基于plc的中央空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　基于PLC的中央空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　The design of automatic control system of central air conditioning based on PLC</p><p>　　學(xué) 生 姓

2、 名： 鄧英杰 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 劉雨 </p><p>　　合作指導(dǎo)教師： </p><p>　　專業(yè)名稱： 輪機(jī)工程 </p><p>　　所在學(xué)院： 航海與船舶工程

3、學(xué)院 </p><p><b>　　二〇一五年六月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　第一章 前言3&

4、lt;/b></p><p>　　1.1 研究目的和意義3</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.2.1 國(guó)外空調(diào)控制系統(tǒng)的發(fā)展3</p><p>　　1.2.2 國(guó)內(nèi)空調(diào)控制系統(tǒng)的發(fā)展4</p><p>　　1.3 研究?jī)?nèi)容與方法4</p>&l

5、t;p>　　第二章 中央空調(diào)控制系統(tǒng)基本原理6</p><p>　　2.1 中央空調(diào)原理與結(jié)構(gòu)6</p><p>　　2.1.1 空調(diào)制冷與制熱原理6</p><p>　　2.1.2 中央空調(diào)結(jié)構(gòu)介紹6</p><p>　　2.2 同步電動(dòng)機(jī)工作原理7</p><p>　　2.3 變頻器工作原

6、理8</p><p>　　2.4 PID作用概述9</p><p>　　第三章 控制系統(tǒng)硬件介紹10</p><p>　　3.1 PT100溫度傳感器和變送器10</p><p>　　3.2 西門(mén)子MM440變頻器11</p><p>　　3.3 西門(mén)子S7-200系列PLC11</p>

7、<p>　　3.3.1 S7-200系列PLC簡(jiǎn)介11</p><p>　　3.3.2 CPU226技術(shù)指標(biāo)12</p><p>　　3.3.3 EM231模塊及EM232模塊技術(shù)指標(biāo)12</p><p>　　第四章 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.1 STEP7-MICRO/WIN軟件介紹13&

8、lt;/p><p>　　4.2 空調(diào)啟動(dòng)流程圖13</p><p>　　4.3 送風(fēng)量調(diào)節(jié)PID程序設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.4 加熱器順序啟停梯形圖17</p><p>　　第五章 監(jiān)控系統(tǒng)畫(huà)面的組態(tài)軟件設(shè)計(jì)19</p><p>　　5.1 WinCC flexible2008簡(jiǎn)介19</

9、p><p>　　5.2 畫(huà)面及說(shuō)明19</p><p><b>　　結(jié)論23</b></p><p><b>　　致謝24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p>　　附錄.....................

10、.................................................................................................................26</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　可編程邏輯控制器（PLC）作為一種新型的工業(yè)控制裝置，因?yàn)槠鋬?yōu)越性被廣泛應(yīng)用

11、于自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中，正逐步取代由傳統(tǒng)繼電器、接觸器所組成的控制系統(tǒng)。本文以大連某鐵路醫(yī)院中央空調(diào)系統(tǒng)為對(duì)象，對(duì)其基于PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，完成了以下內(nèi)容。</p><p>　　分析了中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)。</p><p>　　分析了電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速原理，選取同步電動(dòng)機(jī)作為空調(diào)送風(fēng)機(jī)，采用西門(mén)子MM440變頻器變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。</p><p>　　

12、根據(jù)大連某鐵路醫(yī)院的實(shí)際需要，選取S7-200小型PLC作為系統(tǒng)的調(diào)節(jié)單元，實(shí)現(xiàn)風(fēng)速，濕度，溫度的PID控制。</p><p>　　根據(jù)中央空調(diào)的實(shí)際工作環(huán)境，用STEP-7MICRO/WIN軟件編寫(xiě)了PLC程序，并運(yùn)用WinCC flexible軟件完成了系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)，制作了應(yīng)用于觸摸屏的監(jiān)控畫(huà)面。</p><p>　　關(guān)鍵詞：可編程邏輯控制器,中央空調(diào)，變頻調(diào)速，同步電動(dòng)機(jī)，PID控

13、制</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Programmable logic controller (PLC) as a new type of industrial control equipment has been widely used in automatic control systems for its plenty

14、 of advantages,it gradually replaces traditional relay, contactor control system. This paper takes a railway hospital central air conditioning system in Dalian as an object,studied its automatic control system based on P

15、LC , completed the following content.</p><p>　　(1) the structure and working principle of central air conditioning system are analyzed.</p><p>　　(2) this paper analyses the basic principle of th

16、e frequency changing control of motor speed, chose synchronous motor as the air blower, adopted Siemens MM440 frequency converter regulating fan speed.</p><p>　　(3) based on the actual needs of railway hospi

17、tal, we selected S7-200 PLC(a minitype of series) as the control unit system, realize PID control of the wind speed, the humidity and the temperature.</p><p>　　(4) according to the actual working environment

18、, we utilized STEP 7 micro/WIN software to write the PLC program, and used WinCC flexible software to complete the configuration design of the system, and fabricated the appearance in touch monitor screen.</p><

19、;p>　　Key words: programmable logic controller, central air conditioning, frequency changing control, synchronous motor, PID control</p><p><b>　　第一章 前言</b></p><p>　　1.1 研究目的和意義<

20、;/p><p>　　為了保證空氣環(huán)境的合理舒適，中央空調(diào)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)生活當(dāng)中，例如：學(xué)校，寫(xiě)字樓，工廠，各種公共場(chǎng)所等。隨著自動(dòng)控制水平、精度的提高，中央空調(diào)的舒適性、節(jié)能性已經(jīng)作為評(píng)定空調(diào)性能的重要指標(biāo)。如何在舒適節(jié)能的條件下，實(shí)現(xiàn)最佳的溫度、濕度、送風(fēng)量控制是當(dāng)今空調(diào)研究的熱門(mén)話題。</p><p>　　傳統(tǒng)的中央空調(diào)因?yàn)楸旧淼娜毕菹暮艽?，十分不?jīng)濟(jì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，傳統(tǒng)的中央空

21、調(diào)系統(tǒng)普遍存在著20%以上的無(wú)效能耗。這是因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，每一個(gè)系統(tǒng)都是按照最大負(fù)荷設(shè)計(jì)制造的，并且留有一定的余量，無(wú)論負(fù)荷的多少，電機(jī)都處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，這樣雖然能滿足最大負(fù)荷用戶的需求，卻不能隨負(fù)荷大小進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)，造成了沒(méi)有必要的能源浪費(fèi)，因此，尋求一種能夠隨負(fù)荷變化動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)成為中央空調(diào)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。</p><p>　　可編程邏輯控制器（PLC）是一種專門(mén)為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的

22、數(shù)字運(yùn)算電子操作系統(tǒng)【1】，它具有可編程的邏輯存儲(chǔ)器，可以在其內(nèi)部進(jìn)行定時(shí)、技術(shù)、順序控制、邏輯運(yùn)算、PID運(yùn)算等多種復(fù)雜運(yùn)算，通過(guò)數(shù)字量結(jié)合動(dòng)態(tài)模擬量的輸入方式，動(dòng)態(tài)地控制各種機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程【2】。對(duì)于中央空調(diào)，也能很好地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能的目的，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中央空調(diào)的控制系統(tǒng)當(dāng)中，逐步取代繼電器控制電路成為主流控制系統(tǒng)。</p><p>　　本文研究了基于S7-200的PLC在大連某鐵路醫(yī)院中央空調(diào)

