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
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
毕业论文课题名称:基于PLC的中央空调控制系统学生姓名:学号：专业：电气自动化技术班级：电气自动化技术指导老师：2011 年 12 月 25 日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％。
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。
PLC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- I -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 (14)第3章中央空调控制系统的硬件设计 (15)3.1 变频器的原理 (15)3.2 西门子MM440变频器性能介绍 (15)3.2.1 主要特征 (16)3.2.2 控制性能的特点 (16)3.2.3 保护功能 (16)3.2.4 变频器运行的环境条件 (16)3.2.5 使用变频器设计系统时需注意的问题 (17)- II -3.3 PLC选型 (17)3.3.1 PLC简介 (17)3.3.2 PLC控制功能的选择 (17)3.3.3 西门子S7-200PLC介绍 (19)3.3.4 模拟量I/O模块的种类 (19)3.3.5 EM231技术指标 (20)3.3.6 EM232技术指标 (20)3.3.7 EM231 RTD接线及注意事项 (20)3.4 PT100温度传感器 (20)3.5 PT100温度变送器 (21)3.6 人机界面设计 (21)3.7 系统硬件设计 (22)3.8 本章小结 (24)第4章控制系统软件设计 (25)4.1 设备间通讯 (25)4.1.1 RS-485介绍 (25)4.1.2 USS协议 (25)4.2 PLC的初始设定 (26)4.3 PLC主程序流程图 (28)4.4 PLC编程软件 (29)4.5 程序设计 (29)4.5.1 中央空调控制系统的I/O分配表 (29)4.5.2 程序中使用的存储器及功能 (30)4.6 中央空调控制系统的MCGS组态 (31)4.6.1 MCGS组态软件简介 (31)4.6.2 MCGS 6.2通用版介绍 (31)4.6.4 系统脚本程序编写 (33)4.6.5 组态运行界面 (34)4.7 本章小结 (35)结论 (36)致谢................................................................................................. 错误!未定义书签。
(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技术的中央空调制冷系统变频控制系统研究
基于PLC技术的中央空调制冷系统变频控制系统研究目录1. 内容综述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究目的与意义 (3)1.3 国内外研究现状 (4)1.4 论文结构安排 (5)2. 中央空调制冷系统概述 (6)2.1 中央空调系统的组成 (7)2.2 制冷系统的工作原理 (8)2.3 变频技术在制冷系统中的应用 (9)3. PLC技术及其在控制系统中的应用 (11)3.1 PLC技术的基本概念 (12)3.2 PLC的工作原理 (13)3.3 PLC在中央空调控制系统中的应用 (14)4. 变频控制技术 (15)4.1 变频器的基本工作原理 (16)4.2 变频器在制冷系统中的优势 (17)4.3 变频控制系统的组成 (19)5. 基于PLC的变频控制系统设计 (20)5.1 系统总体设计 (22)5.2 PLC选型与参数设置 (23)5.3 控制系统硬件设计 (25)5.4 控制系统软件设计 (26)6. 基于PLC的变频控制系统的实现 (27)6.1 现场硬件连接 (28)6.2 软件编程与调试 (30)6.3 系统测试与验证 (31)7. 系统性能评估与优化 (33)7.1 系统性能指标分析 (34)7.2 节能效果分析 (35)7.3 系统优化措施 (36)8. 结论与展望 (37)8.1 研究总结 (38)8.2 存在问题与不足 (39)8.3 研究展望 (41)1. 内容综述随着科技的飞速发展，自动化控制技术在各个领域的应用越来越广泛，中央空调制冷系统作为现代建筑的重要组成部分，其运行效率和能耗问题日益受到关注。
可编程逻辑控制器作为一种高效、可靠的工业自动化控制设备，在中央空调制冷系统的控制中发挥着重要作用。
变频控制系统通过改变电机供电频率，进而达到调节制冷剂流量和压缩机转速的目的，实现对制冷系统运行状态的精确控制。
这种控制方式不仅提高了空调系统的运行效率，降低了能耗，还能减少对环境的污染。
基于PLC的中央空调控制系统设计
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 developme nt of all kind of scie nee tech no logy and global economy, Pn eumatic man ipulator is a automated devices that can mimic the huma n 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 reas on ablep neumatiatcompressed necee ngththdirecti on procedurework.The inver ted pen dulum is a typical high order system, with multi variable, non-li near, stron g-coupli