冷水機組監(jiān)控系統(tǒng)課程設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p><b>　　1.1 前 言1</b></p><p>　　1.2 原理簡述2</p><p>　　1.3 設(shè)計目的與要求3</p><p&g

2、t;　　1.3.1 設(shè)計目的3</p><p>　　1.3.2 設(shè)計要求3</p><p><b>　　2 冷水機組4</b></p><p>　　2.1 工作原理4</p><p>　　2.2 風冷式冷水機4</p><p>　　2.2.1 風冷式冷水機特點4</p>

3、<p>　　2.2.1 風冷式冷水機原理5</p><p>　　2.3 水冷式冷水機5</p><p>　　2.3.1 水冷式冷水機特點5</p><p>　　2.3.2 風冷式冷水機原理5</p><p>　　2.4 冷水機組控制5</p><p>　　2.4.1機組控制6</p>

4、<p>　　2.4.2水溫控制6</p><p>　　2.4.3一次泵的控制6</p><p>　　2.4.4閥門控制7</p><p><b>　　3 監(jiān)控方案8</b></p><p>　　3.1 監(jiān)控原理圖8</p><p>　　3.2 冷水機組監(jiān)控內(nèi)容11</

5、p><p>　　3.2.1 監(jiān)測內(nèi)容11</p><p>　　3.2.2 聯(lián)鎖及保護11</p><p>　　3.2.3 控制11</p><p>　　4 PLC控制13</p><p>　　4.1 PLC工作原理13</p><p>　　4.1.1 工作原理13</p>

6、<p>　　4.1.2 調(diào)試方法13</p><p>　　4.2 PLC控制系統(tǒng)15</p><p>　　4.2.1 起停控制過程分析15</p><p>　　4.2.2 I/O點數(shù)15</p><p>　　4.2.3 PLC型號選用16</p><p>　　4.2.4 梯形圖程序17</p

7、><p>　　5 組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計21</p><p>　　5.1 組態(tài)軟件簡介21</p><p>　　5.2 力控（Force Control）組態(tài)軟件22</p><p>　　5.3 系統(tǒng)工藝圖22</p><p><b>　　6 總 結(jié)24</b></p><p&

8、gt;<b>　　7 參考文獻25</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 前 言</b></p><p>　　隨著信息技術(shù)的發(fā)展，使人們對賴以生存的工作和生活的建筑環(huán)境的安全性、舒適性、便捷性等諸多方面也提出了更高要求，強調(diào)高效率、低能耗的“綠色

9、建筑”是可持續(xù)發(fā)展的目標。智能建筑便是在這樣的背景下應(yīng)運而生，悄悄走進了人類生存的社會。</p><p>　　智能建筑是現(xiàn)代建筑技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、現(xiàn)代計算機技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)等多種科學技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。現(xiàn)代建筑技術(shù)給只能就愛你住提供了一個基本的建筑物支持平臺，現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)成了智能建筑的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，而由現(xiàn)代計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)支持的建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)給傳統(tǒng)的土木建筑在其雄偉的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和華

10、麗的裝潢外表之上又賦予了強大的生命力和活力，才使其真正具有了智能化的色彩。這種日趨完善的智能化建筑又極大地改變著人們的生活環(huán)境和習慣，使人們在建筑環(huán)境的安全、舒適、便捷等方面得到了實惠。人們對智能建筑的功能不斷提出更高的要求，推動者支持智能建筑的主要技術(shù)之一——建筑設(shè)備自動化技術(shù)的不斷發(fā)展。</p><p>　　在本次冷水機組監(jiān)控系統(tǒng)課程設(shè)計中，是在學習了建筑設(shè)備自動化課程之后，進行的一次實踐學習環(huán)節(jié)，在設(shè)計中能

