下载文档原格式
PLC 在中央空调控制系统中的应用摘要：当前建筑设施中，中央空调是其中必不可少的重要设施之一。
通过对中央空调系统的应用，大大增加了人们生活的便利。
而PLC在中央空调控制系统中的应用，更是进一步提升了中央空调使用的便利性。
本文就PLC在中央空调控制系统中的具体应用进行了分析，以供参考。
关键词：PLC；中央空调；控制系统中央空调控制系统主要是对建筑物中空气进行调节的系统。
当前建筑物中央空调系统的组成中，一般有冷压缩机系统、冷却循环水系统、冷冻水系统、冷却塔系统等。
中央空调控制系统主要就是通过对空调各个系统中风机、阀门等设备的启动和关闭控制，来实现对建筑物中温度、湿度等环境参数的自动调整[1]。
传统的中央空调控制系统，更多的采用接触式控制系统、直接数字式控制器DDC来实现对建筑物环境参数的自动调节控制，这些控制的功能比较简单，但无法联网，控制灵活性比较差，不能做到实时控制，还需要人工花费大量的时间进行手动操作控制。
而当前建筑物中央空调控制系统中，更多的采用先进、可靠的编程控制器（PLC）来控制中央空调中的各个系统。
一、PLC的控制原理1、PLC的基本构成PLC与传统继电器控制系统一样，其组成部分主要有输入、逻辑以及输出三个部分。
其中逻辑部分还要被细分为微处理器和存储器两个部分，同时PLC要求其微处理器要由大规模的集成电路来构成，否则微处理器难以保证其性能，PLC也就无法正常稳定的运行[2]。
PLC中存在逻辑部件还有继电器、定时器以及移位寄存器等，通过这些逻辑部件，PLC能够实现更多的功能，满足不同用户的多种需求。
通过PLC对这些部件的不断优化，可以将相应的部件设定为专门的编程语言，在PLC中通过编程器可以对多种逻辑部件按照相应的工艺要求进行组合之后，能够充分的发挥出逻辑部件的相关作用，从而实现PLC不同的逻辑功能。
PLC中输入相关信息，然后通过所组合的相关逻辑发挥功能作用，最后通过输出部分，将相应的作用转化为实际的控制行为，以实现对中央空调的相关控制。
一、冷机启停逻辑（DDC内控制程序）1、冷机启动→平台选择了冷机模式，并且发送了启动命令（开始计时）→水泵、冷却塔、冷机没有故障，且没有切为本地，否则报故障，机组停机，切机→冷机模式对应的1个阀门开到位，否则报故障，机组停机，切机→冷却塔进水阀开度>80%，否则报故障，切机→开启冷却水循环泵，冷却水循环泵频率>（设定启动频率-5）→开启冷却塔，冷却塔频率>25HZ→开启冷冻水泵，冷冻水泵频率>（设定启动频率-5）→开启冷机，系统运行状态返回（计时清零，正常启动完成，如果超过3分钟没有状态返回，启动故障处理程序）→冷机启动完成2、冷机关闭→平台选择了冷机模式，并且发送了关机命令（开始计时）→给冷机发送关机指令，冷机停机，冷机运行状态为OFF，开始计时→计时时间=300S（5分钟），关闭冷冻水循环泵→计时时间=360S（6分钟），冷冻水泵运行状态为OFF，关闭冷却水循环泵→冷冻水流量<20且冷却水流量<20，关闭冷却塔→冷机关闭完成3、板换启动→平台选择了板换模式，并且发送了启动命令（开始计时）→水泵、冷却塔、冷机没有故障，且没有切为本地，否则报故障，机组停机，切机→板换模式对应的4个阀门开到位，否则报故障，机组停机，切机→冷却塔进水阀开度>80%，否则报故障，切机→开启冷却水循环泵，冷却水循环泵频率>（设定启动频率-5）→开启冷却塔，冷却塔频率>25HZ→开启冷冻水泵→板换启动完成4、板换关闭→平台选择了板换模式，并且发送了关机命令（开始计时）→计时时间=30S（半分钟），关闭冷冻水循环泵→计时时间=60S（6分钟），冷冻水泵运行状态为OFF，关闭冷却水循环泵→冷冻水流量<20且冷却水流量<20，关闭冷却塔→板换关闭完成二、冷机故障切换逻辑1、故障条件➢大前提：制冷单元发送了开机命令或者在运行中➢设备（冷机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔）切换到本地模式➢设备（冷机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔）故障➢冷机断电（延时10S（可设置）时间没有恢复）。
![毕业设计(论文)-利用plc、变频器设计中央空调节能改造系统[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/e0b863e252d380eb63946dc7.png)
设计论文题目：利用PLC、变频器设计中央空调节能改造系统设计时间：~系别：电子电气工程系设计班级小组：电气083班（第一组）指导教师：设计学生：摘要作为现代使人生活舒适的家用电器，空调可以说与人们的生活紧密相关。
在现代社会中，它已像冰箱、电视一样，成为人类不可缺少的生活电器。
