中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計說明書</b></p><p>　　設(shè)計課題名稱： 中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè) 班 級： 機電一體化 </p><p>　　設(shè) 計 人： </p><p>　　學

2、 號： </p><p>　　指 導 教 師： </p><p>　　中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,社會高度信息化,新的高科技技術(shù)不斷應(yīng)用到建筑中,使得建筑的智能化已成

3、為一種發(fā)展的必然趨勢。眾所周知,智能建筑主要由建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)(BAS)、通信自動化系統(tǒng)(CAS)和辦公自動化系統(tǒng)(OAS)三大系統(tǒng)組成。智能建筑也往往是從建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)開始。本文主要闡述智能建筑中的中央空調(diào)（冷凍站）系統(tǒng)的控制設(shè)計。</p><p>　　中央空調(diào)的能耗約占一棟商業(yè)大廈總能耗的40%以上。一般來說，中央空調(diào)系統(tǒng)各部分設(shè)備的功率是按照樓宇最大冷負荷及新風量設(shè)計的，而在實際使用過程中，由于季節(jié)、

4、晝夜和用戶負荷的變化，空調(diào)熱負載在絕大部分時間內(nèi)遠比設(shè)計負荷低。因此，通過對樓宇內(nèi)。外環(huán)境溫濕度，傳感器反饋溫度等參數(shù)進行檢測和計算，再根據(jù)對樓宇內(nèi)熱慣性的預(yù)測，使用計算機控制系統(tǒng)對工藝參數(shù)進行調(diào)整并對空調(diào)設(shè)備進行優(yōu)化起、停，使空調(diào)系統(tǒng)高效、節(jié)能運行，將產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效果。在目前應(yīng)用的系統(tǒng)中，往往偏重于設(shè)備的運行管理，控制方式基本采用多個回路的PID控制，對于像中央空調(diào)這種干擾因素多、高度非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，簡單的PID控制往往在靜、動特

5、性上滿足不了性能要求，造成空調(diào)系統(tǒng)運行過程中能源的浪費。智能控制蒞臨正是針對被控對象及其環(huán)境和任務(wù)的不確定性提出來的，在中央空調(diào)系統(tǒng)的控制領(lǐng)域應(yīng)當具有廣闊的前景。</p><p>　　中央空調(diào)是由一臺主機通過風道過風或冷熱水管接多個末端的方式來控制不同的 房間以達到室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)目的的空調(diào)。采用風管送風方式，用一臺主機即可控制多個不同房間并且可引入新風，有效改善室內(nèi) 空氣的質(zhì)量，預(yù)防空調(diào)病的發(fā)生。中央空調(diào)的最突出特

6、點是產(chǎn)生舒適的環(huán)境，其次從審美觀點和最佳空間利用上 考慮，使用中央空調(diào)使室內(nèi)裝飾更靈活，更容易實現(xiàn)各種裝飾效果，即使您不喜歡原來 的裝飾，重新裝修，原來的中央空調(diào)系統(tǒng)稍微改變即可與新的裝修和諧一致。因此稱中央空調(diào)為一步到位、永不落后的選擇。中央空調(diào)是指由一個室外機產(chǎn)生冷（熱） 源進而向各個房間供冷（熱）的空調(diào)，它是屬于商用空調(diào)的一種。中央空調(diào)分為風系統(tǒng)和水系統(tǒng)兩種。風系統(tǒng)由室外機、室內(nèi)主機、送風管道以及各 個房間的風口和調(diào)節(jié)閥等組成；水

7、系統(tǒng)由室外機、水管道、循環(huán)水泵及各個室內(nèi)的末端（風 機盤管、明裝等）組成</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p><b>　　目錄3</b></p><p><b>　　1概論4</b>&

8、lt;/p><p>　　2中央空調(diào)的原理5</p><p>　　2．1 中央空調(diào)運行的基本原理5</p><p>　　3中央空調(diào)系統(tǒng)變頻的控制方式6</p><p>　　3．1在水系統(tǒng)的變頻調(diào)速方案中，可行的控制方式主要有兩種：6</p><p>　　3．2以溫差為主的控制方式的優(yōu)點6</p>&l

9、t;p>　　3．3采用這種控制方式也需具備幾個基本條件：7</p><p>　　4.元器件的選用7</p><p><b>　　4.1末端部分7</b></p><p>　　4.2主機部分10</p><p>　　4.3傳感器的選用11</p><p>　　4.4PLC的選用12

10、</p><p><b>　　5.組態(tài)王12</b></p><p>　　5.1組態(tài)王簡介12</p><p>　　5.2組態(tài)王在本次課題中的運用13</p><p>　　5.3組態(tài)王設(shè)置13</p><p><b>　　6.CAD14</b></p>

11、<p>　　6.1系統(tǒng)組成15</p><p>　　6.2CAD在本課題中的運用15</p><p><b>　　7總結(jié)16</b></p><p>　　8.參考文獻與附錄17</p><p>　　8.1.參考文獻17</p><p><b>　　8.2.附錄17

12、</b></p><p><b>　　9.致謝21</b></p><p><b>　　1概論</b></p><p>　　隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，中央空調(diào)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑域，如賓館、酒店、寫字樓、商場、廠房等場所，用于保持整棟大廈溫度恒定。對中央空調(diào)控制系統(tǒng)運行效果的優(yōu)劣評