11、進一步鞏固理論知識，培養(yǎng)所學得理論知識在實際中的應(yīng)用能力。并且，要能通過這次課設(shè)，掌握一般建筑電氣控制控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。</p><p>　　本次課設(shè)的具體內(nèi)容有以下這些，掌握冷水機組的啟?？刂萍捌涔ぷ髟?，根據(jù)冷水機組實際運行的要求，制定合理的啟停方案，并要繪制中央空調(diào)冷水機組的監(jiān)控原理圖，掌握PLC工作原理、編程、調(diào)試方法以及PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法以及在生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用技術(shù)。正確確定I/O點數(shù)，合理選用P

12、LC控制器，并進行I/O地址分配，之后要正確合理的編寫梯形圖程序，最后要用ForceControl設(shè)計上位機監(jiān)控界面，并與PLC通訊。</p><p>　　由于水平有限，設(shè)計書難免存在不足之處，敬請指導(dǎo)老師批評指正并希望您提出寶貴的意見。</p><p><b>　　1.2 原理簡述</b></p><p>　　冷水機俗稱冷凍機、制冷機、冰水機

13、、凍水機、冷卻機等，因各行各業(yè)的使用比較廣泛，所以名字也就多得不計其數(shù)。其性質(zhì)原理是一個多功能的機器，除去了液體蒸氣通過壓縮或熱吸收式制冷循環(huán)。蒸汽壓縮冷水機組包括四個主要組成部分的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)壓縮機，蒸發(fā)器，冷凝器，部分計量裝置的形式從而實現(xiàn)了不同的制冷劑。吸收式冷水機利用水作為制冷劑，并依靠之間的水和溴化鋰溶液，以達到制冷效果很強的親和力。</p><p>　　冷水機一般使用在空調(diào)機組和工業(yè)冷卻。在空調(diào)

14、系統(tǒng)，冷凍水通常是分配給換熱器或線圈在空氣處理機組或其他類型的終端設(shè)備的冷卻在其各自的空間，然后冷卻水重新分發(fā)回冷卻被冷卻了。在工業(yè)應(yīng)用，冷凍水或其它液體的 冷卻泵是通過流程或?qū)嶒炇以O(shè)備。工業(yè)冷水機是用于控制產(chǎn)品，機制和工廠機械冷卻的各行各業(yè)。</p><p>　　冷水機組是以多臺壓縮機并聯(lián)工作的形式優(yōu)化了冷水機組的工作結(jié)構(gòu)，從而達到高效的制冷量輸出。</p><p>　　監(jiān)控系統(tǒng)的作用是

15、通過對制冷機組、冷卻水泵、冷卻水塔、冷媒水循環(huán)泵臺數(shù)的控制，在滿足室內(nèi)舒適度或工藝溫濕度等參數(shù)的條件下，有效地、大幅度的降低冷源設(shè)備的能量消耗。</p><p>　　1.3 設(shè)計目的與要求</p><p>　　1.3.1 設(shè)計目的</p><p>　　進一步掌握鞏固理論知識，培養(yǎng)所學理論知識在實際中的應(yīng)用能力，掌握一般建筑電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，培養(yǎng)查血圖書資料、工

16、具書的能力，培養(yǎng)工程繪圖、書寫技術(shù)報告的能力。</p><p>　　1.3.2 設(shè)計要求</p><p>　　掌握冷水機組的啟?？刂萍捌涔ぷ髟?。</p><p>　　根據(jù)冷水機組實際運行的要求，制定合理的啟停方案。</p><p>　　并要繪制中央空調(diào)冷水機組的監(jiān)控原理圖。</p><p>　　掌握PLC工作原理、編

17、程、調(diào)試方法以及PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法以及在生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用技術(shù)。</p><p>　　正確確定I/O點數(shù)，合理選用PLC控制器，并進行I/O地址分配，之后要正確合理的編寫梯形圖程序。</p><p>　　最后要用ForceControl設(shè)計上位機監(jiān)控界面，并與PLC通訊。</p><p><b>　　2 冷水機組</b></p>

