(完整版)基于PLC的中央空调控制系统设计毕业论文设计
基于PLC控制的中央空调节能系统设计
影响 到其他 生产线的正常运行 。ＰＬＣ技术在分 程 中的实时监控，一旦运输过程中 出现任何 的
的运 用 【Ｊ］．大科 技 ，２０１７（ｏｇ）：２ ３９—２４０．
散式控 制系统中的应用 ，一定要 和实际运行过 问题 ，运输 系统能够在最短的时间 内发现并做 ［４］马 宇 宁 ．ＰＬＣ技 术 在 机 械 电 气 控 制 装
够把监控到 的数据 发送到控制 中心 ，然后再 由 动化 技术 能够满 足发 展需 求，而 ＰＬＣ技术 在
制 装 置 中 的 应 用 ［Ｊ】．科 技 创 新 与 应
控制中心对接 受到 的数据 进行分析和处理 ，检 机械 电气控制装置 中的应用 能够对机械 电气控
用 ，２０１ ６（０８）：１ ０１－１０１．
的办公环境 。因此诞生 了集散 型中央空调监控 １控制 系统 总体方案 系统，此 中央空调监控系统综合 了现代控 制技
术、现代通信技术和现代计算机技术 以及微 电
本 系统 的控制 采用 ＰＬＣ与变频 器相结 合
子于一体 的控制系统 。在智能建筑 中得到 了广 的 控 制 方 式对 空 调 系 统 机 组 进 行 手 动 、 自动 控
制对 象的 ＰＬＣ控制 也不 同，那 么在 整个 系统 性 ，提高煤炭的运输效率。在 电气安全监测控
月 ），２０１４（１２）：２Ｏ２—２ ０３．
运 行 过 程 中 就 算 是 出现 一 台设 备 故 障 ， 也 不 会 制 装置 中使角 ＰＬＣ技 术还 能够加 强对运 输过 ［３】薛挺 ．探 讨机械 电气控 制装置 中 ＰＬＣ技 术
＜＜上 接 １２０页
从而 实现相应的数据连接 ，在 运行过程 中采用 术对运输设备进行智能化控制 ，实现对运输 设 ［２】刘光 ，王海彦 ．ＰＬＣ技 术 在机械 电气控 制
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。
(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的中央空调水泵变频调速控制系统设计-毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要随着人们生活质量的普遍提高以及科学技术的不断进步，中央空调也逐渐进入了人们的视野，成为人们生活中重要的一部分，同时它所消耗的能量也引起了社会的关注，中央空调的节能问题成为了人们期待解决的关键问题。
中央空调采用的变频技术从一定程度上极大地减少了能量的损耗，采用变频调速后，一方面成功的实现了电动机的软启动，在另一方面也减弱了振动和磨损，增长了电动机的寿命。
中央空调水泵变频技术是中央空调节能降耗的一个有效途径，而且也得到国家政策的支持，代表了今后空调行业节能技改的方向。
这次所做的方案主要就是通过西门子S7-200系列的CPU226 作为控制元件来研究并且设计中央空调水泵变频调速控制系统。
该设计论文将会叙述变频器和可编程控制器的工作原理，完成变频器、可编程控制器等的选型和参数设置，重点完成PLC硬件电路图和程序设计。
中央空调水泵变频调速控制系统的经济性十分可观，将会具有很好的前景和开阔的市场。
该论文有图43幅，表1个，参考文献31篇。
关键词：中央空调变频调速可编程控制器Central Air conditioning’s Water Pump Frequency Control of Motor Speed Control System Design Based on PLCAbstractWith the continuous progress in science and technology and improvement of the quality of life, the central air conditioning has gradually entered the people's vision, which has become an important part of people’s life . At the same time ,the energy it consumes also caused concern in the community.The energy saving problem of central air-conditioning has become the key problem that people expect to solve .Central air-conditioning system which is based on variable frequency technology in a certain extent greatly can reduce energy