【正文】 電動蝶閥開關(guān)位置監(jiān)測 1 電動蝶閥開關(guān)位置開關(guān)輸出點(diǎn)，可選 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 二 制冷系統(tǒng)設(shè)備的控制 在現(xiàn)場狀態(tài)監(jiān)測點(diǎn)、參數(shù)檢測傳感器對設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)測的基礎(chǔ)上，樓宇自動化系統(tǒng)通過現(xiàn)場 PLC 控制器、中央監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)運(yùn)行全面的自動監(jiān)測與管理。 （ 1）冷水機(jī)組與輔助設(shè)備的連鎖控制 在控制軟件設(shè)計(jì)中，要對啟動順序控制：冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷卻水泵、冷凍水泵、冷水機(jī)組，停機(jī)順序控制：冷水機(jī)組、冷凍 水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)所規(guī)定的邏輯關(guān)系進(jìn)一步細(xì)化，并考慮一定的時序關(guān)系。 ② 停機(jī)過程 冷水機(jī)組停機(jī)； 延遲一定的時間后停止冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷卻水泵、冷凍水泵； 延遲一段時間后關(guān)閉對應(yīng)冷水機(jī)組冷凍水、冷卻水管路上的閥門。當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備故障報警時，控制系統(tǒng)自動停止相關(guān)運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行，管理系統(tǒng)運(yùn)行報警信息的記錄與處理，同時備用設(shè)備投入運(yùn)行以保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 ② 停機(jī)設(shè)備選擇 選擇停機(jī)設(shè)備策略也有對應(yīng)的三種： 累計(jì) 運(yùn)行時間最長優(yōu)先停運(yùn)策略； 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 當(dāng)前運(yùn)行時間最長優(yōu)先停運(yùn)策略； 輪流排隊(duì)停運(yùn)策略。策略選擇是要充分考慮用戶的物業(yè)管理方式和設(shè)備管理與維護(hù)計(jì)劃，才能取得好的效果。 （ 3）冷水機(jī)組側(cè)恒流量與空調(diào)末端設(shè)備變流量運(yùn)行調(diào)節(jié)規(guī)律與控制策略選擇 如果冷凍水回路采用差壓旁路調(diào)節(jié)方式，由于被調(diào)節(jié)量是壓差，而這類對象的時間常數(shù)和滯后都比較小，所以首選的是 PI 調(diào)節(jié)規(guī)律和算法，調(diào)節(jié)效果比較理想。 如果冷凍水回路采用兩級冷凍水泵，并在兩級冷水泵之間設(shè)有龐統(tǒng)管路，這時第一級冷水泵的運(yùn)行臺數(shù)和冷水機(jī)組的數(shù)量配對，用以克服冷凍水回路冷水機(jī)組到旁通管之間的管道阻力，保證制冷機(jī)一側(cè)的流量恒定，但不能對冷凍水回路空調(diào)末端設(shè)備一側(cè)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過控制二級冷凍水泵的運(yùn)行臺數(shù)保證末端設(shè)備一側(cè)冷凍水供水壓力。因此，在這類系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，常在冷凍水壓力最不利的位置安裝水壓傳感器，對冷凍水壓力進(jìn)行檢測。 二級冷凍水泵運(yùn)行臺數(shù)，必須保 證旁通管的冷凍水流向與圖 中虛線箭頭所指示的流向一致，當(dāng)出現(xiàn)不一致時，到底是通過增加冷水機(jī)組的運(yùn)行臺數(shù)來增加以及冷凍水泵運(yùn)行臺數(shù)，還是減少二級冷凍水泵的運(yùn)行臺數(shù)，需要綜合系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀況和當(dāng)前實(shí)際冷負(fù)荷的情況來決定。 （ 4）制冷系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)能控制 在現(xiàn)代建筑中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗占據(jù)建筑物總能耗的比重越來越大，重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 而冷熱源設(shè)備及其水系統(tǒng)的能耗又是暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的最主要部分，占80%~90%。在保證設(shè)備安全的前提下，冷熱源設(shè)備與水系統(tǒng)的節(jié)能控制是衡量樓宇自動化系統(tǒng)成功與否的主要標(biāo)志之一。制冷系統(tǒng)常用的節(jié)能措施有以下幾個方面。如在上班前恰當(dāng)?shù)臅r間開機(jī)，在房間使用前溫度達(dá)到要求，在空置時間里不消耗能源；在下班前恰當(dāng)?shù)臅r間停機(jī)， 利用系統(tǒng)儲存的冷量維持環(huán)境溫度要求到下班，這樣就可以減少設(shè)備運(yùn)行時間，達(dá)到節(jié)能目的。只有制冷機(jī)組的輸出冷量與空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷匹配時，才不存在能源的浪費(fèi)。主機(jī)在部分負(fù)荷狀態(tài)下的效率總是要低于滿載工況下的工作效率。 單臺冷水機(jī)組的最大制冷量的值在一定范圍內(nèi)也是可調(diào)的。單臺制冷機(jī)組的節(jié)能可通過恰當(dāng)調(diào)節(jié)主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，提高其制冷效率值，降低冷凍水泵、冷卻水泵能耗來獲得。這里有兩個影響因素需要控制，一個是確定冷水機(jī)組的運(yùn)行臺數(shù)，另一個是冷水機(jī)組滿負(fù)荷制冷量的調(diào)整，這要求對冷水機(jī)組的性能有正確的了解和運(yùn)行參數(shù)的準(zhǔn)確檢測。另外，通過改變冷凍水出水溫度也可以調(diào)節(jié)冷水機(jī)組的滿負(fù)荷制冷量。并通過差壓旁路的調(diào)節(jié)，為末端設(shè)備一側(cè)提供穩(wěn)定的工作壓力，保證末端空調(diào)設(shè)備正常工作。對這種結(jié)構(gòu)的冷凍水系統(tǒng)，可以依據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的工作情況，在滿足工作壓力、冷凍水流量的前提下，調(diào)整差壓旁路的設(shè)定值和冷凍水泵的運(yùn)行臺數(shù)，以減低能耗。這種冷凍水系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)見圖 所示。 ④ 冷卻塔、冷卻水泵的節(jié)能控制與運(yùn)行控制 冷卻水系統(tǒng)通過冷卻水泵保證冷卻機(jī)組內(nèi)有足夠的冷卻水流量，通過冷卻塔使冷水機(jī)組冷卻水進(jìn)口處的溫度滿足要求。冷卻塔出水溫度高于設(shè)定溫度，則增開一臺冷卻塔，低于設(shè)定溫度可停開一臺冷卻塔；有的冷卻塔風(fēng)機(jī)還采用雙速電機(jī)，通過轉(zhuǎn)速的變化調(diào)節(jié) 冷卻水溫度，因此還應(yīng)配合高 /低速的轉(zhuǎn)換來確定冷卻塔的運(yùn)行臺數(shù)。對于冷卻泵，應(yīng)以最少的冷卻泵運(yùn)行臺數(shù)滿足制冷系統(tǒng)對冷卻水流量和溫度的要求。 在控制冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔運(yùn)行的臺數(shù)時，如果能配合這些設(shè)備的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，則會取得更好的節(jié)能效果。 PID 控制器問世至今已有近 70 年歷史，它 以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。即當(dāng)我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或 不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用 PID 控制技 術(shù)。 