PLC地中央空调控制系统.doc
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1、PLC 设计与调试课程设计报告内容课程设计报告内容课程设计报告内容、格式各专业根据专业不同统一规范,经教研室主任审核、主 管院长审批备案。注: 1. 课程设计任务书和指导书在课程设计前发给学生,设计任务书放置在设计报告封面后和正文目录前。2. 为了节省纸张,保护环境,便于保管实习报告,统一采用A4 纸,实习报告建议双面打印(正文采用宋体五号字)或手写。12/13 学年第二学期学年第二学期PLC 应用技术应用技术 课程设计任务书课程设计任务书指导教师:蔡长青指导教师:蔡长青 张卓张卓 班级:自动化班级:自动化 1141、2 班班 地点:地点:PLC512 教教 室室 课程设计题目:课程设计题目:
2、 基于基于 PLC 控制的中央空调系统控制的中央空调系统一、一、课程设计目的课程设计目的 本课程设计的目的在于培养学生运用已学的 PLC 控制技术的基础知识和基本理论,加以综合运用,进行 PLC 控制系统设计的初等训练,掌握用 PLC 进行系统控制设计的原则、设计内容和设计步骤,为从事 PLC 相关的毕业设计或今后的工作需要打下良好的基础。二、二、课程设计内容(包括技术指标)课程设计内容(包括技术指标)1、 控制面板介绍空调的控制面板如上图所示,使用时,按动启动按钮,根据使用者的需求从左到右依次选择工作模块。(1)制冷制热模块的选择是根据人的操作决定,同时可以选择吹风,定时模式,温度比较是 P
3、LC 中自动进行的。(2)当室内温度达到设定温度值时,通过 PLC 自动控制,室内风机停止,当室内温度重新超出设定温度值时,室内风机自动启动。(3)启动定时器时,当定时时间到,室内外风机停止工作。 (4)通过变频器控制风机转速,达到变频控制目的,实现最优控制。2、中央空调系统工作过程首先启动冷(热)水泵,当通水管道充满水后,延时启动压缩电机,实现初步节能与安全。此时中央空调启动,可以实现单独房间的控制。打开房间 1 开关,室内风机先启动,通过定时器延时控制一段时间,启动室外风机,自动进行温度比较,启动定时器,定时时间到,室内外风机关闭。打开房间 2 开关,室内风机先启动,通过定时器延时控制一段
4、时间,启动室外风机,自动进行温度比较,启动定时器,定时时间到,室内外风机关闭。打开房间 3 开关,室内风机先启动,通过定时器延时控制一段时间,启动室外风机,自动进行温度比较,启动定时器,定时时间到,室内外风机关闭。注:不同房间单独独立控制不受外部干扰。3、交流电机正反转控制交流电机由变频器来控制转速,转速分为四级:1200r/min,800r/min,600r/min,400r/min。4、传感器温度传感器:用于室内温度的高低编码器:用于检测电机的转速三、课程设计原则三、课程设计原则 1、尽可能地满足被控对象的控制要求;2、在满足控制的前提下,力求使控制系统简单、经济;3、保证控制系统安全可靠
5、;4、考虑到被控对象的改进,在选择 PLC 的 I/O 数量时,应适当留有余量。 四、课程设计步骤四、课程设计步骤 1、对控制系统任务和要求作深入的调查研究,明确控制任务;2、选择和确定用户 I/O 设备根据传统控制线路,确定出 PLC 改造所需的各种输入/输出设备,即各种按钮、开关、继电器和接触器等。3、确定系统整体设计方案,选择 PLC 型号确定系统整体设计方案十分重要,要在全面了解控制要求的基础上确定电气控制方案。根据所选用的电器或元件的类型和数量,计算所需 PLC 的输入/输出点数,选择合适的点数。由于本设计中只涉及到开关量,因此在选择 PLC 型号时,只需考虑 I/O 点数,并有一定
6、的余量(10%15%)选择小型 PLC。4、控制系统的硬件设计(1)主电路的设计;(2)确定出输入、输出信号,画出 PLC 的 I/O 接线图。5、控制系统的软件设计(1)首先分别设计出全自动洗衣机各部分的控制软件梯形图;(2)整体控制软件梯形图设计。6、联机调试;7、撰写设计说明书。五、时间安排五、时间安排 时间时间内容内容备注备注 第 15 周 周一集中讲解课程设计要求,分配设计题目, 明确任务和具体安排 周二调研、查阅资料、给出设计方案周三检查设计方案,周四调整设计方案周五上机调试 第 16 周 周一上机调试 周二上机调试 周三写课程设计报告 周四老师对报告进行初步检查 周五答辩六、六、
7、基本要求基本要求 (一)课程设计报告1控制流程图一张(A4) (手绘)2控制系统硬件设计图一张;(A4) (手绘)3控制系统软件梯形图一张;(A4) (手绘)4设计说明书一份,包括以下内容1) 写出设计计划和基本步骤。2)写出控制要求并画出设计流程图。3)画出 I/O 分配表和 I/O 接线图。4)画出具体设计的梯形图,并加以注释。5)写出调试过程和结果。6)写课程设计小结。(二)成绩评定标准对学生进行全面考核,重点考核设计图纸、说明书质量;独立思考、独立工作能力,综合运用知识的能力;平时的工作态度及表现;答辩情况。最后按平时表现、报告质量、答辩成绩,其权重分别为 0.2、0.4、0.4 综合
8、评定成绩,分优、良、中、及、不及格五个等级。组长:李志萍副组长:祁宇晗组员:高海风 、王勇 、冯元胜 、邢洋任务分配任务一资料准备任务二总体设计任务三绘图任务四绘制梯形 图任务五调试任务六报告排版祁宇晗李志萍冯元胜邢洋王勇高海风冯元胜邢洋祁宇晗李志萍王勇高海风祁宇晗李志萍冯元胜邢洋高海风 冯元胜 摘摘 要要中央空调现已广泛的应用在各大商场、办公大厦等场所中,传统控制系统中在控制较适宜的温度的同时,却消耗了大量的能量。如今,人们越来越重视中央空调的舒适性和节能性,本文重点研究了中央空调冷冻泵机组控制系统,为舒适的生活工作环境及有效节能提供了技术条件。本文首先介绍了中央空调的结构和工作原理,总结了
9、传统中央空调的缺点,即冷冻泵、冷却泵不能自我调节负载,长期处于满负荷运行,造成了极大的能源浪费,随着变频技术日趋成熟,利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器等器件的有机结合,构成温差闭环自动控制系统,自动调节水泵的输出流量达到节能目的。该系统采用西门子的 S7200PLC 作为主控制单元,利用传统 PID 控制算法,通过西门子 MM440 变频器控制水泵运转速度,保证系统根据实际负荷的情况调整流量,实现恒温控制,同时又可以节约大量能源。通过对中央空调的理论分析,验证了以出回水温差为根据对其进行变流量控制的可靠性。对变频控制系统进行了设计,为实现温度信号远距离传送,设计了基于 USS 协议
10、的 RS-485 总线通讯的网络。通过西门子 TD200 文本显示器实现人机界面的设计,最后使用 MCGS 工控组态软件进行了系统的组态设计研究。关键词中央空调; PLC; 变频器; PID; AbstractCentral air conditioning has been widely used in major shopping malls, office buildings and other places, the traditional control system in the control of suitable temperature at the same time, i
