1、xxxx大學(xué)畢業(yè)論文題目：基于plc控制的中央空調(diào)節(jié)能改造 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 論文完成日期 2008 年 9摘要中央空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代大型建筑物不可缺少的配套設(shè)施之一，電能的消耗非常大，約占建筑物總電能消耗的50%。由于中央空調(diào)系統(tǒng)都是按最大負(fù)載并增加一定余量設(shè)計(jì)，而實(shí)際上在一年中，滿負(fù)載下運(yùn)行最多只有十多天，甚至十多個(gè)小時(shí)，幾乎絕大部分時(shí)間負(fù)載都在70%以下運(yùn)行。通常中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍主機(jī)的負(fù)荷能隨季節(jié)氣溫變化自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載，而與冷凍主機(jī)相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載，幾乎長期在100%負(fù)載下運(yùn)行，造成了能量的極大浪費(fèi)，也惡化了中央空調(diào)的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行質(zhì)量。

2、隨著變頻技術(shù)的日益成熟，利用變頻器、plc、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成溫差閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，達(dá)到節(jié)能目的提供了可靠的技術(shù)條件。關(guān)鍵詞：plc 變頻器 中央空調(diào) 節(jié)能改造 溫度控制abstractthe central air-conditioning system is one of modern large-scale building essential supporting facilities, the electrical power consumption is huge, about 50% of the total powe

3、r consumption of building. because all the central air-conditioning systems is designed based on its maximum loading. in fact, the system only has to run about ten days even 10 hours under the condition of maximum loading. it runs with 70% maximum loading most of the time. usually the frozen host of

4、 system could adjust its loading automatically according to the change of temperature. but the refrigeration pump and cooling pump couldnt adjust automatically and almost run with maximum loading for a long term and that is a waste of energy and also worsens running environment and running quality o

5、f central air-conditioning. with the fast maturity of frequency conversion technology, using organic combination of inverter, plc, digital analog conversion module, temperature sensor and temperature module to thermoelectric closed-loop automatic control technology which can adjust output flow rate

6、automatically to save energy. key words: plc, inverter, central air conditioning, energy saving reconstruction, temperature control摘要abstract第一章 緒論1第二章 中央空調(diào)系統(tǒng)介紹2§2.1中央空調(diào)系統(tǒng)簡介2§2.2中央空調(diào)原理圖及各結(jié)構(gòu)的作用2第三章 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能可行性分析4§3.1 中央空調(diào)現(xiàn)狀4§3.2 節(jié)能的可行性分析4第四章 中央空調(diào)系統(tǒng)主控制器5§4.1 plc的發(fā)展5§4.2 p

7、lc的特點(diǎn)6§4.3 plc的應(yīng)用領(lǐng)域7§4.4 plc的組成8§4.5 delta dvp系列plc9第五章 基于plc控制的中央空調(diào)系統(tǒng)14§5.1 plc控制系統(tǒng)i/o配置表17§5.2 冷凍水系統(tǒng)控制18§5.3 冷卻水系統(tǒng)控制20§5.4 冷卻塔系統(tǒng)控制22第六章 節(jié)能設(shè)備調(diào)試24§6.1 安裝柜調(diào)試24§6.2手動(dòng)運(yùn)行調(diào)試24§6.3自動(dòng)運(yùn)行調(diào)試24§6.4傳感器調(diào)試24§6.5 pid控制調(diào)試24§6.6手動(dòng)運(yùn)行調(diào)試25第七章 節(jié)能改造前后運(yùn)行效果比較

8、26§7.1節(jié)能效果及投資回報(bào)26§7.1對(duì)系統(tǒng)的正面影響26第八章 結(jié)束語27附錄28參考文獻(xiàn)29致謝30第一章 緒論第一章 緒論中央空調(diào)是現(xiàn)代大型建筑物如賓館、商場、辦公樓、居民小區(qū)、工廠和其它大型建筑不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施之一，它能帶給人們四季如春，溫馨舒適的每一天。中央空調(diào)是一種通過集中制冷，然后分別將冷量輸送到各空調(diào)房間的設(shè)備，以調(diào)節(jié)各個(gè)空調(diào)房間內(nèi)溫度達(dá)到適合人辦公或者生活。作為建筑內(nèi)部重點(diǎn)耗能設(shè)備，中央空調(diào)系統(tǒng)的耗電一般要占整座建筑電耗的40%以上。而中央空調(diào)機(jī)組是以滿足使用場所的最大冷熱量來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，而在實(shí)際應(yīng)用中絕大多數(shù)用戶在使用時(shí)，冷熱負(fù)荷是變化的，一般與最

9、大設(shè)計(jì)供冷熱量存在著很大的差異，系統(tǒng)各部分90%以上運(yùn)行在非滿載額定狀態(tài)。傳統(tǒng)的中央空調(diào)水、風(fēng)系統(tǒng)均采用調(diào)節(jié)閥門或風(fēng)門開度的方式來調(diào)節(jié)水量和風(fēng)量，這種調(diào)節(jié)方式的缺點(diǎn)不僅是消耗大量能量，而且調(diào)節(jié)品質(zhì)難以達(dá)到理想狀態(tài)而導(dǎo)致空調(diào)的舒適度不良。中央空調(diào)變頻節(jié)能改造投資價(jià)值極高，用戶用于該產(chǎn)品的全部投資，可在很短的時(shí)間內(nèi)通過減少能耗支出予以回收。投資收益率根據(jù)日運(yùn)行時(shí)間不同，在2540%之間。 應(yīng)用交流變頻技術(shù)通過對(duì)中央空調(diào)的末端空調(diào)風(fēng)機(jī)箱、冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷凍水/冷卻水水泵、甚至主機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速等進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，從而使空調(diào)各子系統(tǒng)風(fēng)量、水流量等負(fù)荷工況參數(shù)按負(fù)荷情況得到適時(shí)調(diào)節(jié)，不但能改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，達(dá)

