中央空调电气控制系统设计.

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1、毕 业 设 计 （论 文） 中央空调电气控制系统设计中央空调电气控制系统设计 专业名称： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职称： 哈尔滨工程大学继续教育学院 2017 年 月 日 毕业设计用纸 一、指导教师对学生的评语及答辩推荐意见 指导教师（签名） 年 月 日 二、答辩委员会评语及成绩 （无指导教师推荐意见不能答辩） 答辩小组教师签字： 答辩委员会主任（签名） 毕业设计用纸 哈尔滨工程大学继续教育学院 1 摘摘 要要 该设计以纺织车间为设计背景，针对传统中央空调调节方式的局限性，选用西 门子 PLC S7-200 和 MM430 变频器, 充分利用恒 v/f 变频技术，实现对中央空调风机

2、转速的控制，以此来为纺织车间设计了中央空调送风系统电气控制线路。 文中详细地介绍了中央空调送风系统电气控制线路的设计和开发过程。该设计 主要包括两部分，即硬件的选择和软件的设计，硬件选择主要是对低压电器控制柜、 变频器、PLC 及扩展模块等的选择。软件设计主要是为满足中央空调控制要求而编 写的 PLC 程序及对一些相关变频参数的设置。在此基础上借助变频调速技术，让风 机在一定范围内平滑调速，进而使系统由局部送风来满足织机的湿度要求，而整个 车间则按照舒适性空调的要求进行全面送风。由于对电机实现了软起动，大大降低 了起动电流，避免了对电机和电网的冲击。同时系统还设计了报警和保护功能，使 中央空调

3、在发生异常时，能够自动报警和停机保护。 关键词：关键词：中央空调；PLC；变频调速技术 Abstract The design background of textile design workshop,The traditional way of the limitations of central air conditioning,Use Siemens PLC S7-200 and MM430 Inverter,Full use of constant v / f frequency technology,Fan speed to achieve control of central a

4、ir conditioning,Textile workshop in order to design a central air conditioning system electrical control circuit. Introduced in detail the central air conditioning system electrical control circuit design and development process.The design includes two parts,That the choice of hardware and software

5、design,Hardware choices of the low-voltage electrical control cabinet, inverter, PLC, and the choice of expansion modules, etcSoftware designed primarily to meet the requirements of the central air-conditioning control program written in PLC and frequency conversion of some related parameter setting

6、s.On this basis, with frequency conversion technology,So smooth fan speed within a certain range,Then the system by the local air supply to meet humidity requirements loom,The entire plant in accordance with the requirements of comfort air conditioning full blastAchieved due to soft start the motor,

7、Greatly reduce the starting current,Avoid the impact of the motor and power grid.At the same time the system is also designed to alarm and protection,The central air conditioning when an exception occurs,Automatically alarm and shutdown protection. Keywords: central air conditioning; PLC; frequency

8、control technology 毕业设计用纸 目 录 第一章第一章 引引 言言1 1.1 课题的选题背景及意义1 1.2 课题的主要研究内容1 第二章第二章 中央空调送风系统整体方案设计中央空调送风系统整体方案设计3 2.1 系统整体设计思想 3 2.2 系统控制方案的设计与选择4 2.3 系统设计内容5 第三章第三章 系统硬件设计系统硬件设计.6 3.1 系统组成及各部分的分析选择 6 3.2 系统电气控制原理图7 3.3 PLC 外围接线图 .10 3.4 控制系统的 I/O 地址分配.10 3.5 系统外围接线图.12 第四章第四章 系统软件设计与调试系统软件设计与调试.13 4.

9、1 系统工作过程分析.13 4.2 PLC 程序设计 .13 4.3 MM430 参数设置 .22 4.4 系统调试.24 第五章第五章 系统模拟实验系统模拟实验.27 5.1 模拟实验台的硬件组成.27 5.2 模拟实验软件设计.27 5.3 系统模拟实验过程.30 5.4 实验小结.30 结 论.31 参考文献.32 致 谢.33 毕业设计用纸 哈尔滨工程大学继续教育学院 1 第一章 引 言 随着现代工业的不断发展，生产技术的不断进步，对于产品的精度要求也不断 提高，生产工艺对车间内温度、湿度、风速、洁净度等参数的要求更是越来越高， 因此对恒温恒湿中央空调的使用要求也就越来越高。改革开放和

10、经济的迅猛发展， 也加速了我国空调产业的发展，这为各种高精度空调工程的实现提供了有力的保证。 空气调节应用于工业及科学实验的过程一般称为工艺性空调，在各行各业中， 为保证生产的质量和精度，对生产的环境温度、相对湿度和清洁度等参数提出了不 同的要求，其中恒温恒湿中央空调是最常见的一种。 1.1 课题的选题背景及意义课题的选题背景及意义 纺织工业中的棉纺织工业、人造纤维工业、合成纤维工业等都对环境有一定的 恒温恒湿要求，棉纤维具有吸湿和放湿性能，对空气湿度较敏感，棉纤维的含湿量 直接影响纤维度，也影响纤维之间和纤维与机械之间相互摩擦的静电大小，对纺织 工艺和产品质量关系密切。 随着无梭织机在我国数