①经济节能：每个区间末端风机盘管可自行调节温度，区间无人时可关闭，系统根据实际负荷做自动化运行，开机计费，不开机不计费，有效节约能源和运行费用。
②环保：主机采用水源热泵型机组，电制冷，没有燃烧过程，避免了排污；整个系统为密闭式管路系统，可避免霉菌灰尘等杂质对系统的污染，使环境清新优美，特别适于高档别墅、高级公寓与写字楼的使用。
③节约空间：主机体积小巧，不设机房，无需占用设备层，减少公用设施和土建投资，室内末端暗藏在吊顶内，极易配合屋内装修。
④个性化：中央空调系统以区间为单元，满足用户不同区间需求，室内末端安装采用暗藏方式，不影响室内的审美观，不占据室内空间，适应用户的个性化需求。
⑤简化管理：于采用不同区间单独控制系统为用户所有，产权关系明确，可简化空调设施管理。
⑥提升档次：中央空调主机可以避免破坏楼体的整体外观，使用户充分享受高档综合环境的同时，提升产品质量及量贩档次。
⑦投资方便：可根据量贩发展情况，分期分批投资添置空调系统，同时量贩档次提升，因此资金周转快，有效地利用资金更进一步开发。
而可编程控制器PLC是根据顺序逻辑控制的需要发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它具有可靠性高，操作灵活，拓展型号等优点，不仅能满足设计系统的精度，还可以降低能耗，节约能源，减小运行费用。
再加上变频器的使用，把380V的交流变成直流再变成频率可调的交流电，实现电机的无级调速，比较省电，比直流调速维护方便。
本论文就是在己有的通用变频器的基础上，采用PLC对电机进行控制，通过合理的选择和设计，对中央空调系统进行变频调速，通过调速来改变耗能大小，提高了资源的利用率，达到理想的控制效果。
GDGM-QR-03-074-B/1Guangdong College of Industry & Commerce毕业综合实践报告Graduation synthesis practice report题目：PLC控制的变频－工频双回路恒压供水控制系统的设计(in English) Design of frequency - frequency PLC control double loop constant pressure water supply control system系别：电气自动化系班级：12机电一体化（3）班完成日期：6/2015摘要本设计根据供水要求，设计了PLC控制的变频－工频双回路恒压供水控制系统。
变频恒压供水控制系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等构成。
本系统包含两台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。
采用变频器实现对四相水泵电机的软启动和变频调速。
压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。
通过工控机与PLC 的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。
变频恒压供水技术具有较先进的技术、水压恒定、操作方便、运行可靠、节约电能、自动化程度高等有点。
关键词：变频恒压供水系统；可编程控制器（PLC）目录一、绪论 (1)（一）课题的提出 (1)（二）变频恒压供水系统的国内外研究现状 (1)（三）本课题的主要研究内容 (2)二、控制方案确定及系统的理论分析 (3)（一）变频恒压供水系统控制方案的确定 (3)1.控制方案的比较和确定 (3)2.变频恒压供水概况 (4)（二）变频恒压供水系统的理论分析 (4)1.变频恒压供水系统的节能原理 (4)2.电动机的调速原理 (5)（三）变频恒压供水系统的设计构想 (6)1.变频恒压供水系统的组成和原理图 (6)2.变频恒压供水系统控制流程 (8)3.水泵切换条件 (9)三、系统的硬件设计 (10)（一）主设备选型 (10)1.主设备选型 (10)2.PLC 及其扩展模块的选型 (11)3.变频器的选型 (11)4.水泵机组的选型 (12)5.压力变送器的选型 (12)6.液位变送器的选型 (13)（二）系统主电路分析及其设计 (13)（三）系统控制电路分析及其设计 (14)（四）PLC的I/O端口分配及外围接线图 (16)四、系统的软件设计 (18)（一）系统软件设计分析 (18)（二）PLC程序设计 (19)1.控制系统主程序程序设计 (19)2.控制系统子程序设计 (21)（三）PID控制器参数整定 (30)1.PID 控制及其控制算法 (30)2.PID 参数整定 (31)五、结束语 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录 (36)附录图1主电路图 (36)附录图2控制电路图 (37)附录图3主程序流程图 (38)附录图4主程序梯形图 (39)一、绪论水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。