ng, fleet and absolutely in stable. It is represe ntative as an ideal mod el to prove new con trol theory and tech niq ues. During the con trol process, pend ulum can effectively reflect many key problems such as equanimity, robust, foll ow-up and track, therefore.This paper use Plc con trol method of double inv erted pen dulum .Thisseveral test matrix value the results are not satisfactory resp on se, the n we opti mize matrix by using Genetic Algorithm. Simulation results show: The system resp onse can meet the desig n requireme nts effectively after Gen etic Algorithm optimizati on. Small twisted paper broke n machi ne for ordin arhome.Keywords：sew in gmachi ne, assembly,Plc,mea ning摘要 ....................... 错误！未定义书签。
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摘要中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占建筑物总电能消耗的50%。
通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，几乎长期在100%负载下运行，造成了能量的极大浪费，也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。
本文首先介绍了中央空调的结构和工作原理，然后采用西门子的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。
关键词：PLC；中央空调；控制Design of automatic control system for central air conditioning systemb ased on PLCAbstractThe central air conditioning system is one of the necessary supporting facilities of modern large-scale buildings.The consumption of electric energy is very large,which accounts for abou t50%of the total energy consumption.The frozen host usually in the central air-conditioning system load can automatically according t o the change of temperatur e and load regulation,refrigeration pump and cooling pump ma t ch ed with the frozen host can automatically adjust the load,almost run100%under load operation,resulting in a gr eat waste of energy,bu t also worsen the operation environment and operation quality of Central air conditioning.This p aper first introduces the structure and working principle of central air conditioning,then use SIEMENS S7200PLC as the main control unit,using the traditional PID control algorithm,thr ough the SIEMENS MM440inverter control pumpspeed ensure system according t o the actual situation to adjust load flow,realize constant temperatur e control,bu t also can save a lot of energy.Key words：PLC;central air conditioning;control目录摘要 (I)1绪论 (1)1.1课题的研究背景 (1)1.2国内外中央空调控制系统的研究现状 (2)2中央空调控制的原理 (4)2.1中央空调系统的结构和原理 (4)2.2中央空调电机的软启动原理及应用 (4)3中央空调控制系统的硬件设计 (6)3.1变频器的原理 (6)3.2西门子MM440变频器性能介绍 (6)3.2.1主要特征 (7)3.2.2控制性能的特点 (7)3.3PLC选型 (7)3.4人机界面设计 (8)3.5系统硬件设计 (9)4控制系统软件设计 (12)4.1PLC的初始设定 (12)4.2PLC主程序流程图 (14)4.3程序设计 (14)4.3.1中央空调控制系统的I/O分配表 (14)4.3.2程序中使用的存储器及功能 (16)结论 (17)参考文献 (18)致谢 (20)附录PLC软件源程序 (22)1绪论1.1课题的研究背景随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，中央空调系统己广泛应用于工业与民用建筑域，如宾馆、酒店、写字楼、商场、厂房等场所，用于保持整栋大厦温度恒定。