18、<p><b>　　2.1 工作原理</b></p><p>　　冷水機俗稱冷凍機、制冷機、冰水機、凍水機、冷卻機等，因各行各業(yè)的使用比較廣泛，所以名字也就多得不計其數(shù)。其性質(zhì)原理是一個多功能的機器，除去了液體蒸氣通過壓縮或熱吸收式制冷循環(huán)。蒸汽壓縮冷水機組包括四個主要組成部分的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)壓縮機，蒸發(fā)器，冷凝器，部分計量裝置的形式從而實現(xiàn)了不同的制冷劑。吸收式冷水機利用

19、水作為制冷劑，并依靠之間的水和溴化鋰溶液，以達到制冷效果很強的親和力。</p><p>　　冷水機一般使用在空調(diào)機組和工業(yè)冷卻。在空調(diào)系統(tǒng)，冷凍水通常是分配給換熱器或線圈在空氣處理機組或其他類型的終端設(shè)備的冷卻在其各自的空間，然后冷卻水重新分發(fā)回冷卻被冷卻了。在工業(yè)應(yīng)用，冷凍水或其它液體的 冷卻泵是通過流程或?qū)嶒炇以O(shè)備。工業(yè)冷水機是用于控制產(chǎn)品，機制和工廠機械冷卻的各行各業(yè)。</p><p&g

20、t;　　冷水機組是以多臺壓縮機并聯(lián)工作的形式優(yōu)化了冷水機組的工作結(jié)構(gòu)，從而達到高效的制冷量輸出。</p><p>　　2.2 風冷式冷水機</p><p>　　2.2.1 風冷式冷水機特點</p><p>　　免裝冷卻塔，安裝容易，移動方便，適合于水源缺乏免裝水塔的場合。低噪音風機馬達，絕佳的冷卻冷凝效果，穩(wěn)定節(jié)流機構(gòu)，優(yōu)異的防銹處理，采用歐美進口高性能壓縮機，高E

21、ER值，噪聲低，運行穩(wěn)。</p><p>　　2.2.1 風冷式冷水機原理</p><p>　　風冷式冷水機是利用殼管蒸發(fā)器使水與冷媒進行熱交換，冷媒系統(tǒng)在吸收水中的熱負荷，使水降溫產(chǎn)生冷水后，通過壓縮機的作用使熱量帶到翅片式冷凝器，再由散熱風扇散失到外界的空氣中去。</p><p>　　2.3 水冷式冷水機</p><p>　　2.3.1

22、水冷式冷水機特點</p><p>　　人體工學面板，全自動化控制，配備精密電溫控制器，可長期平穩(wěn)運行。采用高效傳熱換熱器，冷量損失少，易回油，傳熱管不致發(fā)生凍裂優(yōu)點，采用日美進口高性能壓縮機，高EER值，噪聲低，運行穩(wěn)。</p><p>　　2.3.2 風冷式冷水機原理</p><p>　　水冷式冷水機是利用殼管蒸發(fā)器使水與冷媒進行熱交換，冷媒系統(tǒng)在吸收水中的熱負荷

23、，使水降溫產(chǎn)生冷水后，通過壓縮機的作用將熱量帶至殼管式冷凝器，由冷媒與水進行熱交換，使水吸收熱量后通過水管將熱量帶出外部的冷卻塔散失。</p><p>　　2.4 冷水機組控制</p><p>　　冷水機組控制子系統(tǒng)是整個控制系統(tǒng)的主要部分之一，由機組控制、水溫控制及一次泵控制等環(huán)節(jié)組成。</p><p><b>　　2.4.1機組控制</b>

24、</p><p>　　機組控制包括每臺機組自身的運行控制、機組開啟的臺數(shù)控制。由自身的PLC根據(jù)機組運行的自身規(guī)律和模式以及主控制器S7-200 PLc(CPU 226)的指令實現(xiàn)。</p><p><b>　　2.4.2水溫控制</b></p><p>　　水溫控制子系統(tǒng)由溫度信號采集、流量信號采集、數(shù)據(jù)傳輸及控制軟件等環(huán)節(jié)組成。在三臺機組的

