)系統(tǒng)中，取代原來的 DDC 控制器，并且可通過 PLC 的通訊接口接入上位監(jiān)控系統(tǒng)，便于在主控室查看各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)，并且很容易進(jìn)行電能消耗、運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)以及故障監(jiān)視及分析。簡稱 PLC） ,其定義為一種電子裝置，主要將外部的輸入裝置如：按鍵、感應(yīng)器、開關(guān)及脈沖等的狀態(tài)讀取后，依據(jù)這些輸入信號的狀態(tài)或數(shù)值并根據(jù)內(nèi)部存儲(chǔ)預(yù)先編寫的程序，以微處理機(jī)執(zhí)行邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)及算式運(yùn)算，產(chǎn)生相對應(yīng)的輸出信號到輸出裝置如：繼電器（ Relay）的開關(guān)，電磁閥及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，控制機(jī)械或程序的操作，達(dá)到機(jī)械控制自動(dòng)化或加工程序的目的。 PLC 與繼電器控制系統(tǒng)的有很大的關(guān)系。 1968 年，美國最大的汽車制造廠家 — 通用汽車公司 (GM)提出了研究 PLC 的基本思想，即： 編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)可靠性高于繼電器控制柜體積小于繼電器控制柜成本可與繼電器控制柜競爭可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)可直接采用 115V 交流輸入電壓輸出采用 115V 交流電壓，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等負(fù)載通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便能存儲(chǔ)程序，存儲(chǔ)器容量可達(dá) 4KB， 1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）研制出了世界上第一臺(tái) PLC。 PLC借鑒微型計(jì)算機(jī)的高級語 言，采用極易為工廠電氣人員掌握的梯形圖編程語言。 PLC 已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種工業(yè)部門，其應(yīng)用范圍已擴(kuò)展到樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、商業(yè)、公用事業(yè)、測試設(shè)備和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。大大簡化編程工作量。一臺(tái) PLC 可以同時(shí)控制幾臺(tái)設(shè)備，也可以通過聯(lián)網(wǎng)信，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。而且 PLC 的安裝接線也很方便，有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以通過端子直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。 PLC 已被廣大用戶認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 (7)體積小，功耗低 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 (1) 開關(guān)量邏輯控制 PLC 具有“與”、“或”“非”等邏輯指令，可是實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)和電路的串、并聯(lián)，代替繼電器進(jìn)行組合邏輯、定時(shí)控制與順序邏輯控制。PLC 的運(yùn)動(dòng)控制功能廣泛的用于各種機(jī)械，如金屬切削機(jī)床，機(jī)器人等。 PLC 通過模擬量I/O 模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量（ Analong）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換和 D/A 轉(zhuǎn)換，并對模擬量實(shí)行閉環(huán) PID（比例 積分 微分） 控制。 (4) 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代的 PLC 具有豐富的數(shù)據(jù)運(yùn)算（包括四則運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算等）、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。 (5) 通訊聯(lián)網(wǎng) PLC 的通訊包括主機(jī)與遠(yuǎn)程 I/O 之間的通訊，多臺(tái) PLC 之間的通訊、 PLC和其它智河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 能控制設(shè)備（如計(jì)算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置等）之 間的通訊。 