基于PLC的中央空调控制系统设计说明
1.绪论随着生活水平的提高，人们对物质生活的要求也逐渐提高，空调系统在建筑家具中的应用也越来越广泛。
本着节能降耗的要求，对空调监控系统的需求也越来越大。
亚控科技产品组态王软件和PLC（Programmable Logic Controller）作为工业控制领域的优秀控制软件和控制器，在非工业领域如空调监控系统等中也起着重要作用。
本次空调监控系统就是采用组态王作为上位机监控软件和人机交互界面，PLC作为下位机和空调系统控制器，实现对空调系统的实时监控。
2.系统设计原理空调监控系统主要利用PLC的控制功能，通过执行装载在PLC部的预先设定的控制程序并执行上位机实时的命令语句，调节空调系统中的阀门开度、控制水泵启停、监控并采集空调系统中温度传感器、湿度传感器、压力传感器、水流开关等现场仪器仪表的数据，转换为组态王可用的数据格式传送给组态王软件。
组态王接收PLC采集的现场数据并实时的在组态画面中动态实时显示，此外，组态王可接收组态画面中的有操作人员输入的命令并下传给下位机PLC，实现对空调系统的调节控制。
2.1.空调系统原理空调系统主要就是调节室空气的冷、热、干、湿，并起净化空气的作用，使人们工作、生活在比较舒适的环境中。
空调系统主要由三部分组成：空气调节系统、制冷系统、供热系统。
2.1.1空气调节系统监控原理A.新风机组监控原理新风机组主要靠包括进口挡板、加热器、表冷器、过滤器、加湿器、送风机及各种传感器和执行机构等。
使得在夏季通过表冷器湿新风降温、除湿，冬季通过加热器、加湿器使空气加热、加湿。
新风机组监控的主要容如下：（1）监控送风温度。
由送风通道的温度传感器实测送风温度，信号送入控制器，与送风温度设定值进行比较，采取控制算法生成控制指令调节冷、热水供水阀门开度，用以调节热水（或冷水）流量，是送风温度控制在设定值围，保持室温度恒定。
（2）送风湿度控制。
由送风通道的湿度传感器检测湿度信息送入处理器经运算后控制冷水阀或蒸汽阀开度，使被调环境的湿度保持恒定。
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。
基于PLC的变频中央空调温度控制系统的毕业设计说明
唐山学院毕业设计设计题目：基于PLC的变频中央空调温度控制系统设计系别：智能与信息工程学院班级：姓名：指导教师：田丽欣2016年6月 1 日基于PLC的变频中央空调温度控制系统设计摘要为了保证环境温度和湿度的舒适，大多酒店、大型商场、工厂车间、写字楼甚至学校等都装有中央空调系统，方便管理以及节约能源。
但传统的中央空调能源利用率还是相对较低，普遍存在30%左右的无效能耗。
传统的中央空调能源消耗大，而效率相对低下，无论负荷的大小，电机已及系统都是在全负荷的状态下工作的，当用户不需要这么大的负荷时，就造成了资源的浪费。
中央空调系统由空调主机，冷却水泵、冷却塔，冷冻水泵、风机、盘管系统等组成。
冷冻水是流过空调主机后，经过空调主机制冷降温，通过冷冻泵输送到各个房间中，然后通过盘管系统，和室的空气进行热交换，最后再流回空调主机，形成循环。
而冷却水系统则主要是给空调主机降温，在冷却泵的作用下，冷却水流经空调主机，把空调主机的热量带走，再在冷却塔处经由却塔风机进行散热，最后再流回空调主机，形成循环。
冷冻水、冻却水作为热量的载体，不断地把室的热量带到室外。
本论文所研究的中央空调系统可在PLC的控制下，利用PT-100温度变送器采集室温度，通过EM235模拟量输入输出模块将采集到的温度度数转化为模拟量，进行PID计算，转化后输送给变频器，变频器再带动电机做出相应的加减速转动，使室温度发生变化，从而形成闭环控制，实现最优控制，低能源高效率，保证居住、工作环境的温度和湿度的同时，最大空间的节约能源，提高能源利用率。
关键词：中央空调温度控制 PLC EM235 变频器 PID控制Design of Variable frequency central air conditioning temperature control systembased on PLCAbstractIn order to ensure the comfort of the temperature and humidity environment, many hotels, large shopping malls, factories, office buildings, and even schools have been installed central air-conditioning system, to facilitate the management and energy conservation. But the traditional central air conditioning energy utilization is still relatively low, there are about 30% of the invalid energy consumption. The traditional central air-conditioning energy consumption, and efficiency is relatively low, regardless of the size of the load, motor and system are working under the state of full load, when users do not need such a big load, causing the waste of resources.The central air conditioning system by the air conditioning