10、到閥門、風(fēng)門節(jié)/回流調(diào)節(jié)、變極調(diào)速等落后調(diào)節(jié)方式所不能相比的調(diào)節(jié)性能，改善空調(diào)的舒適性；更能達(dá)到節(jié)約大量電能，降低設(shè)備運(yùn)行噪聲，延長設(shè)備使用壽命、減輕設(shè)備維護(hù)工作量及費(fèi)用的理想運(yùn)行效果。 通過變頻控制調(diào)節(jié)，中央空調(diào)系統(tǒng)的水、風(fēng)系統(tǒng)耗電水平可降低30%60%，主機(jī)系統(tǒng)可節(jié)電10%以上，總體系統(tǒng)節(jié)電可達(dá)40%左右。用戶可在設(shè)備投運(yùn)后幾個(gè)運(yùn)行期后，即可從節(jié)省的電費(fèi)支出中收回投資。因此中央空調(diào)用戶應(yīng)用變頻節(jié)能控制系統(tǒng)不僅有著良好的直接經(jīng)濟(jì)收益，還能達(dá)到節(jié)約能源消耗、有利于環(huán)境保護(hù)的社會(huì)效益。3第二章 中央空調(diào)系統(tǒng)介紹第二章 中央空調(diào)系統(tǒng)介紹§2.1中央空調(diào)系統(tǒng)簡介中央空調(diào)一般包含以下組成部分

11、：制冷系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)以及風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，某些高級(jí)中央空調(diào)系統(tǒng)還有新風(fēng)機(jī)，通過控制室內(nèi)co2含量適量引入室外新風(fēng)，讓在室內(nèi)活動(dòng)的人感到舒適。中央空調(diào)系統(tǒng)耗電量很大，一般占整個(gè)建筑物耗電量的40%左右，尤其是早期設(shè)計(jì)的中央空調(diào)系統(tǒng)，存在很大的冗余，這也是中央空調(diào)的節(jié)能之所在。§2.2中央空調(diào)原理圖及各結(jié)構(gòu)的作用圖1-1 中央空調(diào)結(jié)構(gòu)原理圖制冷主機(jī)：制冷主機(jī)通過壓縮機(jī)讓制冷劑迅速冷凍循環(huán)水的溫度快速降低（一般經(jīng)過制冷主機(jī)制冷后的水溫在7左右），這是中央空調(diào)冷源提供的地方，通過制冷主機(jī)冷凍的冷媒水由冷凍水泵送入空調(diào)房間。冷凍水泵：制冷主機(jī)的制冷劑被降到冷卻水的溫度后，經(jīng)過

12、節(jié)流閥，溫度變的更低，這時(shí)用水將冷量帶走，這部分水稱為冷凍水，冷凍水帶走制冷劑的冷量后，再到空調(diào)系統(tǒng)末端（如風(fēng)機(jī)盤管，空調(diào)機(jī)組）與空氣換熱，溫度升高后再回到冷水機(jī)組內(nèi)帶走制冷劑冷量，這樣構(gòu)成冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)上的泵稱為冷凍水泵。冷卻水泵：制冷劑在冷水機(jī)組里循環(huán)，經(jīng)過壓縮機(jī)是溫度升高，這時(shí)用水將溫度降下來，這部分水稱為冷卻水，冷卻水通過冷冷卻水泵把制冷主機(jī)所產(chǎn)生的熱量帶走，再經(jīng)過冷卻塔把熱量釋放到空氣中，然后回到冷水機(jī)組，這樣構(gòu)成一個(gè)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)上的泵是冷卻水泵。要清楚，空調(diào)系統(tǒng)通過三個(gè)循環(huán)把室內(nèi)的熱量傳到室外：冷凍水循環(huán)，制冷劑循環(huán)，冷卻水循環(huán)。冷卻塔：冷卻塔是利用水和空

13、氣的接觸，通過蒸發(fā)作用來散去制冷主機(jī)所產(chǎn)生的廢熱的一種設(shè)備。通過冷卻水泵將溫度較高的水送上冷卻塔，通過冷卻塔噴頭，讓水自上而下流動(dòng)，一方面，通過自然空氣帶走水中熱量；另一方面，通過冷卻風(fēng)機(jī)帶動(dòng)空氣加速運(yùn)動(dòng)，通過空氣帶走熱量的同時(shí)加快蒸發(fā)，讓水溫降低。溫度降低后的冷卻水再次循環(huán)進(jìn)入制冷主機(jī)，帶走制冷主機(jī)產(chǎn)生的廢熱，如此循環(huán)。風(fēng)機(jī)盤管：風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)是將由風(fēng)機(jī)和盤管組成的機(jī)組直接放在房間內(nèi)，工作時(shí)盤管內(nèi)根據(jù)需要流動(dòng)熱水或冷水，風(fēng)機(jī)把室內(nèi)空氣吸進(jìn)機(jī)組，經(jīng)過過濾后再經(jīng)盤管冷卻或加熱后送回室內(nèi)，如此循環(huán)以達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度的目的。第三章 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能可行性分析§3.1 中央空調(diào)現(xiàn)狀通

14、常在中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，建筑物的中央空調(diào)系統(tǒng)通常按極端環(huán)境條件去計(jì)算空調(diào)負(fù)荷，即以其最大冷（熱）負(fù)荷的1.11.5倍去確定空調(diào)主機(jī)及外圍設(shè)備的額定容量。然而由于氣候條件、環(huán)境溫度、使用時(shí)間、空調(diào)房間內(nèi)人數(shù)等因素的變化，實(shí)際出現(xiàn)最大冷（熱）負(fù)荷的時(shí)間，每年不超過10h20h。空調(diào)冷凍、冷卻水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程和流量比實(shí)際需要的揚(yáng)程和流量高出很多，空調(diào)風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)供風(fēng)量也比實(shí)際需要的風(fēng)量大，只要啟動(dòng)中央空調(diào)主機(jī)，水泵和風(fēng)機(jī)都在工頻50hz下運(yùn)行，也就是一直在滿負(fù)荷狀態(tài)下工作，從而造成整個(gè)系統(tǒng)的能源利用效率比較低，導(dǎo)致電能的嚴(yán)重浪費(fèi)，這也是中央空調(diào)節(jié)能的可行性之所在。利用節(jié)能裝置可大大降低水泵電機(jī)運(yùn)行頻率，從

