建筑设备自动化课程设计

建筑设备自动化课程设计 1 山东建筑大学热能工程学院 建筑设备自动化 课程设计说明书

题目： 制冷机房1监控设计

专业： 建筑设施智能技术 班级： 建智111 姓名： *** 学号： ********** 指导教师： 李慧、王桂荣

热能工程学院 建筑设备自动化课程设计

2 第一章 摘要

1.1工程概况 该工程为某制冷机房空调水系统，由冷水机组提供制冷量。包括三台冷水机组、三台冷却水泵、三台冷冻水泵和三台冷却塔。多台冷水机组是以多台压缩机并联工作的形式优化了冷水机组的工作结构，从而达到高效的制冷量输出。

1.2设计原则 1.设备运行安全； 2.满足用户的负荷需要； 3.最大限度节能；

1.3设计任务 1.冷冻水系统监控任务 （1）保证冷水机组的蒸发器通过足够的水量，以使蒸发器正常工作，防止出现冻结现象； （2）随着用户负荷的变化，自动调整冷水机组供冷量，调整供给用户的冷冻水量； （3）保证用户端一定的供水压力； （4）在满足使用要求的前提下，尽可能减少冷冻泵的电耗。 2.冷却水系统监控任务 （1）保证冷水机组冷凝器通过足够的水量； （2）根据室外气候及冷负荷变化情况调节冷却水运行工况，使冷却水温度在要求的范围内； （3）根据冷水机组运行台数，自动调节冷却水泵和冷却塔的运行台数，控制相关阀门的关闭； （4）在满足使用要求的前提下，尽可能减少冷却泵的电耗。

1.4设计内容 1.根据空调机房监控要求，设计监控方案。 建筑设备自动化课程设计 3 2.确定传感器、执行器类型，布置传感器和执行器位置，统计传感器和执行器数量。

3.根据传感器和执行器样本，正确选择传感器和执行器，列表统计编号、名称、型号、规格、参数和生产厂家等信息。

4.统计模拟量、数字量输入输出点数，根据PLC产品样本选择相应智能模块，正确配置PLC硬件系统；绘制各模块接线图。绘制空调机房监控原理图；标明数据采集点（AI、DI）、控制点（AO、DO）。 建筑设备自动化课程设计

4 第二章 监控方案

2.1冷水机组 冷水机组控制子系统是整个控制系统的主要部分之一，由机组控制、水温控制及一次泵控制等环节组成。

2.1.1机组控制 机组控制包括每台机组自身的运行控制、机组开启的台数控制。由自身的PLC根据机组运行的自身规律和模式以及主控制器S7-200 PLc的指令实现。

2.1.2水温控制 水温控制子系统由温度信号采集、流量信号采集、数据传输及控制软件等环节组成。在机组的出水管道中及输往用户的管道中分别设置温度传感器、压力变送器监测冷水机组进出口点的温度、压力等。在输水主管道中设置一流量计，监测主管道的水流量，转换得到的温度信号、压力信号及流量信号传输至主控制单元的数据采集模块，进行数据采集。S7-200 PLC将数据采集得到的温度数据、流量数据和预定的水温度值作为温度控制算法方程的参数，由软件根据算法方程确定开启机组的数量、对应的机组编号和对应开启机组的能调百分比，将能调百分比传输至机组PLC，由机组PLC调节压缩机的能调百分比，实现主输水管道中的水温控制。 控制算法是该环节的核心，为了能够实现通过调节压缩机的能调百分比调节水温，需要明确提供机组压缩机能调百分比与机组出水温度的关系的经验数据或实验数据。

2.1.3制冷机台数控制 制冷机的台数控制方法有：操作指导法，压差旁通阀位置控制，恒定供回水压差的流量旁通控制法，回水温度控制和冷量控制法。 本设计采用冷量控制法原理是通过测量用户侧的供回水温度及冷媒水流量按Q=q*c*(t2-t1)。计算实际所需冷量，由此决定水泵运行台数。 采用这种控制方法，各传感器的设置位置是非常重要的。设置位置应保证回水流量传感器测量的是各用户侧来的总回水流量，不包括旁通流量；回水温度传感器t2应该是测量用户侧来的总回水温度，不应是回水与旁通水的混合温度。该种方法是工程中常用的一种方法。

2.1.4阀门控制 阀门由$7-200 PLC的软件通过数字I／O或模拟量输出模块实现，电动阀门由数字I／0模块控制，比例阀由模拟量输出模块控制。 建筑设备自动化课程设计 5 2.2检测控制方案 监控系统为集散测控系统。包括三大部分：中央集中监控环节，现场检测及控制环节，和冷水机组。

1)中央集中监控环节 该环节位于远地主控室，是本系统的中央控制环节，由中央控制用工业控制计算机和适配器等构成，在整个系统中处于核心的控制环节，主要功能是监控整个供水系统的运行状况。