11、t consumes a lot of energy.nowadays, people pay more and more attention to central air conditioning comfort and energy efficiency, this paper focuses on the research of central air conditioning refrigeration pump unit control system, for comfortable living and working environment and effective energ
12、y-saving provide technical conditions. This paper introduces the structure and working principle of central air conditioning, summarizes the traditional central air-conditioning system shortcomings, namely refrigeration pump, cooling pump can not self regulation in long-term load, full load operatio
13、n, causing great waste of energy, along with the frequency conversion technology is mature with each passing day, the use of frequency converter, PLC, digital to analog conversion module, temperature sensors and other devices the organic combination of form, thermoelectric closed-loop automatic cont
14、rol system, automatically adjust the pump output flow to achieve the purpose of energy saving. The system adopts Siemens S7-200PLC as the main control unit, by using the traditional PID control algorithm, through the MM440 Siemens inverter control pump speed, ensure the system according to the actua
15、l load adjusting flow, to achieve constant temperature control, but also can save a lot of energy. Through the theoretical analysis on the central air conditioning, proved to a backwater temperature based on the variable flow control reliability. The frequency conversion control system was designed,
16、 in order to realize the temperature signal remote transmission based on USS protocol, the design of RS-485 bus communication network. Siemens TD200 text display is realized through the man-machine interface design, finally using the MCGS configuration software for system configuration design and re
17、search.KeywordsCentral air conditioning; PLC; frequency converter; PID; 目录目录 1 绪论.1 1.1 中央空调的制冷原理.1 1.2 中央空调的制热原理.2 1.3 中央空调的不同系统.3 1.4 中央空调控制系统的发展.4 2 设计方案.5 2.1 控制系统的比较.5 2.2 中央空调的主要指标.6 2.3 检测电路.6 2.4 电机调速方式选择.6 3 系统硬件设计.7 3.1 控制系统组成(PLC).7 3.2 传感器.7 3.3 变频器介绍.8 3.4 变频器的原理.9 3.5 中央空调应用变频节能特点.9 3.
18、6 电动机介绍.9 3.8 可编程控制器的选择.10 3.9 可编程控制器的外围接线图.11 3.10 硬件实际连接示意图.11 4 系统软件设计.12 4.1PLC 主程序流程图.12 4.2 工作方式介绍.13 5 调试.14 5.1 现场联机.14 6. 总结.15 致谢.16 参考文献.17 附录1中央空调控制系统电路图 .18 附录2梯形图 .18 附录3元件清单 .231 绪论中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成。采用液体汽化制冷的原理为空气调节系统提供所需冷量,用以抵消室内环境的冷负荷;制热系统为空气调节系统提供用以抵消室内环境热负荷的热量。制冷系统是中央空调系统至关重要的
19、部分,其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。中央空调软化水设备应用范围:全自动软水器:可广泛应用于蒸汽锅炉、热水锅炉、交换器、蒸发冷凝器、空调、直燃机等系统的补给水的软化。还可用于宾馆、饭店、写字楼、公寓等生活用水的处理及食品、饮料、酿酒、洗衣、印染、化工、医药等行业的软化水处理。中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成,制冷系统为空气调节系统提供所需冷量,用以抵消室内环境的冷负荷;制热系统为空气调节系统提供用以抵消室内环境热负荷的热量。制冷系统是中央空调系统至关重要的部分,其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济
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