PLC 的組成 PLC 主要有 CPU 模塊，輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。在 PLC 控制系統(tǒng)中， CPU 模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不斷的采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù)。輸入模塊主要用來接受和采集輸入信號，輸入信號包括兩類：一類是從按鈕，選擇開關(guān)，接近開關(guān)，光電開關(guān)等來的開關(guān)量輸入信號；另一類就是由電位器，測速發(fā)電機(jī)等提供的連續(xù)變化的模擬量信號。為防止外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲損壞 CPU 模塊，影響其正常工作，在 I/O 模塊中，用光電耦合器、可控硅，小型繼電器等器件來隔離外部輸入電路和負(fù)載。 PLC 有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行（ RUN）狀態(tài)與停止（ STOP）狀態(tài)。為了使 PLC的輸出及時(shí)響應(yīng)隨時(shí)變化的輸入信號，用戶 程序不是執(zhí)行了一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至PLC 停機(jī)或切換到 STOP 工作狀態(tài)。 掃描過程 內(nèi)部處理 通信服務(wù) 輸入處理 程序執(zhí)行 輸出處理 圖 32 PLC 的掃描過程 由于 PLC 采用循環(huán)掃描集中刷新的方法，導(dǎo)致輸入 /輸出時(shí)間滯后，但是一般情況下，這種響應(yīng)延遲僅幾十 MS，對于一般系統(tǒng)無關(guān)緊要，要是對時(shí)間有要話可以采用中斷進(jìn)行處理，例如高速計(jì)數(shù)。 STOP RUN 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 一般酒店，大型商場用的是風(fēng)管式的中央空調(diào)，它的原理是主機(jī)通過通往各個(gè)空間區(qū)域的通風(fēng)管道將處理后的冷熱空氣輸送到位。 中央空調(diào)的工作原理與家用一樣，都是利用冷媒（運(yùn)輸熱量的媒質(zhì)叫冷媒）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。 圖 41 中央空調(diào)工作過程 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。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。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、系統(tǒng)復(fù)雜、功耗高等明顯的缺點(diǎn)已逐漸被人們淘汰； DDC 雖然在智能化方面有了很大的發(fā)展，但由于 DDC 本身的抗干擾能力問題和分級分步式結(jié)構(gòu)的局限性限制了其應(yīng)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 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 用范圍； PLC 控制系統(tǒng)以其運(yùn)行可靠、使用與維護(hù)方便、抗干擾能力強(qiáng)、適合新型高速網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等顯著優(yōu)點(diǎn)而逐步得到廣泛的應(yīng)用。液體制冷劑由冷凝器進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸收熱量，使冷凍水降溫，然后冷凍水進(jìn)入冷風(fēng)機(jī)盤管吸收空氣中的熱量。 控制要求 控制系統(tǒng)的基本操作功能設(shè)置為手動(dòng)和自動(dòng)兩種選擇，手動(dòng)功能主要是對設(shè)備單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)保養(yǎng)時(shí)所選用，而自動(dòng)功能是由車間內(nèi)的各組空調(diào)處理機(jī)組或新風(fēng)機(jī)組的啟停來控制泵組工作的。主要的控制要求有以下幾點(diǎn)： （ 1）測量冷凍水供回水溫度及流量，從而計(jì)算空調(diào)實(shí)際的冷負(fù)荷，根據(jù)實(shí)際的冷負(fù)荷來決定冷水機(jī)組的開啟臺(tái)數(shù)，達(dá)到最佳節(jié)能狀態(tài)。啟動(dòng)：冷卻塔風(fēng)機(jī) — 冷卻水泵 — 冷凍水泵 — 冷水機(jī)組；停止：冷水機(jī)組 — 冷凍水泵 — 冷卻水泵 — 冷卻塔風(fēng)機(jī)。 （ 3）測量冷凍水系統(tǒng)供回水管的壓差△ P=P1 P2 控制其旁通閥（ TV）的開口度，使其維持壓差。