2)现场检测及控制环节 该环节由现场PLC，温度、流量和压力传感器，调节阀门，交流接触器，变频器及水泵组成。

3)冷水机组 冷水机组是提供冷水的设备，其内置的PLC控制机组的运行，通过调节机组压缩机的能调百分比调节机组的出水温度。机组PLC可以向中央控制计算机传输工况数据实现机组运行状况的中央监测，同时可以接收中央控制计算机的机组运行设定参数设定或改变机组的运行状态。

2.冷水机组监控功能表 分水器的干管上流量检测， 1、2用户的分水支路上温度、压力。 集水器的干管上流量检测， 1、2用户的分水支路上温度、压力。 在冷水机组的出口、入口处温度、压力。 在冷冻水泵、冷媒水泵处温度、压力。 变频泵处温度、压力。 在冷却塔处水位测量计、电磁阀。

设备名称 数量 监控功能 AI AO DI DO 冷水机组 2 设备起停 2 设备状态 2 建筑设备自动化课程设计 6 手、自动状态 2 故障报警 2 功率测量 2 用户侧供回水总管 1 供水温度检测 1 回水温度检测 1 供水压力检测 1 回水压力检测 1 回水流量检测 1 冷源侧供回水总管 1 供水温度检测 1 回水温度检测 1 供水压力检测 1 回水压力检测 1 回水流量检测 1 冷冻水循环水泵 2 设备起停 2 设备状态 2 手、自动状态 2 故障报警 2 功率测量 2 用户侧变频泵 2 设备起停 2 设备状态 2 手、自动状态 2 故障报警 2 功率测量 2 冷却2 设备起停 2 建筑设备自动化课程设计 7 水循环水泵

设备状态 2

手、自动状态 2 故障报警 2 功率测量 2 冷却塔 2 温度检测 2 压力检测 2 水位检测 2

第三章 设备选型 4.1温度传感器选择：生产厂家、型号、规格、参数。 4.1.1生产厂家： 在网上找到“世界工厂”中找到深圳市华晨康有限公司，该公司生产各种温度传感器。

4.1.2产品型号： PT100温度传感器 该公司生产的PT100温度传感器产品特征 ： 1、不锈钢套管封装，经久耐用 2、活动螺丝固定，使用方便 3、按照国际IEC751国际标准制造，即插即用 4、多种探头尺寸可选、适应面广 5、高精度、高稳定、高灵敏 6、外形小巧，经济实用 产品货期：现货供应，特大批量请提前通知。

4.1.3规格及参数： 特性指标 ●测温范围: -200-400℃ ●探头长度: 5cm/10cm/15cm/20cm ●探头直径: Φ5mm 建筑设备自动化课程设计 8 ●电阻变化: 0.3851Ω/℃ ●安装方式: 活动螺丝固定 ●螺丝规格: M8*1.0 ●引线长度: 一般2米，可订制长度（专用引线） ●引线接法: 三线式 ●接线方式: 接线叉 ●套管材质: 不锈钢 ●传感器件: PT（铂）

pt100温度传感器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。传感器主要是热电偶或热电阻；信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成（由于工业用热电阻和热电偶分度表是标准化的，因此信号转换器作为独立产品时也称为变送器），有些变送器增加了显示单元，有些还具有现场总线功能。

如何安装：pt100温度传感器如果由两个用来测量温差的传感器组成，输出信号与温差之间有一给定的连续函数关系。故称为。pt100温度传感器输出信号与温度变量之间有一给定的连续函数关系（通常为线性函数），早期生产的pt100温度传感器其输出信号与温度传感器的电阻值（或电压值）之间呈线性函数关系。标准化输出信号主要为0mA~10mA和4mA~20mA（或1V~5V）的直流电信号。不排除具有特殊规定的其他标准化输出信号。温度变送器按供电接线方式可分为两线制和四线制。[2]变送器有电动单元组合仪表系列的（DDZ-Ⅱ型、DDZ-Ⅲ型和DDZ-S型）和小型化模块式的，多功能智能型的。前者均不带pt100温度传感器，后两类变送器可以方便的与热电偶或热电阻组成带传感器的变送器。

应用范围： 医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备，应用范围非常之广泛。 由于PT100热电阻的温度与阻值变化关系，人们便利用它的这一特性，发明并生产了PT100热电阻温度传感器。它是集温度湿度采集于一体的智能传感器。温度的采集范围可以在-200℃～+200℃，湿度采集范围是0%～100%。

4.2压力传感器选择：生产厂家、型号、规格、参数。

4.2.1生产厂家： Omega压力传感器有多种传感器和变送器 毫伏输出压力传感器：最经济的压力传感器，具有低输出信号，实际输出与压力传感器的输入直接成比例

电压输出压力传感器：包括信号调节功能以制造高得多的输出，通常为0 - 5VDC或0 - 10VDC，可在更加工业化的环境中使用。

电流输出压力传感器：最佳使用于远距离发送信号。常用于引线必须在1000