13、價標準也隨著時代發(fā)生了很大的變化。早期的中央空調(diào)系統(tǒng)的運行效果好壞取決于是否夠“冷"。如今，人們對中央空調(diào)系統(tǒng)提出新的要求就是舒適節(jié)能，要求在能耗更低的情況下保持室內(nèi)合適的溫度、濕度，讓使用者感覺最舒適。新建的中央空調(diào)系統(tǒng)在按照舒適節(jié)能的目標設(shè)計，而越來越多的使用多年的中央空調(diào)控制系統(tǒng)在進行改造以實現(xiàn)節(jié)能、舒適的目的。</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計，中央空調(diào)的用電量占各類大廈總用電量的60％以上，其中，僅

14、水泵的耗電量就占到空調(diào)系統(tǒng)耗電量的20—40％，存在巨大的能源浪費。采用新技術(shù)降低系統(tǒng)能耗成為當務(wù)之急。</p><p>　　傳統(tǒng)的設(shè)計中，中央空調(diào)的制冷機組、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)、盤管風機系統(tǒng)等的容量基本是按照建筑物最大制冷、制熱負荷或新風交換量需求選的，且留有充足余量。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，雖然可滿足最大的用戶負荷，但不具備隨用戶負

15、荷動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率的特性，而在大多數(shù)時間里，用戶負荷是較低的，這樣就造成很大的能源浪費。近年來節(jié)能降耗被國家擺到空前重要的位置。而國家供電緊張形勢依然沒有根本緩解，電價不斷上調(diào)，造成中央空調(diào)系統(tǒng)運行費用上升，如何控制空調(diào)系統(tǒng)的電能費用已經(jīng)成為越來越多空調(diào)的經(jīng)營管理</p><p><b>　　者所關(guān)注的問題。</b></p><p>　　故采用變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)約低負荷時

16、主壓縮機系統(tǒng)和水泵、風機系統(tǒng)的電能消耗，具有極其重要的經(jīng)濟意義。尋找一種節(jié)能效果明顯，性能穩(wěn)定可靠的控制系統(tǒng)成為當務(wù)之急。</p><p>　　本課題所研究的基于中央空調(diào)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)即是在這樣的背景下進行的。其對冷凍和冷卻水系統(tǒng)實施變頻調(diào)速技術(shù)，可以根據(jù)負荷變化情況適時降速或增速，提高了系統(tǒng)自動化控制水平，避免長期固定在工頻運行。這樣不僅可以節(jié)能增效，而且利于營造恒溫舒適的環(huán)境，減輕設(shè)備機械磨損，易于維護，降

17、低生產(chǎn)成木。</p><p>　　基于以上分析可以看出，隨著負荷變化而自動調(diào)節(jié)的中央空調(diào)控制系統(tǒng)顯示其相當?shù)男阅軆?yōu)越性和經(jīng)濟性。目前國家大力提倡建設(shè)和諧社會，發(fā)展節(jié)能降耗技術(shù)，所以該系統(tǒng)有著積極的現(xiàn)實意義。</p><p>　　在將變頻器用于中央空調(diào)控制系統(tǒng)改造之前，由于電機的轉(zhuǎn)速無法方便調(diào)節(jié)，為了達到對空調(diào)系統(tǒng)的溫度、供水系統(tǒng)的水壓、通風系統(tǒng)的風量的控制，人們采用一些簡單的傳統(tǒng)方法，如用

18、擋板調(diào)節(jié)風量，用閥門來調(diào)節(jié)流量壓力及選擇開啟臺數(shù)等。還有種方法采用人工設(shè)定的鐘控裝置控制中央空調(diào)系統(tǒng)，使系統(tǒng)定時啟動和定時關(guān)閉，這種方法與將水泵長時間全開相比有一定優(yōu)勢，但空調(diào)運行時的能耗并不會降低。這些控制方法不僅達不到很好的調(diào)節(jié)效果，而且大量的電能被擋板和閥門白白浪費。據(jù)統(tǒng)計，目前我國的中央空調(diào)中使用的風機、水泵大約有25％的能量是無謂消耗15j。</p><p>　　這些對中央空調(diào)系統(tǒng)的控制方法主要存在以下

19、問題：</p><p>　　(1)無法滿足空調(diào)負荷變化的不均勻性。在中央空調(diào)設(shè)計過程中為保證能在大氣溫度最高、需冷量最大的情況下滿足使用要求，所以按最大負荷設(shè)計并有15％左右的富裕量，平時使用時并不能達到滿負荷，所以存在較大裕度。現(xiàn)在的新型制冷主機可以根據(jù)負載變化自動加載、卸載，而水泵的流量卻不能隨制冷主機而調(diào)節(jié)，必然存在很大的能量浪費；除此之外，每年的氣象條件是隨季節(jié)呈周期性的變化的，系統(tǒng)并不能做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)。

20、</p><p>　　(2)水系統(tǒng)中通過節(jié)流閥或調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)流量、壓力，存在較大節(jié)流損失。不僅浪費大量電能，而且還可能造成空調(diào)運行大幅度偏離額定設(shè)計的情形，對系統(tǒng)設(shè)備帶來不利的影響。</p><p>　　(3)通過水泵開啟臺數(shù)的控制，造成電機起停頻繁，對設(shè)備長期安全運行帶來不利影響。起動電流通常為額定值的5倍左右，電機在如此大的電流沖擊下，進行頻繁的起停，對電機、接觸器觸點、空氣形狀觸點產(chǎn)

