基于PLC的中央空调温度控制系统的设计
基于PLC的中央空调控制系统设计

0 引言随着社会生产水平的提高,人们对日常生活环境的舒适要求也逐渐提高,空调系统在建筑家具中的应用也越来越广泛。
大型商场、办公大厦也基本运用大型中央空调。
为了带来更大的效益和收益和减少不必要的开支,以及现在提倡的节能减排,和低碳生活,人们对中央空调系统提出的新要求,希望在保持舒适度的同时把能耗降到最低,根据此要求设计一套基于PLC 的中央空调控制系统。
该控制系统主要由:变频器、温度变送器、水泵机组、可编程控制器(PLC)等组成。
1 系统组成传统中央空调系统无闭环控制系统,系统为开环控制系统。
风机泵类的转速无法随环境的变化而变化,所以循环水的流量也无法随之变化。
电机基本都是按满功率运行。
势必会造成很大的能源浪费。
基于PLC 的中央空调控制系统采用PLC 控制变频器,从而控制水泵机组的转速与风机水泵的运行台数。
主要添加了可编程控制器PLC,温度变送器,变频器。
总系统的结构图如图1所示,更清楚的表达出了信号的传输以及循环水的流向,还有各部件的位置。
该系统由三个机构组成:执行机构、信号检测机构以及控制机构三大部分。
执行机构:由水泵机组构成,用于给冷冻水、冷却水的循环提供动力支持,冷冻水供入用户盘管,与室内环境进行热交换,带走室内热量。
信号检测机构:在系统控制的过程中,冷冻水出/入水温差信号,冷却水出/入水温差信号,室内温度信号,报警信号等都需要检测。
控制机构:PLC 是整个空调控制系统的核心。
PLC 系统可对传感器检测出的各种信号进行采集,分析并处理上位机指令,控制执行机构;变频器可以接受PLC 的指令对电机进行调速。
图1 基于PLC 的中央空调控制系统2 硬件组成其扩展模块PLC图3 控制电路图3 系统软件设计系统初始化程序:系统的初始化在启动开始之时,先检测各系统的工作状态,然后对参数进行初始化处理,赋予初始值。
然后中断连接,设置系统工作模式。
增、减泵判断和相应操作程序:会根据增、减泵的条件是否满足,若满足条件,则延时5min 已消除波动干扰再执行增、减泵命令。
基于PLC的中央空调控制系统设计

摘要中央空调系统已广泛应用于工业与民用领域,在宾馆、酒店、写字楼、商场、住院部大楼、工业厂房中的中央空调系统,其制冷压缩机组、冷冻循环水系统、冷却循环水系统、冷却塔风机系统等的容量大多是按照建筑物最大制冷、制热负荷选定的,且再留有充足余量。
在没有使用具备负载随动调节特性的控制系统中,无论季节、昼夜和用户负荷的怎样变化,各电机都长期固定在工频状态下全速运行,能量的浪费是显而易见的。
近年来由于电价的不断上涨,造成中央空调系统运行费用急剧上升,致使它在整个大厦营运成本费用中占据越来越大的比例,加之目前各生产、服务业竞争激烈,多数企业利润空间不够理想。
因此电能费用的控制显然已经成为经营管理者所关注的问题所在。
随着负荷变化而自动调节变化的变流量变频空调水系统和自适应智能负荷调节的压缩机系统应运而生,并逐渐显示其巨大的优越性,而且得到越来越多的被广泛推广与应用。
随着PLC技术和变频器的发展,采用变频调速技术不仅能使空调系统发挥更加理想的工作状态,还能节省不必要的电能和水资源的浪费。
本文采用三菱PLC控制系统设计中央空调的控制系统,因为采用PLC控制系统对中央空调的操控很简单,抗干扰能力强,输入和输出接口,运行速度快,稳定可靠,维护和维修方便,此外,该中央空调控制系统具有高可靠性,低功耗,长寿命,良好的环境适应性,适用于中央空调的开发,以及中央空调利润也很高,从而使PLC的机可以得到更好的发展,因此,本次的基于PLC的中央空调控制系统的设计在某种程度上面来说具有重大的经济和社会意义。
关键词:中央空调资源 PLC 意义AbstractWith development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something,aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to reasonablepneumatiatcompressedneceengththdirectionprocedurework.The inver ted pendulum is a typical high order system, with multi variable, non-linear, st rong-coupling, fleet and absolutely instable. It is representative as an ideal mod el to prove new control theory and techniques. During the