中央空调温度控制系统

过程控制课程设计报告

——中央空调温度控制系统

一、课程设计目的

1、熟悉并掌握组态王软件的基本使用；

2、通过组态王软件的使用，进一步掌握了解过程控制理论基础知识；

3、培养自主查找资料、收索信息的能力；

4、培养实践动手能力与合作精神。

二、选题背景

随着计算机技术、信息技术、控制理论的快速发展，人们对生活质量和工作环境的要求也不断增长，智能建筑应运而生。中央空调是智能建筑的重要组成部分，中央空调的能耗占整个建筑能耗的50%~70％，因此中央空调系统的监控是楼宇自动化系统研究的重点。在民航业中，中央空调系统是航站楼最为重要的系统之一，其系统的性能直接影响到旅客的感受。

三、设计任务

由于中央空调系统非常复杂，本设计选取温度作为主要被控对象，使用组态王设计温度监控画面，能实现被控环境的温度设定并实时监控温度的变化趋势，控制器采用PID控制算法，可以在监控界面上对PID参数进行整定，实现稳态误差小于5%。

四、详细设计

1、监控界面说明

监控界面主要由三部分组成：系统组成部分、PID调节部分和显示部分，如图1所示。

系统组成部分位于画面左上侧，由被控环境、温度传感器、A/D模块、控制器、D/A模块、变频器、风机和管道组成。温度传感器检测被控环境的温度，经过A/D模块传送至控制器，与温度设定值比较，输出控制值，经D/A模块传送至变频器，控制风机的转速。值0-10对应管道流速，0为不流动，10为最快，运行时点击“系统运行”按钮，管道出现流动效果。

PID调节部分位于画面右侧，包括PID控件、环境温度设定显示按钮和PID参数输入按钮。利用系统PID控件置的PID实现温度的控制，点击相应的按钮可输入值。

显示部分位于画面左下侧和右上侧，包括实时温度曲线、历史温度曲线、报警窗口和实时报表。实时温度曲线显示温度的调节变化过程。

2、系统详细设计

2.1、启动浏览器，新建工程。

图1中央空调温度控制系统监控界面

2.2、系统共建立了四个画面：中央空调温度控制系统画面、实时数据报表画面、历史曲线画面和报警窗口画面。

2.3、变量定义：完成需要的变量定义。

2.4、效果设置

2.4.1、指示灯

设置一指示灯，红色为系统停止，绿色为系统启动。当环境温度低于或高于设定温度5度时指示灯闪烁，为绿色和蓝色闪烁。

闪烁条件：(\\本站点\设定温度+5<\\本站点\环境温度)||(\\本站点\设定温度-5>\\本站点\环境温度)

2.4.2、按钮设置

设置“系统运行”按钮，命令语言连接选“按下时”。

点击“按下时”，在命令语言对话框中写入如下命令。

同上，设置“系统退出”按钮，命令语言如下。

按上述操作设置“历史曲线”、“报警窗口”和“实时报表”按钮，命令语言如下。

实时数据报表画面、温度报警窗口和历史曲画面如下图所示。

2.4.3、PID控件设置

双击PID控件，在属性中添加关联变量，如下图所示。

五、调试运行

运行系统，环境温度设定为25°C，设定PID参数为Kc=3，Ti=8，Td=1，响应较快，调节时间短，稳态误差小于5%，实时温度调节曲线如下图所示。

在上述PID参数下，系统第一次温度设定为25°C，第二次为35°C，第三次为10°C，响应曲线如下图。

六、设计总结

在这次设计中，收获颇多。首先，对组态王设计软件有了较为深入的了解，熟悉了基本的操作，能够进行一些简单的设计；其次，对控制系统的组成和反馈设计理解更深入，能够根据系统需要进行设计和调试；最后，通过实际的课程设计，培养了搜集资料和克服困难的能力。