consumption., It adopts speed-adjusted system through frequency conversion ,which on the one hand brings the success of the motor soft start,and on the other hand which also reduce the vibration and abrasion and prolongs the life of the motor. Central air-conditioning pump variable frequency technology is an effective way to save energy.Moreover，it has get the support of national policy and it has been on behalf of the future direction of energy-saving air-conditioning industry technical.This graduation design is mainly designed by Siemens S7-200 cpu226 which is used to control element for the research and design of central air conditioning water pump frequency control of motor speed control system. The design in this thesis will explains the principle ,model selection and parameter design of the converter and the programmable controller.The design will focus on the completion of PLC hardware circuit diagram and program design.The economy of the central air conditioning water pump frequency conversion speed control system is very considerable which will have a very good prospect and open market.Key Words: C entral Air Conditioning Variable Frequency Speed Control Programmable Controller目录摘要........................................................... I Abstract ......................................................... II 目录.......................................................... I II 1绪论 (1)1.1设计中央空调变频调速系统的意义 (1)1.2变频调速技术的简单介绍 (1)1.3本文的主要工作 (2)1.4本章小结 (3)2中央空调系统方案 (4)2.1中央空调系统构成 (4)2.2中央空调变频控制系统的PID构架 (4)2.3总体设计方案的确定 (5)2.4本章小结 (6)3设计中相关器件型号的选择 (7)3.1可编程控制器型号的选择 (7)3.2 I/O模块型号的选择 (10)3.3温度变送器型号的选择 (11)3.4变频器的型号的选择 (12)3.5本章小结 (13)4 硬件部分设计 (14)4.1硬件系统的简述 (14)4.2 PLC控制电路的模块设计 (14)4.3主电路模块 (16)4.4热电阻与EM231硬件连接图 (17)4.5温测模块和水泵调节模块 (17)4.6本章小结 (18)5系统软件的梯形图设计 (19)5.1主程序设计 (19)5.2 PID控制的设计及实现 (25)5.3 A/D和D/A转换模块程序 (33)5.4中断服务程序 (34)5.5本章小结 (36)附录1电路图 (38)附录2梯形图 (40)附录3 指令语句 (52)附录4器件单 (65)参考文献 (66)致谢 (68)1绪论1.1设计中央空调变频调速系统的意义变频调速在减少中央空调能耗达到节能的目的方面有着重要的作用，另一方面，它在我国提倡的的可持续发展上也做出了巨大的贡献[1][4]。
PLC在中央空调中的应用