control process, pend ulum can effectively reflect many key problems such as equanimity, robust, foll ow-up and track, therefore.This paper use Plc control method of double inverted pendulum .This several test matrix value the results are not satisfactory response, then we opti mize matrix by using Genetic Algorithm. Simulation results show: The system response can meet the design requirements effectively after Genetic Algorithm optimization. Small twisted paper broken machine for ordinarhome.Keywords:sewingmachine, assembly,Plc,meaning目录摘要...................................... 错误!未定义书签。
基于PLC的变频中央空调控制系统的开发设计毕业设计学位论文

目录目录 (1)前言 (3)一、中央空调系统简介 (4)1、冷水机组 (4)2、冷却水塔 (4)3、外部热交换系统 (4)4、冷却风机 (5)二、系统工作原理 (6)1、中央空调制冷原理 (6)2、中央空调系统原理 (6)三、中央空调与家用空调对比分析 (8)1、普通家用空调基本工作原理 (8)2、中央空调工作原理 (8)四、四通阀在中央空调中的应用 (11)五、温度传感器在中央空调中的应用 (12)1、传感器作用分析 (12)2、传感器故障分析 (13)六、中央空调系统控制分析 (15)1、冷冻水循环系统的控制 (15)2、冷却水循环系统的控制 (15)3、末端送风机的变频控制 (16)4、应用方案的系统考虑 (18)5、机组台数控制 (18)七、PLC技术在中央空调中的应用 (20)1、PLC的简介 (20)2、PLC结构 (20)3、PLC选型及设置 (20)4、软件设计 (21)5、PLC控制系统主要功能 (21)6、系统特点 (23)7、控制方法 (23)8、系统设计和应用说明 (24)八、中央空调常见问题分析 (26)1、吸气温度过高 (26)2、吸气温度过低 (26)3、排气温度不正常 (27)4、排气压力较高 (27)5、排气温度过低 (28)九、结束语 (29)参考文献 (29)前言随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高,中央空调系统已广泛应用于工业与民用建筑领域,在宾馆、酒店、写字楼、商场、住院部大楼、工业厂房的中央空调系统,其制冷压缩机组、冷媒循环水系统、冷却循环水系统、冷却塔风机系统、盘管风机系统等的容量大多是按照建筑物最大制冷、制热负荷或新风交换量需求选定的,且留有充足余量。
在没有使用具备负载随动调节特性的控制系统中,无论季节、昼夜和用户负荷的怎样变化,各电机都长期固定在工频状态下全速运行,尽管有的系统采用了闸阀档板节流方式,但其能量的浪费仍是显而易见的。
近年来由于电价的不断上涨,造成中央空调系统运行费用急剧上升,致使它在整个大厦营运电费成本中占据越来越大的比例,因此,电能费用的控制显然已经成为经营管理者所关注的问题所在。
基于PLC的室内空调温度控制设计_毕业设计论文

基于PLC的室内空调温度控制设计【摘要】本设计是将温度传感器采集到的室内温度转换为电阻的变化,再通过变送器将其转化为模拟的输入电流或电压的变化,然后经过温度模块FX0N-3A把采集到的模拟量转换成数字量送给PLC主模块,经过CPU的处理然后输出控制信号,控制两台压缩机和报警灯。
当温度低于25度时,压缩机不工作,空调不启动;当温度高于30度时,启动一台机组Y0,空调开始制冷;当温度高于36时再启动一台Y1,制冷效果加强,当温度减低到30度时;停止Y0,制冷下降,降到26度时两台都停止,空调此时相当于一台风扇,没有制冷效果;当温度低于23度时,Y2会发出报警,并能利用上位机实现实时监控,并且能够控制下位机。