23、控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，研究其如何通過(guò)動(dòng)態(tài)的控制過(guò)程以達(dá)到節(jié)能且舒適的目的，設(shè)計(jì)了其控制系統(tǒng)PLC的主要程序，用編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了加熱器的順序控制，互鎖，冷卻水閥門(mén)，風(fēng)機(jī)的PID調(diào)節(jié)，用WinCC flexible軟件對(duì)PLC程序進(jìn)行組態(tài)，將程序?qū)懭隤LC控制器，一個(gè)完整的PLC控制系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了，相比于傳統(tǒng)的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，它具有節(jié)能減排，更舒適的重大意義。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p&

24、gt;<p>　　1.2.1 國(guó)外空調(diào)控制系統(tǒng)的發(fā)展</p><p>　　在五十年代及之前，氣動(dòng)控制是世界上熱力與空調(diào)控制系統(tǒng)主要采用的方式，至今氣動(dòng)的PID控制在很多領(lǐng)域特別是船用控制系統(tǒng)中仍有廣泛應(yīng)用【3】，到了六十年代，開(kāi)始采用電動(dòng)單元組合式儀表，相比啟動(dòng)控制更加快捷且提高了精度，七十年代小型微型計(jì)算機(jī)被引進(jìn)到這一領(lǐng)域，開(kāi)始采用微型計(jì)算機(jī)的集中式控制，1984年，第一棟采用微型計(jì)算機(jī)集散控制的

25、樓宇在美國(guó)誕生，標(biāo)志著自動(dòng)控制開(kāi)始向智能方向邁進(jìn)。采用DDC（direct digital control）是集散式控制的主要特征，目前國(guó)內(nèi)外主要采用的PID調(diào)節(jié)是通過(guò)可編程邏輯控制器實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　上個(gè)世紀(jì)八十年代，Shaviet等人對(duì)PID控制的鍋爐排氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真學(xué)的研究【4】。1995年，Kaltman將PID控制應(yīng)用于對(duì)空調(diào)制冷壓縮機(jī)的控制，建立了用于系統(tǒng)仿真的數(shù)學(xué)模型，給出了關(guān)

26、于PID調(diào)節(jié)的兩種控制策略【5】。</p><p>　　雖然現(xiàn)在大部分空調(diào)的控制系統(tǒng)采用的都是PLC的PID控制，但PID控制原理決定了它本身具有一定的局限性，只有在參數(shù)不隨時(shí)間變化時(shí)才能取得理想的效果。基于種種局限性，研究者們把研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了更為高級(jí)的控制方法，及最優(yōu)化控制、自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。</p><p>　　智能控制的優(yōu)點(diǎn)在于不需要精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型，具有自尋優(yōu)的特

27、點(diǎn)。因?yàn)榭照{(diào)系統(tǒng)不本身的大慣性、大滯后性，所以獲取精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型是不可能做到的，因此，如何實(shí)現(xiàn)智能化控制成為了各國(guó)科研人員研究的趨勢(shì)。上個(gè)世紀(jì)八十年代，日本三菱重工開(kāi)發(fā)出的模糊空調(diào)控制器能夠初步實(shí)現(xiàn)溫度不變，但因?yàn)槠涑杀咎?，反?yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，無(wú)法投入生產(chǎn)【6】。1994年，Albert.R.So開(kāi)發(fā)出了空調(diào)機(jī)組恒溫的模糊控制器【7】。1999年，自適應(yīng)的PID控制器被日本人Kaisahara設(shè)計(jì)出。</p><p>

28、;　　雖然智能控制理論取得了很多優(yōu)秀的研究成果，但因其成本較高，技術(shù)不夠成熟，所以還未被廣泛地投入生產(chǎn)之中。</p><p>　　1.2.2 國(guó)內(nèi)空調(diào)控制系統(tǒng)的發(fā)展</p><p>　　我國(guó)在自動(dòng)控制領(lǐng)域緊跟國(guó)際步伐。目前，微型計(jì)算機(jī)控制的集散式控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地被應(yīng)用于我國(guó)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，智能化樓宇建筑被廣泛地應(yīng)用在生活之中，其自動(dòng)監(jiān)視、檢測(cè)、控制和管理的功能十分優(yōu)越【8】。<

29、/p><p>　　在智能控制的研究領(lǐng)域，我國(guó)也取得了很多可觀的研究成果。上個(gè)世紀(jì)九十年代，我國(guó)在空調(diào)控制領(lǐng)域提出了兩項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，及將PLC和變頻器應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中的方法，大大提高了控制的精準(zhǔn)性，并節(jié)約了能源。吳愛(ài)國(guó)等人研究了自尋優(yōu)模糊控制器在溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用，輸入比例因子合并調(diào)節(jié)權(quán)衡因子的創(chuàng)造性方法被首次應(yīng)用在控制器當(dāng)中，極大地優(yōu)化了控制結(jié)果【9】。張韜等多位學(xué)者首次提出將數(shù)學(xué)自回歸平均法應(yīng)用于空調(diào)控制系統(tǒng)之中

30、，并對(duì)其進(jìn)行了分析，提出了提高預(yù)測(cè)法準(zhǔn)確性的若干設(shè)想。目前，我國(guó)各科研機(jī)構(gòu)研究的核心內(nèi)容都集中單相壓縮機(jī)變頻調(diào)速和智能控制研究。</p><p>　　智能空調(diào)是多種技術(shù)工業(yè)的綜合，其研制難度相對(duì)較大，無(wú)論是在樣機(jī)還是產(chǎn)品上，我國(guó)自行研制的智能控制系統(tǒng)相比于國(guó)外先進(jìn)技術(shù)都會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定，魯棒性差的特點(diǎn)。因此，我國(guó)在此領(lǐng)域還需做出進(jìn)一步的努力。</p><p>　　1.3 研究?jī)?nèi)容與方法<

31、/p><p>　　本文在分析和綜合了中央空調(diào)的控制特點(diǎn)和PLC(可編程邏輯控制器)工作特點(diǎn)及PID控制特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)大連某鐵路醫(yī)院AP4中央空調(diào)控制系統(tǒng)具體實(shí)例的研究，在本文中對(duì)中央空調(diào)冷凍水閥門(mén)、空調(diào)送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速采用傳統(tǒng)PID控制，對(duì)冬季空調(diào)加熱器采取順序啟動(dòng)的互鎖控制，編輯了主空調(diào)機(jī)系統(tǒng)的PLC程序，并運(yùn)用WinCC flexible軟件進(jìn)行了組態(tài)設(shè)計(jì)，最終完成了中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p>

32、<p>　　研究工作的具體內(nèi)容如下：</p><p>　?。?）對(duì)中央空調(diào)各系統(tǒng)工作原理進(jìn)行了分析。</p><p>　　（2）對(duì)選取的硬件做了具體介紹及技術(shù)規(guī)格說(shuō)明。</p><p>　　（3）采用STEP7-micro/win32 V4.0編程軟件設(shè)計(jì)了中央空調(diào)控制系統(tǒng)控制程序。</p><p>　?。?）采用西門(mén)子SMART