host, cooling water pump, cooling tower, chilled water pump, fan coil system, etc. Chilled water is through the air conditioning host, after a cool air conditioning refrigeration host, through the frozen pump into the rooms, and then through the coil system, and indoor air heat exchange, and then flow back to the air conditioning host, form a circle. Cooling and cooling water system are mainly for air conditioning host, under the effect of cooling pump, cooling water flowing through the air conditioning host, and take away the quantity of heat of air conditioning host, through the tower fan for cooling in cooling tower place again, and then flow back to the air conditioning host, form a circle. Chilled water, frozen water as heat carrier, constantly brought the indoor quantity of heat to outdoor.This paper studied the central air conditioning system is under the control of PLC, using the PT - 100 temperature transmitter collection and indoor temperature, by EM235 analog input/output module collected temperature readings can be converted to analog, the PID calculation, conveying the converted to frequency converter, frequency converter to drivethe motor makes the corresponding rotational acceleration and deceleration, make indoor temperature changes, thus forming a closed loop control, realize the optimal control, low energy efficiency, guarantee the living and working environment of temperature and humidity at the same time, the biggest space to save energy, improve energy efficiency.Key words: Control of central air conditioning temperature; PLC; EM235; Frequency changer; PID control;目录1 引言 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.2 中央空调控制系统研究现状 (1)1.3 设计的任务和要求 (2)2 中央空调系统的构成及工作原理 (3)2.1 中央空调系统的工作原理 (3)2.2 中央空调系统的构成 (3)2.2.1 冷冻水循环系统 (3)2.2.2 冷却水循环系统 (3)2.2.3 空调主机 (4)2.2.4 风机盘管系统 (4)3 中央空调系统控制原理 (5)3.1 传统控制方式介绍 (5)3.2 中央空调的变频调速原理 (5)3.3 电机的软启动 (7)3.3.1 电机普通启动电流 (7)3.3.2 软启动设备介绍 (7)3.3.3 软启动的应用 (7)3.3.4 软启动的优点 (8)3.3.5 软启动器与变频器的区别 (8)3.4 中央空调的电机频率的PID控制 (9)3.4.1 PID控制原理 (9)3.4.2 PID参数整定的常规方法及手段 (10)3.4.3 温度控制回路 (11)4 中央空调系统硬件设计 (12)4.1 变频器介绍 (12)4.1.1 变频器原理 (12)4.1.2 变频器的选择 (12)4.1.3 施耐德ATV312系列变频器 (12)4.1.4 使用注意事项 (13)4.2 可编程逻辑控制器介绍 (13)4.2.1 可编程逻辑控制器 (13)4.2.2 PLC的工作原理 (14)4.2.3 西门子S7-200 PLC (14)4.2.4 模拟量输入输出模块 (14)4.3 PT100温度传感器 (15)4.4 三相异步电动机 (15)5 中央空调系统软件设计 (17)5.1 主程序设计 (17)5.2 程序设计 (18)5.2.1 PLC编程软件STEP7Micro (18)5.2.2 I/O点分配 (18)5.2.3 程序中存储器分配 (19)5.2.4 部分程序设计 (20)5.3 EB8000触摸屏编程软件 (25)5.4 仿真界面 (25)6 结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录一电气原理图 (32)附录二源程序 (34)1 引言1.1 课题研究的意义随着我国经济的飞速发展，大家的生活水平明显提高，生活条件也是越来越好。
基于PLC的变频中央空调温度控制系统的毕业设计