15、而降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，使循環(huán)水流量恰到好處地根據(jù)空調(diào)房間的需要與制冷量實(shí)時(shí)匹配，從而輕而易舉地將部分電能節(jié)約下來。特別是對(duì)長年運(yùn)行在日夜變化，季節(jié)變化，使用面積的變化而引起制冷量需求變化的系統(tǒng)，節(jié)能效果更為明顯。§3.2 節(jié)能的可行性分析風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載：p（負(fù)載）=q（流量）×h（揚(yáng)程），當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速從n降至n時(shí)，流量q，揚(yáng)程h及軸功率p的關(guān)系如下：q=q（n/n） h=h（n/n）²， p=p（n/n）³根據(jù)上面公式可以看出，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，流量按線性關(guān)系變化，而電功率按立方關(guān)系方式變化，例如，電機(jī)功率為15kw，當(dāng)其轉(zhuǎn)速為原來的4/5時(shí)，耗電功率為7.68

16、kw，即耗電為原來的51.2%，節(jié)電48.8%，從而大大節(jié)約電能。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。根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)原理：n=60f/p(1-s)，式中： n:轉(zhuǎn)速f:頻率p:電機(jī)磁極對(duì)數(shù)s:轉(zhuǎn)差率由上式可見，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(duì)數(shù)、改變轉(zhuǎn)差率。在以上調(diào)速方法中，變頻調(diào)速性能最好，調(diào)速范圍大，靜態(tài)穩(wěn)定性好，運(yùn)行效率高，也最容易控制，所以變頻調(diào)速也是目前應(yīng)用最為成熟的。31第四章 中央空調(diào)系統(tǒng)主控制器第四章 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

17、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。下面對(duì)plc的發(fā)展及功能特點(diǎn)進(jìn)行闡述：§4.1 plc的發(fā)展plc（programmable logic controller）,是一種電子裝置，早期稱為順序控制器“sequence controller”,1978年nema(national manufacture association)美國國家電氣協(xié)會(huì)正式命名為programmable logic controller（可編過程控

18、制器。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(hào)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(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)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。并籍由其外圍的裝置（計(jì)算機(jī)/程序書寫器）輕易地編輯/修改程序及監(jiān)控裝置狀態(tài)，進(jìn)行現(xiàn)場程序的維護(hù)及試機(jī)調(diào)整。plc與繼電器控制系統(tǒng)的有很大的關(guān)系。由于在復(fù)雜的繼電器控制系統(tǒng)中，故障的查找很排除非常困難，若工藝發(fā)生變化，控制柜內(nèi)的組件與接線需作相應(yīng)的變化

19、，這種改造的工期長，費(fèi)用高，以至于有的用戶寧愿扔掉舊的控制柜，另外做一臺(tái)新的控制柜。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：Ø 編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序Ø 維護(hù)方便，采用插件式結(jié)構(gòu)Ø 可靠性高于繼電器控制柜Ø 體積小于繼電器控制柜Ø 成本可與繼電器控制柜競爭Ø 可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)Ø 可直接采用115v交流輸入電壓Ø 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Ø 通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便Ø 能存儲(chǔ)程序，存儲(chǔ)器容量可達(dá)4kb1969年，

20、美國數(shù)字設(shè)備公司（dec）研制出了世界上第一臺(tái)plc。70年代初期出現(xiàn)了微處理器，它的體積小，功能強(qiáng)，價(jià)格便宜，很快被用于plc，使它的功能增強(qiáng)，工作速度加快，體積減小，可靠性提高，成本下降。plc借鑒微型計(jì)算機(jī)的高級(jí)語言，采用極易為工廠電氣人員掌握的梯形圖編程語言。現(xiàn)代可編程控制器不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量的邏輯控制，還具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、運(yùn)動(dòng)控制、模擬量pid控制，通訊聯(lián)網(wǎng)等功能。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(cè)試設(shè)備和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，plc的發(fā)展趨勢(shì)有：Ø 向高性能、高速度、大容量發(fā)展

21、6; 大力發(fā)展微型plc，不斷增強(qiáng)微型plc的功能Ø plc編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化Ø plc與其它工業(yè)控制產(chǎn)品相互融合Ø plc與個(gè)人計(jì)算機(jī)（pc）的融合Ø plc與集散控制系統(tǒng)的融合Ø plc與cnc的融合Ø 大力開發(fā)智能型i/o子系統(tǒng)Ø plc與現(xiàn)場總線相融合Ø 增強(qiáng)通訊聯(lián)網(wǎng)功能§4.2 plc的特點(diǎn)plc的特點(diǎn)有：Ø 編程方法簡單易學(xué)，指令豐富梯形圖是使用得最多的plc的語言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，并且包含一些常用的高級(jí)便利指令如pid，加減速

22、脈沖，高速計(jì)數(shù)等。大大簡化編程工作量。Ø 功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高一臺(tái)小型plc內(nèi)有成百上千個(gè)內(nèi)部繼電器、幾十到幾百個(gè)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器、幾十個(gè)特殊用途繼電器，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。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。硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)可編過程控制其產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置功用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能，不同規(guī)模的系統(tǒng)。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。Ø 無觸點(diǎn)面配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)plc用

23、軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中的大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，外面僅有輸入和輸出相關(guān)的少量接線，并且采用了一系列的硬件和軟件抗干擾技術(shù)如濾波，隔離等，使之具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。plc已被廣大用戶認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。Ø 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少Ø 維修工作量小，維修方便plc的故障率很低，并且有完善的自診斷和顯示功能，用戶可以根據(jù)plc上的發(fā)光二極管和編程器提供的信息迅速查明故障原因并予以排除。體積小，功耗低§4.3 plc的應(yīng)用領(lǐng)域plc的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，主要有：Ø 開關(guān)

24、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。開關(guān)量邏輯控制可用于單臺(tái)設(shè)備，也可以用于自動(dòng)生產(chǎn)線，如機(jī)床電氣控制，沖壓機(jī)械、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、包裝機(jī)械的空控制，電梯的控制，化工系統(tǒng)中各種泵和電磁閥的控制，冶金系統(tǒng)的高爐上料系統(tǒng)，各種生產(chǎn)線的控制等Ø 運(yùn)動(dòng)控制plc適用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的位置、速度和加速度進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)單軸/雙軸/三軸位置控制，是運(yùn)動(dòng)控制與順序控制機(jī)能有機(jī)的結(jié)合在一起。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。Ø 閉環(huán)過程控制過