25、出水管道中及輸往實驗室的主管道中分別設(shè)置四個溫度傳感器，監(jiān)測四個點的溫度。在輸水主管道中設(shè)置一流量計，監(jiān)測主管道的水流量，轉(zhuǎn)換得到的溫度信號及流量信號傳輸至主控制單元的數(shù)據(jù)采集模塊，進行數(shù)據(jù)采集。S7-200 PLC(CPU 226)將數(shù)據(jù)采集得到的溫度數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)和預(yù)定的水溫度值作為溫度控制算法方程的參數(shù)，由軟件根據(jù)算法方程確定開啟機組的數(shù)量、對應(yīng)的機組編號和對應(yīng)開啟機組的能調(diào)百分比，將能調(diào)百分比傳輸至機組PLC，由機組PLC調(diào)節(jié)壓

26、縮機的能調(diào)百分比，實現(xiàn)主輸水管道中的水溫控制。</p><p>　　控制算法是該環(huán)節(jié)的核心，為了能夠?qū)崿F(xiàn)通過調(diào)節(jié)壓縮機的能調(diào)百分比調(diào)節(jié)水溫，需要明確提供機組壓縮機能調(diào)百分比與機組出水溫度的關(guān)系的經(jīng)驗數(shù)據(jù)或?qū)嶒灁?shù)據(jù)。</p><p>　　2.4.3一次泵的控制</p><p>　　由于一次泵為定頻泵，它們的控制實際是供電與斷電的切換，控制程序根據(jù)確定的冷水機組開啟臺數(shù)

27、，確定相應(yīng)一次水泵的開啟或關(guān)閉，并控制對應(yīng)閥門的開關(guān)?？刂朴芍骺刂破鬏敵隹刂菩盘柦?jīng)由驅(qū)動模塊控制一次水泵的供電與斷電。</p><p><b>　　2.4.4閥門控制</b></p><p>　　閥門由$7-200 PLC(CPU 226)的軟件通過數(shù)字I／O或模擬量輸出模塊實現(xiàn)，電動閥門由數(shù)字I／0模塊控制，比例閥由模擬量輸出模塊控制。</p><

28、;p><b>　　3 監(jiān)控方案</b></p><p>　　監(jiān)控系統(tǒng)為集散測控系統(tǒng)。包括三大部分：中央集中監(jiān)控環(huán)節(jié)，現(xiàn)場檢測及控制環(huán)節(jié)，和冷水機組。</p><p>　　1)中央集中監(jiān)控環(huán)節(jié)</p><p>　　該環(huán)節(jié)位于遠地主控室，是本系統(tǒng)的中央控制環(huán)節(jié)，由中央控制用工業(yè)控制計算機和適配器等構(gòu)成，在整個系統(tǒng)中處于核心的控制環(huán)節(jié)，主要功能

29、是監(jiān)控整個供水系統(tǒng)的運行狀況。</p><p>　　2)現(xiàn)場檢測及控制環(huán)節(jié)</p><p>　　該環(huán)節(jié)由現(xiàn)場PLC，溫度、流量和壓力傳感器，調(diào)節(jié)閥門，交流接觸器，變頻器及水泵組成。</p><p><b>　　3)冷水機組</b></p><p>　　冷水機組是提供冷水的設(shè)備，其內(nèi)置的PLC控制機組的運行，通過調(diào)節(jié)機組壓

30、縮機的能調(diào)百分比調(diào)節(jié)機組的出水溫度。機組PLC可以向中央控制計算機傳輸工況數(shù)據(jù)實現(xiàn)機組運行狀況的中央監(jiān)測，同時可以接收中央控制計算機的機組運行設(shè)定參數(shù)設(shè)定或改變機組的運行狀態(tài)。</p><p><b>　　3.1 監(jiān)控原理圖</b></p><p>　　中央空調(diào)冷水機組系統(tǒng)由冷媒水循環(huán)泵、通過管道系統(tǒng)所連接的制冷機蒸發(fā)器及用戶所使用的各種冷媒水設(shè)備（如空調(diào)機和風機盤管