33、700觸摸屏作為人機(jī)界面，用WinCC flexible軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了組態(tài)。</p><p>　　第二章 中央空調(diào)控制系統(tǒng)基本原理</p><p>　　2.1 中央空調(diào)原理與結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.1.1 空調(diào)制冷與制熱原理</p><p>　　空調(diào)運(yùn)用液化氣體制冷的方式進(jìn)行制冷，其運(yùn)用的主要制冷制熱原理是液體汽化吸熱和冷凝放熱效

34、應(yīng)。當(dāng)制冷劑處于一密閉容器中時(shí)，液體和蒸汽會(huì)在某一壓力下達(dá)到平衡，此時(shí)為飽和狀態(tài)，液體不會(huì)汽化。如果此時(shí)把抽走密閉容器中的蒸汽，勢(shì)必會(huì)打破這一平衡，液體會(huì)繼續(xù)汽化以達(dá)到新的平衡。液體汽化是需要吸收能量的，此過(guò)程中吸收的熱量叫做汽化潛熱，液體吸收熱量的來(lái)源就會(huì)被冷卻。在此的過(guò)程中，此時(shí)蒸汽壓力對(duì)應(yīng)的是常溫下的飽和壓力【10】。</p><p>　　空調(diào)制熱的過(guò)程為制冷過(guò)程的逆過(guò)程，從壓縮機(jī)出來(lái)的高溫氣體經(jīng)過(guò)散熱過(guò)程

35、變成常溫高壓的液體，同時(shí)將熱量散發(fā)出去進(jìn)行制熱。高壓常溫的液體經(jīng)過(guò)膨脹節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，從冷源吸熱，變成低壓的蒸汽被壓縮機(jī)吸入完成整個(gè)循環(huán)。在這個(gè)循環(huán)過(guò)程中，制冷劑不斷地通過(guò)散熱器將從冷源和壓縮機(jī)吸收的熱量釋放出去進(jìn)行制熱。但是，這一過(guò)程的效率十分低下，所以往往在空調(diào)主機(jī)中內(nèi)設(shè)電加熱器進(jìn)行制熱，簡(jiǎn)化了空調(diào)結(jié)構(gòu)且制熱效率較高。</p><p>　　空調(diào)制冷系統(tǒng)，主要是由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流膨脹閥四個(gè)

36、基本部件組成。他們形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)，在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，不斷流動(dòng)的制冷劑相當(dāng)于循環(huán)系統(tǒng)的血液，起著交換熱量的作用；壓縮機(jī)相當(dāng)于系統(tǒng)的心臟，不斷地從蒸發(fā)器中吸入氣體并進(jìn)行壓縮將高壓的氣體泵出，推動(dòng)這整個(gè)循環(huán)的進(jìn)行；冷凝器起著降溫的作用，將高壓氣體的溫度降低使其冷凝成高壓的液體；節(jié)流膨脹閥對(duì)制冷劑起著降壓的作用，同時(shí)通過(guò)開(kāi)度大小調(diào)控著制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)制冷效果強(qiáng)弱；蒸發(fā)器是輸送制冷量的裝置，可以將冷源的熱量吸收到系統(tǒng)當(dāng)中。<

37、;/p><p>　　2.1.2 中央空調(diào)結(jié)構(gòu)介紹</p><p>　　在生產(chǎn)生活中，中央空調(diào)系統(tǒng)由于體積大，工作負(fù)荷也大，因而無(wú)法像家用小型空調(diào)一樣直接采用冷凝器空氣流通散熱。一般建筑的的中央空調(diào)系統(tǒng)都采用冷卻塔散熱的方式，冷卻塔通過(guò)淋噴的方式將冷卻水中的熱量釋放到大氣中，被冷卻的冷卻水再對(duì)中央空調(diào)冷凝器進(jìn)行冷凝，散熱效果較好。因此，大型建筑空調(diào)系統(tǒng)除空調(diào)主機(jī)房外還需增加冷卻水循環(huán)的泵房。

38、在大型空調(diào)系統(tǒng)中，中央空調(diào)蒸發(fā)器一般不直接與表冷器接觸，往往對(duì)冷凍水進(jìn)行制冷，冷凍水再經(jīng)過(guò)表冷器或風(fēng)機(jī)盤(pán)管對(duì)送風(fēng)空氣進(jìn)行制冷，可以通過(guò)調(diào)節(jié)冷凍水節(jié)流閥限制進(jìn)入風(fēng)機(jī)盤(pán)管的冷凍水流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)制冷量。具體結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。</p><p>　　2-1　中央空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.2 同步電動(dòng)機(jī)工作原理</p><p>　　同步電機(jī)是一種常用的交流電機(jī)

39、。它具有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不變的特點(diǎn)，頻率與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系式為：n=ns=60f/p，f為電網(wǎng)頻率，p是電機(jī)的極對(duì)數(shù)，ns稱為同步轉(zhuǎn)速，因?yàn)椴幌癞惒诫妱?dòng)機(jī)一樣存在轉(zhuǎn)差率所以被稱為同步電機(jī)。當(dāng)電網(wǎng)頻率不變時(shí)，同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速也不變，與負(fù)荷的大小并沒(méi)有關(guān)系，這點(diǎn)與異步電動(dòng)機(jī)不同，而異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷是有關(guān)系的，按照轉(zhuǎn)差率的的大小具有不同的工作轉(zhuǎn)矩【11】。同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與合成磁場(chǎng)模型如圖2-2所示。</p><p>　　2

40、-2 同步電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)模型</p><p>　　同步電動(dòng)機(jī)可以作為同步補(bǔ)償機(jī)使用，這是因?yàn)樗墓β室驍?shù)是可調(diào)節(jié)的，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小進(jìn)而改變功角，處于正常勵(lì)磁狀態(tài)的功角為0，處于過(guò)勵(lì)狀態(tài)時(shí)，電流會(huì)超前電壓，處于欠勵(lì)狀態(tài)時(shí)，電壓會(huì)超前電流，生產(chǎn)中常常把處于過(guò)勵(lì)狀態(tài)的同步電動(dòng)機(jī)接到電網(wǎng)上【12】。同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流與定子電流的V形曲線如圖2-3所示。</p><p>　　2-3　同步電機(jī)V形

41、圖</p><p>　　2.3 變頻器工作原理</p><p>　　變頻器（Variable-frequency Drive，VFD），是用來(lái)改變交流電動(dòng)機(jī)工作頻率進(jìn)而能夠靈活地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速的電力控制設(shè)備，微電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用在變頻器中【13】。</p><p>　　變頻器分為：交--交型和交--直--交型。顧名思義，交--交型輸入和輸出均為交流，將輸入的工

42、頻電流直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷?、頻率均可調(diào)的交流電；交--直--交型則是輸入為工頻交流電，通過(guò)整流變?yōu)橹绷麟?，再將直流電轉(zhuǎn)變成電壓、頻率均可調(diào)的交流電，這種變頻器的使用最為廣泛。</p><p>　　在三相電機(jī)的變頻調(diào)速中，變頻器對(duì)電機(jī)調(diào)速原理是：n = 60f/p(1-s)   n: 電機(jī)的轉(zhuǎn)速 f: 電源頻率 p: 電機(jī)