25、程控制指對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。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(duì)模擬量實(shí)行閉環(huán)pid（比例-積分-微分）控制。plc的模擬量pid控制控制功能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于輕工、化工、冶金、電力等行業(yè)。Ø 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。數(shù)據(jù)處理功能一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人柔性制造系統(tǒng)，也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品等工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。Ø 通訊

26、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與其它智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)（dcs,又稱集散控制系統(tǒng)）。§4.4 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。可編過程控制器cpu模塊輸 出 模 塊 輸 入 模 塊編程器輸 入 信 號(hào)執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu)圖4-1 plc的結(jié)構(gòu)組成cpu模塊：cpu模塊主要由微處理器（cpu芯片）和存儲(chǔ)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(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷

27、新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù)。i/o模塊：輸入(input)模塊和輸出（output）模塊統(tǒng)稱i/o模塊，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和cpu模塊的橋梁。輸入模塊主要用來接受和采集輸入信號(hào)，輸入信號(hào)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(hào)；另一類就是由電位器，測(cè)速發(fā)電機(jī)等提供的連續(xù)變化的模擬量信號(hào)。plc通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，另外也可以驅(qū)動(dòng)指示燈、數(shù)字顯示裝置等cpu模塊的工作電壓一般是5v，而其輸入/輸出信號(hào)電壓一般較高，如dc24v和ac220v。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、

28、可控硅，小型繼電器等器件來隔離外部輸入電路和負(fù)載。i/o模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。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)。在運(yùn)行狀態(tài)，plc通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。為了使plc的輸出及時(shí)響應(yīng)隨時(shí)變化的輸入信號(hào)，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)。除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)中，plc還要完成內(nèi)部處理，通訊處理等工作，一次循環(huán)可分為5個(gè)階段。內(nèi)部處理通信服務(wù)輸入處理程序執(zhí)行輸出處理掃描過程stoprun圖4-2 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)

29、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(duì)于一般系統(tǒng)無關(guān)緊要，要是對(duì)時(shí)間有要求的話可以采用中斷進(jìn)行處理，例如高速計(jì)數(shù)。§4.5 delta dvp系列plc概述：delta dvp系列plc適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。delta dvp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。因此delta dvp系列具有極高的性能/價(jià)格比。臺(tái)達(dá)delta dvp系列plc的出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：Ø 極高的可靠性Ø 極豐富的指令集Ø 易于掌握Ø 便捷的操作Ø 豐富的內(nèi)置集成

30、功能Ø 實(shí)時(shí)特性Ø 強(qiáng)勁的通訊能力Ø 豐富的擴(kuò)展模塊delta dvp系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，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。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。delta dvp系列plc可提供幾十種不同型號(hào)cpu。cpu單元設(shè)計(jì)：部分delta dvp 系列cpu本體集成24v負(fù)載電源，可直接作為傳感器和變送器（執(zhí)行器）的電源，部分經(jīng)濟(jì)型號(hào)本體不集成電源

31、轉(zhuǎn)換模塊，由外部電源供電，所有的型號(hào)的輸入點(diǎn)均支持源型和漏型信號(hào)輸入。plc主機(jī)分類：delta dvp系列plc主要分為以下幾個(gè)系列：es/ex/ec/ss、sc/sx/sp/sa、eh/eh2、sv、pm等。不同型號(hào)的cpu針對(duì)不同的應(yīng)用情況及領(lǐng)域：es/ex/ec/ss系列主要應(yīng)用在小型低成本設(shè)備，功能指令相對(duì)較少。Ø sc/sx/sp/sa系列功能指令較為豐富，程序容量較大，一般用于運(yùn)動(dòng)控制和低分辨率模擬量控制。Ø eh/eh2/pm系列模擬量擴(kuò)展分辨率高，程序處理較快，尤其是eh2，使用雙cpu，同時(shí)具有4路高速脈沖輸出，適用于多軸運(yùn)動(dòng)控制，有2軸圓弧插補(bǔ)控制功能

32、；Ø sv系列應(yīng)用于需要組網(wǎng)的場合，具備豐富的擴(kuò)展組網(wǎng)能力，可以擴(kuò)展devicenet，ethernet，canopen組網(wǎng)，連接到總線上與其它設(shè)備實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)。cpu數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)及擴(kuò)展：delta dvp系列本體有14點(diǎn)/20點(diǎn)/24點(diǎn)/32點(diǎn)/40點(diǎn)/48點(diǎn)/60點(diǎn)/80點(diǎn)的主機(jī)，輸入點(diǎn)一般比輸入點(diǎn)數(shù)多，當(dāng)主機(jī)i/o點(diǎn)數(shù)不夠用的時(shí)候，可以通過擴(kuò)展模塊擴(kuò)展i/o輸入輸出，本體最多可以擴(kuò)展8個(gè)模塊。中斷輸入：cpu支持外部中斷、通訊中斷、高速計(jì)數(shù)中斷、時(shí)間中斷等。高速計(jì)數(shù)器：dvp的高速計(jì)數(shù)器根據(jù)主機(jī)不同，其最高接收頻率也各不一樣，最高可接收200khz的高速脈沖，最多6路高速

33、輸入端可作加、減計(jì)數(shù)，可連接兩個(gè)相位差為90°的a/b相增量編碼器。擴(kuò)展模塊：可方便地用數(shù)字量和模擬量擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展。當(dāng)本體擴(kuò)展達(dá)8個(gè)時(shí)，還可以使用modubus通訊擴(kuò)展。網(wǎng)絡(luò)通訊：delta dvp全系列支持modbus ascii/rtu兩種模式通訊，cpu本體集成一個(gè)rs232接口（com1），一個(gè)rs485接口（com2），eh/eh2系列還可以通過擴(kuò)展口連接一個(gè)通訊模塊(com3)。脈沖輸出：根據(jù)cpu型號(hào)不同，高速脈沖輸出的頻率也各不相同，最高可提供200khz的高速脈沖輸出，40eh以上的主機(jī)可同時(shí)發(fā)出2路200khz的高速脈沖以及2路100khz的高速脈沖，還支持相