21、生電弧沖擊，也會給電網(wǎng)帶來一定沖擊，起動時帶來的機械沖擊和停止時的承重現(xiàn)象也會對機械傳動、軸承、閥門等造成疲勞損傷。</p><p>　　原國家經(jīng)貿(mào)委于1994年下發(fā)了763號文件《關(guān)于加強風機、水泵節(jié)能改造的意見》，鼓勵支持變頻節(jié)能技術(shù)在各行各業(yè)推廣使用，使變頻節(jié)能獲得政策上的支持。另外，根據(jù)交流電機的特性，要實現(xiàn)連續(xù)平滑的速度調(diào)節(jié)，最佳的方法就是采用變頻器調(diào)速，變頻器是將標準的交流電轉(zhuǎn)成頻率、電壓可變的交流電

22、，供給電機并能對電機轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)的裝置。采用變頻器進行風機、水泵的節(jié)能改造，不僅避免了由于采用擋板或閥門造成的電能浪費，而且還會極大提高控制和調(diào)節(jié)的精度，從而方便地實現(xiàn)恒溫空調(diào)系統(tǒng)和恒壓供水系統(tǒng)。</p><p>　　在近年來出現(xiàn)一些對中央空調(diào)系統(tǒng)實施變頻改造的項目，取得不錯的節(jié)能效果。而如何采用更先進的控制方法實現(xiàn)系統(tǒng)更加節(jié)能而高效的運行值得進一步研究。設(shè)計優(yōu)良的控制系統(tǒng)要能在各種供冷負荷條件下高效運行，水泵風

23、機等的流量可以隨著負荷變化而自動調(diào)節(jié)變化，用戶側(cè)室溫保持穩(wěn)定。而更重要的是能給投資者帶來良好的投資回報。本課題是以參與的一個中央空調(diào)變頻節(jié)能改造項目為基礎(chǔ)，經(jīng)過部分改進，采用模糊控制實現(xiàn)對冷凍水及冷卻水的控制，對控制系統(tǒng)進行了研究，設(shè)計了中央空調(diào)變頻節(jié)能控制系統(tǒng)。</p><p>　　研究工作的具體內(nèi)容如下：</p><p>　?。?）對空調(diào)系統(tǒng)變頻進行理論分析。驗證了以出回水溫差為依據(jù)對

24、系統(tǒng)進行變流量控制的可靠性。</p><p>　　（2)針對舒適性及相關(guān)指標，利用遺傳算法對空調(diào)器模糊控制系統(tǒng)輸入?yún)?shù)：隸屬函數(shù)、控制規(guī)則進行自動尋優(yōu)設(shè)計。通過建立查詢表使系統(tǒng)控制參數(shù)隨外界影響因素實時調(diào)節(jié)。對變頻控制系統(tǒng)進行設(shè)計?？刂葡到y(tǒng)為主從級控制結(jié)構(gòu)，即：主級為主PLC，從級為變頻器。給出各部分實現(xiàn)功能，實現(xiàn)主PLC對變頻器控制，及工頻／變頻切換和故障切換功能。完成監(jiān)控軟件的設(shè)計，提出對系統(tǒng)其他部分變頻控制

25、的改進思路。</p><p>　　本設(shè)計模擬應(yīng)用于中等規(guī)模公司辦公室，預(yù)計辦公樓為兩層樓，辦公室分大中小三種，小型為一人辦公室，供主管使用，面積15平，中性為技術(shù)人員（多人使用）面積為50平，大型為基層人員（多人）使用面積為150平。預(yù)設(shè)1.2樓為相同構(gòu)造，本設(shè)計以其中一層為例。</p><p><b>　　2中央空調(diào)的原理</b></p><p&

26、gt;　　我國目前民用建筑中采用水一空氣空調(diào)系統(tǒng)較多，以水作為載體將冷熱量送到各個樓層冷卻盤管，再由風機吹送氣流經(jīng)過盤管使室內(nèi)空氣降溫或升溫。中央空調(diào)有冷源和熱源之分。熱源系統(tǒng)用于氣溫低需要供熱的情況，多采用蒸汽鍋爐和熱交換器供熱。冷源系統(tǒng)則恰好相反，其核心制冷部件為制冷機組。由于工程實施地位于廣東，為冷源空調(diào)，文中針對冷源空調(diào)進行具體分析。通常的冷源中央空調(diào)系統(tǒng)主要由制冷機組、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、風機盤管系統(tǒng)和冷卻塔組成，

27、膨脹水箱用于調(diào)整系統(tǒng)水量</p><p>　　2．1 中央空調(diào)運行的基本原理</p><p>　　中央空調(diào)制冷的工作原理為：制冷機組通過壓縮機將制冷劑壓縮成液態(tài)后送到蒸發(fā)器中與冷凍水進行熱交換，將冷凍水制冷。冷凍水泵將冷凍水加壓送到各房間風機風口的冷卻盤管中。盤管充當熱交換器，和室內(nèi)空氣進行熱交換。風機把室內(nèi)空氣吸入，流經(jīng)盤管表面，進行冷卻，再送入室內(nèi)達到降溫的目的。熱交換過程中冷凍水溫度

