58空调网 - 中央空调自动控制系统
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6. 参考文献
[1] 苏玮.楼宇自动化工程技术训练[M].山东大学出版社, 苏玮.楼宇自动化工程技术训练[M].山东大学出版社, 2007(8):32-36. 2007(8):32-36. [2] 刘显成.智能建筑的发展与展望[J].武汉建设,2007(4). 刘显成.智能建筑的发展与展望[J].武汉建设,2007(4). [3] 黄翔.空调工程[M].机械工业出版社,2006(5):11-13. 黄翔.空调工程[M].机械工业出版社,2006(5):11-13. [4] 鲁劲松.中央空调自控系统的设计与研究,河北工业大学硕 鲁劲松.中央空调自控系统的设计与研究, 士论文,2007. 士论文,2007. [5] 曲丽萍.楼宇自动化系统[M]. 中国电力出版社,2004. 曲丽萍.楼宇自动化系统[M]. 中国电力出版社,2004. [6] 沈晔. 楼宇自动化技术与工程[M]. 机械工业出版社,2009. 沈晔. 楼宇自动化技术与工程[M]. 机械工业出版社,2009. [7] 程大章. 智能建筑楼宇自控系统[M]. 中国建筑工业出版社, 程大章. 智能建筑楼宇自控系统[M]. 2005. [8] 殷际英. 楼宇设备自动化技术[M]. 化学工业出版,2004. 殷际英. 楼宇设备自动化技术[M]. 化学工业出版,2004.
训练的主要内容 (1)中央空调系统的组成与基本原理、系统接线 )中央空调系统的组成与基本原理、系统接线 认识系统的基本构成,对各种传感器的位置分布及其 认识系统的基本构成,对各种传感器的位置分布及其 功能有脚深刻的认识,了解系统的基本工作原理及 基本控制方法。 基本控制方法。 根据电气接线图,连接系统的电气连线。 (2)中央空调系统的手动控制 )中央空调系统的手动控制 对中央空调系统进行手动控制,观察各部件的工作 情况。
5. 思考题
(1)新风口温度、表冷器室出口温度、模拟 房间温度、出风口温度之间的大小关系? (2)若变频器的频率设置太小,会有什么现 象? (3)压差开关的工作原理? (4)系统的PID参数如何设定? )系统的PID参数如何设定? (5)变频器的频率范围如何设定? (6)讨论中央空调节能有哪些措施?
中央空调自动控制系 统
1. 项目概况
(1)智能建筑是现代高科技技术的产物,它是结合了 现代建筑技术与信息技术,是信息社会发展的需要 和未来建筑发展的方向。 它主要由三大系统组成: 楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通 楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通 信自动化系统(CAS),即目前流行的3A建筑的说法。 信自动化系统(CAS),即目前流行的3A建筑的说法。 (2)中央空调控制系统是楼宇自动化系统中最重要的 组成部分之一。 (3)中央空调系统是一个复杂的多输入、多输出的多 变量系统,有温度、湿度等多个参数。 变量系统,有温度、湿度等多个参数。
2. 基本理论 中央空调控制系统的一般要求 (1)被控区域温度的控制 以达到工艺或舒适 性要求; (2)被控区域湿度的控制 以达到工艺或舒适 性要求; (3)被控区域新风量的控制 以达到工艺或人 体健康要求; (4)对冷热水的水阀开度大小的控制以及送 风量的控制 使系统的能耗最低。
中央空调系统的基本组成 一般全空气空调系统,都包括水系统和风 一般全空气空调系统,都包括水系统和风 系统两个部分,其中水系统一般包括冷水机 系统两个部分,其中水系统一般包括冷水机 组、冷却水系统和冷冻水系统等;而风系统 组、冷却水系统和冷冻水系统等;而风系统 一般又包括送、回、排风系统三个部分。 一般又包括送、回、排风系统三个部分。 控制量 恒温恒湿中央空调控制系统是一个多输入、 多输出的大滞后控制系统,一般系统的被控 多输出的大滞后控制系统,一般系统的被控 参数可设定为两个:室内温度和湿度。 参数可设定为两个:室内温度和湿度。
