基于plc的中央空调控制系统的设计.docx

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1、青岛黄海学院本科毕业设计（论文）中文题目：基于P1.C的中央空调控制系统的设计英文题目：DesignoftheCentra1.AirConditioningContro1.SystemBasedonP1.C学院：机电工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化3班崔康康学生姓名:学号:指导教师：宋娟职称：副教授二。一六年六月毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的

2、法律后果由本人承担。本人签名：日期:毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解青岛黄海学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，允许被查阅和借阅：学校可以公布全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该毕业设计（论文）.保密的毕业设计（论文）在解密后遵守此规定。本人签名：导师签名：口期:中央空调现已广泛的应用在各大商场、办公大厦等场所中，传统控制系统中在控制较适宜的温度的同时，却消耗了大地的能量。如今，人们越来越Iii视中央空调的舒适性和节能性，该设计研窕了基FP1.C的中央空调控制系统,为舒适的生活工作环境及为效节能提供了技术条件。该设计介绍了中央空调的结构和工作原理，变流量控制的原

3、理，PID控制的原理，利用变频罂、P1.C、温度传感活等罂件的有机结合，构成自动控制系统，自动调节水泵的输出流量达到节能目的。该系统采用西门子的S7-200P1.C作为主控制单元，通过西门子MM440变频器控制水泵运转速度，保证系统根据实际负荷的情况调整流量，实现恒温控制，同时又可以节约大fit能源.关键词：P1.C：中央空调：P1.DAbstractCcntni1.airconditioninghasbeenwide1.yusedinmajorshoppingma1.1.s.ofTiccbui1.dingsandotherp1.accs.whi1.cintheConIrO1.ofthesui

4、tab1.etemperatureofthetraditiona1.contro1.SyS1.em,consumesa1.argeamountofenergy.Now,peo1.epaymoreandmoreattentiontothecentra1.airconditioningcomfortandenegyef11ciency.thedesignofthecentra1.airconditioningcontro1.systembasedonP1.C-Providetechnica1.conditionsforcomfortab1.e1.ivingandworkingenvironment

5、andeffectiveenergysaving.Thisdesigninircx1.uccsthestructureandworkingprincip1.eofcentra1.airconditioning,variab1.ef1.owcontro1.princip1.c.thcprincip1.eofPIDcontro1.byfrequencyCOnVCrtCr,P1.C,organiccombinationoftemperaturesensors,autonaticcontro1.systen,autonatica1.1.yadjustthepumpoutputf1.owtoachiev

6、ethepurposeofenergysavingthesystemadoptsSIEMENSS7-200P1.Casthemaincontro1.unit.throughtheSIEMENSMM440invertercontro1.pumpspeedensuresystemunderthecircumstancestoadjustthef1.owoftheactua1.1.ad.Tachieveconstanttcmpc11trccontro1.,buta1.socansavea1.otofenergy.Keywords：P1.C;Centra1.AirConditioning;PID第一章

7、绪论11.1 中央空谢控制系统的研究现状及发展11.1.1 中央空调控制系统的发展11.1.2 中央空调变流量控制的发展11.2 中央空调系统简介21.3 中央空谢原理图及各结构的作用2第二章空调变流量控制的原理42.1 制冷原理42.2 中央空调变潦量控制的原理及特点42.2.1 中央空调系统变流量系统的特点42.2.2 中央空调变流量控制的实现方式52.3 电机的软启动原理及应用92.3.1 软启动设备介绍92.4 P1.D控制的设计92.4.1 PID控制原理102.4.2 PID的反馈逻辑及参数调整原则IO第三章中央空调控制系统的硬件设计I1.3.1 变频器的原理I1.3.2 西门子M

8、M440变频器I1.3.3 P1.C选型I1.3.3.1 P1.C简介123.3.2 P1.C控制功能的选择123.4 系统电路连接13第四章中央空调控制系统的软件设计144.1 设备间通讯144.1.1 USS协议144.2 P1.C主程序流程图154.3 P1.C编程软件154.4 程序设计154.4.1 中央空调控制系统的I/O分配表154.4.2 程序中使用的存储器及功能174.4.3 P1.C初始程序17第五章结论21参考文献22致谢23附录24第一章绪论1.1 中央空调控制系统的研究现状及发展1.1.1 中央空调控制系统的发展中央空调在1970年代采用小型微机集中控制，直到1984

9、年，哈特福德市第建筑采用微机分布式控制系统，标志着智能建筑时代的开始。分散式控制系统又称局部空调系统，就是将空气处理设备分散在空调房间内，技术成熟且其特点是采用DDC控制（直接数字控制）。主控制渊又称为调节器，它的作用是招变频器发出的信号与设定值比较后得到偏差，进行综合放大并按一定的规律发出控制信号，又因为控制简单实用、成本低且技术成熟，并易于实现参数调整.因此，广泛应用于空调，而且使用的是P1.C、PID控制。可是P1.D控制也存在一定的缺点，比如控制滞后，由丁它不可能和检测到的信号同步调理，再一个它永久不可能调理到位，永久和检测值有一个差值。但是经过研究和技术的不断发展，发现PID控制也的