34、位相差90°的a/b相脈沖，可用于伺服電機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)控制。實(shí)時(shí)時(shí)鐘：cpu主機(jī)集成一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘卡，可對(duì)需要的信息加注時(shí)間標(biāo)記，記錄機(jī)器運(yùn)行時(shí)間或?qū)^程進(jìn)行時(shí)間控制、定時(shí)控制等。eeprom存儲(chǔ)器模塊（選件）：可作為修改與拷貝程序的快速工具（無需編程器），并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。電池模塊：用于長時(shí)間數(shù)據(jù)后備。用戶數(shù)據(jù)（如標(biāo)志位狀態(tài)，數(shù)據(jù)塊，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級(jí)電容存貯大約5天。選用電池模塊能延長存貯時(shí)間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲(chǔ)器模塊的卡槽中。編程語言：梯形圖、指令表和順序功能圖是可編程控制器最基本的編程語言。梯形圖直接由傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)而來。其符號(hào)

35、和規(guī)則體現(xiàn)了電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣，有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。指令表類似計(jì)算機(jī)語言，熟練掌握，可以進(jìn)行較快的程序輸入，同時(shí)可以進(jìn)行高級(jí)編程處理等。梯形圖一般由邏輯母線、支流線、節(jié)點(diǎn)和線圈（功能快）四部分組成。如圖，左邊的豎線稱為邏輯母線，每個(gè)梯形圖程序都要由母線開始。圖3-3 梯形圖與語句表橫線稱為支流線，代表電流的流向，支流常閉觸點(diǎn)含義相同，閉合時(shí)為1，即導(dǎo)通狀態(tài)，常開時(shí)為0，即斷開狀態(tài)。支流線上可以串、并多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)要有數(shù)據(jù)類型名稱。如圖中x0、x1。支流線的末端通常接線圈或功能塊。類似傳統(tǒng)的繼電器電路中的線圈，該支流一直導(dǎo)通時(shí)，線圈得電或功能塊工作。每個(gè)線圈或功能塊要有數(shù)據(jù)類型名稱，如圖中

36、y0、y1、y2。邏輯裝卸、輸出（驅(qū)動(dòng)）指令：ld：將常開節(jié)點(diǎn)與邏輯母線相連。常開點(diǎn)在不帶電時(shí)，節(jié)點(diǎn)是斷開的（狀態(tài)為off，或0），而帶電時(shí)，節(jié)點(diǎn)是閉合的（狀態(tài)為on，或1）。ldi：將常閉節(jié)點(diǎn)與邏輯母線相連。常閉點(diǎn)在不帶電時(shí)，節(jié)點(diǎn)是閉合的（狀態(tài)為on，或1），而帶電時(shí)，節(jié)點(diǎn)是斷開的（狀態(tài)為off，或0）。out：用于驅(qū)動(dòng)（輸出到）輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器或計(jì)數(shù)器等。串、并聯(lián)指令：and：將常開節(jié)點(diǎn)串聯(lián)在支流上。and not：將常閉節(jié)點(diǎn)串聯(lián)在支流上。or：將常開節(jié)點(diǎn)并聯(lián)在支流上。or not：將常閉節(jié)點(diǎn)并聯(lián)在支流上。定時(shí)器指令：定時(shí)器是可編程控制器的重要編程組件。編程時(shí)，在定時(shí)器指令中

37、輸入時(shí)間預(yù)設(shè)值。可編程控制器運(yùn)行后，當(dāng)定時(shí)器的輸入條件滿足時(shí)。當(dāng)前值從0開始按一定的時(shí)間單位遞增，當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值與預(yù)設(shè)值相等時(shí)，定時(shí)器動(dòng)作，此時(shí)，該定時(shí)器所對(duì)應(yīng)的常開節(jié)點(diǎn)閉合常閉節(jié)點(diǎn)斷開。定時(shí)器節(jié)點(diǎn)后的線圈或功能塊，可在預(yù)定的延時(shí)后動(dòng)作。系統(tǒng)提供三種類型的定時(shí)器：通電延時(shí)定時(shí)器、有記憶通電延時(shí)定時(shí)器、斷電延時(shí)定時(shí)器。但本例文只用通電延時(shí)定時(shí)器。定時(shí)器精度等級(jí)： delta dvp定時(shí)器的精度（時(shí)間單位或分辨率）有三個(gè)等級(jí)1ms、10ms和100ms。定時(shí)時(shí)間的計(jì)算方法是：t=pt*s（t為定時(shí)時(shí)間，pt為預(yù)設(shè)值，s為精度等級(jí)）。如用定時(shí)器t37，預(yù)設(shè)值為100，定時(shí)器t37精度等級(jí)為100m

38、s，則實(shí)際定時(shí)時(shí)間為100*100ms=10s。指令操作數(shù)：指令操作數(shù)有3個(gè)：定時(shí)器編號(hào)，預(yù)設(shè)值，使能輸入。定時(shí)器編號(hào)：用t標(biāo)志，同時(shí)帶上常數(shù)，如t34。可以隨時(shí)讀取t34的當(dāng)前值。定時(shí)器t34的常開節(jié)點(diǎn)、常閉節(jié)點(diǎn)用于梯形圖時(shí)，當(dāng)前值與預(yù)設(shè)值相等時(shí)，定時(shí)器（常開節(jié)點(diǎn)）t34置1。 預(yù)設(shè)值：數(shù)據(jù)類型int型使能輸入：定時(shí)器導(dǎo)通條件，可以是x、y、m、s、m、t、c等。 定時(shí)器的當(dāng)前值、設(shè)定值可以是16位有符號(hào)整數(shù)（int），也可是32位有符號(hào)整數(shù)。可以用復(fù)位指令對(duì)三種定時(shí)器復(fù)位。復(fù)位后，定時(shí)器常開節(jié)點(diǎn)斷開，常閉節(jié)點(diǎn)閉合，當(dāng)前值為0。下表是delta dvp的定時(shí)精度與可用的定時(shí)器號(hào)： 表3-1

39、定時(shí)精度與定時(shí)器等級(jí)類型分辨率定時(shí)范圍定時(shí)器號(hào)tmr1ms32.767st246t249tmr10ms327.67st240t245t200t239tmr100ms3276.7st0t199t192t199t200t255通過以上介紹，可以看出plc的功能隨著科技的發(fā)展變得越來越強(qiáng)大，已經(jīng)由原來的邏輯控制，轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的集邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、模擬量控制以及通訊控制為一體的高功能控制器。在中央空調(diào)系統(tǒng)中，主要應(yīng)用到plc的邏輯控制、模擬量控制以及通訊控制功能。第五章 基于plc控制的中央空調(diào)系統(tǒng)第五章 基于plc控制的中央空調(diào)系統(tǒng) 從第一章的介紹我們看到，中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷主機(jī)、冷凍水系統(tǒng)、冷