31、）而組成?？照{(diào)冷水機組監(jiān)測與控制系統(tǒng)的核心任務(wù)是：</p><p>　　保證制冷機蒸發(fā)器通過足夠的水量以使蒸發(fā)器正常工作，防止凍壞。</p><p>　　向冷媒水用戶提供足夠的水量以滿足使用要求。</p><p>　　在滿足使用要求的前提下盡可能減少循環(huán)水泵電耗。</p><p>　　下圖3-1為設(shè)計的一臺冷卻塔時冷水機組監(jiān)控系統(tǒng)（DDC）原

32、理圖。該冷水機組系統(tǒng)由一臺制冷機組、兩臺臺冷卻水泵、一臺冷卻塔和兩臺冷媒水泵組成。</p><p><b>　　圖3-1 監(jiān)控圖</b></p><p>　　下圖3-2為設(shè)計的兩臺冷卻塔時冷水機組監(jiān)控系統(tǒng)（DDC）原理圖。該冷水機組系統(tǒng)由兩臺制冷機組、三臺冷卻水泵、兩臺冷卻塔和三臺冷媒水泵組成。</p><p><b>　　圖3-2

33、監(jiān)控圖</b></p><p>　　3.2 冷水機組監(jiān)控內(nèi)容</p><p>　　3.2.1 監(jiān)測內(nèi)容</p><p>　　1）冷卻水供、回溫度</p><p>　　2）冷媒水、冷卻水供回水管水流開關(guān)信號</p><p>　　3）冷媒水供、回水壓差信號及回水流量信號</p><p>

34、　　4）制冷機組正常運行、故障及遠程/本地轉(zhuǎn)換狀態(tài)</p><p>　　5）冷卻水泵、冷媒水泵、冷卻塔風機工作、故障及手/自動狀態(tài)。</p><p>　　以上內(nèi)容能在中央站上顯示。</p><p>　　DDC將冷卻水泵、冷媒水泵、冷卻塔風機電動機主電路上交流接觸器的輔助觸點作為開關(guān)量輸入（DI信號），輸出DDC監(jiān)控冷媒水泵的運行狀態(tài)；主電路上熱繼電器的輔助觸點信號作

35、為冷媒水泵過載停機報警信號。</p><p>　　3.2.2 聯(lián)鎖及保護</p><p>　　根據(jù)排定的工作程序表，DDC按時起停機組。順序控制如圖：</p><p>　　通過DDC對各設(shè)備運行時間的積累，實現(xiàn)同組設(shè)備的均衡運行。當其中某臺設(shè)備故障時，備用設(shè)備會自動投入運行，同時提示檢修。</p><p>　　DDC對冷卻水泵、冷媒水泵、冷卻

36、塔風機的起?？刂茣r間應(yīng)與制冷機組的要求一致。</p><p>　　水泵啟動后，水流開關(guān)監(jiān)測水流狀態(tài)，發(fā)生斷水故障，自動停機。</p><p>　　設(shè)置時間延時和冷量控制上下限范圍，防止機組頻繁起動。</p><p><b>　　3.2.3 控制</b></p><p>　　測量冷媒水系統(tǒng)供、回水溫度及回水流量，計算空調(diào)實

37、際冷負荷，根據(jù)冷負荷確定制冷機組起停臺數(shù)，已達到最佳節(jié)能效果。</p><p>　　根據(jù)冷卻水回水溫度，決定冷卻塔風機的運行臺數(shù)，自動起停冷卻塔風機。并通過控制其旁路電動調(diào)節(jié)閥的開度，調(diào)節(jié)流入冷卻塔的水量。</p><p>　　測量冷媒水系統(tǒng)供、回水總管之壓差，控制其旁通閥開度，以維持壓差平衡。</p><p><b>　　4 PLC控制</b>