常州信息职业技术学院学生毕业设计（论文）报告系别：机电工程系专业：机电一体化班号：机电075学生姓名：王宏亮学生学号：0704053532设计（论文）题目：PLC在中央空调中的应用指导教师：胡盘峰设计地点：常州信息职业技术学院起迄日期：2009.8.1~2009.8.30毕业设计（论文）任务书专业机电一体化班级机电075 姓名王宏亮一、课题名称：PLC在中央空调中的应用二、主要技术指标：1．测量冷冻水供回水温度及流量2．各设备的程序联动：启动：冷却塔风机——冷却水泵——冷冻水泵——冷水机组。
停止：冷水机组——冷冻水泵——冷却水泵——冷却塔风机3．测量冷冻水系统供回水管的压差△P=P1－P2控制其旁通阀(TV)的开口度，使其维持压差。
三、工作内容和要求：1．PLC原理及应用2．PLC的选型及设置3．PLC控制系统主要功能与特点4．控制方法PLC原理及应用四、主要参考文献：[1] 吴继红、李佐周．中央空调工程设计与施工[M]．高等教育出社[2] 张子慧等．制冷空调自动控制[M]．科学出版社[3] 三菱公司．三菱微型可编程控制器编程手册[J][4] 顾战松、陈铁年．可编程控制器原理及应用[M]．国防工业出版社．1996[5] 肖海亮．实现微机和PLC在以太网中的通信．2001学生（签名）年月日指导教师（签名）年月日教研室主任（签名）年月日系主任（签名）年月日毕业设计（论文）开题报告PLC在中央空调中的应用目录0.引言 (6)1. 概述 (7)1.2选题意义 (7)1.3课题的实现 (8)2. 嵌入式系统 (9)2.1嵌入式系统的基本概念 (9)2.1.1 嵌入式系统的历史 (9)2.1.2 何为嵌入式系统 (10)2.1.3 嵌入式实时操作系统 (10)2.2嵌入式系统的应用 (12)2.3嵌入式系统软/硬件协同设计技术 (12)3.系统的设计和实现 (14)3.1系统的硬件设计 (14)3.2系统的软件设计与实现 (16)3.2.1 设计总述 (16)3.2.2 任务的划分 (17)3.2.3 温度测量及控制模块详细设计 (22)4. 结论 (26)4.1总结...........................................错误！未定义书签。
毕业设计(论文)-利用plc、变频器设计中央空调节能改造系统[管理资料]
设计论文题目：利用PLC、变频器设计中央空调节能改造系统设计时间：~系别：电子电气工程系设计班级小组：电气083班（第一组）指导教师：设计学生：摘要作为现代使人生活舒适的家用电器，空调可以说与人们的生活紧密相关。
在现代社会中，它已像冰箱、电视一样，成为人类不可缺少的生活电器。
①经济节能：每个区间末端风机盘管可自行调节温度，区间无人时可关闭，系统根据实际负荷做自动化运行，开机计费，不开机不计费，有效节约能源和运行费用。
②环保：主机采用水源热泵型机组，电制冷，没有燃烧过程，避免了排污；整个系统为密闭式管路系统，可避免霉菌灰尘等杂质对系统的污染，使环境清新优美，特别适于高档别墅、高级公寓与写字楼的使用。
③节约空间：主机体积小巧，不设机房，无需占用设备层，减少公用设施和土建投资，室内末端暗藏在吊顶内，极易配合屋内装修。
④个性化：中央空调系统以区间为单元，满足用户不同区间需求，室内末端安装采用暗藏方式，不影响室内的审美观，不占据室内空间，适应用户的个性化需求。
⑤简化管理：于采用不同区间单独控制系统为用户所有，产权关系明确，可简化空调设施管理。
⑥提升档次：中央空调主机可以避免破坏楼体的整体外观，使用户充分享受高档综合环境的同时，提升产品质量及量贩档次。
⑦投资方便：可根据量贩发展情况，分期分批投资添置空调系统，同时量贩档次提升，因此资金周转快，有效地利用资金更进一步开发。
而可编程控制器PLC是根据顺序逻辑控制的需要发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它具有可靠性高，操作灵活，拓展型号等优点，不仅能满足设计系统的精度，还可以降低能耗，节约能源，减小运行费用。
再加上变频器的使用，把380V的交流变成直流再变成频率可调的交流电，实现电机的无级调速，比较省电，比直流调速维护方便。
本论文就是在己有的通用变频器的基础上，采用PLC对电机进行控制，通过合理的选择和设计，对中央空调系统进行变频调速，通过调速来改变耗能大小，提高了资源的利用率，达到理想的控制效果。
基于plc的中央空调自动控制系统设计
基于plc的中央空调自动控制系统设计.The XXX large buildings。
XXX。
accounting for about 50% of the total energy n of the building。
Usually。
the load of the chiller in the central air ning system XXX with the change of seasonal temperature。