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 信號采集 VVVF 工控機(jī) 控制量輸入 PLC （ 2）保證 PLC 控制系統(tǒng)安全可靠 保證 PLC 控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。例如：應(yīng)該保證 PLC 程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。這就要求在選擇 PLC、輸入 /輸出模塊、 I/O 點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。其 系統(tǒng)邏輯框圖如圖 43 所示。但是由于空調(diào)對能源的消耗很大，所以設(shè)計(jì)一個(gè)既能滿足人們的要求又能以最小的能耗運(yùn)行的空調(diào)是當(dāng)今制造業(yè)的設(shè)計(jì)理念。空調(diào)房間冷（熱）負(fù)荷、濕負(fù)荷是確定空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量及空調(diào)設(shè)備容量的基本依據(jù)。 《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》對舒適性空調(diào)的室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)定是： （ 1）室內(nèi)溫度。高級民用建筑或人員停留時(shí)間較長的建筑可取低值；一般民用建筑或人員停留時(shí)間較短的建筑應(yīng)取高值。高級民用建筑或人員停留時(shí)間較長的建筑可取高值；一般建筑或人員停留時(shí)間較短的建筑應(yīng)取低值。夏季空采用 40%～ 65%，一般建筑或人員停留時(shí)間短的建筑可取偏高值。 （ 3）室內(nèi)風(fēng)速。 但是《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》中給出的數(shù)據(jù)是概括的，對于具體的民用建筑而言，由于各空調(diào)房間的使用功能各不相同，而其室內(nèi)空調(diào)參數(shù)也會(huì)有較大差異。 對于民用建筑中不同用途房間的舒適性空調(diào)參數(shù)，可參見有關(guān)設(shè)計(jì)手冊。機(jī)械結(jié)構(gòu)是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)控制功能的前提； PLC 電氣控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)控制功能的核心部分，兩方面的設(shè)計(jì)過程互獨(dú)立，同時(shí)也需要相互交流。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，仍然需要兩個(gè)方面的設(shè)計(jì)人員不斷地交流設(shè)計(jì)思想，只有充分了解對方的設(shè)計(jì)思想和過程之后，才能最大程度地避免產(chǎn)生錯(cuò)誤。 全空氣系統(tǒng)是指空氣進(jìn)行制 冷和制熱全部都是由送風(fēng)空氣來承擔(dān)的系統(tǒng)，根據(jù)回風(fēng)方式可分為一次回風(fēng)式和兩次回風(fēng)式空調(diào)系統(tǒng)。二次回風(fēng)系統(tǒng)是指將回風(fēng)分為兩個(gè)部分，一部分在空氣處理設(shè)備前與新風(fēng)混合，另外一部分則是在空氣處理設(shè)備后與混合空氣再次進(jìn)行混合的系統(tǒng)。 空氣 水系統(tǒng)是指系統(tǒng)是指傳遞熱或冷的介質(zhì)分別由空氣和水構(gòu)成，此系統(tǒng)包含兩個(gè)子系統(tǒng)：風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)。 常用的空調(diào)根據(jù)系統(tǒng)的組合情況分為整體式和分體式兩種，整體式空調(diào)將空氣處理設(shè)備（風(fēng)機(jī)、空氣過濾器、加熱器和加濕器等）、制冷設(shè)備（壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器等）和電氣控制系統(tǒng)都安裝在一個(gè)整體框架中，構(gòu)成一個(gè)整體式的設(shè)備；分體式空調(diào)則是將空 氣處理設(shè)備和制冷系統(tǒng)分成兩個(gè)部分，空氣處理設(shè)備置于室內(nèi)成為室內(nèi)機(jī)，制冷系統(tǒng)則基本上全部設(shè)置在室外機(jī)中。 通過以上幾個(gè)部分的介紹，對空調(diào)的大致結(jié)構(gòu)有了一定的了解，可以看出一個(gè)完整的空調(diào)系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分。 ① 送風(fēng) /回風(fēng)結(jié)構(gòu)。對于要求 室內(nèi)溫度波動(dòng)范圍小的控制系統(tǒng)多采用前兩種和散流器送風(fēng)模式，除此之外，又出現(xiàn)了一種新型的送風(fēng)方式 置換送風(fēng)。采用側(cè)送風(fēng)方式送入的氣流是以貼附射流的形式出現(xiàn)，這類型氣流具有射程長、射流衰減充分等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)側(cè)送風(fēng)的管道結(jié)構(gòu)簡單，易于施工，因此被廣泛應(yīng)用于各種場合。 