38、;</p><p>　　4.1 PLC工作原理</p><p>　　4.1.1 工作原理</p><p>　　可編程控制器，英文稱Programmable Logic Controller，簡稱PLC。PLC是基于電子計算機，且適用于工業(yè)現(xiàn)場工作的電控制器。它源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實現(xiàn)控制，而主要靠運行存儲于PLC內(nèi)存中的程序，進

39、行入出信息變換實現(xiàn)控制。</p><p>　　PLC基于電子計算機，但并不等同于普通計算機。普通計算機進行入出信息交換，多只考慮信息本身，信息的入出，只要人機界面好就可以了。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實時性，以及信息的使用等問題。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，抗干擾等問題。</p><p>　　4.1.2 調(diào)試方法</p><p>　　PLC程

40、序的調(diào)試可以分為模擬調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試兩個調(diào)試過程，在此之前首先對PLC外部接線做仔細檢查，這一個環(huán)節(jié)很重要。外部接線一定要準確無誤。也可以用事先編寫好的試驗程序?qū)ν獠拷泳€做掃描通電檢查來查找接線故障。不過，為了安全考慮，最好將主電路斷開。當確認接線無誤后再連接主電路，將模擬調(diào)試好的程序送入用戶存儲器進行調(diào)試，直到各部分的功能都正常，并能協(xié)調(diào)一致地完成整體的控制功能為止。</p><p><b>　　1）程

41、序的模擬調(diào)試</b></p><p>　　將設(shè)計好的程序?qū)懭隤LC后，首先逐條仔細檢查，并改正寫入時出現(xiàn)的錯誤。用戶程序一般先在實驗室模擬調(diào)試，實際的輸入信號可以用鈕子開關(guān)和按鈕來模擬，各輸出量的通／斷狀態(tài)用PLC上有關(guān)的發(fā)光二極管來顯示，一般不用接PLC實際的負載(如接觸器、電磁閥等)?？梢愿鶕?jù)功能表圖，在適當?shù)臅r候用開關(guān)或按鈕來模擬實際的反饋信號，如限位開關(guān)觸點的接通和斷開。對于順序控制程序，調(diào)試

42、程序的主要任務(wù)是檢查程序的運行是否符合功能表圖的規(guī)定，即在某一轉(zhuǎn)換條件實現(xiàn)時，是否發(fā)生步的活動狀態(tài)的正確變化，即該轉(zhuǎn)換所有的前級步是否變?yōu)椴换顒硬?，所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒硬剑约案鞑奖或?qū)動的負載是否發(fā)生相應(yīng)的變化。</p><p>　　在調(diào)試時應(yīng)充分考慮各種可能的情況，對系統(tǒng)各種不同的工作方式、有選擇序列的功能表圖中的每一條支路、各種可能的進展路線，都應(yīng)逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時修改梯形圖和PLC中的

43、程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求。</p><p>　　如果程序中某些定時器或計數(shù)器的設(shè)定值過大，為了縮短調(diào)試時間，可以在調(diào)試時將它們減小，模擬調(diào)試結(jié)束后再寫入它們的實際設(shè)定值。</p><p>　　在設(shè)計和模擬調(diào)試程序的同時，可以設(shè)計、制作控制臺或控制柜，PLC之外的其他硬件的安裝、接線工作也可以同時進行。</p><p><

44、b>　　2）程序的現(xiàn)場調(diào)試</b></p><p>　　完成上述的工作后，將PLC安裝在控制現(xiàn)場進行聯(lián)機總調(diào)試，在調(diào)試過程中將暴露出系統(tǒng)中可能存在的傳感器、執(zhí)行器和硬接線等方面的問題，以及PLC的外部接線圖和梯形圖程序設(shè)計中的問題，應(yīng)對出現(xiàn)的問題及時加以解決。如果調(diào)試達不到指標要求，則對相應(yīng)硬件和軟件部分作適當調(diào)整，通常只需要修改程序就可能達到調(diào)整的目的。全部調(diào)試通過后，經(jīng)過一段時間的考驗，系統(tǒng)