PID 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、 積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。它是根據(jù)被 控過程的特性確定 PID 控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。它主要是 依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。二是工程整定方法，它主 要依賴工 程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。三種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是通過試驗(yàn)，然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對控制器參數(shù)進(jìn)行整定?，F(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第三章 制冷站 PLC 自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求 中央空調(diào)系統(tǒng)的啟動 /停止均設(shè)有自動、手動兩種方式。各臺設(shè)備按工藝要求啟動的順序?yàn)椋豪鋮s塔、冷卻水泵、冷凍水泵、制冷壓縮機(jī)，采用每臺設(shè)備啟動后經(jīng) 15S 左右延時，再啟動下一臺設(shè)備；停止的順序?yàn)閱拥哪嫘颍褐评鋲嚎s機(jī)、 冷凍水泵、 冷卻水泵 、冷卻塔。 此 外，中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)有壓力保護(hù)和水流保護(hù)裝置。 一 主電路設(shè)計(jì) 主電路有 4 臺電動機(jī)，分別是冷卻水塔風(fēng)機(jī)、冷卻水泵電機(jī)、冷凍水泵電機(jī)、壓縮機(jī)電機(jī)；電源由總開關(guān) QS 引入，熔斷器 FU1 為整個電氣線路的短路保護(hù)。接觸器 KM KM KM KM4 分別控制 TM、 PM、 PM、 CM 與電源接通。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 2： 自動方式： （ 1）按下自動啟動按鈕， KM1 首先吸合，冷卻塔啟動； （ 2）延時一段時間后， KM2 自動吸合，冷卻水泵啟動； （ 3）再延時一段時間，且冷卻水流開關(guān)閉合后， KM3 自動吸合，冷凍水泵啟動； （ 4）再延時一段時間，且冷卻水流開關(guān)閉合后， KM4 自動吸合，壓縮機(jī)啟動； （ 5）按下自動停機(jī)按鈕， KM4 首先斷開，壓縮機(jī)停機(jī)； （ 6）延時一段時間后， KM3 自動斷開，冷凍水泵停機(jī)； （ 7）再延時一段時間 后， KM2 自動斷開，冷卻水泵停機(jī)； （ 8）再延時一段時間后， KM1 自動斷開，冷卻塔停機(jī)； （ 9）當(dāng)壓縮機(jī)吸氣壓力過低或壓縮機(jī)排氣壓力過高時，低壓、高壓保護(hù)繼電器動作，空調(diào)機(jī)組自動按正確順序停機(jī)； （ 10）電路工作時，應(yīng)具有一定的保護(hù)功能。 （ 2）延時電路 首先是自保持電路動作，帶動延時電路的 KT KT KT3 動作， KTKT KT3 的常開觸點(diǎn)分別串聯(lián)于 下一電路中。 KM KM KM2 的常開觸點(diǎn)分別并聯(lián)于停止按鈕 SB SB SB5 的常閉觸點(diǎn)。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 手動啟停方式電氣原理圖 自動方式： （ 1）自保持電路 KM KM KM KM4 的常開觸點(diǎn)分別并聯(lián)于 SB KT KT KT3的常開觸點(diǎn) 。 （ 2）延時電路 首先是自保持電路動作，帶動延時電路的 KT KT KT3 、 KT KTKT6 動作， KT KT KT3 、 KT KT KT6 的常開觸點(diǎn)分別串聯(lián)于 下一電路中。 KA KA KA KA8 的常閉觸點(diǎn)分別串聯(lián)于相應(yīng)啟動電路中。 