while the matching chiller XXX the load。
almost running at 100% load for a long time。
causing a great waste of XXX and quality of the central air XXX the structure and working principle of the central air ning system。
and then uses Siemens S7-200 PLC as the main control unit。
adopting nal PID control algorithm and controlling the water pump speed through Siemens MM440 frequency converter to ensure that the system can adjust the flow rate according to the actual load n。
achieve constant temperature control。
and save a lot of energy.Keywords: PLC。
central air ning。
controlThe central air XXX system is an essential facility for modern large-XXX。
基于PLC控制的中央空调节能系统设计
基于PLC控制的中央空调节能系统设计摘要：中央空调有多种控制模式，传统的控制可以满足需求，但是有一些问题，比如浪费水和电，并且没有足够的智慧和节能、中央空调节能改造是如何放入应用程序中，能够满足专业教学和相关专业和高职院校面临的问题。
应用PLC和变频器在中央空调节能改造，不仅可以大大减少中央空调能源消耗的数量，也可以实现空调的自动控制，等等，使中央空调的使用变得更加方便和快速，节能减排在中国发挥更大的作用。
关键词：PLC；中央空调；节能1前言中央空调系统是现代大型建筑不可缺少的设施之一。
耗电量大，约占总耗电量的50%。
因为中央空调系统是根据最大负荷和增加的裕度设计的，实际上，在整个负荷中几乎大部分时间都小于70%。
通常在中央空调制冷主机负载系统可以自动调节温度随季节变化，负载，和匹配制冷主机冷冻泵、冷却泵不能自动调整负载，只要中央空调主机，泵浦功率频率，一直在全负荷工作条件，造成严重浪费能源。
采用变频调速技术可以大大降低泵电机运行的频率，从而降低电机转速，根据空调机房的需要和制冷能力的适当实时匹配来降低循环水流的流量，是节能降耗的一部分。
2中央空调节能控制的必要性分析据调查，中央空调能耗占建筑总能耗的50%左右，超过60%的商场和综合楼。
目前，大多数建筑的中央空调系统的空调负荷没有得到合理的计算，因此冷源和热源单元的容量过大，无法形成“大卡车”状态。
中央空调系统的设计是粗糙的，甚至没有考虑到。
固定泵流；系统管理不当导致严重的能源浪费。
众所周知，最间接的，如中央空调系统、冷却循环水系统和冷却水系统的循环水系统终端，都是制冷剂、制冷剂和制冷剂。
系统的效率是由系统中设备的负荷和实际情况决定的。
中央空调系统控制的目标是在适当的水平控制室内温湿度，使系统的能耗最小化。
由于各种不同的制造商提供设备系统，该系统主要控制制冷主机控制器和控制方案制造商为主，关键是主机负载和工况参数控制、冷却水系统控制，也很少考虑冷冻循环水参数在空调系统中，几乎没有考虑冷却循环水系统和空气系统设备工作状态，这导致了中央空调系统设备的工作条件，系统参数并不是在最好的条件下，造成能源浪费。
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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。
随着时间的推移，人们对中央空调控制系统运行效果的评价也改变了。
舒适节能才是最符合人们对中央空调系统提出新的要求，希望在能耗更低的情况下保持室内合适的温度、湿度。
统计数字显示，传统的中央空调控制系统耗电量极大，且存在巨大的能源浪费。
中央空调系统普遍存在着30％以上的无效能耗，有些中央空调系统的无效能耗甚至可以高达50％以上。
采用新技术降低系统能耗成为当务之急。
因为能源是发展国民经济的重要因素，我国近年来能源短缺的现实，节能减排才是重中之重。
建设节能型社会，促进经济可持续发展，是实现全面建设小康社会宏伟目标，构建和谐社会的重要基础保障[1]。
在传统的设计中，中央空调的制冷机组、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、冷却塔风机系统、风机盘管系统等都是按照建筑物最大负荷制定的，且留有充足余量。