训练目的 工程实训的主要目的是:( 工程实训的主要目的是:(1)了解中央空调自 动控制系统的组成、工作原理;(2)了解各 动控制系统的组成、工作原理;(2 类传感器的基本原理;(3)掌握S7类传感器的基本原理;(3)掌握S7-200 PLC 与三菱S500变频器的使用方法及编程方法。 与三菱S500变频器的使用方法及编程方法。 (4)了解力控组态软件的基本使用方法。能 独立完成系统的外围电路的接线;(5 独立完成系统的外围电路的接线;(5)培养 故障排除能力及阅读工程图纸的能力,为工 程实际及以后工作打下良好基础。
(3)中央空调系统的数据采集与动态控制 )中央空调系统的数据采集与动态控制 中央空调系统的数据采集与管理; 中央空调的自动控制; 监测冷水机组的运行状态、故障报警及手/ 监测冷水机组的运行状态、故障报警及手/自动状态;冷冻 水进水水温、出水水温的数值(由液晶显示表显示)。 控制新风机的启停,监测其运行状态、手/ 控制新风机的启停,监测其运行状态、手/自动状态和故障 报警,风机风流监视; 控制送风机的启停,监测其运行状态、手/ 控制送风机的启停,监测其运行状态、手/自动状态和故障 报警,风机风流监视; 监测送/ 监测送/回风机的运行压差状态,当其两侧压差低于设定值 时,故障报警并停机; 监测回风温、湿度; 监测过滤器前后压差,到设定范围后通知清洗过滤器,以防 堵塞; 根据回风湿度与设定湿度,调节电磁加湿阀开度,保持送风 湿度为设定值,精度为±10%RH; 湿度为设定值,精度为±10%RH;
(7)各风门的动作直接由SB1~SB6按钮来控制,其中开大或减 )各风门的动作直接由SB1~SB6按钮来控制,其中开大或减 小只能动作一个,不能同时开,按下SB7按钮后,需过二分 小只能动作一个,不能同时开,按下SB7按钮后,需过二分 钟后,压缩机才会启动,这只是为了防止压缩机频繁启动, 从而带设置对压缩机的保护。 (8)自动状态,先按下SB8按钮,此时进入自动控制状态,所 )自动状态,先按下SB8按钮,此时进入自动控制状态,所 有风阀都将关闭,在房间设置温度,设定完成后,点击启动 按钮将会变灰色,系统开始运行,点击查看曲线,并可以对 PID参数进行修改。 PID参数进行修改。 (9)压差开关动作条件:当新风过滤网变脏时,就会触动压 差开关报警,(可以用纸来模拟过滤脏堵),压差开关动作, 报警器启动,但制冷系统不会停机。 (10)手动状态下参数设定来控制开通,从0到90度的开启需11 10)手动状态下参数设定来控制开通,从0 90度的开启需11 秒,同样关闭也要同样的时间。 (11)学习设置变频率的频率值的方法。 11)学习设置变频率的频率值的方法。
教学目的: (1)中央空调自动控制系统是多输入、多输出 多输入、 多输入 多输出系统,作为工程项目之一可以很 好地培养学生对综合负载控制系统的基本技能。 变频器控制中央空调系统的温度与湿度的方法。 (2)培养学生掌握采用PLC+变频器 变频器 (3)掌握S7-200 PLC与三菱变频器的使用及控制方法。 (4)掌握S7-200 PLC的编程软件STEP7 V4.0 SP3及力控组态软件V6.0的使用 方法。 (5)掌握中央空调系统的PID调节方法。 重点与难点: 重点: (1)系统的电气接线 (2)STEP7 V4.0 SP3及力控组态软件V6.0的使用方法。 (3)系统的联调 难点: (1)控制参数的整定。 (2)故障分析与故障排除。
注意事项 (1)请勿带电插拔PLC通讯电缆 )请勿带电插拔PLC通讯电缆 (2)请勿操作控制屏内侧线路 (3)由于设置了对压缩机的保护,因此压缩不会频繁启动。 (4)软件操作时,必须先连接好通讯电缆,并插上加密狗。 (5)在手动切换到自动或自动切换到手动状态时,都应先将 参数设为0 参数设为0,并等系统全部停止后方可以切换操作,如果出 现控制不对或程序跑乱,只用关闭PLC主机电源,重新启动 现控制不对或程序跑乱,只用关闭PLC主机电源,重新启动 PLC 即可。 (6)面板接线时,一定要注,AC220V的接线,只有接3L和 )面板接线时,一定要注,AC220V的接线,只有接3L和 Q0.7位,不可接到其他任何地方,否则会烧坏设备器件。接 Q0.7位,不可接到其他任何地方,否则会烧坏设备器件。接 完线要请老师确认之后方可启动。
湿度的控制方法与温度控制相类似。