28、升高，被送回冷凍主機后又成為冷凍水，繼續(xù)循環(huán)。而在制冷過程中制冷劑蒸發(fā)后會釋放出大量熱量，通過冷凝器與冷卻循環(huán)水進行熱交換，冷卻水溫度升高，再由冷卻水泵將帶走熱量的冷卻水送到冷卻塔上。冷卻塔也相當于一個熱交換器，冷卻水在這里進行噴淋，由冷卻塔風扇加快其與大氣之間的熱交換，最終將熱量散發(fā)到大氣中去，冷卻水溫度降低進入冷卻水管路繼續(xù)循環(huán)。如此周而復(fù)始就實現(xiàn)了建筑物內(nèi)的空氣調(diào)溫?？梢钥闯?，中央空調(diào)系統(tǒng)的工作過程是一個不斷地進行熱交換的能量轉(zhuǎn)移

29、過程。</p><p>　　3中央空調(diào)系統(tǒng)變頻的控制方式</p><p>　　3．1在水系統(tǒng)的變頻調(diào)速方案中，可行的控制方式主要有兩種：</p><p>　　1．壓差為主的控制方式</p><p>　　即以制冷主機的出水壓力和回水壓力之問的壓差作為控制依據(jù)，使循環(huán)于各樓層的冷凍水能夠保持足夠的壓力，進行恒壓差控制。如果壓差低于規(guī)定下限值，電動

30、機的轉(zhuǎn)速將不再下降。當壓差較小，說明系統(tǒng)負荷不大，減小水泵的轉(zhuǎn)速，壓差上升：當壓差較大，說明系統(tǒng)負荷較重，增加水泵的轉(zhuǎn)速，壓差下降。這樣一來，既考慮到了系統(tǒng)負荷的因素，又改善了節(jié)能效果。</p><p>　　2．溫差為主的控制方式</p><p>　　這種方式同樣對壓差進行檢測，壓差低于規(guī)定下限值，電動機的轉(zhuǎn)速將不再下降，確保各樓層的管路具有足夠的壓力。但所不同的是非恒壓差控制。以制冷主機

31、的回水溫度和出水溫度之聞的溫差信號為反饋信號，使循環(huán)于各樓層的冷凍水能夠保持足夠的低溫，進行恒溫差控制。當溫差較小，說明系統(tǒng)負荷不大，減小水泵的轉(zhuǎn)速，溫差上升：當溫差較大，說明系統(tǒng)負荷較重，增加水泵的轉(zhuǎn)速，溫差下降。不論使用何種調(diào)節(jié)方法，其流量調(diào)節(jié)的范圍不應(yīng)低于系統(tǒng)的報警閑值。嚴格地說，排除冷凍水在傳輸途中的損失的話，制冷主機的回水溫度和出水溫度之差表明了冷凍水從房間帶走的熱量，相比壓差更能反映系統(tǒng)供冷負荷，應(yīng)該作為控制依據(jù)。因此決定在

32、控制系統(tǒng)中采用溫差為主的控制方式。制冷主機的出水溫度一般較為穩(wěn)定，一般為設(shè)定值，在7——100攝氏度。因此實際上，也可以只根據(jù)回水溫度進行控制。</p><p>　　3．2以溫差為主的控制方式的優(yōu)點</p><p>　　采用以溫差為主的控制方式，非常適合對已有空調(diào)的變頻改造。相比其他控制方式，無需在各支路增加電動二通調(diào)節(jié)閥，又能保證系統(tǒng)運行的可靠性。各支路并沒有采用自主調(diào)節(jié)的電動二通閥門，

33、閥門的開度還是根據(jù)初調(diào)節(jié)決定的。這樣經(jīng)過改造后的變流量系統(tǒng)，在泵進行調(diào)速時，流量還是按照原先的比例進行分配。絕大多數(shù)情況下，各個房間的負荷急劇變化的情況很少出現(xiàn)，可以近似認為是相似工況，所以按照過去比例分配流量是可行的。</p><p>　　采用這種控制方式將定流量系統(tǒng)改造為變流量系統(tǒng)有以下優(yōu)點：</p><p>　　（1)改造費用低。可利用原有閥門，節(jié)省電動二通閥的費用，更重要的是沒有改

34、變管路的原有特性。在經(jīng)過校核計算冷凍機最小流量的前提下，設(shè)定泵的轉(zhuǎn)速的最小頻率，不需要增加二次泵；</p><p>　　（2)施工難度低。不需要對系統(tǒng)進行大的改造，全部改造在機房內(nèi)就可完成：</p><p>　?。?)運行管理和維修保養(yǎng)相對簡便。由于改造涉及部分只有變頻器、溫度和壓傳感器等少數(shù)設(shè)備，并不增加管理人員的工作量。</p><p>　　3．3采用這種控制方

35、式也需具備幾個基本條件：</p><p>　?。?)制冷機和水泵有多臺，至少有一臺可做備有的：</p><p>　　（2)系統(tǒng)的出回水溫差大多數(shù)時間小于設(shè)計溫差，末端設(shè)備多數(shù)時間在低速就可滿足絕大多數(shù)工況：</p><p>　　（3)各個房間負荷快速變化的情況較少。由上述分析可知，以溫差為主的控制方式是一種相對簡便有效的變流量控制方式。而且由于電機的功率與頻率或轉(zhuǎn)速