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 自動啟停方式電氣原理圖 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第二節(jié) 確定輸入 /輸出設(shè)備 , 分配 I/O 點(diǎn)數(shù)， 畫出I/O 連接圖 一 確定輸入 /輸出設(shè)備 （ 1）手動方式 輸入設(shè)備： 4 個啟動按鈕、 4 個停機(jī)按鈕 2 個水流開關(guān)、 2 個壓力繼電器觸點(diǎn) （共 12 個輸入點(diǎn)） 輸出設(shè)備： 4 個交流接觸器（共 4 個輸出點(diǎn)） （ 2）自動方式 輸入設(shè)備： 1 個啟動按鈕、 1 個停機(jī)按鈕 2 個水流開關(guān)、 2 個壓力繼電器觸點(diǎn) （共 6 個輸入點(diǎn)） 輸出設(shè)備： 4 個交流接觸器線圈 （共 4 個輸出點(diǎn) ） 二 I/O 地址編號 輸入信號 輸出信號 輔助繼電器 名稱 功能 編號 名稱 功能 編號 名稱 功能 編號 SB1 冷卻塔手動啟動按鈕 KM1 冷卻塔風(fēng)機(jī)接觸器 KT1 冷卻水泵手動啟動延時 T0 SB2 冷卻水泵手動啟動按鈕 KM2 冷卻水泵電機(jī)接觸器 KT2 冷凍水泵手動啟動延時 T1 SB3 冷凍水泵手動啟動按鈕 KM3 冷凍水泵電機(jī)接觸器 KT3 壓縮機(jī)手動啟動延時 T2 SB4 壓縮機(jī)手動啟動按鈕 KM4 壓縮機(jī)電機(jī)接觸器 KT4 冷凍水泵自動停機(jī)延時 T3 SB5 冷卻塔手動停機(jī) KT5 冷卻水泵自動停 T4 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 按鈕 機(jī)延時 SB6 冷卻水泵手動停機(jī)按鈕 KT6 冷卻塔自動停機(jī)延時 T5 SB7 冷凍水泵手動停機(jī)按鈕 KA5 壓縮機(jī)自動停機(jī)信號 SB8 壓縮機(jī)手動停機(jī)按鈕 KA6 冷凍水泵自動停機(jī)信號 KA1 冷卻水流開關(guān) KA7 冷卻水泵自動停機(jī)信號 KA2 冷凍水流開關(guān) KA8 冷卻塔自動停機(jī)信號 KA3 低壓保護(hù)繼電器 KA4 高壓保護(hù)繼電器 輸入信號 輸出信號 輔助繼電器 名稱 功能 編號 名稱 功能 編號 名稱 功能 編號 SB9 自動啟動按鈕 KM1 冷卻塔風(fēng)機(jī)接觸器 KT1 冷卻水泵自動啟動延時 T10 SB10 自動停機(jī)按鈕 KM2 冷 卻水泵電機(jī)接觸器 KT2 冷凍水泵自動啟動延時 T11 KA1 冷卻水流開關(guān) KM3 冷凍水泵電機(jī)接觸器 KT3 壓縮機(jī)自動啟動延時 T12 KA2 冷凍水流開關(guān) KM4 壓縮機(jī)電機(jī)接觸器 KT4 冷凍水泵自動停機(jī)延時 T13 KA3 低壓保護(hù)繼電器 KT5 冷卻水泵自動停機(jī)延時 T14 KA4 高壓保護(hù)繼電器 KT6 冷卻塔自動停機(jī)延時 T15 KA5 壓縮機(jī)自動停機(jī)信號 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 KA6 冷凍水泵自動停機(jī)信號 KA7 冷卻水泵自動停機(jī)信號 KA8 冷卻塔自動停機(jī)信號 三 I/O 接線圖 圖 手動啟動 /手動停機(jī) 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 自動啟動 /自動停機(jī) 第三節(jié) PLC 梯形圖設(shè)計(jì) 梯形圖語言是用梯形圖的圖形符號及圖形符號在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的一種程序設(shè)計(jì)語言。 其中的編程元件沿用了 “繼電器 ”名稱。 （ 2）按下啟動按鈕 SB2，輸入繼電器 線圈接通， 常開觸點(diǎn)閉合，此時 常開觸點(diǎn)閉合， T0 延時時間到， T0 常開觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 線圈接通， 常開觸點(diǎn)閉合并自鎖，冷卻水泵啟動；同時定時器 T1 線圈接通，開始計(jì)時。 （ 4）按下啟動按鈕 SB4，輸入繼電器 線圈接通， 常開觸點(diǎn)閉合，此時 常開觸點(diǎn)閉合， T2 延時時間到， T2 常開觸點(diǎn)閉合，且水流開關(guān) KA2打開（即 常開觸點(diǎn)閉合），輸出繼電器 線圈接通， 常開觸點(diǎn)閉合并自鎖，壓縮機(jī)啟動，啟動過程結(jié)