40、卻水系統(tǒng)、冷卻塔和風(fēng)機(jī)盤管等幾部分組成。在這里主要結(jié)合某酒店中央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和冷卻塔進(jìn)行控制，下面分別介紹這幾個(gè)系統(tǒng)的控制。此系統(tǒng)制冷主機(jī)配備100kw制冷主機(jī)2臺(tái)，型號(hào)為三氧溴化鋰機(jī)組，平時(shí)一備一用,高峰時(shí)兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行；冷凍水循環(huán)系統(tǒng)冷凍水泵2臺(tái),揚(yáng)程28米,配用功率45 kw；冷卻水系統(tǒng)冷卻水泵2臺(tái)，配用功率15kw；冷卻塔4臺(tái)，冷卻塔電機(jī)5.5kw，每兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行。 pid控制原理：圖5-1 plc控制原理圖圖5-2 plc控制框圖表5-1 控制系統(tǒng)配置表序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量備注1plc主機(jī)dvp40eh00r1整個(gè)系統(tǒng)主控制器2plc模擬量擴(kuò)展ad模塊dvp04ad-h

41、2擴(kuò)展模塊，用于模擬量控制3plc模擬量擴(kuò)展da模塊dvp04da-h1擴(kuò)展模塊，用于模擬量控制4水泵專用變頻器vfd450f43a2用于冷凍水電機(jī)控制5水泵專用變頻器vfd150f43a2用于冷卻水電機(jī)控制6水泵專用變頻器vfd055f43a2用于冷卻塔電機(jī)控制7溫度傳感器ht-9000-urw4用于檢測(cè)冷凍、冷卻水溫度8壓力傳感器40pc001g2a 1用于檢測(cè)空調(diào)房間末端壓力9觸摸屏dop-a57cstd1用于監(jiān)控plc主機(jī)參數(shù)圖5-3 plc主機(jī)電路接線圖§5.1 plc控制系統(tǒng)i/o配置表表5-2 控制系統(tǒng)配置表：輸入點(diǎn)注釋輸出點(diǎn)注釋x0急停開關(guān)y0冷凍變頻器1#

42、使能信號(hào)x1y1冷凍變頻器1#正轉(zhuǎn)信號(hào)x2y2冷凍變頻器2#使能信號(hào)x3原控選擇y3冷凍變頻器2#正轉(zhuǎn)信號(hào)x4本控選擇y4冷卻變頻器1#使能信號(hào)x5手動(dòng)控制y5冷卻變頻器1#正轉(zhuǎn)信號(hào)x6自動(dòng)控制y6冷卻變頻器2#使能信號(hào)x7冷凍變頻器1#故障y7冷卻變頻器2#正轉(zhuǎn)信號(hào)x10冷凍變頻器2#故障y10冷卻塔變頻器1#使能信號(hào)x11冷卻變頻器1#故障y11冷卻塔變頻器1#正轉(zhuǎn)信號(hào)x12冷卻變頻器2#故障y12冷卻塔變頻器2#使能信號(hào)x13冷卻塔變頻器1#故障y13冷卻塔變頻器2#正轉(zhuǎn)信號(hào)x14冷卻塔變頻器2#故障y14原控選擇x15冬天制熱模式y(tǒng)15本控選擇x16夏天制冷模式y(tǒng)16冷凍出水閥門開啟控

43、制x17預(yù)留y17冷凍回水閥門開啟控制x20預(yù)留y20冷卻水出水閥門開啟控制x21預(yù)留y21冷卻水回水閥門開啟控制x22預(yù)留y22預(yù)留x23預(yù)留y23預(yù)留ad1#ch0冷凍水出水溫度傳感器輸入一da1#ch0冷凍變頻器1#，2#頻率信號(hào)ad1#ch1冷凍水出水溫度傳感器輸入二da1#ch1冷卻變頻器1#，2#頻率信號(hào)ad1#ch2冷凍水回水溫度傳感器輸入一da1#ch2冷卻變頻器1#，2#頻率信號(hào)ad1#ch3冷凍水回水溫度傳感器輸入二da1#ch3預(yù)留ad2#ch0冷卻水出水溫度傳感器輸入ad2#ch1冷卻水回水溫度傳感器輸入ad2#ch2空調(diào)房間末端壓力傳感器輸入ad2#ch3預(yù)留

44、7;5.2 冷凍水系統(tǒng)控制冷凍水系統(tǒng)中央空調(diào)控制中最為關(guān)鍵的一環(huán)，我們之所以使用中央空調(diào)的原因就是為了調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度，所以一定要保證冷凍水系統(tǒng)供應(yīng)合適的冷（熱）量。根據(jù)空調(diào)專業(yè)人士多年的研究，冷凍水出水溫度保持在7，冷凍水回水溫度保持在12時(shí)，處于最節(jié)能狀態(tài)，所以首先我們通過觸摸屏將出水溫度和回水溫度設(shè)置好，并且設(shè)置好回水和出水溫差為5，plc主機(jī)通過from指令實(shí)時(shí)讀取模擬量輸入模塊ad1#ch0、ad1#ch1、ad1#ch2、ad1#ch3的溫度，并將實(shí)際回水溫度減去實(shí)際出水溫度，并與實(shí)際溫差做比較進(jìn)行pid控制。冷凍水系統(tǒng)邏輯控制：首先選擇自動(dòng)模式控制，并設(shè)定好溫差，啟動(dòng)冷凍水自動(dòng)控

45、制，plc主機(jī)首先控制冷凍水出水和回水閥門，延時(shí)5秒鐘啟動(dòng)冷凍水循環(huán)泵，兩臺(tái)冷凍水泵由變頻器控制并聯(lián)運(yùn)行（主電路分開，變頻器頻率信號(hào)一樣），變頻器頻率由模擬量da模塊輸出電流信號(hào)控制。在plc程序中設(shè)定最小輸出頻率，最小輸出頻率由空調(diào)房間末端壓力傳感器控制，使用此壓力傳感器的目的是為了保證最高層末端的房間有足夠的冷凍水供給，以使末端空調(diào)房間和其它空調(diào)房間一樣，能夠合適地控制舒適的溫度。為了提供人性化的控制方案，可以通過觸摸屏選擇自動(dòng)啟動(dòng)冷凍循環(huán)泵，比如某辦公樓周一到周五有人上班，可以設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)在辦公人員上班以前半小時(shí)啟動(dòng)，當(dāng)辦公人員來上班時(shí)，房間內(nèi)的溫度已經(jīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)到了設(shè)定的舒適溫度，為辦公