36、的三次方成正比，從理論上講，在采用變頻器之后，如果水系統(tǒng)的流量下降為水泵工頻時的90％，水泵電機功率只有工頻時的73，能耗下降十分明顯，因而變頻改造之后有很大的節(jié)能潛力。以溫差作為被調(diào)量，在設(shè)計上要考慮管路的傳熱時間延遲、房間存在的熱惰性和末端設(shè)備的非線性，整個管網(wǎng)構(gòu)成了復(fù)雜具有慣性、延遲、非線性系統(tǒng)，其控制上考慮的因素比進行單純的流量控制要復(fù)雜。在確定以溫差為主的系統(tǒng)控制方式之后，研究如何根據(jù)溫差對水泵頻率進行控制，既保證供冷負荷，又

37、是水泵頻率盡量降低，實現(xiàn)節(jié)能的目的。</p><p><b>　　4.元器件的選用</b></p><p><b>　　4.1末端部分</b></p><p><b>　　風機盤管系統(tǒng)：</b></p><p><b>　　卡式明裝風機盤管</b><

38、/p><p><b>　　機組特點：</b></p><p><b>　　1、效率高，能量足</b></p><p>　　盤管采用優(yōu)質(zhì)無縫紫銅管與鋁質(zhì)正弦波紋型散熱片，經(jīng)過液壓或機械漲管而成，翅片與銅管間絕對緊密，能發(fā)揮最佳換熱效果。</p><p>　　2、造型美觀，節(jié)省空間</p>&

39、lt;p>　　外觀造型線條流暢，色調(diào)高雅，機體纖巧，美觀整潔，可隱藏在天花板內(nèi)，與空間裝修完美結(jié)合，渾然一體，節(jié)省空間。</p><p>　　3、四面三微立體送風，氣流分布合理</p><p>　　氣流從四側(cè)送出，四個方向立體均勻送風，即使鑲嵌在天花板上，也能把舒適的氣流送到每一個角落。</p><p>　　二、CYFC(DB2卡式明裝雙吹、DB4卡式明裝四吹

40、)風機盤管機組性能參數(shù)</p><p><b>　　4.2主機部分</b></p><p>　　大金單螺桿式冷水機組 CUW-D5Y系列</p><p><b>　　性能參數(shù)：</b></p><p><b>　　機組特點：</b></p><p>　　

41、機組精選進口名牌壓縮機，內(nèi)置安全保護，噪音低，省電耐用。 </p><p>　　進口水泵，流量大，效率高，恒久耐用。</p><p>　　配備進口精密式數(shù)顯溫度控制器，能精確控制水溫±1℃，設(shè)定溫度范圍5℃-50℃。</p><p>　　全不銹鋼厚質(zhì)水箱，盤管蒸發(fā)器，內(nèi)置補水等裝置，清洗維護方便快捷。</p><p>　　水冷機組冷

42、凝器為殼管式，管內(nèi)螺紋銅管，設(shè)計合理，換熱效果良好。</p><p>　　機組外形美觀大方，外表板采用快速拆裝形式，方便使用和維護。</p><p>　　高度可靠性，采用電子控制回路實現(xiàn)精微的控制，高設(shè)計壓力，在苛刻的運轉(zhuǎn)條件下仍卓然裕如。</p><p>　　配備了日本大金最新一代單螺桿壓縮機，COP更高。高效率的熱交換器使制冷能力和COP得到大幅度提升，達到同系

43、列產(chǎn)品中的最高水平，采用最先進的電子控制技術(shù)實現(xiàn)了最佳運轉(zhuǎn)。運轉(zhuǎn)狀態(tài)的數(shù)控化使機組操作更方便，同時使故障診斷更容易。臥式管殼式冷凝器和干式管殼式蒸發(fā)器的結(jié)合，拓寬了機組的使用溫度范圍?？膳c樓宇中央空調(diào)系統(tǒng)相通，進行全方位遠程通訊控制。</p><p><b>　　4.3傳感器的選用</b></p><p>　　QFM2160西門子溫濕度傳感器：</p>

44、<p>　　· 工作電壓AC 24 V 或 DC 13.5...35 V </p><p>　　· 信號輸出 DC 0...10 V，用于相對濕度 </p><p>　　· 信號輸出 DC 0...10 V，用于溫度 </p><p>　　· 測量精度為舒適范圍內(nèi)的±3 % 相對濕度 </p>

45、<p>　　西門子QFM2160用途：</p><p>　　專用于通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)備中相對濕度和溫度</p><p><b>　　控制送風與排風</b></p><p>　　參考傳感器，如露點轉(zhuǎn)換限定傳感器，例如與蒸汽濕度傳感器相連</p><p>　　限定傳感器，例如測量值顯示或與一個樓宇自控系統(tǒng)相連<

46、;/p><p>　　焓值與絕對濕度傳感器，與AQF61.1或SEZ222）配套使用</p><p><b>　　型號概覽：</b></p><p><b>　　構(gòu)造設(shè)計：</b></p><p>　　風管式溫度傳感器包括外殼、印制電路板、連接終端、安裝法蘭和帶測量器的浸入桿。</p>&l