43、磁極對(duì)數(shù) s：電機(jī)的轉(zhuǎn)差率。</p><p>　　變頻器的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）變頻節(jié)能，對(duì)于風(fēng)機(jī)、水泵之類的流量機(jī)械，傳統(tǒng)的流量控制方法是調(diào)節(jié)出口擋板閥門(mén)開(kāi)度節(jié)流調(diào)節(jié)，造成大量的能量損失在節(jié)流的過(guò)程中，運(yùn)用變頻器可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)而調(diào)節(jié)流量大小，避免了節(jié)流損失。（2）功率因數(shù)補(bǔ)償，無(wú)功功率會(huì)增加設(shè)備的發(fā)熱，會(huì)使整個(gè)電網(wǎng)功率因數(shù)降低，浪費(fèi)資源，變頻器的內(nèi)部濾波電容可以使無(wú)功功率降低。（

44、3）軟啟動(dòng)，電機(jī)硬啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)會(huì)造成嚴(yán)重的沖擊，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，瞬間產(chǎn)生的電流會(huì)比額定電流高5-6倍，這是因?yàn)殡姍C(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)之前相當(dāng)于一個(gè)線圈電阻，對(duì)設(shè)備，管路極為不利，空氣斷路器容易跳開(kāi)。使用變頻器啟動(dòng)，可以使啟動(dòng)電流從零開(kāi)始，減小了對(duì)電網(wǎng)的沖擊【14】。</p><p>　　在生產(chǎn)生活中針對(duì)不同的負(fù)載，選用的變頻器也是不同的，人們?cè)趯?shí)踐中主要將負(fù)載分為三類：（1）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如傳送帶、擠壓機(jī)等，這類負(fù)載最大的特點(diǎn)就

45、是轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。（2）恒功率負(fù)載，如造紙機(jī)、機(jī)床主軸等，這類負(fù)載的最大特點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速大體成反比，因此功率是恒定的。（3）流體機(jī)械負(fù)載，如風(fēng)機(jī)、水泵等。這類負(fù)載隨葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，此類負(fù)載所需的功率與速度3次方正比。</p><p>　　2.4 PID作用概述</p><p>　　PID作用，及比例（proportion）、積分（integration）、微分（differentiation）

46、作用，是工業(yè)控制中應(yīng)用最廣泛的反饋調(diào)節(jié)，PID作用由比例單元、積分單元、和微分單元組成。其輸入e (t）與輸出p (t）的關(guān)系為：</p><p>　　式中積分的上下限分別是0和t，因此它的傳遞函數(shù)為：</p><p>　　其中k為比例系數(shù)； TI為積分時(shí)間常數(shù)； TD為微分時(shí)間常數(shù)【15】。</p><p>　　比例作用規(guī)律是成比例地反應(yīng)變差大小的作用規(guī)律，偏差一

47、經(jīng)出現(xiàn)，比例作用立刻響應(yīng)，但當(dāng)只有比例作用是，系統(tǒng)卻會(huì)出現(xiàn)靜態(tài)偏差。在實(shí)際情況中，由于系統(tǒng)具有慣性，所以當(dāng)偏差出現(xiàn)時(shí)，過(guò)一段時(shí)間才有輸出，因此比例作用不能太強(qiáng)，否則會(huì)造成系統(tǒng)震蕩。</p><p>　　積分作用是輸入偏差積分的正比，作用是用于消除靜態(tài)偏差，彌補(bǔ)比例作用的不足。積分作用是只要存在著誤差，該作用就一直存在，直到誤差為0，因此可以消除靜態(tài)偏差。積分作用的強(qiáng)弱由積分時(shí)間TI決定。相比于比例作用規(guī)律，積分作

48、用規(guī)律是不及時(shí)的，容易造成被控量的大起大落，所以在參數(shù)整定的過(guò)程中，TI一般是按照寧大勿小的原則。</p><p>　　微分作用是輸入偏差的微分的正比，能夠?qū)崿F(xiàn)提前控制，也可以理解為防止偏差產(chǎn)生的能力。參數(shù)微分時(shí)間TD是用于調(diào)節(jié)微分作用強(qiáng)弱的參數(shù)。但是，微分時(shí)間不能單獨(dú)作用于調(diào)節(jié)器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般是和PI作用結(jié)合到一起組成PID作用【16】。</p><p>　　第三章 控制系統(tǒng)硬件介

49、紹</p><p>　　3.1 PT100溫度傳感器和變送器</p><p>　　PT100是一種溫度和阻值成正比的鉑熱電阻【17】。其具體對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3-1所示：</p><p>　　3-1　PT100溫度阻值關(guān)系圖</p><p>　　PT100阻值會(huì)隨著溫度的增加而做線性均勻的增加，被廣泛地應(yīng)用于高精度的設(shè)備當(dāng)中。PT100溫度傳感器

50、就是PT100熱電阻。PT100變送器又被稱為信號(hào)轉(zhuǎn)換器，由測(cè)量單元、信號(hào)處理和信號(hào)電路組成，有的直接安裝在PT100電阻的接線盒內(nèi)，稱為一體化的溫度變送器，變送器將不同溫度的電阻阻值轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出。</p><p>　　有些時(shí)候，因?yàn)闊犭娮枋前惭b在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之中的，通過(guò)導(dǎo)線把電阻信號(hào)傳遞到控制裝置，所以導(dǎo)線會(huì)對(duì)測(cè)量信號(hào)有一定的影響【18】。為了消除影響，國(guó)際上把熱電阻的引線分為三種方式：

51、</p><p>　　二線制：熱電阻只于一根導(dǎo)線串聯(lián)來(lái)引出電阻信號(hào)的方式叫二線制，接線簡(jiǎn)單，但由于引線電阻r的存在，測(cè)量精度勢(shì)必會(huì)降低，r的大小與導(dǎo)線的長(zhǎng)度和材料有關(guān)。</p><p>　　三線制：所謂三線制，是在熱電阻一端連接兩根引線，另一端連接一根引線。通常作為一個(gè)電橋橋臂，此種接線方式因?yàn)榭梢暂^好地消除引線電阻的影響，所以作為最常用的接線方式應(yīng)用于工業(yè)控制當(dāng)中。</p>

52、<p>　　四線制：四線制即是在電阻兩端各接兩根引線，一般工業(yè)上很少使用，主要用于高精度溫度檢測(cè)中。</p><p>　　采用三線制接法的熱電阻是最常見(jiàn)的。采用三線制的目的是為了消除連接導(dǎo)線電阻所引起的測(cè)量誤差。此接線電路為不平衡電橋。熱電阻和其連接導(dǎo)線作為電橋的一個(gè)橋臂，因?yàn)閷?dǎo)線電阻也隨溫度變化不可忽略不計(jì)，所以會(huì)造成測(cè)量誤差。采用三線制，電阻一端引出的兩根導(dǎo)線分別接到電流計(jì)及與其相鄰的橋臂上，另一

53、端則與電源相連，這樣就消除了導(dǎo)線線路電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差。三線制接線方法是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的PT100電阻接線方法。</p><p>　　PT100傳感器的三種接線接線方式如圖3-2所示。</p><p>　　3-2　PT100溫度傳感器三種接線圖</p><p>　　3.2 西門(mén)子MM440變頻器</p><p>　　MICROMASTER