冷却水循环学习心得体会篇一：循环水冷却系统论文唐山学院毕业设计设计题目：基于PLC的循环泵水冷自动操纵系统设计系别：信息工程系班级： 09电气自动化技术（1）班姓名：王粉青指导教师：刘鹏XX年5月30 日基于PLC的循环泵水冷自动操纵系统设计摘要随着城市建设和工业的进展，循环水冷却系统成为不可缺少的部份。
要紧用于化工、冶金、建材、焦化、暖通等行业。
钢铁业的生产进程中往往会产生大量的热量，使生产设备和产品的温度升高，必需及时进行冷却，不然会阻碍生产的正常运行、产品的质量和产量。
本设计以某钢厂三组工作问题太高的乳化液循环泵为对象，用PLC作为下位机操纵设备动作进程，并用PC机开发基于力控组态软件的监控系统，用于监控设备的运行情形，来实现冷却水循环系统，达到对乳化液循环泵的降温的目的。
关键词：循环水冷却系统 PLC 组态软件Based on the PLC circulation pump waterautomatic control system designAbstractAlong with the city construction and the development of industry, the circulating cooling water system has become an indispensable part of. Mainly used in chemical industry, metallurgy, building materials, coking, hvac. Iron and steel industry production process tends to produce a lot of heat, so that the production equipment and the product temperature, must be timely cooling, otherwise it will affect the normal operation of the production, product quality and yield. This design to a three group work high emulsion circulating pump as the object, using PLC as slave computer control equipment movement process, using PC development based on force control configuration software in the monitoring system, used to monitor the running situation of the equipment, to achieve thecooling water circulation system, to achieve the cooling emulsion circulating pump to the purpose.Key words: circulating water cooling system PLC configuration software唐山学院毕业设计1引言目前我国经济正处于高速进展时期，钢材的市场需求也平稳增加。
目录摘要 (2)前言 (3)第一章实际中的应用 (4)第二章主要任务 (6)第三章具体设计要求 (7)第四章系统软件设计 (8)4 . 1设备名称 (8)4 . 2控制方案 (8)4.2.1 控制功能 (8)4.2.2 具体控制方案 (9)4.2.3 ＰＬＣ输入、输出分配表 (10)4.2.4 控制综合接线 (11)4.2.5 变频器参数设置...................... .11 4.2.6 软件设计 (13)总结................................................. . 14 致谢词.............................................. . 15 参考文献 (16)中央空调冷却水循环节能控制系统设计摘要在现代工厂企业、办公大楼、商厦、酒店等环境中，中央空调系统是不可缺少的，因此，中央空调的节能也是有待解决的关键技术问题。
中央空调系统除主机的耗能外风机、冷冻、冷却泵进行调节，这就需要有较好的自动控制模块。