47、t;p>　　組合式的外殼包括底座和可拆卸的面板 (卡箍式設(shè)計)。</p><p>　　測量電路和設(shè)定元件的位置在面板里面的印制電路板上，連接終端則在底座上。</p><p>　　傳感元件在測量器的末端并有過濾帽保護。</p><p>　　電線接入是通過傳感器所帶的M16 電線接入密封管 (IP 54) 用螺絲固定在外殼里面的。</p><p

48、>　　浸入桿和外殼由塑料做成，連接緊密。</p><p>　　傳感器通過附帶的安裝法蘭進行安裝。法蘭套入浸入桿并且根據(jù)所需的浸入長度進行固定。</p><p><b>　　4.4PLC的選用</b></p><p>　　中央空調(diào)冷水機組具有體積小，噪音低、效率高、具有容量調(diào)節(jié)等優(yōu)點，因而廣泛用于賓館、飯店、醫(yī)院、商場、工業(yè)廠房，寫字樓等場

49、合。水冷冷水機組目前市場上各生產(chǎn)廠家普遍采用半封閉式單螺桿壓縮機，因此，我們選用西門子S7-200系列PLC作為中央空調(diào)的單元控制器，系統(tǒng)基本配置：CPU224+EM231+MT506L。</p><p>　　西門子CPU224是冷水機主控PLC，完成機組的參數(shù)采集、故障檢測和流程控制功能；EM231負責采集溫度信號，可直接連接PT100溫度傳感器，實現(xiàn)根據(jù)設(shè)定溫度對壓縮機進行加卸載控制；人機界面采用Kinco觸

50、摸屏MT506L（5.7”4灰度單色），可進行參數(shù)修改，故障報警，系統(tǒng)狀態(tài)信息顯示等功能。</p><p>　　系統(tǒng)可根據(jù)實際需要對I/O進行擴展，實現(xiàn)對多壓縮機控制。CPU224不需增加額外硬件，很容易實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能，實現(xiàn)多臺機組聯(lián)網(wǎng)控制，并能通過EM231模塊連接到Profibus工業(yè)現(xiàn)場總線上。通過PC機對機組進行監(jiān)控也是非常方便實現(xiàn)的。</p><p><b>　　梯形圖詳

51、見附件</b></p><p><b>　　5.組態(tài)王</b></p><p>　　組態(tài)王是亞控公司在國內(nèi)率先推出工業(yè)組態(tài)軟件產(chǎn)品。十余年來，一直是國內(nèi)通用組態(tài)軟件的領(lǐng)軍品牌，得到市場的廣泛贊譽。在當今市場的發(fā)展環(huán)境下，公司明確產(chǎn)品定位----面向低端自動化市場及應(yīng)用，以實現(xiàn)企業(yè)一體化為目標，憑借穩(wěn)定的性能和良好的服務(wù)牢牢占據(jù)國內(nèi)組態(tài)軟件龍頭的地位。<

52、;/p><p><b>　　5.1組態(tài)王簡介</b></p><p><b>　　產(chǎn)品亮點</b></p><p>　?。?）穩(wěn)定的采集架構(gòu)，可方便的導入設(shè)備變量；</p><p>　?。?）簡單實用的向?qū)綀蟊?，產(chǎn)品更易用；</p><p>　　（3）全新web發(fā)布，功能更強勁

53、； </p><p><b>　　主要功能</b></p><p>　?。?）豐富的設(shè)備支持庫，支持1000多個廠家近4000種設(shè)備，包括主流PLC、變頻器、儀表、特殊模塊、板卡及電力、樓宇等協(xié)議； </p><p>　?。?） 變量導入導出及自動創(chuàng)建變量功能，方便變量定義和修改，大量節(jié)省開發(fā)時間； </p><p>

54、　?。?）可視化操作界面，真彩顯示圖形，支持漸進色，并有豐富的圖庫以及動畫連接； </p><p>　　（4）無與倫比的動畫和靈活性，擁有全面的腳本與圖形動畫功能；</p><p>　?。?） 強大的腳本語言處理，能夠幫助您實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯操作和與決策處理； </p><p>　?。?）強大的分布式報警、事件處理，支持分布式報警和歷史數(shù)據(jù)存儲；</p>

55、<p>　　（7）方便的配方處理功能； </p><p>　　（8）全新的WebServer架構(gòu)，全面支持畫面發(fā)布、實時數(shù)據(jù)發(fā)布、歷史數(shù)據(jù)發(fā)布及數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的發(fā)布 </p><p>　?。?）靈活實用的報表功能，支持向?qū)綀蟊砜焖俳?、日、周、月和年報表?</p><p>　　（10）支持工業(yè)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫接口；</p><p>

56、　?。?1）支持多功能趨勢曲線； </p><p>　　（12）支持OCX控件的全新web發(fā)布；</p><p>　　5.2組態(tài)王在本次課題中的運用</p><p>　　由于任務(wù)需要，本次課題加入了組態(tài)王的模擬，但由于本次課題主要運用PLC帶變頻器的控制完成對中央空調(diào)的變頻調(diào)控，所以在此組態(tài)王僅用于模擬及數(shù)據(jù)監(jiān)視。</p><p>　　本次由