唐山学院毕业设计设计题目：基于PLC的变频中央空调温度控制系统设计系别：智能与信息工程学院班级：姓名：***师：***2016年6月 1 日基于PLC的变频中央空调温度控制系统设计摘要为了保证环境温度和湿度的舒适，大多酒店、大型商场、工厂车间、写字楼甚至学校等都装有中央空调系统，方便管理以及节约能源。
但传统的中央空调能源利用率还是相对较低，普遍存在30%左右的无效能耗。
传统的中央空调能源消耗大，而效率相对低下，无论负荷的大小，电机已及系统都是在全负荷的状态下工作的，当用户不需要这么大的负荷时，就造成了资源的浪费。
中央空调系统由空调主机，冷却水泵、冷却塔，冷冻水泵、风机、盘管系统等组成。
冷冻水是流过空调主机后，经过空调主机制冷降温，通过冷冻泵输送到各个房间中，然后通过盘管系统，和室内的空气进行热交换，最后再流回空调主机，形成循环。
而冷却水系统则主要是给空调主机降温，在冷却泵的作用下，冷却水流经空调主机，把空调主机的热量带走，再在冷却塔处经由却塔风机进行散热，最后再流回空调主机，形成循环。
冷冻水、冻却水作为热量的载体，不断地把室内的热量带到室外。
本论文所研究的中央空调系统可在PLC的控制下，利用PT-100温度变送器采集室内温度，通过EM235模拟量输入输出模块将采集到的温度度数转化为模拟量，进行PID计算，转化后输送给变频器，变频器再带动电机做出相应的加减速转动，使室内温度发生变化，从而形成闭环控制，实现最优控制，低能源高效率，保证居住、工作环境的温度和湿度的同时，最大空间的节约能源，提高能源利用率。
关键词：中央空调温度控制PLC EM235 变频器PID控制Design of Variable frequency central airconditioning temperature control systembased on PLCAbstractIn order to ensure the comfort of the temperature and humidity environment, many hotels, large shopping malls, factories, office buildings, and even schools have been installed central air-conditioning system, to facilitate the management and energy conservation. But the traditional central air conditioning energy utilization is still relatively low, there are about 30% of the invalid energy consumption. The traditional central air-conditioning energy consumption, and efficiency is relatively low, regardless of the size of the load, motor and system are working under the state of full load, when users do not need such a big load, causing the waste of resources.The central air conditioning system by the air conditioning host, cooling water pump, cooling tower, chilled water pump, fan coil system, etc. Chilled water is through the air conditioning host, after a cool air conditioning refrigeration host, through the frozen pump into the rooms, and then through the coil system, and indoor air heat exchange, and then flow back to the air conditioning host, form a circle. Cooling and cooling water system are mainly for air conditioning host, under the effect of cooling pump, cooling water flowing through the air conditioning host, and take away the quantity of heat of air conditioning host, through the tower fan for cooling in cooling tower place again, and then flow back to the air conditioning host, form a circle. Chilled water, frozen water as heat carrier, constantly brought the indoor quantity of heat to outdoor.This paper studied the central air conditioning system is under the control of PLC, using the PT - 100 temperature transmitter collection and indoor temperature, by EM235 analog input/output module collected temperature readings can be converted to analog, the PID