54、440變頻器簡(jiǎn)稱MM440變頻器，它是一個(gè)變頻器的系列，此系列變頻器主要用來(lái)控制三相電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，本系列有很多種型號(hào)，恒轉(zhuǎn)矩控制額定功率范圍從120W~200W，可變轉(zhuǎn)矩控制可達(dá)到250kw【19】。</p><p>　　MM440變頻器內(nèi)部包含微型計(jì)算機(jī)，采用雙極晶體管作為功率輸出器件。因此，它具有很多功能而且運(yùn)行可靠。其脈沖寬度調(diào)制的開(kāi)關(guān)頻率是可選的，因而降低了電機(jī)運(yùn)行的噪聲。它具有強(qiáng)大的保護(hù)功能。</p

55、><p>　　MM440變頻器既可以驅(qū)動(dòng)單機(jī)工作，用于自動(dòng)化系統(tǒng)【20】。</p><p><b>　　其主要特點(diǎn)有：</b></p><p>　?。?）安裝簡(jiǎn)便，參數(shù)設(shè)置容易；</p><p>　?。?）EMC設(shè)定可靠；</p><p>　?。?）可由中性點(diǎn)不接地電源供電；</p>&

56、lt;p>　?。?）快速響應(yīng)信號(hào)；</p><p>　　（5）參數(shù)設(shè)置的范圍很廣；</p><p>　　（6）電纜連接簡(jiǎn)便；</p><p>　?。?）輸出繼電器數(shù)量眾多；</p><p>　　（8）模擬量輸出（0~20mA）端口很多；</p><p>　?。?）有兩個(gè)模擬輸入AIN1(0~10V，0~20mA和

57、-10~+10V) AIN2(0~10V,0~20mA)；</p><p>　　3.3 西門(mén)子S7-200系列PLC</p><p>　　3.3.1 S7-200系列PLC簡(jiǎn)介</p><p>　　S7系列PLC是西門(mén)子生產(chǎn)的可編程邏輯控制器，S7-200是該系列下的一種小型PLC，常用在小型的自動(dòng)化設(shè)備當(dāng)中。根據(jù)使用的CPU模塊不同，S7-200系列PLC可分

58、為CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等類型，除CPU221無(wú)法擴(kuò)展之外，其他類型的都可以通過(guò)增加擴(kuò)展模塊來(lái)增加功能【21】。</p><p>　　S7-200作為一種小型工業(yè)應(yīng)用控制器具有以下特點(diǎn)：（1）抗干擾能力強(qiáng)，十分可靠。（2）控制程序可變，通用性強(qiáng)。（3）適應(yīng)性強(qiáng)，功能強(qiáng)大。（4）梯形圖編程簡(jiǎn)單且門(mén)檻低。（5）系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試和維修方便。</p><p>　　PL

59、C是根據(jù)繼電器控制系統(tǒng)研究創(chuàng)造的中央調(diào)節(jié)單元，所以為了方便工程人員理解控制過(guò)程，它也具有像繼電器線路的元件，如中繼器，時(shí)間繼電器等等，只不過(guò)這類元件是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的，作為PLC的主要編程元件也被稱作軟元件。PLC編程元件有輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、數(shù)據(jù)寄存器等。</p><p>　　3.3.2 CPU226技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　集成的數(shù)字量輸入輸出：24入/16

60、出；可連接的擴(kuò)展模塊最大數(shù)量為6個(gè)；最大可擴(kuò)展數(shù)字量輸入/輸出：248點(diǎn)；最大可擴(kuò)展模擬量輸入/輸出：35點(diǎn)；用戶程序區(qū)大?。?6KB；數(shù)據(jù)儲(chǔ)存區(qū)大?。?0KB；數(shù)據(jù)后備時(shí)間（電容）：100h；后備電池（選件）：200d；布爾運(yùn)算執(zhí)行時(shí)間：0.22微秒；標(biāo)志寄存器/計(jì)數(shù)器/定時(shí)器：256/256/256；高速計(jì)數(shù)器：6個(gè)30kHz；高速脈沖輸出：2個(gè)20kHz；通信接口：2個(gè)RS485；外部硬件中斷：4；支持的通訊協(xié)議：PPI,MPI,

61、PROFIBUS DP,自由口；模擬電位器：2個(gè)8位分辨率；時(shí)鐘類型：內(nèi)置時(shí)鐘；外形尺寸（寬*高*長(zhǎng)）：196*80*62。</p><p>　　3.3.3 EM231模塊及EM232模塊技術(shù)指標(biāo)</p><p><b>　　EM231模塊</b></p><p>　?。?）具有4個(gè)模擬量輸入通道。（2）電壓輸入范圍：?jiǎn)螛O性0~10V、0~5

62、V；雙極性±5V，±2.5V。（3）電流輸入范圍：0~20mA。（4）每個(gè)通道占用存儲(chǔ)器AI區(qū)域2個(gè)字節(jié)。該模塊模擬量的輸入值為只讀數(shù)據(jù)。（5）輸入信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量數(shù)據(jù)值是12位二進(jìn)制數(shù)。最高有效位是符號(hào)位：0表示正值數(shù)據(jù)，1表示負(fù)值數(shù)據(jù)。（6）模擬量輸入數(shù)據(jù)字格式有單極性數(shù)據(jù)格式和雙極性數(shù)據(jù)格式。前者的全量程范圍設(shè)置為0~32000.后者為-32000~+32000。</p><p>

63、;<b>　　EM232模塊</b></p><p>　　（1）提供2路模擬量輸出。（2）輸出信號(hào)的范圍：電壓輸出為±10V，電流輸出為0~20mA。（3）每個(gè)輸出通道占用存儲(chǔ)器AQ區(qū)域2個(gè)字節(jié)，用戶程序無(wú)法讀取模擬量輸出值。（4）PLC運(yùn)算處理后的數(shù)字量信號(hào)(BIN數(shù))為12位，最高有效位是符號(hào)位：0表示正值，1表示負(fù)值。（5）電流輸出數(shù)據(jù)格式為0~+32000。（6）電壓輸出的

64、數(shù)據(jù)格式為-32000~+32000[22]。</p><p>　　第四章 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 STEP7-MICRO/WIN軟件介紹</p><p>　　此程序是用STEP-7MICRO/WIN軟件編寫(xiě)的，該軟件是西門(mén)子公司為S7-200系列PLC專門(mén)打造的編程軟件，采用簡(jiǎn)明易懂的梯形圖作為編程語(yǔ)句，提供了豐富的指令，具有向?qū)Чδ埽奖鉖

65、ID程序制作。能夠?qū)LC和PC進(jìn)行通訊設(shè)置，既可以從PLC上傳程序，也可以將PC中編寫(xiě)好的程序下載到PLC中。</p><p>　　4.2 空調(diào)啟動(dòng)流程圖</p><p>　　中央空調(diào)控制柜上電以后，PLC控制空調(diào)設(shè)備順序啟動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互鎖?？照{(diào)關(guān)閉的順序?yàn)榇诉^(guò)程的逆順序。其具體流程圖如圖4-1所示。</p><p>　　4-1　空調(diào)設(shè)備順序啟動(dòng)流程圖<