57、于組態(tài)王是6.5.3的，而且圖庫是自帶的，沒有太復(fù)雜的東西，故簡化了圖畫的設(shè)置，用指示燈監(jiān)視工作狀態(tài)，數(shù)值直接顯示頻率。</p><p><b>　　5.3組態(tài)王設(shè)置</b></p><p>　?。?）設(shè)置端口為com1</p><p>　　（2）新建IO設(shè)備，由于監(jiān)控PLC只能得到開關(guān)量數(shù)據(jù)，故監(jiān)控變頻器以得到頻率數(shù)據(jù)</p>

58、<p>　?。?）設(shè)置數(shù)據(jù)詞典，如下圖：</p><p><b>　?。?）畫面如下圖：</b></p><p>　　（5）由于變頻器上是整數(shù)，燈需要離散量，故用組態(tài)王命令程序解決，編程如下圖：</p><p><b>　　6.CAD</b></p><p>　　計算機輔助設(shè)計(CAD-C

59、omputer Aided Design)指利用計算機及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計人員進行設(shè)計工作。 在設(shè)計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設(shè)計人員通常用草圖開始設(shè)計，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計算機完成；由計算機自動產(chǎn)生的設(shè)計結(jié)果，可以快速作出圖形，使設(shè)計人員及時對設(shè)計作出判斷和修改；利用計算機可以進行與圖

60、形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。</p><p><b>　　6.1系統(tǒng)組成</b></p><p><b>　　工程工作站</b></p><p>　　一般指具有超級小型機功能和三維圖形處理能力的一種單用戶交互式計算機系統(tǒng)。它有較強的計算能力，用規(guī)范的圖形軟件，有高分辨率的顯示終端，可以聯(lián)在資源

61、共享的局域網(wǎng)上工作，已形成最流行的CAD系統(tǒng)。</p><p><b>　　個人計算機</b></p><p>　　pc系統(tǒng)價格低廉，操作方便，使用靈活。80年代以后，pc機性能不斷翻新，硬件和軟件發(fā)展迅猛，加之圖形卡、高分辨率圖形顯示器的應(yīng)用，以及pc機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，由pc機構(gòu)成的cad 系統(tǒng)已大量涌現(xiàn)，而且呈上升趨勢。</p><p>&

62、lt;b>　　外圍設(shè)備</b></p><p>　　除了計算機主機和一般的外圍設(shè)備外，計算機輔助設(shè)計主要使用圖形輸入輸出設(shè)備。交 工程制圖</p><p>　　互圖形系統(tǒng)對cad 尤為重要。圖形輸入設(shè)備的一般作用是把平面上點的坐標送入計算機。常見的輸入設(shè)備有鍵盤、光筆、觸摸屏、操縱桿、跟蹤球、鼠標器、圖形輸入板和數(shù)字化儀。圖形輸出設(shè)備分為軟拷貝和硬拷貝兩大類。軟拷貝設(shè)備

63、指各種圖形顯示設(shè)備，是人機交互必不可少的；硬拷貝設(shè)備常用作圖形顯示的附屬設(shè)備，它把屏幕上的圖像復(fù)印出來，以便保存。常用的圖形顯示有三種：有向束顯示、存儲管顯示和光柵掃描顯示。有向束顯示應(yīng)用最早，為了使圖像清晰，電子束必須不斷重畫圖形，故又稱刷新顯示，它易于擦除和修改圖形，適于作交互圖形的手段。存儲管顯示保存圖像而不必刷新，故能顯示大量數(shù)據(jù)，且價格較低。光柵掃描系統(tǒng)能提供彩色圖像，圖像信息可存放在所謂幀緩沖存儲器里，圖像的分辨率較高。&l

64、t;/p><p><b>　　輔助模型</b></p><p>　　常用的CAD軟件，也就是所謂的三維制圖軟件，較二維的圖紙和二維的繪圖軟件（比如AutoCAD）而言，三維CAD軟件能夠更加直觀、準確地反映實體和特征。</p><p>　　對于專業(yè)企業(yè)，因為繪制目標不同，還常存在有多種CAD系統(tǒng)并行的局面，</p><p>

65、　　AUTO CAD(6張)那么就需要配置統(tǒng)一的、具備跨平臺能力的零部件數(shù)據(jù)資源庫，將標準件庫和外購件庫內(nèi)的模型數(shù)據(jù)以中間格式（比如通用的有IGS、STEP等）導出到三維構(gòu)型系統(tǒng)當中去，如主流的Autodesk Inventor，SolidWorks,CATIA,SolidEdge,Pro/E,AutoCAD,UG NX,Onespace等。國外，這種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)被稱為“零部件圖書館”或“數(shù)據(jù)資源倉庫”。目前，航天航空領(lǐng)域使用較多的為Pro

66、/E，飛機和汽車等復(fù)雜產(chǎn)品制造領(lǐng)域則使用Catia居多，而在中小企業(yè)使用Solidworks較多。在歐美和日本的PLM用戶中，基于互聯(lián)網(wǎng)的PLM零部件數(shù)據(jù)資源平臺LinkAble PARTcommunity（簡稱PCOM）的知名度一點都不亞于今天我們所熟知的BLOG和SNS這樣的網(wǎng)絡(luò)平臺。</p><p>　　6.2CAD在本課題中的運用</p><p>　　繪制房間平面圖如下：</