【关键词】:温度传感器,PLC,压缩机ABSTRACTThis design is using temperature sensor PT - 100 acquisition indoor temperature conversion for resistance changes, another transmitter transform and then into module to the input current, voltage or change FX0N - after temperature module and the gathering to triple-a analog conversion into the digital quantity of PLC, after the main module for the processing and CPU output control signal, control two compressors and alarm lamp.When the temperature is below 25 degrees is compressor doesn't work namely air conditioning don't start, when temperature higher than 30 degrees to start a unit Y0, air conditioning refrigeration and when temperature higher than start when restarting a 36 Y1, refrigeration effect strengthening, when the temperature reduced to 30 degrees to stop Y0, refrigeration down, down to 26 degrees, air conditioning stop at two equivalent of a fan, no refrigeration effect, and when temperature is below when 23 degrees issued a warning, and may Y2 could use PC realize real-time monitoring, and can control a machine.【KEY WORD】:temperature sensor, PLC, compressor目录引言 (1)一、PLC基础 (1)(一)PLC的定义 (1)(二)PLC的特点 (1)(三)PLC的功能与选项 (2)二、PT00使用说明 (3)(一)热电阻的工作原理 (3)(二)pt100温度与阻值对照 (3)三、fx0n-3A简介 (4)四、变频器原理及简介 (4)五、MCGS简介 (5)六、温度采集辅助放大电路 (6)七、温度采集与监控系统PLC设计 (6)(一)系统的组成与工作过程 (6)(二)系统工艺要求 (7)(三)控制要求 (7)(四)流程图 (7)(五)元器件使用说明 (7)(六)输入\输出分配 (7)(七)硬件连接图 (8)(八)主电路图 (9)八、系统各个部分的设计分析 (9)(一)FX0N-3A功能模块设计 (9)(二)启停程序设计 (10)(三)PLC主模块采集处理程序 (10)九、温度采集与监控系统的组态监控界面 (11)总结 (13)附录一完整梯形图 (14)附录二指令表 (18)参考文献 (21)致谢 (22)引言目前空调机已经广泛地应用于生产、生活中。
基于PLC的中央空调控制系统设计

基于 PLC的中央空调控制系统设计摘要:在整个设计过程中,对中央空调的结构、运行原理、控制策略进行了研究,得到中央空调变频运行的方案。
在此基础上设计了硬件控制系统并对主要硬件进行了选型;设计了软件控制的流程,规划了控制流程图;设计了组态监控界面包括自动控制界面和手动控制界面,从而实现了中央空调的变频运行控制,最终实现变频节能的目的,该设计方案和思路对在大型建筑物(如学校、商超、地铁等公共场所)的中央空调变频节能运行设计有一定的参考作用。
关键词:中央空调;控制系统;PLC;变频器1系统组成传统的中央空调系统采用开环方式,没有闭环的控制方式。
风机的速度不能随着环境的改变而改变,循环水量也不能随着环境的改变而改变。
电动机基本上都是全功率运转。
这必然会导致大量的能量消耗。
以PLC为核心的中央空调系统,通过PLC对变频调速进行控制,实现了对水泵的转速和抽油机的运转次数的控制。
主要增加PLC、温度传感器、变频调速等。
更清晰的显示出了信号的传递,水流的流动,各个零件的位置。
整个系统包括三大机构:执行机构、信号检测机构和控制机构。
制冷器:包括水泵组,为冷却水、冷却水的循环提供动力,冷冻水被送至用户盘管,与室内空气进行热交换,并将室内的热量带走。
信号探测机制:在系统控制时,必须对制冷水进出水量的温差、进出水量的温差、室内温度、警报等进行监测。