66、;/p><p>　　4.3 送風(fēng)量調(diào)節(jié)PID程序設(shè)計(jì)</p><p>　　在程序的設(shè)計(jì)中，PID調(diào)節(jié)是用STEP7-MICRO軟件的PID向?qū)Чδ苤谱鞯?，本身加密不可?jiàn)。為直白地理解PID調(diào)節(jié)的編程方法，現(xiàn)以送風(fēng)量調(diào)節(jié)為例，手動(dòng)編程了一個(gè)PID調(diào)節(jié)程序。</p><p>　　首先，設(shè)置PID控制回路參數(shù)表，包括給定值的設(shè)定、增益的設(shè)定、采樣時(shí)間、積分時(shí)間、微分時(shí)間。在

67、本例中，以為VB200為首地址，每個(gè)參數(shù)占32位，依序設(shè)定，設(shè)定程序如圖4-2所示。</p><p>　　4-2　參數(shù)設(shè)定程序</p><p>　　如上圖所示給定值的標(biāo)準(zhǔn)量為0.7，增益是0.3，采樣時(shí)間為0.1，積分時(shí)間為30s，微分時(shí)間為0.0，及不產(chǎn)生微分作用。</p><p>　　下一步，將從AIW0傳來(lái)的輸入量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值是0.0~1.0之間數(shù)值

68、。轉(zhuǎn)換的表達(dá)式為：輸入量的標(biāo)準(zhǔn)化值=輸入量的實(shí)數(shù)值/跨度+偏移量。單極數(shù)值跨度常取32000，偏移量為0.0，送風(fēng)量的輸入為單擊數(shù)值。程序如圖4-3所示。</p><p>　　4-3　輸入值標(biāo)準(zhǔn)化程序</p><p>　　然后，調(diào)用PID指令，對(duì)預(yù)先定義的PID0回路進(jìn)行運(yùn)算，將輸出的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值存入VD208,具體程序如圖4-4所示。</p><p>　　4-4　P

69、ID調(diào)用程序</p><p>　　最后，將輸出結(jié)果由標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的整數(shù)值，再存入AQW0單元，AQW0單元的整數(shù)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，去控制變頻器的工作頻率，進(jìn)而控制送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)送風(fēng)量的數(shù)值。程序如圖4-5所示。</p><p>　　4-5　輸出值標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)整數(shù)</p><p>　　4.4 加熱器順序啟停梯形圖</p><p>　

70、　4-6　加熱器順序啟停梯形圖</p><p>　　圖4-6為冬季中央空調(diào)1號(hào)加熱器手自動(dòng)切換，自動(dòng)順序啟動(dòng)和風(fēng)機(jī)互鎖梯形圖，共有3個(gè)加熱器，其余2個(gè)加熱器梯形圖和上圖類似。首先，由西門(mén)子smart觸摸屏切換空調(diào)為冬季模式，則dongxia—sw：v9.3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，且加熱器總開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)HOTER_OFB:I0.6斷開(kāi)，rs觸發(fā)器可以動(dòng)作。當(dāng)選擇手動(dòng)模式時(shí)，auto：v9.0常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)均不動(dòng)作，則自動(dòng)控制回路

71、處于斷開(kāi)狀態(tài)，通過(guò)手動(dòng)啟動(dòng)加熱器工作，當(dāng)按下加熱器1啟動(dòng)按鈕時(shí)，hoter1_start:v10.2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，此時(shí)注意風(fēng)機(jī)狀態(tài)，若風(fēng)機(jī)已啟動(dòng)則fj_rfb:i0.1觸點(diǎn)閉合，rs觸發(fā)器s端才能輸入1，加熱器1號(hào)動(dòng)作，若風(fēng)機(jī)未啟動(dòng)，則fj_rfb：i0.1處于斷開(kāi)狀態(tài)，s端為0，這就實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)與加熱器的互鎖，防止加熱器在風(fēng)機(jī)未開(kāi)啟的情況下啟動(dòng)造成局部過(guò)熱，引發(fā)火災(zāi)。當(dāng)選擇自動(dòng)模式時(shí)，auto：v9.0觸點(diǎn)動(dòng)作，自動(dòng)控制回路打開(kāi)而手動(dòng)控

72、制回路斷開(kāi)，經(jīng)過(guò)定時(shí)器t10一段時(shí)間的延時(shí)后t10觸點(diǎn)閉合，此時(shí)根據(jù)傳感器檢測(cè)溫度和設(shè)定溫度的差值，若檢測(cè)溫度低于設(shè)定值，由PLC的溫度控制電路決定啟動(dòng)幾臺(tái)加熱器。當(dāng)啟動(dòng)一臺(tái)時(shí)，Hoter_Sta</p><p>　　第五章 監(jiān)控系統(tǒng)畫(huà)面的組態(tài)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 WinCC flexible2008簡(jiǎn)介</p><p>　　此程序用WinCC fl

73、exible進(jìn)行監(jiān)控畫(huà)面的組態(tài)，此軟件是西門(mén)子公司對(duì)S7-200系列PLC程序的專用HMI組態(tài)軟件。WinCC flexible 通過(guò)組態(tài)用戶界面完成對(duì)設(shè)備的監(jiān)視控制過(guò)程。使用WinCC flexible組態(tài)設(shè)計(jì)的HIM可實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)備工作過(guò)程的可視化，可以方便地通過(guò)HIM設(shè)定各種系統(tǒng)參數(shù)，可以方便快捷地顯示報(bào)警和生成過(guò)程值報(bào)表。</p><p><b>　　5.2 畫(huà)面及說(shuō)明</b><

74、/p><p>　　進(jìn)入整個(gè)系統(tǒng)的工藝流程圖，在畫(huà)面的下部有對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航按鈕，通過(guò)手指觸摸觸摸下部的按鈕，可以進(jìn)入到對(duì)應(yīng)的畫(huà)面中。在“主畫(huà)面”中我們能看到整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的工藝流程圖，所有被控制和檢測(cè)的設(shè)備都在該觸摸屏上顯示出來(lái)。主畫(huà)面如圖5-1所示。</p><p><b>　　5-1　主畫(huà)面</b></p><p>　　操作畫(huà)面共兩頁(yè)，可以通過(guò)按鈕切換

75、。</p><p>　　操作分為手工和自動(dòng)兩種操作模式。當(dāng)切換到手動(dòng)時(shí)，可以對(duì)每個(gè)設(shè)備單獨(dú)進(jìn)行控制。沒(méi)有連鎖條件。當(dāng)然冬季模式是不能加熱器的。</p><p>　　當(dāng)切換到自動(dòng)模式時(shí)，我們可以通過(guò)點(diǎn)擊此處的啟動(dòng)停止按鈕來(lái)控制空調(diào)機(jī)組的啟動(dòng)和停止。啟動(dòng)的順序如下：開(kāi)新風(fēng)閥—5秒--開(kāi)送風(fēng)機(jī)---25秒--開(kāi)冷水閥或者加熱器。</p><p>　　停止的順序相反。關(guān)冷水

76、閥或加熱器—2分鐘—停送風(fēng)機(jī)—5秒---關(guān)新風(fēng)閥。</p><p>　　其中排風(fēng)閥和排風(fēng)機(jī)單獨(dú)手動(dòng)啟動(dòng)和停止，但開(kāi)風(fēng)機(jī)前必須先開(kāi)排風(fēng)閥。操作畫(huà)面如圖5-2所示。</p><p><b>　　5-2　操作畫(huà)面</b></p><p>　　泵房設(shè)備的控制： 夏季模式時(shí)，我們是通過(guò)冷水調(diào)節(jié)閥來(lái)控制室內(nèi)溫度的。當(dāng)泵房設(shè)備沒(méi)有啟動(dòng)時(shí)，空調(diào)是不能進(jìn)行降溫的

