基于PLC的中央空調(diào)控制系統(tǒng)設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

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購買設計文檔后加 費 領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 畢 業(yè) 設 計（論 文） 設計題目： 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導老師： 起訖日期 年 月 日 ～ 年 月 日 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 1 摘 要 中央空調(diào)系統(tǒng)已廣泛應用于工業(yè)與民用領域，在賓館、酒店、寫字樓、商場、住院部大樓、工業(yè)廠房中的中央空調(diào)系統(tǒng)，其制冷壓縮機組、冷凍循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻塔風機系統(tǒng)等的容量大多是按照建筑物最大制冷、制熱負荷選定的，且再留有充足余量。在沒有使 用具備負載隨動調(diào)節(jié)特性的控制系統(tǒng)中，無論季節(jié)、晝夜和用戶負荷的怎樣變化，各電機都長期固定在工頻狀態(tài)下全速運行，能量的浪費是顯而易見的。近年來由于電價的不斷上漲，造成中央空調(diào)系統(tǒng)運行費用急劇上升，致使它在整個大廈營運成本費用中占據(jù)越來越大的比例，加之目前各生產(chǎn)、服務業(yè)競爭激烈，多數(shù)企業(yè)利潤空間不夠理想。因此電能費用的控制顯然已經(jīng)成為經(jīng)營管理者所關注的問題所在。隨著負荷變化而自動調(diào)節(jié)變化的變流量變頻空調(diào)水系統(tǒng)和自適應智能負荷調(diào)節(jié)的壓縮機系統(tǒng)應運而生，并逐漸顯示其巨大的優(yōu)越性，而且得到越來越多的被廣泛推廣與應用。 隨著 術和變頻器的發(fā)展，采用變頻調(diào)速技術不僅能使空調(diào)系統(tǒng)發(fā)揮更加理想的工作狀態(tài)，還能節(jié)省不必要的電能和水資源的浪費。 本文 采用 三菱 制系統(tǒng) 設計 中央空調(diào)的 控制系統(tǒng)， 因為 采用 制系統(tǒng)對中央空調(diào)的操控很 簡單，抗干擾能力強，輸入和輸出接口，運行速度快，穩(wěn)定可靠，維護和維修方便，此外，該 中央空調(diào)控制系統(tǒng) 具有高可靠性，低功耗，長壽命，良好的環(huán)境適應性，適用于 中央空調(diào) 的開發(fā)，以及 中央空調(diào) 利潤也很高，從而使 機可 以 得到更好的發(fā)展， 因此，本次的基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計在某種程度上面來說 具有 重大的經(jīng)濟和社會意義 。 關鍵詞： 中央空調(diào) 資源 意義 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 2 of of is a to do to a to or It in to in to in of is to is a It is as an to as lc of we by lc,蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 3 目 錄 摘 要 ...................................... 錯誤 !未定義書簽。 目 錄 ....................................................... 3 1 緒 論 .................................................... 4 央空調(diào)系統(tǒng)簡介 ......................................................................................................用 制系統(tǒng)的優(yōu)點 ........................................................................................ 制系統(tǒng) 簡介 ............................................ 6 介 ........................................................... 7 控制過程 ..................................................... 7 頻器的控制方式及分類 ............................................. 9 頻器的選型 ...................................................... 10 頻器簡介 .................................................... 10 3 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)硬件的設計 ..............................................電路的控制設計 .................................................. 11 頻器的控制方式 .................................................. 