不管在什么时间，负荷的多少，各电机都长期处在工频状态下全速运行，虽然可满足最大的用户负荷，但不具备随用户负荷动态调节的功能，而在大多数时间里，用户负荷是较低的，这样就造成很大的能源浪费。
有个例子可以很好的说明这些，中央空调系统中的冷冻水泵和冷却水泵，一年四季长期在固定的最大流量下工作，但由于季节、昼夜和用户负荷的变化，在绝大部分时间内，空调的实际热负载与决定水泵流量和压力的最大设计负载相比，一年中负载率在50％以下的小时数约占全部运行时间的60%以上。
一般冷冻水设计温差为5～7℃，冷却水的设计温差为4～5℃，在系统流量固定的情况下，全年绝大部分运行时间温差仅为1～3℃，即在低温差、大流量情况下工作，从而增加了管路系统的能量损失，严重浪费了水泵运行的输送能量。
也就是说，中央空调系统存在着至少30％以上的节能空间。
这至少30%的节能空间来源于很多方面：第一，负荷估算值偏大，系统消耗能量大大增加，现在的新型制冷主机可以根据负载的变化自动加载、卸载，而水泵的流量却不能随制冷主机而调节，必然存在很大的能量浪费；除此之外，每年的气象条件是随季节呈周期性的变化的，系统并不能做出相应的调节，许多环节上都留有节能空间。
第二，空调主机选型容量加大，在冷负荷估算值加大后，空调主机制冷量也相应的加大。
第三，水系统中通过节流阀或调节阀来调节流量、压力，冷冻水系统和冷却水系统中消耗了水泵较大的输送能量。
在传统的运行方式下，只要启动水泵，就会在工频满负荷状态下运行。
第四，起停频繁对设备长期安全运行带来不利影响。
起动电流通常为额定值的5倍左右，电机在如此大的电流冲击下，进行频繁的起停，对电机、接触器触点产生电弧冲击，也会给电网带来一定冲击，起动时带来的机械冲击和停止时的承重现象也会对机械传动、轴承、阀门等造成疲劳损伤。
为此，如果能通过冷冻水供回水温度、压差，冷却水泵的流量等工艺参数进行调整并对空调设备进行优化起停，使空调系统高效、节能运行，将产生非常明显的经济效果。
另外，根据交流电机的特性，要实现连续平滑的速度调节，最佳的方法就是采用变频器调速，采用变频器进行风机、水泵的节能改造，不仅避免了由于采用挡板或阀门造成的电能浪费，而且还会极大提高调节和控制的精度，从而方便地实现恒温空调系统[2]。
空调节能的目的是有效利用能源，以最小的能耗创造出一个适合人居住、工作的室内环境。
空调水系统实现节能运行可以有效地减少空调系统能耗和建筑总能耗，提高能源利用率，对减少温室气体排放，减轻环境污染，实现人类社会的可持续发展。
1.2 中央空调控制的研究现状及发展1.2.1 中央空调控制系统的发展1、在单室内机的房间空调器方面变频技术、微电脑和电子膨胀阀在空调器上的应用为空调器的智能控制创造了最基本的条件。
我国自90年代初开始研究空调器的智能控制，现已研制出多种形式的变频空调器或智能空调器，对推进我国空调业的进步作出了贡献。
西安交大朱瑞琪于1991年开始研究制冷空调设备的变频能量调节技术。
李家朋针对我国房间空调器普遍采用单相压缩机的现状，探索开发出两相变频器，并应用电子膨胀阀进行变流量控制，利用16位微机并引进模糊概念提高空调器的控制功能，为变频空调器国产化作出了大胆的探索。
李家朋在空调器舒适性和节能运行的控制中，提出了用表征房间热负荷大小的“热容C”和表征房间漏热程度的“热阻R”进行模糊辩识的方法。
研究表明，用此方法研制的模糊控制空调器会按季节、气温、漏热情况等条件，自动地选择合适的工作模式，保证了空调环境的舒适度和制冷系统的节能要求。
2、在多室内机的房间空调器(一机多挂系统)方面由于多室内机空调器的节能和舒适性控制，涉及到必须对系统中的工质循环量和进入各室内机的工质流量加以严格精确地控制问题，它不仅与系统的控制有关，同时也与系统的设计有着密切的关系。
在这方面，目前国内主要是在研制一拖二和一拖三空调器，根据其结构形式和运转特点可分为如下四种方式。
(1)一台定速压缩机对应一台室内机的多制冷系统。
这种机型在控制上难度最小，但结构复杂、体积大、成本高，不能体现一机多挂系统的价格优势和节能优势。
(2)单台定速压缩机多台室内机间歇供冷(热)系统。
由于制冷工质按时间交替分配给各室内机，所以根本不能满足室内环境的舒适性要求。
(3)单台定速压缩机多台室内机同时供冷(热)系统。
这种系统采用定速压缩机，降低了空调器成本，并能减少压缩机的启停次数，较好地实现房间的舒适性控制。
但并不能从本质上解决压缩机的起停损失和对电网的冲击，不能提高空调器的能效比和季节性能比。
(4)单台变频压缩机多台室内机同时供冷(热)系统。
通过采用电子膨胀阀调节进入各室内机的工质流量，使之满足各室内的冷(热)负荷要求，改变压缩机的运转频率调节制冷系统所需要的工质循环量，并采用软硬件相结合的方式调节室内外风扇转速、四通阀、室内机的风向调节板等可控部件，实现室内环境的高舒适性和系统的节能控制。
随着智能建筑在中国的飞速发展，楼宇自动控制技术和装置也得到快速的发展。