装置组成
温湿度传感器 模拟房间
风门 过滤网
表冷器室 送风机
电气操作面板 压缩机 压 缩 机 水泵 压力控制器及压力表 干式蒸发器
系统电气接线图
COM7-COM8外部连 连
软件部分 (1)安装软件 (2)设置PC-PPI通讯 )设置PC-PPI通讯 (3)打开工程文件“THBCKZ-2.mwp”。 )打开工程文件“THBCKZ-2.mwp” (4)下载程序至PLC )下载程序至PLC (5)插好加密狗,打开力控组态软件6.0。 )插好加密狗,打开力控组态软件6.0。 (6)按说明书与软件要求控制系统动作。 (7)查看曲线,PID控制曲线只有在控制方式处于自 )查看曲线,PID控制曲线只有在控制方式处于自 动控制的况态下才能设置右边的参数( 动控制的况态下才能设置右边的参数(回路增益、积 分时间、微分时间) 分时间、微分时间)。
恒温恒湿中央空调系统图
3wk.baidu.com 装置原理
基本原理 现代空调控制系统一般由传感器、控制器、执 现代空调控制系统一般由传感器、控制器、执 行器和被控对象等几个环节组成的单回路闭 行器和被控对象等几个环节组成的单回路闭 环典型室温控制系统原理框图如图11.2所示。 环典型室温控制系统原理框图如图11.2所示。
训练的主要步骤: 训练的主要步骤: (1)了解中央空调系统的硬件组成部分,熟悉传感器的位 置与作用。 (2)了解系统的软件组成部分,掌握基本操作方法。 (3)熟悉系统的基本控制原理 (4)检查水箱中是否有水,按实验接线图,接好导线,再 将配套的PLC程序下载到PLC中,让系统工作在运行状态。 将配套的PLC程序下载到PLC中,让系统工作在运行状态。 (5)双击桌面“自控系统工程”进入组态监控界面,界面 )双击桌面“自控系统工程” 上显示对应的温度和湿度的实测值。 (6)在默认的情况下,系统是处于手动状态,如果切换到 自动状态下,可以按下SB8按钮,此时在软件的左下方会 自动状态下,可以按下SB8按钮,此时在软件的左下方会 提示当前处于的控制方式,如果是出于手动状态时,在 界面右边中间的地方会出现输入送风机的转速值,以及 变频器的频率值,对应的送风机会开始运转,循环水系 统也开始流动,水流开关动作,如果不动作请检查变频 器的频率值是否太小或线路连接是否正常。
空调系统的工况 按室外季节变化情况,基本上可以分成两个运 行工况:夏季工况和冬季工况。 行工况:夏季工况和冬季工况。 中央空调的恒温恒湿控制 当被调房间温度与湿度受内部热源干扰或室外 温湿度变化而发生波动时,首先由温度与湿 度传感器把信号送给控制器,控制器与设定 值进行比较后发出指令给执行器,执行器动 作后,不断调整温湿度符合要求。
4. 训练内容
项目特点
中央空调自动控制系统是采用计算机控制的一个多输 多输出量的集散控制系统, 入、多输出量的集散控制系统,电气硬件部分采用 S7-200与三菱S500变频器为核心控制中央空调的风 S7-200与三菱 与三菱S500变频器为核心控制中央空调的风 系统与水系统;软件部分采用STEP_7系统与水系统;软件部分采用STEP_7MicroWIN_V4_SP3进行软件编程 力控6.0进行组 MicroWIN_V4_SP3进行软件编程,力控6.0进行组 进行软件编程, 完成系统的参数采集与动态显示, 态,完成系统的参数采集与动态显示,对系统进行 实时控制。
(4)中央空调系统的PID控制 )中央空调系统的PID控制 通过计算供回水之间的压差,将压差与设定值进行比较,用 PI 方式调节电动阀, 使压差保持在设定的范围内; PID控制算法的整定; PID控制算法的整定; 趋势图与历史曲线的显示; (5)STEP_7-MicroWIN_V4_SP3编程与力控组态软件组态。 STEP_7-MicroWIN_V4_SP3编程与力控组态软件组态。 编写PLC编制时间程序自动控制风机启停(但注意不要覆盖 编写PLC编制时间程序自动控制风机启停(但注意不要覆盖 原有程序); 力控组态软件的使用及组态程序的修改与编程(但注意不要 覆盖原有程序); (6)故障模拟与故障排除 用纸堵住压差开关的一侧,模拟压差开关的故障,观察压差 开关的报警情况。 若在实验过程中出现故障,要求能根据故障现象,及时发现 并排除故障。