散流器是一種置于天花板的送風(fēng)口，既可以與天花板的下表面齊平，也可以安裝在天花板的下表面處。 風(fēng)管系統(tǒng)。調(diào)節(jié)活門主要用于調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小和風(fēng)量的分配；閘板的作用是切斷風(fēng)源，氣密性要強(qiáng)于調(diào)節(jié)活門；倒流葉 片是減少管處渦流的產(chǎn)生；防雨柵格主要安置于進(jìn) /出風(fēng)口上，是為了 防止雨雪的侵蝕。風(fēng)機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)中輸送空氣的主要設(shè)備，常采用的風(fēng)機(jī)有離心式、軸流式和貫流式三種。 (2)空調(diào)的水系統(tǒng) 空調(diào)的水系統(tǒng)中，主要包括冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、水管系統(tǒng)和水泵，以下將分別介紹這幾個(gè)方面。在空調(diào)系統(tǒng)中，冷凍水系統(tǒng)的功能就是利用水作為介質(zhì)，將冷 /熱源的能量和分配到各個(gè)房間或目的地。此時(shí)通常把分水器、集水器和冷淵設(shè)備連接的一側(cè)環(huán)路叫冷源側(cè)，把分水器、集水器和空調(diào)器連接的一側(cè)環(huán)路叫空調(diào)側(cè)。冷卻水系統(tǒng)主要包括冷卻塔及相關(guān)設(shè)備，其功能是利用水作為介質(zhì)，對冷 /熱源進(jìn)行降溫處理。 ③水管系統(tǒng)。煤氣輸送鋼管用碳素軟鋼制造，俗稱熟鐵鋼。根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際需求可選擇不同厚度的管壁；無縫鋼管用普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、普通低合金鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼制造，能承受加大范圍的壓力，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選配。水泵是空調(diào)系統(tǒng)中不可缺少的動(dòng)力設(shè)備，通過水泵的工作，可以控河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 制水系統(tǒng)中的流量大小，以間接達(dá)到控制室內(nèi)溫度、濕度及清潔度等空氣指標(biāo)。 (3)空調(diào)系統(tǒng)的冷 /熱源 空調(diào)系統(tǒng)中起主要作用的就是冷 /熱源，正是由于冷 /熱源的工作才能控制室內(nèi)的溫度等空氣條件，使之按照人們的設(shè)定值變化。 ①常規(guī)冷 /熱源。常用的制冷設(shè)備為制冷系統(tǒng)機(jī)組，該設(shè)備就是將制冷系統(tǒng)中的全部或部分設(shè)備在工廠組裝成一個(gè) 整體，該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，使用靈活，管理方便，而且質(zhì)量可靠，安裝簡便，能大大縮短施工周期，加快施工進(jìn)度。天然冷 /熱源主要包括蒸發(fā)冷卻、室外空氣供冷和太陽能供熱等幾個(gè)方面。 S7200 系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 S7200 系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1） 極高的可靠性 。 （ 3） 易于掌握 。 河北工程大學(xué)科信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 （ 5） 豐富的內(nèi)置集成功能 。 （ 7） 強(qiáng)勁的通訊能力 。 因此本設(shè)計(jì)根據(jù)中央空調(diào)控制系統(tǒng)的功能要求，從經(jīng)濟(jì)性、可靠性等方面考慮，選擇西門子 S7200 系列 PLC 作為此中央空調(diào)控制系統(tǒng)的控制主機(jī)。 （ 2） 可連接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 248 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)。 （ 4） 6 個(gè)獨(dú)立的 30kHz 高速計(jì)數(shù)器， 2 路獨(dú)立的 20kHz 高速脈沖輸出，具有 PID控制器。 （ 6） I/O 端子排可很容易地整體拆卸?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。 因此我們需要了解 CPU226 的一些技術(shù)數(shù)據(jù)，通過查閱相關(guān)資料可以把得到的CPU226 的某些技術(shù)數(shù)據(jù)列成表格的形式，其物理特性見表 61，其存儲(chǔ)特性見表 62，其 I/O 特性見表 63，其集成的通信功能特性見表 64，其數(shù)字量輸 入特性見表 65，其數(shù) 字量輸出特性見表