77、。此時(shí)需要啟動(dòng)泵房設(shè)備。</p><p>　　在流程畫(huà)面上有泵房設(shè)備的運(yùn)行停止?fàn)顟B(tài)指示，當(dāng)需要啟動(dòng)泵房設(shè)備時(shí)，可以通過(guò)點(diǎn)擊“啟動(dòng)”“停止”按鈕來(lái)啟動(dòng)泵房設(shè)備，在下部會(huì)顯示啟動(dòng)停止的命令是否給出，泵房設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　5-3　參數(shù)設(shè)定畫(huà)面</p><p>　　在如圖5-3所示的參數(shù)畫(huà)面中，可以設(shè)定加濕器的PID控制、送風(fēng)機(jī)風(fēng)速的控制、冷水調(diào)節(jié)閥PI

78、D控制。</p><p>　?。?）濕度PID調(diào)節(jié)：PID調(diào)節(jié)分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式，當(dāng)為手動(dòng)時(shí)，此時(shí)的加濕器的開(kāi)度受“手動(dòng)輸出”控制，操作人員可以輸入對(duì)應(yīng)的數(shù)值來(lái)控制加濕器的開(kāi)度（開(kāi)度的百分比）。當(dāng)為自動(dòng)模式時(shí)，此時(shí)加濕器的開(kāi)度是通過(guò)設(shè)定值和實(shí)際測(cè)量到的回風(fēng)濕度進(jìn)行比較，通過(guò)計(jì)算輸出一個(gè)數(shù)值來(lái)控制。他的最終目的是要保證測(cè)量到的回風(fēng)濕度要和我們?cè)O(shè)定的目標(biāo)濕度相近或相等。所以在PID調(diào)節(jié)中，我們只需要設(shè)定一個(gè)“設(shè)定

79、值”然后切換到“自動(dòng)”模式就可以了。當(dāng)然也可以進(jìn)行手動(dòng)操作。里面的P ,I ,D 參數(shù)不需要進(jìn)行修改。我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的時(shí)候已經(jīng)設(shè)定好了。</p><p>　?。?）風(fēng)速度PID調(diào)節(jié)：PID調(diào)節(jié)分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式，當(dāng)為手動(dòng)時(shí)，此時(shí)送風(fēng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速受“手動(dòng)輸出”控制，操作人員可以輸入對(duì)應(yīng)的數(shù)值來(lái)控制送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)速的百分比）。當(dāng)為自動(dòng)模式時(shí)，此時(shí)送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是通過(guò)設(shè)定值和實(shí)際測(cè)量到的送風(fēng)風(fēng)速進(jìn)行比較，通過(guò)計(jì)算輸出

80、一個(gè)數(shù)值來(lái)控制。他的最終目的是要保證測(cè)量送風(fēng)風(fēng)速要和我們?cè)O(shè)定的目標(biāo)風(fēng)速相近或相等。所以在PID調(diào)節(jié)中，我們只需要設(shè)定一個(gè)“設(shè)定值”然后切換到“自動(dòng)”模式就可以。當(dāng)然也可以進(jìn)行手動(dòng)操作。里面的P ,I ,D 參數(shù)不需要進(jìn)行修改。我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的時(shí)候已經(jīng)設(shè)定好了。</p><p>　?。?）冷水調(diào)節(jié)閥PID調(diào)節(jié)：冷水調(diào)節(jié)閥只有在夏季模式下使用，冷水調(diào)節(jié)閥的作用是用來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。PID調(diào)節(jié)分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式，當(dāng)

81、為手動(dòng)時(shí)，此時(shí)冷水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度受“手動(dòng)輸出”控制，操作人員可以輸入對(duì)應(yīng)的數(shù)值來(lái)控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度（開(kāi)度的百分比）。當(dāng)為自動(dòng)模式時(shí)，此時(shí)冷水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度是通過(guò)設(shè)定值和實(shí)際測(cè)量到的回風(fēng)溫度（房間的實(shí)際溫度）進(jìn)行比較，通過(guò)計(jì)算輸出一個(gè)數(shù)值來(lái)控制。他的最終目的是要保證測(cè)量的回風(fēng)溫度要和我們?cè)O(shè)定的目標(biāo)溫度相近或相等。所以在PID調(diào)節(jié)中，我們只需要設(shè)定一個(gè)“設(shè)定值”然后切換到“自動(dòng)”模式就可以了。當(dāng)然也可以進(jìn)行手動(dòng)操作。里面的P ,I ,D 參數(shù)不需

82、要進(jìn)行修改。我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的時(shí)候已經(jīng)設(shè)定好了。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本論文講述了基于PLC的中央空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)主要原理與應(yīng)用，各個(gè)階段的具體工作內(nèi)容如下：</p><p>　?。?）收集了中央空調(diào)控制系統(tǒng)發(fā)展的資料，描述了其從氣動(dòng)控制到繼電器接觸器控制，再到PLC控制的各個(gè)發(fā)展歷程，對(duì)目前空調(diào)系統(tǒng)的國(guó)

83、內(nèi)外先進(jìn)研究成果進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)控制系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。</p><p>　?。?）分析了空調(diào)制冷、制熱的原理，描述了中央空調(diào)所采用的一般結(jié)構(gòu)。對(duì)變頻器和同步電機(jī)的工作原理做了簡(jiǎn)單的介紹，描述了同步電機(jī)變頻調(diào)速在空調(diào)系統(tǒng)中自動(dòng)控制的重要性。對(duì)現(xiàn)代控制系統(tǒng)最常采用的PID調(diào)節(jié)做了原理性的介紹。</p><p>　?。?）在分析空調(diào)原理的基礎(chǔ)上，對(duì)中央空調(diào)控制系統(tǒng)的硬件即MM440變

84、頻器，PT100溫度傳感器、S7-200PLC做了介紹，選取了CPU226PLC作為主控單元和兩個(gè)模擬量輸入輸出模塊，并對(duì)其技術(shù)規(guī)范參數(shù)進(jìn)行了描述。</p><p>　?。?）對(duì)大連鐵路醫(yī)院具體中央空調(diào)控制系統(tǒng)PLC程序做了分析，運(yùn)用流程圖描述了其啟動(dòng)過(guò)程的先后順序，以空調(diào)送風(fēng)量為例，設(shè)計(jì)其了PID調(diào)節(jié)梯形圖。對(duì)系統(tǒng)加熱器順序啟停梯形圖進(jìn)行了分析。</p><p>　　（5）在PLC程序的

85、基礎(chǔ)之上，運(yùn)用WinCC flexible軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了組態(tài)，初步設(shè)計(jì)了可應(yīng)用于smart觸摸屏的監(jiān)控畫(huà)面。</p><p>　　通過(guò)本次設(shè)計(jì)，對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)了有關(guān)PLC的編程組態(tài)知識(shí)，對(duì)于在自動(dòng)化領(lǐng)域廣泛采用的PID調(diào)節(jié)方式有了更深入的理解。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　完成這篇文章，