11 器件的選型 ...................................................... 12 !未定義書簽。 致 謝 ...............................................................................................................考文獻 ............................................................................................................蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 4 1 緒 論 我國是一個人均能源相對貧乏的國家，人均能源占有量不足世界水平的一半，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國已成為世界第二耗能大國，但能源使用效率普通偏低 , 造成電能浪費現(xiàn)象十分嚴重。盡管我國電網(wǎng)總裝機容量和發(fā)電量快速擴容，但仍趕不上用電量增加的速度，供電形勢嚴峻 , 節(jié)能節(jié)電已迫在眉睫。 中央空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代大型建筑物不可缺少的配套設施之一，電能的消耗非常大，約占建筑物總電能消耗的 50%。由于中央空調(diào)系統(tǒng)都是按最大負載并增加一定余量設計，而實際上在一年中，滿負載下運行最多只有 十多天，甚至十多個小時，幾乎絕大部分時間負載都在 70%以下運行。通常中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍主機的負荷能隨季節(jié)氣溫變化自動調(diào)節(jié)負載，而與冷凍主機相匹配的冷凍泵、冷卻泵卻不能自動調(diào)節(jié)負載，幾乎長期在 100%負載下運行，造成了能量的極大浪費，也惡化了中央空調(diào)的運行環(huán)境和運行質(zhì)量。 隨著變頻技術的日益成熟，利用變頻器、 模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機結(jié)合，構成溫差閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，達到節(jié)能目的提供了可靠的技術條件。 央空調(diào)系統(tǒng)簡介 中央空調(diào)系統(tǒng)的工作過 程是一個不斷進行能量轉(zhuǎn)換以及熱交換的過程。其理想運行狀態(tài)是：在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)中 ,在冷凍泵的作用下冷凍水流經(jīng)冷凍主機，在蒸發(fā)器進行熱交換，被吸熱降溫后（ 7。 C）被送到終端盤管風機或空調(diào)風機，經(jīng)表冷器吸收空調(diào)室內(nèi)空氣的熱量升溫后（ 12。 C），再由冷凍泵送到主機蒸發(fā)器形成閉合循環(huán)。在冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中 ,在冷卻泵的作用下冷卻水流經(jīng)冷凍機，在冷凝器吸熱升溫后（ 37。 C）被送到冷卻塔，經(jīng)風扇散熱后（ 32。 C）再由冷卻泵送到主機，形成循環(huán)。在這個過程里，冷凍水、冷卻水作為能量傳遞的載體，在冷凍泵、冷卻泵得到動能不停地循環(huán)在 各自的管道系統(tǒng)里，不斷地將室內(nèi)的熱量經(jīng)冷凍機的作用，由冷卻塔排出。如圖一所示。 在中央空調(diào)系統(tǒng)設計中，冷凍泵、冷卻泵的裝機容量是取系統(tǒng)最大負荷再增加 10%— 20%余量作為設計安全系數(shù)。據(jù)統(tǒng)計，在傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷凍水、冷卻水循環(huán)用電約占系統(tǒng)用電的 12%— 24%，而在冷凍主機低負荷運行時，冷卻水、冷凍水循環(huán)用電就達 30%江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 5 — 40%。因此，實施對冷凍水和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的能量自動控制是中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造及自動控制的重要組成部分。其具體系統(tǒng)結(jié)構圖如下圖所示： 用 制系統(tǒng)的優(yōu)點 與傳統(tǒng) 中央 空調(diào)控制系統(tǒng) 相比， 央空調(diào) 控制系統(tǒng)的優(yōu)點突出體現(xiàn)在有以下幾個方面： （ 1） 可靠性高，抗干擾能力強 于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。 （ 2） 配套齊全，功能完善，適用性強 展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。 (3)易學易用，深受工程技術人員歡迎 為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。 