基于PLC的中央空调自动化设计
摘 要
中央空调现已广泛的应用在各大商场、工作大厦等场所中，传统操控体系中在操控较适合的温度的一起，却耗费了很多的能量。现在，人们越来越注重中央空调的舒适性和节能性，该规划研究了基于PLC的中央空调操控体系，为舒适的日子工作环境及有效节能供给了技能条件。该规划介绍了中央空调的结构和工作原理，变流量操控的原理，PID操控的原理，使用变频器、PLC、温度传感器等器件的有机结合，构成主动操控体系，主动调理水泵的输出流量达到节能意图。该体系选用西门子的S7-200PLC作为主操控单元，经过西门子MM440变频器操控水泵工作速度，确保体系依据实践负荷的状况调整流量，完成恒温操控。
关键词：PLC；中央空调；PID
Abstract
Central air conditioning has been widely used in major shopping malls,office buildings and other places,while in the control of the suitable temperature of the traditional control system,consumes a large amount of energy.Now,people pay more and more attention to the central air conditioning comfort and energy efficiency,the design of the central air conditioning control system based on PLC.Provide technical conditions for comfortable living and working environment and effective energy saving. This design introduces the structure and working principle of central air conditioning, variable flow control principle,the principle of PID control by frequency converter,PLC, organic combination of temperature sensors,automatic control system,automatically adjust the pump output flow to achieve the purpose of energy saving the system adopts SIEMENS S7-200PLC as the main control unit,through the SIEMENS MM440 inverter control pumpspeed ensure system under the circumstances to adjust the flow of the actual load,To achieve constant temperature control,but also can save a lot of energy.
Keywords: PLC; Central Air Conditioning; PID
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年代选用小型微机集中操控，直到1984年，哈特福德市榜首修建选用微机分布式操控体系，标志着智能修建年代的开端[1]。涣散式操控体系又称部分空调体系，就是将空气处理设备涣散在空调房间内，技能老练且其特点是选用DDC操控（直接数字操控）。主操控器又称为调节器，它的作用是将变频器宣布的信号与设定值比较后得到误差，进行综合扩大并按一定的规则宣布操控信号，又由于操控简略有用、成本低且技能老练，并易于实现参数调整，因而，广泛应用于空调，并且运用的是PLC、PID操控。
但是PID操控也存在必定的缺陷，比方操控滞后，由于它不可能和检测到的信号同步调度，再一个它永久不可能调度到位，永久和检测值有一个差值。但是通过研讨和技能的不断发展，发现PID操控也的确是一种很好的操控理论，在模似信号调度体系中得到了广泛的运用。
总归，根据PLC的中央空调操控体系是中央空调操控的一大发展方向和扩展加深内容 。
1.1.2 中央空调变流量控制的发展
影响中央空调变流量操控开展的主要问题是冷水体系，冷水体系规划阅历了大约六、七十年的开展，仍在继续改善。在开展和完善的过程中总是不断遇到新问题，变流技能跟着变频技能的开展和老练也在日趋老练，终究确定为不考虑负载固定冷冻水循环的办法，这种办法的后果不仅形成动力的糟蹋，也导致了冷冻水体系、回水温差操作。
从1990年开端，跟着计算机和电子技能的快速开展，变流技能也在快速开展。变流技能的老练和国外变流技能的运用，已成为空调行业的一个规范。中央空调操控体系的操控办法是利用多回路PID操控[2]。各种类型的PID操控器参数物理含义清晰，易于调整，因此取得广泛运用，PID操控器能够在操控范畴的广泛运用是因为PID操控器能够只是依托体系输出反应操控输入。现在，中央空调操控办法为双开/关操控、PID操控、最优操控和含糊操控等办法[3]。PID算法是各种DDC操控体系的中心，是中央空调工程和设备一般运用的办法，该操控办法在安稳的条件下，能够取得更好的操控作用 。