67、p><p>　　此為中央空調(diào)模擬制冷房間平面圖，房間總大小165平米，其中分大中小3個，大的為10X10的100平米中為5X10的50平米，小的為3X5的15平米，其中藍色為送風口，紅色為回風口，而大房中回風口為送風口4倍面積。</p><p><b>　　7總結(jié)</b></p><p>　　隨著中央空調(diào)系統(tǒng)在各類建筑中的應(yīng)用日益廣泛，空調(diào)系統(tǒng)的能

68、耗問題越來越引起人們的關(guān)注。要實現(xiàn)整個空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運行，一方面要求制冷機廠家設(shè)計出能效更高的節(jié)能型設(shè)備，而另一個方面對空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計人員提出更高要求。首先從水系統(tǒng)的管網(wǎng)的設(shè)計上要確保阻力盡可能小，水泵的額定功率與實際工況相符，裕量不要超出太多。尋求更加先進的控制手法，努力實現(xiàn)在保證終端用戶需冷量、供冷場所溫度適宜的同時，空調(diào)系統(tǒng)整體運行能耗最低。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，變頻器的價格必將快速下降，那么對中央空調(diào)進行變頻改造將變得越來越現(xiàn)實

69、。</p><p>　　根據(jù)對中央空調(diào)系統(tǒng)的理論分析，出回水溫差更能反映供冷負荷，以此為根據(jù)對系統(tǒng)的冷凍水泵和冷卻水泵等進行變頻控制，可在滿足用戶供冷負荷的同時，盡可能的節(jié)省能耗，可以不改變管路特性，保持水泵在高效率運行，達到節(jié)能的效果。變頻器的應(yīng)用實現(xiàn)了水泵的平滑軟啟動，減小了對水泵和管網(wǎng)的機械沖擊和啟動電流對電網(wǎng)的沖擊。并且由于水泵運行頻率基本在工頻以下，避免了長期在高速區(qū)運行，有效地延長了電機和水泵的壽命。

70、由于中央空調(diào)是大時滯性的系統(tǒng)，并受許多環(huán)境因素的影響，難以建立精確的數(shù)學模型。傳統(tǒng)的PID控制達不到很好的控制效果。對中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)的模糊控制方法進行了探討，并通過建立查詢表的方式實現(xiàn)控制參數(shù)隨室溫和大氣溫度等環(huán)境因素的自動調(diào)節(jié)，更加節(jié)能。</p><p>　　本設(shè)計為寫字樓辦公室應(yīng)用。根據(jù)傳感器反應(yīng)的房間各項數(shù)據(jù)，利用PLC程序進行控制，用變頻器改變頻率控制水泵和風機運轉(zhuǎn)，以達到智能控制各房間溫

71、濕度的目的，組態(tài)王對個點進行監(jiān)控，以更方便了解各個系統(tǒng)的情況與發(fā)現(xiàn)報警。</p><p>　　本論文的主要工作如下：</p><p>　?。?）對中央空調(diào)的發(fā)展進行了介紹。</p><p>　　（2）論文提出了智能控制器如何實現(xiàn)與重點難點，以及智能控制的前景與道路。</p><p>　?。?）論文設(shè)計了智能控制器硬件和軟件，硬件設(shè)計主要包括信

72、號檢測輸入電路，PLC系統(tǒng)和接口電路，控制信號輸出電路三部分。溫度檢測采用基于QFM2160西門子溫濕度傳感器。軟件設(shè)計需要完成的功能最主要有溫度的采樣，控制模塊的設(shè)計，控制量的輸出，這三部分是控制器所要實現(xiàn)的溫度控制功能的核心部分。此外，還有動態(tài)顯示等。</p><p>　　由于各方面條件限制，本文研究工作還存在一些明顯不足，期待在今后的工作中進一步深入研究加以改進:</p><p>　

73、　（1）應(yīng)用角度來考慮，現(xiàn)實中空調(diào)運行還具有很多不可預(yù)料的非人為因素，因此本設(shè)計的方案肯定有考慮不周之處，以后，還有大量的研究工作需要進行。</p><p>　?。?）作為一個空調(diào)控制系統(tǒng)應(yīng)充分考慮其舒適性，新風問題，室外因數(shù)等問題也不可忽視，但是由于條件的不足，僅對溫濕度的控制進行了實際的設(shè)計，其他問題只是理論和設(shè)想稍作介紹。</p><p>　　由于作者的學識水平有限和撰寫論文的時間比

74、較倉促，文中難免出現(xiàn)缺點和錯誤，懇請各位老師給予批評指正。</p><p><b>　　8.參考文獻與附錄</b></p><p><b>　　8.1.參考文獻</b></p><p><b>　　百度百科</b></p><p><b>　　百度文庫</b&g

75、t;</p><p><b>　　道客巴巴</b></p><p><b>　　百度知道</b></p><p><b>　　中國工程網(wǎng)</b></p><p><b>　　百度貼吧</b></p><p><b>　　中

76、華工控網(wǎng)</b></p><p>　　朱寅生主編. 《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》中國電力出版社，2009</p><p>　　廖常初編. 《S7-200PLC基礎(chǔ)教程》 機械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　嚴盈富編. 《觸摸屏與PLC入門》 人民郵電出版社，2006</p><p><b>　　8.2.附錄<