45、就可以投入實際的運行了。</p><p>　　4.2 PLC控制系統(tǒng)</p><p>　　4.2.1 起停控制過程分析</p><p>　　在空調(diào)冷媒水系統(tǒng)的起動或停止過程中，冷水機組與相應(yīng)的輔助設(shè)備進行電氣聯(lián)鎖。只有當所有的附屬設(shè)備及附件都正常運行之后，冷水機組才能起動，停車過程則順序相反。起停順序及聯(lián)鎖控制如下圖所示：</p><p>　

46、　圖4-1 起停順序流程圖</p><p>　　4.2.2 I/O點數(shù)</p><p>　　4.2.3 PLC型號選用</p><p>　　SIMATIC S7-200系列PLC為單體式結(jié)構(gòu)，配有RS-485通信接口、內(nèi)置電源系統(tǒng)和部分I/O接口。它體積小、運算速度快、可靠性高，具有豐富的指令，系統(tǒng)操作漸變、便于掌握，可方便地實現(xiàn)系統(tǒng)的I/O擴展，性能價格比高，是目

47、前中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的理想控制設(shè)備。</p><p>　　S7-200系列PLC的硬件系統(tǒng)配置靈活，既可用單獨的CPU模塊構(gòu)成簡單的開關(guān)量控制系統(tǒng)，也可通過I/O擴展或通信聯(lián)網(wǎng)功能構(gòu)成中等規(guī)模的控制系統(tǒng)。主要包括如下幾部分：</p><p>　　PLC基本單元（即CPU模塊）：是PLC系統(tǒng)的核心，包括CPU、存儲器系統(tǒng)、部分輸入/輸出接口、內(nèi)置5V和24V直流電源、RS-485通信接口等。&

48、lt;/p><p>　　擴展單元：用于PLC系統(tǒng)的I/O擴展，包括數(shù)字量I/O模塊和模擬量I/O模塊。</p><p>　　變成設(shè)備：可使用手持式編程器，也可使用裝有SIMATIC S7系列PLC編程軟件的計算機。變成設(shè)備可實現(xiàn)用戶程序的編制、編譯、調(diào)試和下載。</p><p>　　人機界面：常用的有觸摸屏和文本顯示器，也可通過裝有工業(yè)組態(tài)軟件的微機實現(xiàn)。通過人機界面可

49、實現(xiàn)對工業(yè)控制過程的監(jiān)控。</p><p>　　通信模塊：可通過CPU模塊自帶的RS-485接口與上位機或其他PLC通信，也可通過專用的通信模塊與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成各種通信網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，如通信處理器模塊CP243-2或PROFIBUS-DP模塊EM277等。</p><p>　　其他設(shè)備：各種特殊功能模塊，具有獨立的運算能力，能實現(xiàn)特定的功能，如位置控制模塊、高速計數(shù)器模塊、閉環(huán)控制模

50、塊、溫度控制模塊等。</p><p>　　4.2.4 梯形圖程序</p><p>　　5 組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計</p><p>　　典型的計算機控制系統(tǒng)通?？梢苑譃樵O(shè)備層、控制層、監(jiān)控層、管理層四個層次結(jié)構(gòu)構(gòu)成了一個分布式的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，其中設(shè)備層負責將物理信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字或標準的模擬信號，控制層完成對現(xiàn)場工藝過程的實時監(jiān)測與控制，監(jiān)控層通過對多個控制設(shè)備的集中管理，

51、以完成監(jiān)控生產(chǎn)運行過程的目的，管理層實現(xiàn)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行管理、統(tǒng)計和查詢。監(jiān)控組態(tài)軟件一般是位于監(jiān)控層的專用軟件，負責對下集中管理控制層，向上連接管理層，是企業(yè)生產(chǎn)信息化的重要組成部分。</p><p>　　5.1 組態(tài)軟件簡介</p><p>　　組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的

52、使用方法，其預(yù)先設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I／O設(shè)備，與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統(tǒng)集成。</p><p>　　工業(yè)組態(tài)軟件主要有以下優(yōu)點：</p><p>　　(1)有較好的人機交互界面，提供豐富的圖形功能；</p><p>　　(2)支持多

