PLC中央空调控制系统设计
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。
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的中央空调系统节能及高效应用设计
基于PLC的中央空调系统节能及高效应用设计随着我国经济的发展，城市中智能建筑大量增加，这些建筑大都采用中央空调提供舒适的办公或居住环境。
但是中央空调能耗高的问题也在制约着中央空调的发展，因此节能、高效是中央空调系统的重要课题。
下面以某写字楼的中央空调系统的设计为对象，介绍该系统在节能、高效应用方面的设计。
1系统组成1.1中央空调系统的组成中央空调系统主要由冷热源、冷冻水系统、冷却水系统、冷却塔和空调末端等组成。
与一般中央空调系统不同的地方是该系统的冷源是靠水冷机组提供的，热源是使用市政蒸汽通过热板换进行热量交换增加循环水水温来实现的。
采用两台130KW的压缩式冷水机组提供冷源，用于制冷；采用两套热板换进行热交换增加循环水水温，用于制热。
这种冷热源的配置方式达到了较好的节能效果。
空调末端采用的是新风空调机组和风机盘管两种类型，新风机组主要用于保证室内新鲜空气的质量，控制送风温湿度；风机盘管通过热交换为室内提供冷量和热量。
1.2控制系统的组成目前，中央空调的控制方法主要有：继电器控制、可编程逻辑控制（PLC控制）、直接数字控制器（DDC控制），更先进的则是采用建筑设备自动化系统（BAS）对中央空调等建筑设备进行监控和系统集成。
继电器控制系统由于故障率高、系统复杂、功耗高等缺点已逐渐被淘汰。
传统的中央空调控制方法是采用DDC控制方式，将各个温度、湿度检测点和控制点连接到多台DDC上，进行多点监控。
但是由于现代智能建筑楼层较多，多组中央空调设备位于不同楼层，温湿度检测点分布于各个房间，采用DDC方式进行控制有着线路复杂、施工不便、资源浪费、系统的实时性和可靠性不高等缺点。
PLC控制集成度低于DDC，可以自由编写，价格低，且运行可靠，抗干扰能力强，使用与维护均很方便，这些优点使其得到广泛的应用。
中央空调系统的现场设备有一台西门子的S7-200CPU226PLC作为主控制器；两个EM223数字量输入输出模块，分别为32DI/32DO和8DI/8DO；一个EM2318AI模拟量输入模块；一个EM2324AQ模拟量输出模块；一个EM321RTD热电阻输入模块，提供两路模拟量输入；一个MP277触摸屏最为上位机。
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。
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本文提出了一种新型的集中式中储冷式集中空调的方案。
在此基础上，选择了西门子S7-1200PLC为核心，采用变频调速技术和温敏元件为核心，设计了一套系统的软件系统。
在中央空调机的制冷水泵及制冷水泵的末端均装有一个温敏元件，用于测量水泵的入口及出口水质。
如果冷水和回水的水温超过37°，则会自动报警，并在冷水的水温超过25°时报警。
通过调节制冷泵、制冷泵、盘管风机、冷却塔扇等风机的工作转速，使制冷过程中的水温保持稳定。
关键词：温敏原件PLC 自动报警温度传感器1.研究背景与意义当前，随着国际上的能量短缺，如何节省能量，自然地就成了一个举世瞩目的焦点。
从总体上来分析，我们国家因为不理性地发展和粗放的使用，导致财富快速下降，并且几乎耗尽，因此，节约能源已是迫切需要解决的问题。
伴随着时代的发展，以及城镇化进程的加快，人民群众对于居住的条件的需求也在日益提高，因此，在大规模公众建筑物中，中央空调系统得到了广泛地使用。
这样在保证了建筑质量，提高了室内的居住质量的同时，也带来了大量的电力消费。
在欧洲先进地区，集中式空调所消耗的能源已约为60%-70%，而在中国，集中式空调所消耗的能源也已接近50%-60%。
目前，大部分的国家都已开始制订节能方案，将建筑能否节能作为评价建筑是否达标的一个重要的内容，也是检验其品质的一个指标，因此，大力开发新能源，并对高科技节能控制技术的合理使用，是节约能量，降低空调能耗的最主要方法，这对于节约能量，保持良好的生态环境，促进自然资源的可持续发展，促进经济增长具有十分重大的作用2控制器件和控制原理根据各部分的功能和所在的环境条件，将其分为主、副两类，即主、副两类。
通常由制冷泵，冷却泵，线圈风扇和冷却塔风扇构成。
它能按照具体的要求和工作条件，形成各种形态的体系。
水蓄冷型的中央空调由：制冷机组、蓄冷槽、供冷水泵、蓄冷水泵、板式换热器、冷冻水泵、冷却塔和冷却水泵等构成。
用PLC技术改造中央空调控制系统
用PLC技术改造中央空调控制系统一、中央空调系统控制要求中央空调系统的启动／停止均设有自动、手动两种方式。
自动方式用于联锁集中控制，手动用于调试或检修。
各台设备按工艺要求启动的顺序为：冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、制冷压缩机，采用每台设备启动后经15s左右延时，再启动下一台设备；停止的顺序为启动的逆序：制冷压缩机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔。
有必要的电气保护和联锁。
此外，中央空调系统设有压力保护和水流保护装置。
中央空调机组运行过程中，当压缩机吸气压力过低或压缩机排气压力过高时，压力保护继电器动作，并停止中央空调机组运行；当冷却水或冷冻水不流动时，相应的水流保护继电器动作，压缩机不能启动。
二、原中央空调电气控制原理1.主电路主电路如图1所示，有4台电动机，分别是冷却水塔风机TM、冷却水泵电机PM1、冷冻水泵电机PM2、压缩机电机CM；电源由总开关QS引入，熔断器FU1为整个电气线路的短路保护。
热继电器FR1、FR2、FR3、FR4分别为TM、PM1、PM2、CM的过载保护。
交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4分别控制TM、PM1、PM2、CM与电源的通、断。
2.控制电路控制电路如图2所示。
启动控制过程(合上电源隔离开关QS)：（1）按下启动按钮SB1，KM1三对主触头闭合（此时，时间继电器KT1获电，计时开始），冷却塔电动机TM启动；（2）通过时间继电器KT1延时后，其延时闭合的常闭触头闭合，KM2三对主触头闭合（此时，时间继电器KT2获电，计时开始），冷却水泵电动机PM1启动；（3）再通过时间继电器KT2延时后，其延时闭合的常闭触头闭合，KM3三对主触头闭合（此时，时间继电器KT3获电，计时开始），冷冻水泵电动机PM3启动；。
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。
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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。
参考文献. (37)附录C (37)- III -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- 1 -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- 2 -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。