中央空调自控系统设计

中央空调自控系统设计

第一章中央空调的构成和工作原理

1.1 中央空调的组成

中央空调系统的组成主要由空调负荷，制冷机组，冷水泵，冷却水泵，冷

却塔和水管道连接而成。从大的方面来看主要有两大系统：一个是冷水系统，一个是冷却水系统。

冷水系统的动力源是冷水泵，12°C的水在冷水泵的作用下进入制冷机组，在制冷机里放热后变成7°C的水，7°C的水进入空调负荷吸热后又变成12°C 的水，重新进入制冷机组。这样形成一个密闭的冷水循环系统。

冷却水系统的动力源是冷却水泵，冷却水泵把来自于冷却塔的32°C的冷却水泵入制冷却机组，冷却水在制冷机组中吸热后变成38°C的水，此水在冷却泵的作用下重新进入制冷机组，这样反复的运行形成冷却水系统。与本项目控制有关的设备为：冷却泵，冷却水泵，制冷机组，冷却塔。

与本项目控制有关的设备为：冷却泵，冷却水泵，制冷机组，冷却塔。

1.2 系统特点

在该系统中，冷冻泵、冷却泵、水塔风扇变频器采用开环控制，由维护人员根据季节不同和负荷的变化进行调节；风机采用温度闭环控制，可根据温度传感器的反馈值，调节风机的转速，从而使被控环境温度基本保持恒定。

TD2000变频器还提供了RS232/RS485串行接口，以便与中央控制室的微机联网，实现集中监控，使维护人员及时了解各变频器的工作状态。冷冻机组是中央空调的“制冷源”，通往各个房间的循环水由冷冻机组进行“内部热交换”，降温为“冷冻水”，冷却水塔用于为冷冻机组提供“冷却水”

“外部热交换”系统由两个循环水系统组成：1)冷冻水循环系统 2)冷却水循环系统。

1.3中央空调的工作原理

1.3.1冷(热)水机组的基本工作过程

室外的制冷机组对冷(热)媒水进行制冷降温(或加热升温)，然后由水泵将降温后的冷媒(热)水输送到安装在室内的风机盘管机组中，由风机盘管机组采

取就地回风的方式与室内空气进行热交换实现对室内空气处理的目的。

1.3.2风管(道)式机组的基本工作过程

供冷时，室外的制冷机组吸收来自室内机组的制冷剂蒸气经压缩、冷凝后

向各室内机组输送液体制冷剂。供热时，室外的制冷机组吸收来自冷凝器的制冷剂蒸气经压缩后向各室内机组输送汽体制冷剂，室内机组通过布置在天花板上的回风口将空气吸入，进行热交换后送入安装在室内各房间天花板中的风管(道)内，并通过出风口上的散流器向室内各房间输送空气。在风管(道)上设计

有新风门和排风门，可以按一定比例置换空气，以保证室内空气的质量。

1.3.3 变频器拖多机组的基本工作过程

供冷时，室外的制冷机组吸收来自室内机组的制冷剂蒸气经压缩、冷凝后向各室内机组输送液体制冷剂。供热时，室外的制冷机组吸收来自冷凝器的制冷剂蒸气经压缩后向各室内机组输送汽体制冷剂。各室内机组通过暗装的方式布置在天花板上。通过其回风口将空气吸入，进行热交换后送入，再从送风口将处理后的空气采取就地回风的方式送回室内。

机组在能量调节方式上由微电脑控制，室外机组的变频式压缩机根据室内冷热负荷的变化，自动调节压缩机的工作状态，以满足室内冷热负荷的要求。

第二章中央空调变频调节系统的基本考虑

2.1中央空调变频调速系统的控制依据

中央空调系统的外部热交换两个循环系统来完成。循环水系统的回水与进（出）水温度之差，反映了需要进行热交换的热量。因此，根据回水与进水（出）水温度之差来控制循环水的流动速度，从而控制了进行热交换的速度，是比较合理的控制方法。

2.2冷冻水循环系统的控制

由于冷冻水的回水温度是冷冻机组“冷冻”的结果，常常是比较稳定的。因此，单是回水温度的高低就足以反映房间内的温度。所以，冷冻泵的变频调速系统，可以简单地根据回水温度进行如下控制：回水温度高，说明房间温度高，应该提高冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度；反之，回水温度低，说明房间温度低，可降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度，以节约能源。简言之，对于冷冻水循环系统，控制依据是回水温度，即通过变频调速，实现水的恒温度控制。

2.3冷却水循环系统的控制

由于冷却塔的水温是随环境温度而变的其单侧水温度不能准确地反映冷冻机组内产生热量的多少。所以，对于冷却泵，以进水和回水间的温差作为控制依据，对实现进水和回水的恒温差控制是比较合理的。温差大，说明冷冻机组产生的热量大，应提高冷却泵的转速，增大冷却水的循环速度；温差小，说明冷冻机组产生的热量小，可以降低冷却泵的转速，减缓冷却水的循环速度，以节约能源。

第三章 PLC简介和硬件软件程序计

3.1 PLC简介

3.1.1 PLC的结构及基本配置

一般讲，PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的，对箱体式PLC，有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块等。对模块式PLC，有CPU 模块、I/O模块、内存、模块、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。

1) CPU的构成

PLC中的CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU，与通用计算机一样，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，还有外围芯片、总线接口及有关电路。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。

2) I/O模块

PLC的对外功能，主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的，按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O 电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。

3) PLC 的外部设备

外部设备是PLC系统不可分割的一部分，它有三大类

a)编程设备：有简易编程器和智能图形编程器，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况。编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，但它不直接参与现场控制运行。

b)监控设备：有数据监视器和图形监视器。直接监视数据或通过画面监视数据。

c)存储设备：有存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器，用于永久性地

存储用户数据，使用户程序不丢失，如EPROM、EEPROM写入器等。

3.1.2 编程器件

下面我们着重介绍三菱公司的FX2N系列产品的一些编程元件及其功能。