控制机制:可编程控制器是整个空调器的核心.PLC系统能够采集各种由传感器探测到的信号,并对其进行分析、处理,从而实现对执行机构的控制。
变频控制系统能接收PLC的指令来调节电动机的转速。
2中央空调控制系统的软件设计2.1中央空调工作控制流程设计PLC根据指令,对控制对象进行控制,分为自动控制和手动控制。
自动控制主要是启动各个设备和对各种泵进行变频控制,根据控制温度和实际温度差值,进行PID调节。
具体在流程中的控制为:首先设定为自动模式,系统检测当前的实际温度,然后和设定的温度值进行比较,结果如果是相等或相近,则空压机低频节能运行;如果温度相差较大,则启动空压机、冷却泵、冷冻泵等设备进行工频全压运行,控制模式算法采用PID算法,可在博图软件中设置P、I和D的参数值,并设置为自动调节参数。
基于PLC的中央空调控制系统

毕业论文基于PLC的中央空调控制系统Ⅰ摘要中央空调系统是大型建筑物不可缺少的配套设施之一,其电能的消耗非常大。
由变频器、PLC构成的控制系统应用在中央空调的冷却水泵和冷凝水泵的节能改造中,使冷却水泵和冷冻水泵能随空调负荷的变化而自动变速运行,达到显著节能效果。
本文介绍了中央空调的主要组成,分类以及工作原理;介绍了中央空调的控制技术的特点、结构和类型; 分析了中央空调的控制要求,给出了其设计流程图,编写了PLC 梯形图,设计中央空调的PLC 控制系统,并进行调试运行。
随着变频技术的日益成熟,利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合,构成温差闭环自动控制系统,自动调节水泵的输出流量,达到节能目的提供了可靠的技术条件。
关键词:中央空凋;变频器;PLCABSTRACTThe central air conditioning system is a large building,one of the indispensable facilities,its power consumption is very heavy.By the frequency converter,PLC control system composed of the central air conditioning cooling water pump and Condensate pump energy-saving,allowing the cooling water pump and Condensate pump can cope with changes in air conditioning load of the automatic transmission operation,to achieve significant energy savings. This paper mainly introduces the main composition of central air-conditioning,classification and working principle.It introduces the control technology of central air conditioning the characteristics, structure and type. Itanalyzes the central air conditioning control requirements, gives the design flow chart, write PLC ladder diagram, the design of central air-conditioning and PLC control system, test and operation.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 automatically to save energy.Key words:central air conditioning; convener;PLC;目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)前言 (Ⅴ)第一章、绪论1.1中央空调系统简介 (1)1.2、中央空调原理图及各结构的作用 (5)1.3、空调控制系统国内外研究现状 (8)1.4、中央空调控制系统设计中的一般控制方法和技术……………………………………………………………第二章、中央空调控制系统的设计2.1、基于PLC的控制系统设计方案 (9)2.2、中央空调变频调速系统的控制依据 (11)2.3、中央空调使用PlC、变频器的总体方案设计 (19)2.3.1、总体控制原理 (19)2.3.2、冷冻水泵和冷却水泵控制原理 (21)2.2.3、变频器变频调速 (23)2.4、PLC,变频器的I/O分配及系统外部接线 (36)第三章、软件设计3.1、系统软件开发环境介绍 (39)3.2、系统软件开发语言介绍 (41)3.3、系统软件设计主流程图 (44)3.4、按键模块程序设计 (46)3.5、红外线接收部分程序设计 (48)3.6、串口通讯部分程序设计 (50)3.7、游戏界面程序设计(VB程序设计) (52)第四章、设计心得 (56)参考文献 (58)致谢 (59)附录附录一元器件清单 (60)附录二系统硬件原理图 (61)附录三系统硬件PCB图 (62)附录四硬件实物图................................................. (63)附录五游戏实物图 (64)前言在传统的中央空调系统中,冷冻水、冷却水循环用电约占系统用电的12%“14%,并且在冷冻主机低负荷运行中,其耗电更为明显,冷冻水、冷却水循环用电约达30%’40%。
(完整版)基于PLC的中央空调控制系统设计毕业论文设计

优秀论文审核通过未经允许切勿外传毕业设计课题名称可编程的中央空调控制系统的设计姓名孙成彩学号所在系电子电气工程系专业年级P10电气七班指导教师张德迪职称讲师二O一三年四月十四基于PLC的中央空调控制系统设计摘要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,却消耗了大量的能量。
如今,人们越来越重视中央空调的舒适性和节能性,本文重点研究了中央空调冷冻泵机组控制系统,为舒适的生活工作环境及有效节能提供了技术条件。
本文首先介绍了中央空调的结构和工作原理,总结了传统中央空调的缺点,即冷冻泵、冷却泵不能自我调节负载,长期处于满负荷运行,造成了极大的能源浪费,随着变频技术日趋成熟,利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器等器件的有机结合,构成温差闭环自动控制系统,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—200PLC 作为主控制单元,利用传统PID 控制算法,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,同时又可以节约大量能源。
通过对中央空调的理论分析,验证了以出回水温差为根据对其进行变流量控制的可靠性。
对变频控制系统进行了设计,为实现温度信号远距离传送,设计了基于USS 协议的RS-485总线通讯的网络。
通过西门子TD200 文本显示器实现人机界面的设计,最后使用MCGS 工控组态软件进行了系统的组态设计研究。
关键词中央空调;PLC;变频器;PID;RS-485基于PLC的中央空调控制系统设计目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 中央空调控制的研究现状及发展 (2)1.2.1 中央空调控制系统的发展 (2)1.2.2 中央空调变流量控制的发展 (3)1.3 本研究课题的主要工作 (4)第2章中央空调变流量控制的原理 (5)2.1 中央空调系统的结构和原理 (5)2.1.1 概述 (5)2.1.2 制冷原理 (5)2.1.3 中央空调系统的构成 (5)2.2 中央空调变流量控制的原理及特点 (5)2.2.1 变流量空调系统概述 (5)2.2.2 中央空调变流量控制的实现方式 (7)2.2.3 中央空调系统变流量系统的特点 (9)2.3 电机的软启动原理及应用 (10)2.3.1 软启动设备介绍 (10)2.3.2 软启动器的应用场合 (10)2.3.3 软启动器与变频器之间的区别对比 (10)2.4 PID控制的设计 (11)2.4.1 PID控制原理 (11)2.4.2 PID控制器的参数整定 (12)2.4.3 PID的反馈逻辑 (12)2.4.4 P、I、D参数调整原则 (13)2.4.5 对空调系统的PID变频控制 (13)2.4.6实现设定值的自动调节 (13)2.4.7 PID控制器设计及实现 (13)2.5 本章小结 (15)第3章中央空调控制系统的硬件设计 (16)3.1 变频器的原理 (16)3.2 西门子MM440变频器性能介绍 (16)3.2.1 主要特征 (17)3.2.2 控制性能的特点 (17)3.2.3 保护功能 (17)3.2.4 变频器运行的环境条件 (17)3.2.5 使用变频器设计系统时需注意的问题 (18)3.3 PLC选型 (18)3.3.1 PLC简介 (18)3.3.2 PLC控制功能的选择 (18)3.3.3 西门子S7-200PLC介绍 (20)3.3.4 模拟量IO模块的种类 (20)3.3.5 