中央空调控制系统设计

中央空调控制系统设计

摘要

本文通过中央空调的运行控制要求的分析，采用西门子s7-200 PLC设计了中央空调控制系统。对出口温度控制采用冬夏两种控制模式，出口风压采用变频控制已达到节能效果，控制系统具有稳定性好等的优点，本系统具有一定的推广价值。

关键词：空调系统；PID控制；变频调速；PLC编程

ABSTRACT

This article analysis the control requirements of running central air-conditioning, Siemens s7-200 PLC with a central air-conditioning control system design.Winter and summer temperature control on the export of two control modes, export wind frequency control has been used to save energy, and good stability control system has the advantages of the system has a potential market value.

Key words: air-conditioning system,；PID control； frequency control,；PLC programming

目录

摘要.............................................................. I ABSTRACT ........................................................... II 第1章引言.. (1)

1.1 中央空调介绍 (1)

1.2 中央空调研究背景 (2)

1.3 中央空调发展历史 (2)

1.4 中央空调的发展现状 (4)

1.5 本论文的主要工作 (6)

第2章中央空调系统的原理及其构成 (7)

2.1 中央空调系统的原理 (7)

2.1.1 空气的物理性质 (7)

2.1.2 空气调节原理 (11)

2.1.3 中央空调原理 (16)

2.2 中央空调系统的组成 (17)

第3章中央空调控制系统的设计 (20)

3.1中央空调控制系统的方案及要求 (20)

3.1.1 空气温度控制 (20)

3.1.2 湿度控制 (21)

3.1.3送风压力控制 (22)

3.1.4 新风回风比例控制 (22)

3.2 PID算法和变频器的原理介绍及检测元件的选型 (22)

3.2.1 PID算法 (23)

3.2.2变频器调速原理及变频器的选型 (25)

3.2.3其他测量元件的选型 (34)

3.3 I/O分配及硬件接线图 (35)

3.3.1 I/O分配 (35)

3.3.2 硬件接线图 (36)

第4章中央空调系统程序设计 (38)

4.1 PLC简介 (38)

4.2 PLC编程软件介绍 (38)

4.3 中央空调控制系统的工作过程 (39)

4.4 梯形图程序 (40)

4.4.1 主程序 (40)

4.4.2 温度控制程序 (41)

4.4.3 湿度控制程序 (44)

4.4.4 送风压力控制程序 (46)

第5章结束语 (50)

致谢 (51)

参考文献 (52)

第1章引言

1.1中央空调介绍

一般认为：制冷量大于14000W，带风道的空调器称为中央空调或商用空调,其余称为家用空调。

中央空调是集中处理空调负荷的系统形式，空调机组产生的冷（热）量是通过一定的介质输送到空调房间的。

其核心是一种“小型的中央空调”，是由一台主机通过风道送风或冷热源带动空调末端的方式来控制各房间以达到调节室内空气品质之目的的空调。它在制冷原理上、构造上类似于普通空调，但又结合了中央空调的众多功能。其制冷量范围大致在7~120KW之间，相应的可供单元住房面积80~1500M2。

多个户式中央空调模块的组合可供更大空调面积使用，如长虹中央空调MLRFS65型冷水机组就是根据这种设计思路推出的，这种机型最多可以并联8台组成一个中央空调子系统。

多个中央空调子系统组合就可以满足大型公共建筑的空调需求。模块组合这种方式非常灵活，且各子系统的使用互不影响。

空调机组产生的冷（热）量是通过一定的介质输送到空调房间的。

输送介质主要有三种：空气、水、及制冷剂。据此可将户式中央空调分为风管系统、冷热水系统、制冷剂系统。

小型中央空调系统是大型中央空调的小型化，几乎包含大型中央系统所有部件。

对于风冷式冷水机组小型中央空调系统包括用于循环水冷却的冷水机组，用于与空气二次换热的空气末端设备，水系统，风管系统，控制系统等，另外还包括其它一些辅材，主要有保温材料、水膨胀系统等；

风管式中央空调系统包括一个制冷系统和一个风系统，还包括控制系统，风管和风口等。

1.2 中央空调研究背景

随着建筑业、工商设施及人民生活质量的提高，中央空调产品的需求日益增加，近十年是我国制冷空调行业蓬勃发展的时期，制冷空调工业产值平均年增长率达20％，处于平稳的上升趋势，市场潜力巨大。

随着世界范围内的产业结构调整，高新技术行业不断发展以及传统行业的高新技术改造都将导致大批的生产办公用房需设置中央空调。由此可见，随着宏观经济的不断发展，采用中央空调的建筑物越来越多，因此，对中央空调制冷的需求量必将持续增加。现如今，随着人们生活水平的进一步提高，人们的居住观念和居住行为方式都发生了重大的改变，居住面积越来越大，居住档次越来越高，居住环境越来越美，居住内环境也得到了前所未有的重视，以人为本的居住观念和居住需求。随着人们生活水平的不断提高，人们对室内空气环境、建筑外部环境、小区环境要求也越来越高。同时，随着社会的不断进步，国家对节能、环保也将日益重视。传统空调必将由中央空调及区域供冷取代，中央空调的市场需求必然会增长。

随着时代的进步，生产效率逐步提高，技术革新速度越来越快，中央空调系统各种设备成本将不断下降；需求市场的不断增加引起产量水平上升，规模经济效应也会导致产品价格的下调。中央空调产品价格下调必然会增强其市场竞争力，中央空调的市场需求会逐渐增加。

1.3中央空调发展历史

在二十世纪六,七十年代,美国地区发生罕见的干旱天气,为解决干旱缺水地区的空调冷热源问题,美国率先研制出风冷式冷水机,用空气散热代替冷却塔,其英文名称是:Air cool Chiller,简称为Chiller!

在空调历史中，美国已经发展和改进了有风管的中央单元式系统，并得到了正在现场安装和修理有风管的单元式空调系统的空调设备分销商和经销商的强力支持。WRAC是最简单和最便宜的系统，能够很容易的在零售商店中购得，并在持续高温来的时候自己安装。同时，无风管的SRAC和SPAC 自70年代起在有别于美国市场的动力下在日本得到发展和改进。之后，设备设计和制造技术在90年代被转让到中国，这是通过与当地公司(包括主要