86、我首先要感謝我的授業(yè)恩師劉雨老師，老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，理論結(jié)合實(shí)際，靈活創(chuàng)新的教學(xué)作風(fēng)深刻地感染了我，是老師為我選定了對(duì)我今后工作學(xué)習(xí)有著深遠(yuǎn)意義的論文題目。在我完成論文期間，老師向我講解了同步電動(dòng)機(jī)，同步發(fā)電機(jī)等重要的知識(shí)點(diǎn)，為我提供了中央空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)和船舶電氣自動(dòng)化有關(guān)的諸多寶貴資料，向我描述了論文的大體構(gòu)架，提出了諸多寶貴的建議協(xié)助我完成了文章最終的定稿。</p><p>　　特別感謝大連宇辰自動(dòng)化公司總經(jīng)理

87、何峰，何總在我完成論文期間為我提供了諸多關(guān)于PLC控制的寶貴資料和圖紙，向我講解了PLC的編程及組態(tài)方法，為我提供了PLC編程組態(tài)軟件，為我提供了去大連華陽(yáng)密封件廠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)的寶貴機(jī)會(huì)，使我對(duì)PLC的硬件及接線有了概念性的認(rèn)識(shí)，對(duì)我以后的工作學(xué)習(xí)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，是我在PLC學(xué)習(xí)道路上的領(lǐng)路人。</p><p>　　感謝所有關(guān)心、支持我的人。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)&

88、lt;/b></p><p>　　[1] 何宗昌. 可編程控制器原理及應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.124-127.</p><p>　　[2] 廖常初. PLC編程及應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.6-16，22，83-108.</p><p>　　[3] 王俊杰． 檢測(cè)技術(shù)與儀表[M]． 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2002.5

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92、gt;<p>　　[8] Michel.A.Bemier, Bernard Bourret Pumping energy and variable frequency drives December 1999：20~21.</p><p>　　[9] X.Huang，M.L..Yong , M.L..Qian·Study on the semi -centralized evaporati

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94、2011年第2期</p><p>　　[12] 龔仲華. S7-200系列PLC應(yīng)用技術(shù). 北京：人民郵電出版社，2011. 66，209-226.</p><p>　　[13] 李懌峰．中央空調(diào)節(jié)能智能控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)．華南理工大學(xué)碩士論文，2002：42~52.</p><p>　　[14] 何衍慶. 常用PLC應(yīng)用手冊(cè). 北京：電子工業(yè)

95、出版社，2008.</p><p>　　[15] 李正熙，白晶. 電機(jī)學(xué)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，2000.232-239.</p><p>　　[16] 孫康嶺.電氣控制與PLC應(yīng)用［M］。北京：化學(xué)工業(yè)出版社2009.</p><p>　　[17] 深入淺出西門(mén)子S7-300PLC.北京航空航天大學(xué)出版社，2004.</p><p>

96、;　　[18] 張巍.PC/PLC機(jī)電控制系統(tǒng)研究.西安：哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文，2003:5-10 56-62.</p><p>　　[19] 陳伯時(shí)，陳敏遜. 交流調(diào)速系統(tǒng)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.2-83.</p><p>　　[20] 安達(dá).變頻調(diào)速系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選用原則[J].內(nèi)蒙古石油化工，2012年第9期</p><p>　　[

97、21] 西門(mén)子(中國(guó))有限公司. S7-200可編程序控制器產(chǎn)品目錄，2004.47-59.</p><p>　　[22] SIEMENS AG.SIMATIC S7-200CN系統(tǒng)手冊(cè),2004.</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　主程序（main）</b><

98、/p><p>　　LD SM0.0</p><p>　　CALL 模擬量處理:SBR1</p><p>　　CALL 控制:SBR0</p><p>　　CALL 溫度控制:SBR6</p><p>　　LD SM0.0</p><p><b>　　LPS<

99、;/b></p><p>　　A Humidity_auto:V520.0</p><p><b>　　ED</b></p><p>　　MOVR PID0_Output:VD208, Humidity_Manual:VD504</p><p><b>　　LRD</b><

100、/p><p>　　A SF_Speed_auto:V520.1</p><p><b>　　ED</b></p><p>　　MOVR PID1_Output:VD328, SF_Speed_Manual:VD514</p><p><b>　　LPP</b></p><

101、;p>　　A LSTJF_auto:V520.2</p><p><b>　　ED</b></p><p>　　MOVR PID2_Output:VD616, LSTJF_Manual:VD528</p><p>　　LD SM0.0</p><p><b>　　LPS</b&

102、gt;</p><p>　　CALL 濕度控制:SBR3, HF_H:AIW2, Humidity_SP:VD500, Humidity_auto:V520.0, Humidity_Manual:VD504, VW80</p><p>　　CALL 風(fēng)速控制:SBR4, SF_Speed:AIW6, SF_Speed_SP:VD510, SF_Speed_auto:V520.1,

103、SF_Speed_Manual:VD514, FJ_speed_control:AQW8</p><p>　　CALL 冷水調(diào)節(jié)閥:SBR5, HF_T:AIW0, Tempture_SP:VD60, LSTJF_auto:V520.2, LSTJF_Manual:VD528, VW82</p><p>　　A FJ_RFB:I0.1</p><p>

104、　　MOVW VW80, humidity_control:AQW4</p><p>　　AN dongxia_SW:V9.3</p><p>　　MOVW +32000, VW86</p><p><b>　　AENO</b></p><p>　　-I VW82, VW86</p>

105、<p><b>　　AENO</b></p><p>　　MOVW VW86, LSTJF_control:AQW0</p><p><b>　　LRD</b></p><p>　　AN FJ_RFB:I0.1</p><p>　　MOVW 0, humidity_con

106、trol:AQW4</p><p><b>　　LPP</b></p><p>　　LDN FJ_RFB:I0.1</p><p>　　O dongxia_SW:V9.3</p><p><b>　　ALD</b></p><p>　　MOVW 32000

107、, LSTJF_control:AQW0</p><p>　　LD SM0.5</p><p>　　TODR VB1000</p><p>　　LD SM0.0</p><p><b>　　LPS</b></p><p>　　A CXGL:I1.2</p>

108、<p>　　= V17.0</p><p><b>　　LRD</b></p><p>　　A ZXGL:I1.3</p><p>　　= V17.1</p><p><b>　　LRD</b></p><p>　　AN H

109、OTER_OFB:I0.6</p><p>　　= V17.2</p><p><b>　　LRD</b></p><p>　　A FJ_OFB:I0.2</p><p>　　= V17.3</p><p><b>　　LPP</b></p

110、><p>　　A PF_OFB:I1.1</p><p>　　= V17.4</p><p><b>　　控制（子程序0）</b></p><p>　　LD auto:V9.0</p><p>　　A G_start:V9.1</p><p&g

111、t;　　AN Group_stop_flag:V9.5</p><p><b>　　EU</b></p><p>　　LD auto:V9.0</p><p>　　LD G_stop:V9.2</p><p>　　O Run_status:V9.6</p><p>

112、;<b>　　ALD</b></p><p><b>　　EU</b></p><p><b>　　NOT</b></p><p><b>　　LPS</b></p><p>　　A Group_start_flag:V9.4</p>

113、<p>　　= Group_start_flag:V9.4</p><p><b>　　LPP</b></p><p><b>　　ALD</b></p><p>　　O Group_start_flag:V9.4</p><p>　　= Group_st