EM231技术指标 (21)3.3.6 EM232技术指标 (21)3.3.7 EM231 RTD接线及注意事项 (21)3.4 PT100温度传感器 (21)3.5 PT100温度变送器 (22)3.6 人机界面设计 (22)3.7 系统硬件设计 (23)3.8 本章小结 (25)第4章控制系统软件设计 (26)4.1 设备间通讯 (26)4.1.1 RS-485介绍 (26)4.1.2 USS协议 (26)4.2 PLC的初始设定 (27)4.3 PLC主程序流程图 (29)4.4 PLC编程软件 (30)4.5 程序设计 (30)4.5.1 中央空调控制系统的IO分配表 (30)4.5.2 程序中使用的存储器及功能 (31)4.6 中央空调控制系统的MCGS组态 (32)4.6.1 MCGS组态软件简介 (32)4.6.2 MCGS 6.2通用版介绍 (32)4.6.4 系统脚本程序编写 (34)4.6.5 组态运行界面 (35)4.7 本章小结 (36)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录C (40)第1章绪论1.1 课题背景随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高,为了保证温度恒定,中央空调系统已广泛应用于工业与民用建筑领域,例如酒店、宾馆、办公大厦、商场、工厂厂房等场所。
基于PLC的温度控制系统的设计

1 引言1.1 设计目的温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
在许多场合,及时准确获得目标的温度、湿度信息是十分重要的。
近年来,温湿度测控领域发展迅速,并且随着数字技术的发展,温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台,能够在工业、农业等各领域中广泛使用。
1.2 设计内容主要是利用PLC S7-200作为可编程控制器,系统采用PID控制算法,手动整定或自整定PID参数,实时计算控制量,控制加热装置,使加热炉温度为为一定值,并能实现手动启动和停止,运行指示灯监控实时控制系统的运行,实时显示当前温度值。
1.3 设计目标通过对温度控制的设计,提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力,初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。
培养团队精神,科学的、实事求是的工作方法,提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。
2 系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1 PLC型号的选择本温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。
S7-200 是一种小型的可编程序控制器,适用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
2.1.2 PLC CPU的选择S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。
S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式,即主机中包括定数量的I/O端口,同时还可以扩展各种功能模块。
S7-200PLC由基本单元(S7-200 CPU模块)、扩展单元、个人计算机(PC)或编程器,STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。
表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。
它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。
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基于PLC的中央空调温度控制系统的设计
目前中央空调已经广泛应用于各类建筑,在传统的设计中,中央空调根据最大负荷外加一定裕量设计,无论季节、气候等怎样变化,中央空调都始终在工频状态下全速运行。
实际冷负荷根本远远达不到最大负荷,这样就造成了极大的能源浪费。
本设计采用西门子S7-200 PLC作为主控制器,基于传统的PID算法,通过西门子MM430变频器控制水泵转速,采用了亚控Kingview进行组态。
标签:中央空调;变频器;PLC;PID
一、引言