calculation, conveying the converted to frequency converter, frequency converter to drive the motor makes the corresponding rotational acceleration and deceleration, make indoor temperature changes, thus forming a closed loop control, realize the optimal control, low energy efficiency, guarantee the living and working environment of temperature and humidity at the same time, the biggest space to save energy, improve energy efficiency.Key words: Control of central air conditioning temperature; PLC; EM235; Frequency changer; PID control;目录1 引言 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.2 中央空调控制系统研究现状 (1)1.3 设计的任务和要求 (2)2 中央空调系统的构成及工作原理 (3)2.1 中央空调系统的工作原理 (3)2.2 中央空调系统的构成 (3)2.2.1 冷冻水循环系统 (3)2.2.2 冷却水循环系统 (3)2.2.3 空调主机 (4)2.2.4 风机盘管系统 (4)3 中央空调系统控制原理 (5)3.1 传统控制方式介绍 (5)3.2 中央空调的变频调速原理 (5)3.3 电机的软启动 (7)3.3.1 电机普通启动电流 (7)3.3.2 软启动设备介绍 (7)3.3.3 软启动的应用 (7)3.3.4 软启动的优点 (8)3.3.5 软启动器与变频器的区别 (8)3.4 中央空调的电机频率的PID控制 (9)3.4.1 PID控制原理 (9)3.4.2 PID参数整定的常规方法及手段 (10)3.4.3 温度控制回路 (11)4 中央空调系统硬件设计 (12)4.1 变频器介绍 (12)4.1.1 变频器原理 (12)4.1.2 变频器的选择 (12)4.1.3 施耐德ATV312系列变频器 (12)4.1.4 使用注意事项 (13)4.2 可编程逻辑控制器介绍 (13)4.2.1 可编程逻辑控制器 (13)4.2.2 PLC的工作原理 (14)4.2.3 西门子S7-200 PLC (14)4.2.4 模拟量输入输出模块 (14)4.3 PT100温度传感器 (15)4.4 三相异步电动机 (15)5 中央空调系统软件设计 (17)5.1 主程序设计 (17)5.2 程序设计 (18)5.2.1 PLC编程软件STEP7Micro (18)5.2.2 I/O点分配 (18)5.2.3 程序中存储器分配 (19)5.2.4 部分程序设计 (20)5.3 EB8000触摸屏编程软件 (25)5.4 仿真界面 (25)6 结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录一电气原理图 (32)附录二源程序 (34)1 引言1.1 课题研究的意义随着我国经济的飞速发展，大家的生活水平明显提高，生活条件也是越来越好。
(完整版)基于PLC的中央空调自动控制系统设计毕业设计
毕业论文（设计）基于PLC的中央空调自动控制系统设计The design of automatic control system of central air conditioning based on PLC学生姓名：邓英杰指导教师：刘雨合作指导教师：专业名称：轮机工程所在学院：航海与船舶工程学院二〇一五年六月目录摘要 (1)Abstract (2)第一章前言 (3)1.1 研究目的和意义 (3)1.2 国内外研究现状 (3)1.2.1 国外空调控制系统的发展 (3)1.2.2 国内空调控制系统的发展 (4)1.3 研究内容与方法 (4)第二章中央空调控制系统基本原理 (6)2.1 中央空调原理与结构 (6)2.1.1 空调制冷与制热原理 (6)2.1.2 中央空调结构介绍 (6)2.2 同步电动机工作原理 (7)2.3 变频器工作原理 (8)2.4 PID作用概述 (9)第三章控制系统硬件介绍 (10)3.1 PT100温度传感器和变送器 (10)3.2 西门子MM440变频器 (11)3.3 西门子S7-200系列PLC (11)3.3.1 S7-200系列PLC简介 (11)3.3.2 CPU226技术指标 (12)3.3.3 EM231模块及EM232模块技术指标 (12)第四章控制系统程序设计 (13)4.1 STEP7-MICROWIN软件介绍 (13)4.2 空调启动流程图 (13)4.3 送风量调节PID程序设计 (14)4.4 加热器顺序启停梯形图 (17)第五章监控系统画面的组态软件设计 (19)5.1 WinCC flexible2008简介 (19)5.2 画面及说明 (19)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录............................................................................................................................ . (26)摘要可编程逻辑控制器（PLC）作为一种新型的工业控制装置，因为其优越性被广泛应用于自动控制系统当中，正逐步取代由传统继电器、接触器所组成的控制系统。
基于PLC的中央空调温度控制系统的设计
科技探索基于PLC的中央空调温度控制系统的设计宋艳芳 熊百川（山东协和学院机电工程学院，山东 济南 250107）【摘要】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。