46、人員提供舒適的工作環(huán)境，確保他們高效率的工作；還可以設(shè)置自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)，在辦公人員下班以后自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)；這樣人性化的控制方式會(huì)讓人心情愉悅；周六周日不上班，那么可以設(shè)置周六周日不啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，所有的事情都交給了plc主機(jī)，不需要辦公人員花很多時(shí)間來管理。plc會(huì)自動(dòng)檢測(cè)溫度傳感器和壓力傳感器狀態(tài)，當(dāng)傳感器異常時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警；當(dāng)有變頻器發(fā)生故障時(shí)，plc主機(jī)檢測(cè)到變頻器的故障信號(hào)，會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒維修保養(yǎng)人員去排除故障。冷凍水系統(tǒng)pid控制：當(dāng)設(shè)定溫差大于實(shí)際溫差時(shí)，表明實(shí)際供冷量不足以滿足空調(diào)房間需要，需要增加冷量，plc通過to指令控制da模塊輸出電流增加，從而提高冷凍泵轉(zhuǎn)速以使實(shí)際

47、供冷量增加，則實(shí)際溫差會(huì)逐漸減小直至接近設(shè)定溫差；當(dāng)設(shè)定溫差小于實(shí)際溫差時(shí)，表明實(shí)際供冷量有富余超過了空調(diào)房間的需要，需要減小冷量，plc通過to指令控制da模塊輸出電流減小，從而降低冷凍泵轉(zhuǎn)速以使實(shí)際供冷量減小，則實(shí)際溫差會(huì)逐漸減小直至接近設(shè)定溫差。之所以出水和回水用2個(gè)溫度傳感器檢測(cè)，是為了保證冷凍水系統(tǒng)的安全，不會(huì)因?yàn)槟骋粋€(gè)傳感器有故障而致使整個(gè)冷凍水系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。冷凍水系統(tǒng)電量監(jiān)控：用一個(gè)電量表監(jiān)測(cè)當(dāng)前有功功率、無功功率、功率因素、電壓、電流等，用于監(jiān)測(cè)電源質(zhì)量以及統(tǒng)計(jì)節(jié)能狀況。冷凍水系統(tǒng)通訊控制：通訊接口一：通過plc主機(jī)的rs232編程口與觸摸屏通訊，這樣觸摸屏可以實(shí)時(shí)修改pl

48、c主機(jī)的控制參數(shù)，比如設(shè)定定時(shí)啟動(dòng)時(shí)間、定時(shí)關(guān)閉時(shí)間、出水回水溫差等；以及監(jiān)視當(dāng)前出水溫度、回水溫度、變頻器頻率、變頻器狀態(tài)等；通訊接口二：通過plc主機(jī)上自帶的rs485口與電表通訊，通過modbus協(xié)議rtu方式通訊，實(shí)時(shí)取回電量表參數(shù)，并存在plc內(nèi)存里；通訊接口三：通過plc主機(jī)上擴(kuò)展的rs485口連接到主監(jiān)控室，通過modbus協(xié)議rtu方式與主控室內(nèi)電腦通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，并通過電腦把通訊取回來的電量參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)形成報(bào)表，同時(shí)監(jiān)控各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。 下圖為觸摸屏監(jiān)控參數(shù)及冷凍水循環(huán)系統(tǒng)主電路圖：圖5-4 觸摸屏監(jiān)控參數(shù)圖5-5 冷凍水系統(tǒng)主電路圖§5.3 冷卻水系統(tǒng)控制冷

49、凍水系統(tǒng)也是中央空調(diào)控制中比較關(guān)鍵的一環(huán)，要保證制冷主機(jī)正常工作，則必須要保證冷卻循環(huán)水系統(tǒng)正常工作，否則制冷主機(jī)會(huì)因?yàn)樵谥评溥^程中產(chǎn)生的廢熱無法散去，而導(dǎo)致熱保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行，從而制冷主機(jī)會(huì)停機(jī)。根據(jù)空調(diào)專業(yè)人士多年的研究，冷卻水出水溫度保持在37，冷凍水回水溫度保持在32時(shí)，處于最節(jié)能狀態(tài)，所以首先我們通過觸摸屏將出水溫度和回水溫度設(shè)置好，并且設(shè)置好回水和出水溫差為5，plc主機(jī)通過from指令實(shí)時(shí)讀取模擬量輸入模塊ad2#ch0，ad2#ch1的溫度，并將實(shí)際回水溫度減去實(shí)際出水溫度，并與實(shí)際溫差做比較進(jìn)行pid控制。冷卻水系統(tǒng)邏輯控制：首先選擇自動(dòng)模式控制，并設(shè)定好溫差，啟動(dòng)冷卻水自動(dòng)控制

50、，plc主機(jī)首先控制冷卻水出水和回水閥門打開，延時(shí)5秒鐘啟動(dòng)冷卻水循環(huán)泵，兩臺(tái)15kw冷卻水泵由變頻器控制并聯(lián)運(yùn)行（主電路分開，變頻器頻率信號(hào)一樣），變頻器頻率由模擬量da模塊輸出電流信號(hào)控制。和冷凍水系統(tǒng)控制一樣，冷卻水系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)定自動(dòng)啟動(dòng)的時(shí)間，跟隨制冷主機(jī)和冷凍水系統(tǒng)啟動(dòng)而啟動(dòng)。plc會(huì)自動(dòng)檢測(cè)溫度冷卻水出水和回水傳感器的狀態(tài)，當(dāng)傳感器異常時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警；當(dāng)有變頻器發(fā)生故障時(shí)，plc主機(jī)檢測(cè)到變頻器的故障信號(hào)，會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒維修保養(yǎng)人員去排除故障。冷卻水系統(tǒng)pid控制：當(dāng)冷卻水系統(tǒng)設(shè)定溫差大于實(shí)際溫差時(shí)，表明實(shí)際散熱量不足，無法即時(shí)散出制冷主機(jī)所產(chǎn)生的廢熱，需要增加冷卻水泵循環(huán)速度