11、量的不断增加，转速超过 1000 rpm 的织机比比皆是， 运转速度和电机功率都大幅增加，纺织车间内的发热量也随之加大，生产过程中产 生的大量飞花和粉尘，严重影响了车间生产，这对纺织车间的空调系统也提出了更 高的要求。由于在纺织车间中同时存在着工人和织机，在空调系统中就必然要综合 考虑舒适性和工艺性。纺织过程要求的湿度较高，这么高的湿度对工人的工作环境 极为不利，而舒适性空调所要求的湿度显然又无法满足织机生产的需要，于是考虑 使用局部送风方式。该方式由局部送风来满足织机的湿度要求，而整个车间则按照 舒适性空调的要求进行全面送风。针对这两方面的要求，设计出了这一新的送风方 式和控制系统，即 PL

12、C 控制的恒压送风系统。恒压送风包括局部送风的恒压控制和 全面送风的恒压控制。恒压送风保证了车间送风的质量，同时以 PLC 为主机的控制 系统丰富了系统的控制功能，提高了系统的可靠性。 1 1.2 课题的主要研究内容课题的主要研究内容 变频恒压送风系统主要由变频器、可编程控制器、人机界面、各种传感器等组 成。鉴于变频调速恒压送风系统在我国已成为空调行业发展的主流趋势。该系统参 考了各类供给设备并结合该设计的特点，采用性能可靠的西门子S7-200系列PLC作为 控制核心，在此基础上，系统加入变频调速技术，使电机在很宽范围内平滑调速， 这样去掉了大量节流阀，避免了节流损耗，从而通过改变电机转速而改

13、变风量。 毕业设计用纸 哈尔滨工程大学继续教育学院 1 采用变频调速技术的关键是电机转速的可调和可控。电机的变频调速系统是由 PLC控制器进行切换和控制的。该系统对电机实现了软起动，大大降低了起动电流， 避免了对电机和电网的冲击。另外系统具备报警和保护功能，当系统发生异常时， 能够自动报警和停机保护。 为满足纺织车间送风要求，降低送风能耗，实现自动、可靠、稳定的送风，需 要采用变频恒压送风技术，并辅以计算机来进行远程监控、管理及故障报警。因此， 课题内容如下： (1) 研究并完成利用 PLC、变频器和多台风机等主要设备构建变频调速恒压送 风系统的方案设计与设备选型。为提高变频器的使用效率，减少

14、设备投资，采用一 台变频器拖动多台风机变频运行的方案。 (2) 深入分析变频恒压送风系统的工况变化过程，确定工况转换方式，完成 PLC 控制程序的设计，保证风机工频、变频的可靠、安全切换。 (3) 研究 PLC 和计算机的通信模式，确定通信协议，实现送风系统的远程监控、 管理与报警。 (4) 加强系统的可靠性设计，提高系统的冗余度，设计手动、自动、工频、变 频运行方式。通过该项目的研究和实施可以极大地改善纺织车间中央空调的可靠性 和稳定性，而且可以降低能耗及维护成本，方便管理。 毕业设计用纸 哈尔滨工程大学继续教育学院 1 第二章 中央空调送风系统整体方案设计 2.1 系统整体设计思想系统整体

15、设计思想 该设计以纺织车间为设计背景，纺织车间空气调节的作用大体可分为二个：其 一、满足纺织生产工艺所适合的温度、湿度条件；其二、保证生产工人拥有一个良 好、健康的工作环境，这两点具有同等的重要性。为了保证整个车间的温、湿度控 制质量，首先需要一个总控开关按照一定控制要求来启动和关闭中央空调系统，利 用中央空调系统内部安装的传感器，随时检测车间和织机的温、湿度状况，而后将 信号送给控制机构，控制的对象就是几台风机，风机启动之后，通过一个阀门根据 需要来决定给车间或织机送风，也就是使系统由局部送风来满足织机的湿度要求， 或使整个车间按照舒适性空调的要求进行全面送风，同时根据需风量的大小，利用 变

16、频技术使局部送风在恒压状态下进行。在用风量小的情况下，如果一台风机连续 运行超过一定工作时间，则按照控制要求自动切换到下一台风机，即系统具有“风 机转换功能” ，避免因一台风机工作时间过长，降低生产效率和影响风机工作寿命。 同时，系统启动时采用软启动来提高系统性能，在应急或检修时，系统配备手动控 制功能，最后，为了保证系统安全、顺利的工作，还需设置完善的报警功能。 基于以上的设计思想，中央空调恒压送风系统原理图如图2-1所示。 中央空调 总控 1# 2# 3# 电磁阀YV2 局部送风 全面送风 风 量 控 制 器 电磁阀YV1 图2-1 中央空调恒压送风系统原理图 在该系统设计中，采用了1#、2#、3#三台风机，首先由总控来控制电磁阀YV1, 根据需求启动和关闭中央空调, 平时电磁阀YV2处于失电状态，也就是关闭局部送风 阀。中央空调的局部送风或全面送风，由传感器将检测到的信号（采用人工模拟实 现）直接送给控制机构，来选择正确的送风方式。局部送风和全面送风共用 1#、2#、3#三台风机，一般情况下，三