【关键词】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。
plc中央空调课程设计
plc中央空调课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理及其在中央空调系统中的应用。
2. 学生能够掌握中央空调系统的工作流程及主要部件功能。
3. 学生能够描述PLC编程在中央空调控制中的关键步骤和逻辑。
技能目标：1. 学生能够运用PLC编程软件进行基本的编程操作，实现对中央空调系统的模拟控制。
2. 学生能够通过组态软件监控并优化PLC控制的中央空调运行状态。
3. 学生能够分析并解决PLC在中央空调控制过程中可能出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化控制技术，特别是PLC技术的兴趣和认识，增强其职业规划的视野。
2. 通过团队协作完成项目任务，培养学生的合作意识与沟通能力。
3. 增强学生的环保意识，理解智能控制技术在节能减排中的重要作用。
课程性质分析：本课程属于应用技术型课程，强调理论与实践相结合，注重学生动手能力和问题解决能力的培养。
学生特点分析：考虑到学生所在年级，应掌握基本的电路原理和编程知识，具备一定的逻辑思维能力，对新鲜技术充满好奇心。
教学要求：1. 教学内容与实际应用紧密结合，确保学生能够将理论知识转化为实际操作技能。
2. 通过案例分析和项目式教学，激发学生的主动学习热情，提高学生的综合技术应用能力。
二、教学内容1. PLC基础知识：介绍PLC的组成结构、工作原理及特点，对应教材第二章。
- PLC的硬件结构- PLC的工作原理- PLC的编程语言及编程方法2. 中央空调系统概述：讲解中央空调系统的基本构成、工作流程及主要部件功能，对应教材第三章。
- 中央空调系统的基本构成- 系统工作流程- 主要部件的功能与作用3. PLC在中央空调控制中的应用：分析PLC在中央空调控制中的关键技术和实现方法，对应教材第四章。
- PLC控制系统的设计原则- PLC在中央空调控制中的应用案例- PLC控制程序编写与调试4. 实践操作：结合实际案例，进行PLC编程与中央空调控制系统的模拟操作，对应教材第五章。
基于PLC的中央空调温度器控制系统设计
摘要本温度控制器设计采用变频器、PLC、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，从而最大程度的解决能源浪费问题。
本设计通过采用基于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，使用MCGS工控组态软件，对系统进行理论分析。
通过分析该设计,验证了该设计的可靠性，可以解决中央空调温度控制器的能源浪费问题.关键词：中央空调温度控制器,PLC，PID,变频器ABSTRACTThis design is developed based on the combination of frequency converter，PLC, temperature sensor. It makes up a temperature difference closed—loop automatic control system and automatically adjust the output flow of pump to achieve energy saving。
The system adopts the Siemens S7—200 PLC as the main control unit, using the traditional PID to control algorithm, using Siemens MM440 inverter to control of pump speed, to guarantee system adjust load flow according to actual situation。
All of these will bring out constant temperature control, so as to solve the problem of energy waste to a great extent。
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1.绪论
随着生活水平的提高，人们对物质生活的要求也逐渐提高，空调系统在建筑家具中的应用也越来越广泛。
本着节能降耗的要求，对空调监控系统的需求也越来越大。
北京亚控科技产品组态王软件和PLC（Programmable Logic Controller）作为工业控制领域的优秀控制软件和控制器，在非工业领域如空调监控系统等中也起着重要作用。
本次空调监控系统就是采用组态王作为上位机监控软件和人机交互界面，PLC作为下位机和空调系统控制器，实现对空调系统的实时监控。
2.系统设计原理
空调监控系统主要利用PLC的控制功能，通过执行装载在PLC内部的预先设定的控制程序并执行上位机实时的命令语句，调节空调系统中的阀门开度、控制水泵启停、监控并采集空调系统中温度传感器、湿度传感器、压力传感器、水流开关等现场仪器仪表的数据，转换为组态王可用的数据格式传送给组态王软件。
组态王接收PLC采集的现场数据并实时的在组态画面中动态实时显示，此外，组态王可接收组态画面中的有操作人员输入的命令并下传给下位机PLC，实现对空调系统的调节控制。
2.1.空调系统原理
空调系统主要就是调节室内空气的冷、热、干、湿，并起净化空气的作用，使人们工作、生活在比较舒适的环境中。
空调系统主要由三部分组成：空气调节系统、制冷系统、供热系统。
2.1.1空气调节系统监控原理
A.新风机组监控原理
新风机组主要靠包括进口挡板、加热器、表冷器、过滤器、加湿器、送风机及各种传感器和执行机构等。
使得在夏季通过表冷器湿新风降温、除湿，冬季通过加热器、加湿器使空气加热、加湿。