53、種數(shù)據(jù)類型；</p><p>　　(3)提供網(wǎng)絡(luò)連接與工業(yè)總線通信接口；</p><p>　　(4)擁有完整的管理與報表等功能；</p><p><b>　　(5)開發(fā)簡單。</b></p><p>　　組態(tài)軟件主要用于提供工業(yè)現(xiàn)場控制、樓宇控制的自動化解決方案，實現(xiàn)現(xiàn)場生產(chǎn)的遠程可視化過程，現(xiàn)場數(shù)據(jù)獲取和監(jiān)控等功能。&

54、lt;/p><p>　　本次課設(shè)為基于力控（Force Control）組態(tài)軟件的冷水機組監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，因此采用力控組態(tài)軟件。</p><p>　　5.2 力控（Force Control）組態(tài)軟件</p><p>　　力控監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)

55、界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，比如在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，所有應(yīng)用（例如趨勢曲線、報警等）對遠程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地數(shù)據(jù)完全相同，通過“組態(tài)”的方式可以大大縮短了自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間，提高了集成效率。</p><p>　　力控監(jiān)控組態(tài)軟件能同時和國內(nèi)外各種工業(yè)控制廠家的設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)通訊，它可以與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡(luò)

56、系統(tǒng)結(jié)合，達到集中管理和監(jiān)控的目的，同時還可以方便的向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，實現(xiàn)與“第三方”的軟、硬件系統(tǒng)進行集成。</p><p><b>　　5.3 系統(tǒng)工藝圖</b></p><p>　　以單臺冷水機組為例，系統(tǒng)總體工藝畫面如下圖：</p><p>　　圖5-1 單臺冷水機組工藝畫面</p><p>

57、;　　以兩臺冷水機組，其系統(tǒng)工藝畫面如下圖：</p><p>　　圖5-2 多臺冷水機組及輔助設(shè)備工藝畫面</p><p><b>　　6 總 結(jié)</b></p><p>　　本次建筑設(shè)備自動化課程設(shè)計是在課程學完結(jié)束后的一次實踐環(huán)節(jié)。通過本次課程設(shè)計，我們加深了對課程基本知識的理解，提高了綜合運用知識的能力，掌握了本課程的主要內(nèi)容、工程設(shè)計或

58、撰寫論文的步驟和方法。圍繞課本內(nèi)容培養(yǎng)了我們獨立進行設(shè)計。掌握了冷水機組的起?？刂祈樞蚣捌涔ぷ髟恚€根據(jù)冷水機組實際運行的要求，制定了合理的啟停方案。并且在此次設(shè)計中繪制了冷水機組的監(jiān)控原理圖的圖紙，掌握了PLC工作原理、編程、調(diào)試方法及PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法以及在生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用技術(shù)。并且使用了ForceControl設(shè)計了上位機監(jiān)控界面。</p><p>　　在本次設(shè)計過程中，衷心的感謝老師在百忙之中對我

59、的設(shè)計給予了細致的指導(dǎo)和建議。同時，還要感謝和我同組的同學，是你們的細心才能讓我們共同完成這次課程設(shè)計。</p><p>　　在此，我對你們表示最衷心的感謝，我將在今后的工作中不斷追求新知識、繼續(xù)努力，不辜負老師們對我們悉心的培養(yǎng)。</p><p><b>　　7 參考文獻</b></p><p>　　[1].何波.《電氣控制與PLC應(yīng)用》.中

60、國電力出版社.</p><p>　　[2].孫景芝.《樓宇電氣控制》.中國建筑工業(yè)出版社.</p><p>　　[3].王可崇.《建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)》.人民交通出版社.</p><p>　　[4].馬小軍.《建筑電氣控制技術(shù)》.機械工業(yè)出版社.</p><p>　　[5].李玉云.《建筑設(shè)備自動化》.機械工業(yè)出版社.</p>&