10、确是一种很好的控制理论，在模似信号调理系统中得到了广泛的利用。总之，基于P1.C的中央空调控制系统是中央空调控制的大发展方向和扩展加深内容。1.1.2 中央空调交流控制的发展影响中央空调变流及控制发展的主要问题是冷水系统，冷水系统设计经历了大约六、七十年的发展，仍在持续改进。在发展和完善的过程中总是不断遇到新问题,变流技术陋若变频技术的发展和成熟也在日趋成熟，最终确定为不考虑负载固定冷冻水循环的方法，这种方法的后果不仅造成能源的浪费,也导致了冷冻水系统、回水温差操作。从1990年开始,随着计算机和电了技术的快速发展，变流技术也在快速发展。变流技术的成熟和国外变流技术的应用，已成为空调行业的一个

11、标准。中央空调控制系统的控制方法是利用多回路PID控制。各种类型的pd控制潺参数物理意义明确，易于调整，因而获得广泛应用，P1.D控制器能够在控制领域的广泛应用是因为P1.D控制器可以仅仅依靠系统输出反馈控制输入。目前，中央空调控制方法为双开/关控制、PID控制,最优控制和模糊控制等方法。PID莫法是各种DDC控制系统的核心，是中央空调工程和设备通常使用的方法，该控制方法在程定的条件下，可以获得更好的控制效果。一般的空调系统由空气调节的对象、空气处理设备、空气输送设备、空气分配设备、冷（热）源设备及自动控制部分组成网。中央空调系统在公共建筑或独立住宅建筑中很常见，空气调节的对象：指各类建筑物中

12、不同功能和作用的房间、空间以及人（群）等。空气处理设备：是完成对空气进行降温、力口热、加湿和除湿以及过流等处理过程所采用设备的组合。空气输送和分配设备：由引入室外新风、输送处理过的空气通风管、各类送风口和通风机等组成。冷（热）源设备：为空调系统提供必要的冷室和热量。自动控制部分：保证各个运行参数的偏差在空调精度范围内的各种敏感元件、调节器、执行机构和调节机构等。1.3中央空调原理图及各结构的作用中央空调系统主要由以下几部分组成，如图I所示。比水出水图I中央空调结构原理图1 .冷冻机组冷冻机组就是空调系统的冷源，就是向空气处理装置提供冷量的装置。要提供冷量就必须制冷，要实现制冷就必须有冷源。冷源

13、有两类：一类是天然冷源，如冷或深井水：另一类是人工冷源,即利用机械设备，以消耗能址为代价，实现热量按人的需要进行转移的目标。冷却水可以循环使用，大量节省了水资源，口采用冷却塔处理、循环。2 .冷却水循环系统和冷冻水循环系统中央空调工程中的水循环系统包括：冷却水循环系统和冷冻水循环系统，均来自冷源设备“通过水泵增压后,向各空气处理设备和空调末端装置输送冷冻水,再通过水冷式散热设备，组成水系统的循环回路。3 .风机盘管空调系统风机盘管系统中的风机盘管组，筒称风机就管，是指将风机盘管、过漉器等部件组装成一体的空调设备，属中央空调系统的末端装置区。风机盘管的特点为:(I)运行灵活，可自行调节各房间负荷

14、，节能效果好。(2)仅需新风系统，风管截面积较小，容易布.置。(3)难于满足温度、湿度、洁净度的严格要求。(4)管线布置较过杂，水系统易漏水，维护管理较繁顶.风机就管组主要是由风机、电动机、盘管、空气过渡器、凝水盘和箱体组成,还配有室温自动调节装附,(1)盘管盘管一般采用紫铜管肋片式，有二排、三排等类型。风机风机一般采用离心式和贯流式两种形式。(3)空气过港器空气过滤器常设在机组卜.部或侧部，采用粗孔泡沫塑料、金属编织物、纤维织物等制作。(4)风机电动机风机电动机般采用单相电容运转式电动机，可实现风量调节。第二章空调变流量控制的原理2.1 制冷原理空调制冷原理主要依靠压缩机实现，压缩机就是整个

15、制冷系统中的主要部件。其作用是：在制冷系统中建立压力差，迫使制冷剂在系统中循环，起若压缩和输送制冷剂达到连续制冷的目的,压缩机具有能适应较广的制冷量要求、单位能耗较少、热效率高、技术成熟、零件加工容易、对材料要求较低等优点。例如，1公斤的水，在绝对压力为0.00087兆帕，饱和温度是5度，气化需要吸收热量2488.7千焦：1公斤的熟气，在标准大气压力0.10133兆帕，气化需要吸收的热量1369.59干焦，温度可以到达零下33.33度。因此，只要建立一个低压条件，通过使用液体气化是可以访问到所需的温度.根据这一原则，气化过程吸收含有热量的冷冻水、冷却水温度降低(通常减少到7摄氏度)，从而逐步完成制冷.2.2 中央空调变流量控制的原理及特点1 .2.1中央空调系统变流量系统的特点中央空调是现代建筑的主要耗能设施.传统的中央空调系统长期运行在定流量的状态，不能随着实际的要求来供冷，造成了相当大的浪费，定流量已经不能满足实际的需要。随若科学技术的发展，变流量技术在中央空调系统中得到了应用。通过分析中央空调系统的结构和运行原理，结合变流量的工作原理，提出中央空调变流量智能控制系统，从而说明变流量在中央空调系统中的应用是高