现在，随着电力电子技术、微电子技术的发展，应用变频调节技术与PLC自动控制系统可以大幅度节约电能和提高系统的自动程度，并使系统具有运行可靠、结构简化、维护维修方便等优点。
本文简单阐述了中央空调系统的工作原理，并具提研究冷却水循环控制系统在节能方面的自动控制模块。
主要对冷却水进出温差和进水温度进行混合控制，最终使中央空调冷却水循环节能控制系统达到节能的目的。
中央空调系统足大型建筑物小町缺少的配套设施之一，其电能的消耗非常大。
由变频器、ＰＬＣ构成的控制系统应用在中央空调的冷却水泵的节能改造中，使冷却水泵能随宅调负荷的变化而自动变速运行，达到显著节能效果。
关键词：PLC自动控制系统；自动控制；设计。
前言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％“１４％，并且在冷冻主机低负荷运行中，其耗电更为明显，冷冻水、冷却水循环用电约达３０％’４０％。
因此对冷冻水、冷却水循环系统的能量自动控制是中央空调节能改造的重要组成部分。
本文着重介绍ＰＬＣ、变频器在冷却水泵节能循环方面的应用。
中央空调采用变频调速技术，使电机在很宽范围内平滑调速，可将所有节流阀去掉，使管道畅通，可免去节流损耗。
通过改变电机转速而改变水的流速，从而改变水的流量，达到制冷机的正常工作要求和平衡热负荷所需冷量要求，从而达到节能的目的。
电机的变频调速系统是由ＰＬＣ控制器进行切换和控制的。
第一章实际中的应用在实际生活中，大部分建筑的中央空调在一年当中，只有几十天时间处于最大负荷。
中央空调负荷，始终处于动态变化之中，如每天早晚，每季交替，每年轮回，环境及人文，实时影响中央空调冷负荷。
一般，冷负荷在5%-60%范围内波动，大多数建筑物每年至少70%是处于这种情况。
而大多数中央空调，因系数设计多数以最大冷负荷为最大功率驱动。
这样，造成实际需要冷负荷与最大功率输出之间的矛盾，实际造成巨大能源浪费，给使用方造成巨额电费支出，增加经营者的成本，降低经营竞争力。
本文以中央空调冷却水控制系统的工作机理和工作特点为依据，实时跟踪制冷机的排热需求和冷却塔排热能力的动态变化，建立系统节能的复合控制方案。
通过采集冷却水温度信息，实现跟踪制冷机排热需求变化的优化节能，最大限度地降低冷却水泵的耗能。
作为建筑内部重点耗能设备，中央空调系统的耗电一般要占整座建筑电耗的60%以上。
由于设计时，中央空调系统必须按天气最热、复活最大时设计，并且留10-20%设计余量，然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满复活状态下，存在较大的富余，所以节能的潜力就较大，其中，冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节，存在很大的浪费。
因此空调系统采用变水量控制可以节约大量泵输送能耗，中央空调的节能改造显得尤为重要。
水泵系统的流量与压差是靠阀门和旁通调节来完成，因此，不可避免地存在较大载流损失和打流量、高压力、低温差的现象，不仅大量浪费电能，而且还造成中央空调最末端达不到合理效果的情况。
为了解决这些问题需使水泵随着负载的变化调节水流量并关闭旁通。
再因水泵采用Y-△起动方式时，电机的起动电流均为其饿定电流的3-4倍，如一台90KW的电动机其起动电流将达到500A，在如此大的电流冲击下，接触器，电动机的使用寿命大大下降，同时，起动时的机械冲击和停泵时水锤现象，容易对机械散件、轴承、阀门、管道等造成破坏，从而增加维修工作和备晶、备件费用。
综上，为了节约能源和费用，中央空调系统的节能改造是势在必行。
中央空调冷却水控制系统属建筑物冷热电联产系统中的一个子系统，该控制方式已经应用于中央空调节能控制装置——变频调速智能控制节能工作站中，该装置应用中实现了中央空调控制，经检测：通过各智能控制子系统，在保证向用户提供优质安全的空调服务同时，d45中央空调的转换效率、系统耗能指标进行优化，使系统设备的运行状况获得极大改善。
第二章主要任务本文设计的是冷却水循环控制系统。
该系统由冷冻机、冷却水泵、冷却水管、冷却塔和冷却塔风机组成。
冷却水在通过冷冻主机后，吸收了冷冻主机释放的热量使自身温度升高。
冷却泵将升了温德冷却水压入冷却塔进行热交换而降温，降了温德冷却水又流过冷冻机，如此不断循环。
设计的主要任务是当中央空调冷却水出水温度高时（可事先设置），加大冷却水流量，当中央空调冷却水出水温度低时，减少冷却水流量，从而达到节能目的，当中央空调冷却水出水温度超过某一限值时（通常为37度左右），整个系统必须保护性跳闸停机。
中央空调冷却水系统节能混合控制的要求是:实时跟踪制冷机的排热需求和冷却塔排热能力（即冷却水的进水温度）的动态变化。
最大限度地降低冷却水泵的耗能。
