基于PLC的中央空调控制系统设计.docx
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基于PLC的中央空调控制系统设计.docx
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基于PLC的中央空调控制系统设计
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
Abstract
Withdevelopmentofallkindofscieneetechnologyandglobaleconomy,Pneumaticmanipulatorisaautomateddevicesthatcanmimicthehumanhandandarmmovementstodosomething,aslocanaccordingtoafixedproceduretomovingobjectsorcontroltools.Itcanreplacetheheavylaborinordertoachievetheproductionmechanizationandautomation,andcanworkindangerousworkingenvironmentstoprotectthepersonalsafety.Thereforewidelyusedinmachinebuilding,metallurgy,electronics,lightindustryandatomicenergysectors.Thepneumaticpartofthedesignisprimarilytoreasonablepneumatiatcompressedneceengththdirectionprocedurework.Theinvertedpendulumisatypicalhighordersystem,withmultivariable,non-linear,st
rong-coupling,fleetandabsolutelyinstable.Itisrepresentativeasanidealmodeltoprovenewcontroltheoryandtechniques.Duringthecontrolprocess,pendulumcaneffectivelyreflectmanykeyproblemssuchasequanimity,robust,follow-upandtrack,therefore.
ThispaperusePlccontrolmethodofdoubleinvertedpendulum.This
severaltestmatrixvaluetheresultsarenotsatisfactoryresponse,thenweoptimizematrixbyusingGeneticAlgorithm.Simulationresultsshow:
ThesystemresponsecanmeetthedesignrequirementseffectivelyafterGeneticAlgorithmoptimization.Smalltwistedpaperbrokenmachineforordinarhome.
Keywords:
sewingmachine,assembly,Plc,meaning
摘要错误!
未定义书签。
目录3
1绪论4
1.1中央空调系统简介2
1.2应用PLC控制系统的优点3
2PLC控制系统简介6
2.1PLC简介7
2.2PLC的控制过程7
2.3变频器的控制方式及分类9
2.4变频器的选型10
2.4.1变频器简介10
3基于PLC的中央空调控制系统硬件的设计10
3.1主电路的控制设计11
3.2变频器的控制方式11
3.3元器件的选型12
3.4I/O分配表的设计12
3.5PLC控制接线图的设计13
4基于PLC的中央空调控制系统软件的设计13
4.1梯形图程序的设计14
4.2系统工作流程图的设计14
结论错误!
未定义书签。
致谢12
参考文献17
我国是一个人均能源相对贫乏的国家,人均能源占有量不足世界水平的一半,随着我国经济的快速发展,我国已成为世界第二耗能大国,但能源使用效率普通偏低,造成电能浪费现象十分严重。
尽管我国电网总装机容量和发电量快速扩容,但仍赶不上用电量增加的速度,供电形势严峻,节能节电已迫在眉睫。
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%由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计,而实际上在一年中,满负载下运行最多只有十多天,甚至十多个小时,几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行。
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。
随着变频技术的日益成熟,利用变频器、PLC
数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合,构成温差闭环自动控制系统,自动调节水泵的输出流量,达到节能目的提供了可靠的技术条件。
1.1中央空调系统简介
中央空调系统的工作过程是一个不断进行能量转换以及热交换的过程。
其理
想运行状态是:
在冷冻水循环系统中,在冷冻泵的作用下冷冻水流经冷冻主机,在蒸发器进行热交换,被吸热降温后(7。
C)被送到终端盘管风机或空调风机,经表冷器吸收空调室内空气的热量升温后(12。
C),再由冷冻泵送到主机蒸发器形成闭合循环。
在冷却水循环系统中,在冷却泵的作用下冷却水流经冷冻机,在冷凝器吸热升温后(37。
C)被送到冷却塔,经风扇散热后(32。
C)再由冷却泵送到主机,形成循环。
在这个过程里,冷冻水、冷却水作为能量传递的载体,在冷冻泵、冷却泵得到动能不停地循环在各自的管道系统里,不断地将室内的热量经冷冻机的作用,由冷却塔排出。
如图一所示。
在中央空调系统设计中,冷
冻泵、冷却泵的装机容量是取系统最大负荷再增加10%-20%余量作为设计安全系数。
据统计,在传统的中央空调系统中,冷冻水、冷却水循环用电约占系统用电的12%-24%而在冷冻主机低负荷运行时,冷却水、冷冻水循环用电就达30%
—40%因此,实施对冷冻水和冷却水循环系统的能量自动控制是中央空调系统
节能改造及自动控制的重要组成部分。
其具体系统结构图如下图所示:
图例说明*
-o-防震器Y型过涛器
-^3^-水泵*洒度计
■-CtO-手柄式姊阀r压力表
1.2应用PLC控制系统的优点
与传统中央空调控制系统相比,PLC中央空调控制系统的优点突出体现在有以下几个方面:
(1)可靠性高,抗干扰能力强PLC由于采用现代大规模集成电路技术,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。
(2)配套齐全,功能完善,适用性强PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。
可以用于各种规模的工业控制场合。
除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。
(3)易学易用,深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。
它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。
2PLC控制系统简介
2.1PLC简介
PLC即可编程控制器(ProgrammableLogicController),是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义;PLC英文全称ProgrammableLogicController,中文全称为可编程逻辑控制器,定义是:
一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
PLC是可编程逻辑控制电
路,也是一种和硬件结合很紧密的语言,在半导体方面有很重要的应用,可以说有半导体的地方就有PLC
PLC的发展历程在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。
在传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
PLC最基本
最广泛的用于开关量的逻辑控制,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制,顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。
如注
塑机,印刷机,订书机,智能窗帘,磨床,包装等。
目前,PLC在国内外已广泛
应用于钢铁,石油,化工,电力,建材,机械制造,汽车,轻纺,交通运输,环保及文化娱乐等各个行业,使用广泛。
随着应用领域的日益扩大,PLC技术
及其产品仍在继续发展,主要朝着以下的方面发展。
2.2PLC的控制过程
可编程控制器执行程序的过程有三个阶段。
(1)输入采样阶段PLC通过扫描把输入端口的输入状态按顺序保存在输入映像寄存器中,然后控制器对采集的信息进行处理,因为输入信号存在输入映像寄存器中,即使程序在执行过程中输入状态发生了变化,对程序的执行和处理也
无任何影响。
当一次扫描结束,映像寄存器被刷新,输入端信号才再次被采集进入输入映像寄存器中,进行程序执行。
再次扫面刷新,再次执行处理。
(2)程序执行阶段PLC梯形图程序扫描遵循从左到右,从上到下的步骤顺序执行。
所谓用户程序的执行,并非是系统将CPU勺工作交由用户程序管理,CPU仍执行系统程序中的指令。
输入端每次采集数据都会寄存在输入端映像数据存储区内,CPL执行时将存储区内的信号数据进行处理。
当用户程序管理程序后,程序执行一次扫描周期后进行刷新,所有的输出映像都被依次刷新,
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