1.2 中央空调系统简介
空调系统一般由空气调节的对象、空气处理设备、空气输送设备、空气分配设备、冷（热）源设备以及自动控制部分组成[4]。中央空调系统常常在公共建筑或独立住宅建筑中很常见。
空气调理的目标：指各类建筑物中不同功能和效果的房间、空间以及人（群）等。
空气处理设备：是完结对空气进行降温、加热、加湿和除湿以及过滤等处理进程所选用设备的组合。
空气输送和分配设备：由引进室外新风、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：为空调体系供给必要的冷量和热量。
自动控制部分：确保各个运行参数的误差在空调精度范围内的各种灵敏元件、调理器、执行组织和调理组织等 。
目录
第一章 绪论 2
1.1 中央空调控制系统的研究现状及发展 2
1.1.1 中央空调控制系统的发展 2
1.1.2 中央空调变流量控制的发展 2
1.2 中央空调系统简介 2
1.3 中央空调原理图及各结构的作用 3
第二章 空调变流量控制的原理 4
2.1 制冷原理 4
2.2 中央空调变流量控制的原理及特点 5
2.2.1 中央空调系统变流量系统的特点 5
2.2.2 中央空调变流量控制的实现方式 5
2.3 电机的软启动原理及应用 8
2.3.1 软启动设备介绍 8
2.4 PID控制的设计 9
2.4.1 PID控制原理 9
2.4.2 PID的反馈逻辑及参数调整原则 10
第三章 中央空调控制系统的硬件设计 10
3.1 变频器的原理 10
3.2 西门子MM440变频器 10
3.3 PLC选型 11
3.3.1 PLC简介 11
3.3.2 PLC控制功能的选择 11
3.4 系统电路连接 11
第四章 中央空调控制系统的软件设计 12
4.1 设备间通讯 12
4.1.1 USS协议 12
4.2 PLC主程序流程图 13
4.3 PLC编程软件 14
4.4 程序设计 14
4.4.1 中央空调控制系统的I/O分配表 14
4.4.2 程序中使用的存储器及功能 16
4.4.3 PLC初始程序 16
第五章 结论 20
参考文献 21
致 谢 22
附 录 22
参考文献
[1]赵彬.中央空调变频节能的应用及展望[J].厦门大学学报:2000,20(1):25-42.
[2]李怿峰.中央空调节能智能控制系统的研究与实现[D].华南理工大学硕士论文, 2002:42-52.
[3]陈鑫.模糊控制技术在空调监控系统中的应用[D].福州大学硕士论文,2004:50-56.
[4]潘金文,江琼珍.变频控制技术在中央空调水泵系统中的应用[J].大连理工大学学报:2003,35(2):53-55.
[5]张卫政.基于模糊控制的风机盘管空调系统应用研究[D].广东工业大学硕士论文, 2005:70-81.
[6]韩宝琦,李树林.制冷空调原理及应用[M].机械工业出版社,2006:60-64.
[7]梁春生,智勇.中央空调变流量控制节能技术[M].电子工业出版,2005:70-72.
[8]史乃,汤蕴缪.电机学[M].机械工业出版社,2003:186-190.
[9]纪文英,刘泽华.中央空调系统水泵变频运行性能的实验研究和节能分析[J].吉林大学学报,2004,25(1):89-98.
[10]刘素芹.PID与模糊控制算法的比较及其改进[J].石油学报,2003,30(1):45-52.
[11]Michel.A.Bemier,Bernard Bourret[J].Pumping energy and variable frequency drives. December 1999:20-21.
[12]K.Kimura.Scientific Basis of Air Conditioning[J].Applied Science Publishers Ltd, London,1997:34-35.
[13]X.Huang,M.L.Yong,M.L.Qiang.Study on the semi-centralized evaporative cooling air-conditioning system’s automation[J].Journal of Xi'an University of Technology, 2011,28(1):45-56.
[14]何文雪,刘华俊.PLC编程与应用[M].机械工业出版社,2010:258-266.
[15]吴作明.工控组态软件与PLC应用技术[M].北京航空航天大学出版社,2007：1-63.
[16]马云峰,徐春岭.PLC的PID功能在恒压供水系统中的应用[J].西安交通大学报, 2006,(6):36-38.
[17]韩安荣.通用变频器及其应用(第二版)[M].北京机械工业出版社,2000:36.?
[18]姚厚伟.变频器供水系统中的应用与节能[M].航空航天大学出版社,2003:42.?
[19]周万珍,高鸿斌(第一版).PLC分析与设计应用[M].北京机械工业出版社, 2004: 32.