新风机组监控的主要内容如下：
（1）监控送风温度。
由送风通道的温度传感器实测送风温度，信号送入控制器，与送风温度设定值进行比较，采取控制算法生成控制指令调节冷、热水供水阀门开度，用以调节热水（或冷水）流量，是送风温度控制在设定值范围内，保持室内温度恒定。
（2）送风湿度控制。
由送风通道的湿度传感器检测湿度信息送入处理器经运算后控制冷水阀或蒸汽阀开度，使被调环境的湿度保持恒定。
（3）过滤器堵塞监控与报警。
有过滤网两侧的空气压差开关监视过滤网的清洁度，当
两端压差超过设定值，说明过滤网堵塞，需及时清理或更换，系统报警。
（4）机组起停控制。
按预设程序定时启动、停止风机，使风机工作效率高，能耗最小。
（5）连锁保护控制。
送风机启动后，新风机电动风门打开；送风机停止后，新风电动封门关闭等。
B.空调机组全新风/排风监控系统原理
为了节约能源，净化室内空气并与消防系统联合排烟，空调机组全新风/排风系统增加了回风系统和排风系统，其监控功能如下：
(1)回风温度、湿度监控。
回风通道温度传感器和湿度传感器检测回风温湿度送入控制器执行相应算法后生成控制指令调节冷热水流量，是室内温度保持恒定。
(2)监控新风/回风比例。
监控新风温度和湿度及回风温度和湿度，按预先设定新风/回风比控制新风、回风风门开度。
其余部分原理与新风机组相同。
2.1.2制冷系统监控原理
制冷机组由冷凝器、压缩机、膨胀阀、蒸发器等装置组成。
压缩机将制冷剂压缩后送入冷凝器中，冷凝剂被冷却水冷却后变成液体，而释放的热量被冷却水带走，在冷却塔中由冷却风机将热量散发出去。
液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器，在蒸发器中蒸发，是冷冻水降温，供制冷源送空调使用。
图一压缩式制冷原理图
制冷系统监控的主要内容有：
（1）制冷机组的检测与控制
（2）冷却水系统的检测与控制
（3）冷冻水系统的检测与控制
（4）冷水机组的连锁控制。
制冷设备启停是按预先设置的程序实现的。
即首先冷却水、冷冻水系统先工作，冷水机组才启动。
启动顺序：冷却塔风机、电动阀→冷却水电动阀→冷却水泵→冷冻水电动阀→冷冻水泵→冷水机组。
停止顺序：冷水机组→冷冻水泵→冷冻水电动阀→冷却水泵→冷却电动阀→冷却塔风机、电动阀。
2.1.3供热系统原理
供热系统主要包括热水锅炉房、换热站及供热网。
供热锅炉房的监控对象可分为燃烧系统和水系统两部分。
由中央监控站根据实际供热状况控制锅炉及循环泵的开启台数。
2.2 PLC工作原理
此次空调监控系统采用西门子s7-200PLC。
2.2.1系统I/O点数确定
此次空调监控系统只涉及风系统和水系统，故I/O点只考虑风系统和水系统的制冷系统，不考虑供热系统。
具体数据如下表。
表一风系统I/O点数统计表
2.2.2PLC程序
A.冷水机组启停控制
表三变量说明表
B.风系统启停
2.3组态王工作原理
组态王与现场的I/O设备直接进行通讯。
如图3所示
图二组态王与设备通信
I/0设备的输入提供现场的信息,例如产品的位置、机器的转速、炉温等等。
I/O设备的输出通常用于对现场的控制,例如启动电动机、改变转速、控制阀门和指示灯等等。
有些I/O设备(例如PLC),其本身的程序完成对现场的控制,程序根据输入决定各输出的值。
输入输出的数值存放在I/O设备的寄存器中,寄存器通过其地址进行引用。
大多数I/O设备提供与其他设备或计算机进行通一讯的通讯端口或数据通道,组态王通过这些通讯通道读写I/0设备的寄存器,采集到的数据可用于进一步的监控。
不需要读写I/O设备的寄存器,组态王提供了一种数据定义方法,定义了I/O变量后,可直接使用变量名用于系统控制、操作显示、趋势分析、数据记录和报警显示。
2.3.1组态王与PLC连接
将PLC端口与PC机端口通过PPI通信线缆连接，在组态王设备定义里定义设备为PLC→西门子→S7-200系列→PPI。
如下图：
图三 组态王I/O 设备定义
2.3.2变量定义
分别定义设定温度为内存字符串，I/O 变量为I/O 离散、I/O 整形、I/O 字符串，如下图：
图四组态王变量定义
2.3.3构建组态画面
本次设计的空调监控系统主要包括对风系统和水系统中制冷系统的监控，故虚构建的组态画面由空调监控主画面、空调监控系统水系统和报警窗口组成。
各组态画面效果图如下：
图五空调监控系统主画面
图六空调监控系统水系统
图七报警窗口
2.3.4用户权限设置
在开发系统里可以对工程进行加密，打开工程时只有输入密码正确时才能进入该工程的开发系统。
对画面上的图形对象设置访问权限，同时给操作者分配访问优先级和安全区，运行时当操作者的优先级小于对象的访问优先级或不在对象的访问安全区内时，该对象为不可访问。
为保护系统安全，本系统设置了工程密码和系统管理员用户、登录密码，对重要参数设置了优先级和安全区，保障系统
运行安全。
3.设计成果
此次设计以空调为监控对象，实现了冷水机组自动模式、手动模式下的顺序启动和停止，在系统报警后能自动按顺序停止运行的各设备。
组态画面能实现预期的设计目的并提供了友好的人机画面。
3.1冷水机组启停
3.1.1启动时
自动模式：拨动启动开关至开启位置，冷却塔风机启动后，延时1s启动电动阀，再延时1s 启动冷却水电动阀……直至启动冷水机组。
手动模式：按启动顺序逐个启动设备。
3.1.2停止时
自动模式：拨动启动开关至关闭位置，冷水机组停止后，延时1s停止冷冻水泵，再延时1s 停止冷冻水电动阀……直至停止冷却塔风机。
手动模式：按停止顺序逐个停止设备。
3.2风系统启停
3.2.1启动时
自动模式：拨动启动开关至开启位置，在冷水机组冷却塔启动的同时，各通道风门阀开启，延时1s后，与冷水机组的冷却塔电动阀一起启动各通道风机。
手动模式：手动启动各通道风门阀后在启动各通道风机。
3.2.2停止时
自动模式：拨动启动开关至关闭位置，在冷水机组冷水机组停止的同时，各通道风机停止，延时1s后，与冷水机组的冷冻水泵一起停止各通道风门。
3.3组态画面监控显示
由于没有温度传感器、湿度传感器，故各温度、湿度显示为“”，如下图：
图八组态王组态画面运行情况。