它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 6 2 制系統(tǒng) 簡介 介 可編程控制器（ 是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國際電工委員會頒布的 準草案中對 了如下定義 ;文全稱 文全稱為可編程邏輯控制器，定義是：一種 數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 可編程邏輯控制電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語言，在半導體方面有很重要的應用，可以說有半導體的地方就有 發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條 件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù) 據(jù)采集。在傳統(tǒng)上，這些 功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。 基本 最廣泛的用于開關量的邏輯控制，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制， 順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機，印刷機，訂書機，智能窗簾，磨床，包裝等。目前， 國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵，石油，化工，電力，建材，機械制造，汽車，輕紡，交通運輸，環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用廣泛。 隨著應用領域的日益擴大， 術及其產(chǎn)品仍在繼續(xù)發(fā)展，主要朝著以下的方面發(fā)展。 控制過程 可編程控制器執(zhí)行程序的過程有三個 階段。 (1) 輸入采樣階段 過掃描把輸入端口的輸入狀態(tài)按順序保存在輸入映像寄存器中，然后控制器對采集的信息進行處理，因為輸入信號存在輸入映像寄存器中，即使程序在執(zhí)行過程中輸入狀態(tài)發(fā)生了變化，對程序的執(zhí)行和處理也無任何影響。當一次掃描結(jié)束，映像寄存器被刷新，輸入端信號才再次被采集進江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 7 入輸入映像寄存器中，進行程序執(zhí)行。再次掃面刷新，再次執(zhí)行處理。 (2) 程序執(zhí)行階段 形圖程序掃描遵循從左到右，從上到下的步驟順序執(zhí)行。所謂用戶程序的執(zhí)行，并非是系統(tǒng)將 工作交由用戶程序管理， 序中的指令。輸入端每次采集數(shù)據(jù)都會寄存在輸入端映像數(shù)據(jù)存儲區(qū)內(nèi)， 行時將存儲區(qū)內(nèi)的信號數(shù)據(jù)進行處理。當用戶程序管理程序后，程序執(zhí)行一次掃描周期后進行刷新，所有的輸出映像都被依次刷新，系統(tǒng)進入下一輸出刷新階段。 (3) 輸出刷新階段 當所有的指令執(zhí)行完畢后，元件映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)在輸出刷新階段存到輸出鎖存器中，通過輸出端子和外部電源，驅(qū)動外部設備。其中輸出鎖存器一直將狀態(tài)保持到下一個循環(huán)掃描周期的開始，所以輸出映像寄存器的狀態(tài)在程序執(zhí)行階段是動態(tài)的。 該中央空調(diào) 制系統(tǒng)流程圖 如下圖所示： 頻器的控制方式及分類 變頻器的啟停及頻率自動調(diào)節(jié)由 模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊進行溫差閉環(huán)控制，手動 /自動切換和手動頻率上升、下降由 制 。 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 8 頻器的選型 隨著微電子技術，電力電子技術，全數(shù)字控制技術的發(fā)展，變頻器的應用越來越廣泛。變頻器能均勻的改變電源的頻率，因而能平滑的改變交流電動機的轉(zhuǎn)速，由于兼有調(diào)頻調(diào)壓功能，所以在各種異步電動機調(diào)速系統(tǒng)中效率最高，性能最好。 變頻器分為間接變頻和直接變頻，變頻水泵采用間接變頻方式。 間接變頻裝置的特點是將工頻交流電源通過整流器變成直流，再經(jīng)過逆變器將直流變成頻率可控的交流電。變頻器以軟啟動取代 Y－△ 降壓啟動，降低了啟動電流對供電設備的沖擊，減少了振動及噪音。 頻器簡介 : 0 允許所有參數(shù)的讀 /寫 : 變頻器的上限頻率為 50 : 變頻器的下限頻率為 30 : 變頻器的加速時間為 30S : 變頻器的減速時間為 30S : 變頻器的電子熱保護為 65A : 14 變頻器 板的第三監(jiān)視功能為變頻器的輸出功率 : 4 智能模式選擇為節(jié)能模塊 : 0 設定端子 2－ 5 間的頻率設定為電壓信號 0～ 10V : 2 變頻器的操作模式為外部運行 3 基于 中央 空調(diào)控制系統(tǒng)硬件的設計 電路的控制設計 根據(jù)具體情況，同時考慮到成本控制，原有的電器設備盡可能的利用。冷凍水泵及冷卻水泵均采用兩用一備的方式運行，因備用泵轉(zhuǎn)換時間與空調(diào)主機轉(zhuǎn)換時間一致，均為一個月轉(zhuǎn)換一次，切換頻率不高，決定將冷凍水泵和冷卻水泵電機的主備切換控制利用原有電器設備，通過接觸器、啟停按鈕、轉(zhuǎn)換開關進行電氣和機械互鎖。確保每臺水泵只能由一臺變頻器拖動，避免兩臺變頻器同時拖動同一臺水泵造成交流短路事 故；并且每臺變頻器任何時間只能拖動一臺水泵，以免一臺變頻器同時拖動兩臺水泵而過載。 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 9 頻器的控制方式 變頻器的啟停及頻率自動調(diào)節(jié)由 模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊進行溫差閉環(huán)控制，手動 /自動切換和手動頻率上升、下降由 制。 