系统实施节能控制的策略和算法，以其工作过程的热力和动力学机理为基本依据第三章具体设计要求1、三台冷却水泵电动机，5.5KW，380V。
1号水泵先单台变频运行，当频率上限信号（相对于进出水设定温差上限值）动作后转为工频运行，并起动2号水泵变频运行；当频率下限信号（相对于进出设定温差下限值）动作后，1号水泵停机，2号泵继续变频运行，当频率上限信号又动作时，2号泵转换为工频运行，起动3号泵作变频运行，不断地如此循环转换。
2、变频工频运行时，为保证安全，应先让变频器约0.3秒后才断开变频接触器，再延迟时0.5秒后闭合工频接触器，再延时0.5秒后投入另一台变频器工作。
3、采用PLC或单片机+变频器的控制结构，或继电器+变频器的结构均可。
4、系统中应具有“手动”及“自动”操作功能，各种保护，确保系统的安全运行，例如，变频与工频接触器应设置电气和机械两种互锁，水泵电动机主电路应接有各种保护装置等第四章冷却水泵节能循环运行控制1、设备名称中央空调有３台冷却水泵，其型号是ＴＳ一２００＿１５０３１５，配用功率是３７ＫＷ；采用一台变频器的方案进行节能控制，变频器及ＰＬＣ控制系统都采用三菱的，型号分别是ＦＲ—Ａ５４０及ＦＸ２Ｎ一６４ＭＲ（１）。
2、控制方案（１）冷却水泵节能循环控制主电路接线图（图１）图１冷却水泵节能循环控制主电路接线图（２）控制功能先确定冷却水泵变频器工作的最小工作频率（１５ＨＺ）及最大工作频率（４８ＨＺ），将其设定为下限频率和上限频率并锁定；变频冷却水泵的频率是取冷却水塔的出水温度信号进行调节，当冷却水出水温度高于设定值时，频率优先无极上调，当冷却水出水温度低于设定值时，频率无极下调；按温度变化来调节频率，出水温度越高，变频器的输出频率越高，出水温度越低，变频器的输出频率越低。
冷却水塔出水温度由温度传感器ＰＴｌ００３８５０ＲＰＭ／ｏＣ电压型温度传感器采集，将温度变化反映到相应的电阻变化，通过电阻的变化改变电压并送到变频器的输入２、５脚，达到实现温度控制的目的。
具体控制方案：１）先合ＫＭｌ起动１号泵，单台变频运行；２）当１号泵的工作频率上升到４８ＨＺ上限切换频率时，１号泵将切换到ＫＭ２工频运行，然后再合ＫＭ３将变频器与２号泵相接，并进行软启动，此时ｌ号泵工频运行，２号泵变频运行；３）当２号泵的工作平频率下降到设定的下限切换频率１５ＨＺ时，则将ＫＭ２断开，ｌ号泵停机，此时由２号泵单台变频运行；４）当２号泵的工作频率上升到４８ＨＺ上限切换频率时，２号泵将切换到ＫＭ４工频运行，然后再合ＫＭ５将变频器与３号泵相接，并进行软启动，此时２号泵工频运行，３号泵变频运行；５）当３号泵的工作平频率下降到设定的下限切换频率１５ＨＺ时，则将ＫＭ４断开，２号泵停机，此时由３号泵单台变频运行；６）当３号泵的工作频率上升到４８ＨＺ上限切换频率时，３号泵将切换到ＫＭ６工频运行，然后再合ＫＭｌ将变频器与１号泵相接，并进行软启动，此时３号泵工频运行，ｌ号泵变频运行；７）当１号泵的工作频率下降到设定的下限切换频率１５ＨＺ时，则将ＫＭ６断开，３号泵停机，此时由１号泵单台变频运行；如此循环运行；８）水泵投入工频运行时，电动机的过载由热继电器保护，并有报警信号指示；９）每台泵的变频接触器和工频接触器外部电气互锁及机械联锁；1０）变频与工频切换的过程：首先ＭＲＳ接通（变频器输出停止）一延时０．２秒后断开变频接触器一延时０．５秒后合工频接触器，一再延时０．５秒合下一台变频接触器一断开ＭＲＳ触点，实现从变频到工频的切换，1１）变频与工频切换的条件：由变频器的上限切换频率（ＦＵ）和下限切换频率（ｓｕ）控制。
（3）ＰＬＣ输入、输出分配表（见表１）表1 I/O端口分配表（4）控制综合接线图：（见图２）图２冷却水泵节能循环运行控制综合接线图（５）变频器参数设置Ｐｒ．４２=４８ＨＺ（上限切换频率ＦＵ信号）；Ｐｒ．５０=４８ＨＺ（下限切换频率ＦＵ2信号，标记为SU端子）；Ｐｒ．１９１=５（标记为ＳＵ端子的功能为ＦＵ2信号）；Ｐｒ．７６=２（报警代码选择）；Ｐｒ．７９＝２（操作模式为外部操作须外接电位器）；（６）软件设计［３］（见图３、４）根据控制要求进觥编程，下面给出参考程序顺控图。
图3 停止及热保护程序程序补充说明：在程序设计中为避免变频器在启动过程中ＳＵ信号动作，使Ｔ１０、Ｔｌｌ、Ｔ１２的定时时间大于变频器加速时间。
图4 冷却水泵节能循环运行控制程序总结本文介绍了可编程控制器、变频器在空调冷却水泵节能循环控制系统中的应用。
该系统利用了可编程控制器与变频器相结合组成的控制系统，满足了对冷却水泵节能循环控制的要求。
采用变频器、ＰＬＣ对中央空调冷却水泵的改造，使冷却水泵能随空调负荷的变化而自动变速运行，从而达到节能的目的，其节电效率可达４０％左右。
由于冷却水泵采用变频器软启动、软制动，大大降行噪音减小，温升降低、震动减少、负载运行顺滑平衡，电气故障比原来降低，电机的使用寿命也相应延长。