目前中央空调已经被广泛地应用于各类建筑中,起着维持建筑物内温湿度恒定的作用。
在传统的设计中,中央空调系统的容量的选择一般是依据建筑物的最大制冷、制热负荷或新风交换量的需求,而且保留了充足余量。
但是实际上在一年的绝大部分时间中,实际冷负荷根本远远达不到最大负荷,这样就造成了极大的能源浪费。
因此,对中央空调进行节能改造的重要性不言而喻。
合理地控制中央空调的能耗,就可以减少不必要的能源浪费、节能减排,有利于构建节约型、环保型社会。
二、中央空调系统的节能改造方案
基本控制系统包括四个部分,简单地说,控制系统分为两个部分:控制器、广义对象。
其中广义对象包括三部分:测量变送器、执行器、被控对象。
为了实现控制系统的稳定,保证控制质量,需要依据工艺要求来为控制器选择合适的控制规律并且运用某种整定方法来对控制器参数进行整定,从而找寻到最佳的控制器参数。
本论文所要讨论的是中央空调温度控制系统的设计,采用的算法为传统的PID算法。
本系统为温差闭环控制系统。
闭环控制的实质是利用负反馈的作用来减小误差。
三、硬件设计
(一)温度传感器选型
传感器是将生产过程工艺参数转换为电参数的装置,当温度超过150℃后,铜在空气中容易被氧化而失去线性特性,因此铜电阻不适宜在腐蚀性环境和高温环境下应用。
而且由于铜的电阻率较小,这样铜电阻的机械强度就会变得很低。
镍电阻虽然比较灵敏,但是它的热稳定性较差。
在本设计中,综合比较铂电阻、铜电阻、镍电阻的特性以及分析中央空调温度控制系统的特点后,选择了Pt100温度传感器。
(二)PLC及扩展模块选型
PLC主要由CPU、存储器、输入/输出接口电路、电源等组成,PLC首先接收按钮等的输入,然后执行程序,最后输出,经接触器来驱动电动机。
这个过程是循环往复的。
本设计采用PLC作为主控制器去完成控制任务,需要对进行PLC 选型。
西门子公司生产的S7-200 PLC不仅功能强大,足以满足本控制任务的需要,而且具有本土化优势和良好的货期、价格便宜,因此确定选择西门子S7-200 PLC。
(三)变频器选型
目前交-直-交变频器已经被广泛地应用于交流调速系统中。
进行变频器的选型主要考虑变频器的种类和容量。
在进行变频器的容量选择时,要考虑以下三种情况:(1)变频器驱动的是单一电动机还是多个电动机;(2)电动机是直接启动还是软启动;(3)驱动多个电动机时,是分别启动,还是同时启动。
本文选择了西门子公司生产的MM430变频器来进行变频调速。
MM430适用于泵、风机类负载调速,非常节能。
四、软件设计
(一)PLC程序设计
STEP7-Micro/WIN软件是西门子公司专门为S7-200系列PLC开发的编程软件。
它基于Windows操作系统,为用户开发、编辑、调试和监控自己的程序提供了很好的编程环境。
本文使用的编程软件版本为STEP7-Micro/WIN V4.0 SP9(V4.9.25)。
该软件版本与Windows XP、Windows 7(32/64bit)等微软Windows 操作系统兼容。
(二)程序设计
在主程序中,上电时调用了初始化子程序,初始化子程序包括3部分,分别为变频器上、下限频率的设定、PID回路表的建立以及连接定时中断并开中断、设定采样周期。
在PID中断程序中对输入采样数据进行归一化处理,执行PID 指令后再将控制量转换为按工程量标定的整数值后由模拟量输出通道AQW输出到变频器频率信号输入端(3、4)。
而且主程序具有完善的声光的报警功能,故障结束后会复位变频泵号存储器。
(三)Kingview6.55组态
本文采用了北京亚控科技发展公司的组态王 6.5.5。
建立组态王工程的步骤为:(1)设计图形界面(定义画面)。
(2)定义设备。
(3)构造数据库(定义变量)。
(4)建立动画连接。
(5)运行和调试。
需要说明的是,这五个步骤并不是完全独立的,事实上,这五个部分常常是交错进行的。
五、总结
本文根据以往空调控制系统的缺点,提出了总体节能方案。
完成温度传感器、PLC、变频器等器件的选型,采用ZWCAD 2010绘图软件完成了系统电气原理图的绘制。
本文选用了PT100温度传感器、西门子S7-200 PLC控制器、西门子MM430变频器。
采用STEP7-Micro/WIN V4.0 SP9(V4.9.25)编程软件编写了PLC程序。
采用亚控的工控组态软件组态王6.5.5进行了组态,包括建立工程、定义画面、定义设备、定义变量、动画连接、运行调试等5个步骤。
参考文献
[1]尚海.安装中央空调水系统变频的必要性[J].科技信息,2010(31).
[2]于少潔,张羽.浅谈中央空调系统的节能及优化[J].科技致富向导,2014(09).
作者简介:宋艳芳,女,副教授,研究方向:现代测控技术与方法;熊百川,男,学生,自动化2016级01班。