器件的選型 考慮到設備的運行穩(wěn)定性及性價比，以及水泵電機的匹配。選用三菱頻器； 需 I/O 點數(shù)為：輸入 24 點、輸出 14 點，考慮到輸入輸出需留一定的備用量，以及系統(tǒng)的可靠性和價格因素，選用 度傳感器模塊 模塊是溫度傳感器專用的模擬量輸入 A/D 轉(zhuǎn)換模塊，有 4 路模擬信號輸入通道（ 接收冷凍水泵和冷卻水泵進出水溫度傳感器輸出的模擬量信號；溫度傳感器選用 850電壓型溫度傳感器，其額定溫度輸入范圍 — 600℃，電壓輸出0— 10V，對應的模擬數(shù)字輸出 6000；模擬量輸出模塊型號為 4 通道 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，每個通道可單獨設置電壓或電流輸出，是一種具有高精確度的輸出模塊。 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 10 ： 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 11 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 12 4 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)軟件的設計 形圖程序的設計 冷卻泵手動頻率上升， 冷卻泵手動頻率下降，有手動頻率的上限 50限 30 溫差采樣周期，因溫度變化緩慢，時間定為 5 秒能滿足實際需要；當溫差小于 ，變頻器運行頻率下降，每次調(diào)整 溫差大于 ，變頻器運行頻率上升，每次調(diào)整 冷卻進出水溫差在 不調(diào)整變頻器的運行頻率。從而保證冷卻泵進出水的溫差恒定，實現(xiàn)節(jié)能運行。 6、冷凍泵和冷卻泵的變頻器運 行和停止控制 2臺變頻器驅(qū)動的冷卻泵和 2臺變頻器驅(qū)動的冷凍泵的起?？刂朴煤唵芜壿嬳樞虻目刂?， 序此處略。 7、變頻器的保護和故障復位控制 變頻器的過電流電子熱保護動作時 自動檢測，給出報警信號，提醒值班人員及時處理，以下為 序 : 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 13 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 14 結(jié) 論 本次畢業(yè)設計的題目是多功能切菜機的設計，直到今天，畢業(yè)設計總算接近尾聲了，通過這次對于基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的 經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 至此，感覺自己受益良深，在以后的工作中，我將繼續(xù)努力，以期做到更好。 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 15 致 謝 在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導師和同學們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導，才讓我學到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學術上對我精心指導，在生活上面也給予我無微不至的關懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學階段的學業(yè)，也學到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，創(chuàng)新的學術風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學態(tài)度都 是我們應該學習和提倡的。通過近半年的設計計算，查找各類基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的相關資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學四年的知識和反映。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學的潛移默化讓我學到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關心我和幫助我的人，謝謝大家。 在這里，祝愿我的導師和同學們身體健康，萬事如意！ 江蘇工程職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 基于 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設計 16 參考文 獻 [1] 徐灝等 制原理 [M](第二版） 械工業(yè)出版社， 2003 [2] 程悅蓀 M]國農(nóng)業(yè)出版社， 1981 [3] 周紀良 制系統(tǒng)的設計 [M]械工業(yè)出版社，1991 [4] 吉林工業(yè)大學教研室編 M]國農(nóng)業(yè)出版社，1982 {5} 成大先主編 — 減（變）速器·電機與電器 [M]學工業(yè)出版社， 1999 [6] 朱冬梅 M]高等教育出版社， 2000 [7] 陳立德 M]等教育出版社， 2002 [8] 陳立德 M]等教育出版社， 2002 [9] 劉勁 M]械工業(yè)出版社， 2000 [10] 陳立周 M]金工業(yè)出版社， 1985 [11] 《拖拉機》編輯部主編 M]?？茖W技術出版社， 1980 [12] 周紀良 J]979(2)： 47[13] . 998.