51、以達(dá)到加快散發(fā)制冷主機(jī)所產(chǎn)生的廢熱，plc通過to指令控制da模塊輸出電流增加，從而提高冷卻泵轉(zhuǎn)速以使水循環(huán)能力增加，則實(shí)際溫差會(huì)逐漸減小直至接近設(shè)定溫差；當(dāng)設(shè)定溫差小于實(shí)際溫差時(shí)，表明實(shí)際冷卻水循環(huán)有富余，超過需要散發(fā)制冷主機(jī)所產(chǎn)廢熱的需要，需要減小冷卻循環(huán)水流量。plc通過to指令控制da模塊輸出電流減小，從而降低冷卻泵轉(zhuǎn)速以使實(shí)際散熱量減小，則實(shí)際溫差會(huì)逐漸減小直至接近設(shè)定溫差。冷卻水系統(tǒng)電量監(jiān)控：用一個(gè)電量表監(jiān)測(cè)冷卻水系統(tǒng)當(dāng)前的有功功率、無功功率、功率因素、電壓、電流等，用于監(jiān)測(cè)電源質(zhì)量以及統(tǒng)計(jì)節(jié)能狀況。冷卻水系統(tǒng)通訊控制：功能與冷凍水通訊功能類同，主要用于監(jiān)控電量參數(shù)，并統(tǒng)計(jì)實(shí)際用電

52、量以用于比較是否節(jié)能；同時(shí)監(jiān)控冷卻水系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。下面是冷卻水系統(tǒng)主電路圖：圖5-6 冷卻水系統(tǒng)主電路圖§5.4 冷卻塔系統(tǒng)控制冷凍水系統(tǒng)是將冷卻水泵抽出來的水，通過室外空氣冷卻，為了達(dá)到水溫快速冷卻的目的，使用了冷卻塔系統(tǒng)。冷卻塔的工作原理是利用室外空氣比冷卻泵抽出冷卻水溫度低，通過空氣流動(dòng)并通過熱傳遞迅速將水中的熱量交換到大氣中，同時(shí)通過冷卻塔風(fēng)機(jī)加速水蒸發(fā)，因?yàn)檎舭l(fā)要吸熱，通過蒸發(fā)吸熱來達(dá)到降低冷卻水溫的目的。同樣地，冷卻水出水溫度保持在37，冷凍水回水溫度保持在32時(shí)，處于最節(jié)能狀態(tài)，所以首先我們通過觸摸屏將出水溫度和回水溫度設(shè)置好，并且設(shè)置好回水和出水溫差為5，pl

53、c主機(jī)通過from指令實(shí)時(shí)讀取模擬量輸入模塊ad2#ch2，ad2#ch3的溫度，并將實(shí)際回水溫度減去實(shí)際出水溫度，并與實(shí)際溫差做比較進(jìn)行pid控制，根據(jù)溫差變化實(shí)時(shí)改變冷卻塔風(fēng)機(jī)的頻率。冷卻塔系統(tǒng)邏輯控制：首先選擇自動(dòng)模式控制，并設(shè)定好溫差，啟動(dòng)冷卻水自動(dòng)控制，兩臺(tái)15kw冷卻水泵由變頻器控制并聯(lián)運(yùn)行（主電路分開，變頻器頻率信號(hào)一樣），變頻器頻率由模擬量da模塊輸出電流信號(hào)控制。和冷凍水系統(tǒng)控制一樣，冷卻水系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)定自動(dòng)啟動(dòng)的時(shí)間，跟隨制冷主機(jī)和冷凍水系統(tǒng)啟動(dòng)而啟動(dòng)。plc會(huì)自動(dòng)檢測(cè)溫度冷卻水出水和回水傳感器的狀態(tài)，當(dāng)傳感器異常時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警；當(dāng)有變頻器發(fā)生故障時(shí)，plc主機(jī)檢測(cè)到變頻器的

54、故障信號(hào)，會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒維修保養(yǎng)人員去排除故障。冷卻塔系統(tǒng)pid控制：當(dāng)冷卻水系統(tǒng)設(shè)定溫差大于實(shí)際溫差時(shí)，表明實(shí)際散熱量不足，無法即時(shí)散出制冷主機(jī)所產(chǎn)生的廢熱，需要增加冷卻塔風(fēng)機(jī)循環(huán)速度以達(dá)到加快散發(fā)制冷主機(jī)所產(chǎn)生的廢熱，plc通過to指令控制da模塊輸出電流增加，從而提高冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以使風(fēng)速增加，空氣流通量同時(shí)變大，水蒸發(fā)能力增加，則實(shí)際溫差會(huì)逐漸減小直至接近設(shè)定溫差；當(dāng)設(shè)定溫差小于實(shí)際溫差時(shí)，表明實(shí)際冷卻水循環(huán)有富余，超過需要散發(fā)制冷主機(jī)所產(chǎn)廢熱的需要，需要減小冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減小水蒸發(fā)。plc主機(jī)通過to指令控制da模塊輸出電流減小，從而降低冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以使實(shí)際散熱量減小，則實(shí)際溫差會(huì)逐漸減小直至接近設(shè)定溫差。冷卻塔系統(tǒng)電量監(jiān)控：用一個(gè)電量表監(jiān)測(cè)冷卻塔風(fēng)機(jī)系統(tǒng)當(dāng)前的有功功率、無功功率、功率因素、電壓、電流等，用于監(jiān)測(cè)電源質(zhì)量以及統(tǒng)計(jì)節(jié)能狀況。冷卻塔系統(tǒng)通訊控制：功能與冷凍水通訊功能類同，主要用于監(jiān)控電量參數(shù)，并統(tǒng)計(jì)實(shí)際用電量以用于比較是否節(jié)能；同時(shí)監(jiān)控冷卻塔系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。下面是冷卻水冷卻塔風(fēng)機(jī)系統(tǒng)主電路圖：圖5-7 冷卻塔系統(tǒng)主電路圖第六章 節(jié)能設(shè)備調(diào)試第六章 節(jié)能設(shè)備調(diào)試準(zhǔn)備工作做好之后，就可以按照如下步驟調(diào)