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1、毕毕 业业 设设 计计课题名称课题名称 可编程的中央空调控制系统的设计可编程的中央空调控制系统的设计 基于 PLC 的中央空调控制系统设计摘要摘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
2、、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
3、态设 计研究。关键词关键词 中央空调；PLC；变频器；PID；RS-485基于 PLC 的中央空调控制系统设计目 录摘要.I 第 1 章 绪论 .1 1.1 课题背景 .1 1.2 中央空调控制的研究现状及发展 .2 1.2.1 中央空调控制系统的发展 .2 1.2.2 中央空调变流量控制的发展 .3 1.3 本研究课题的主要工作 .4 第 2 章 中央空调变流量控制的原理 .5 2.1 中央空调系统的结构和原理 .5 2.1.1 概述 .5 2.1.2 制冷原理 .5 2.1.3 中央空调系统的构成 .5 2.2 中央空调变流量控制的原理及特点 .5 2.2.1 变流量空调系统概述 .5 2
4、.2.2 中央空调变流量控制的实现方式 .7 2.2.3 中央空调系统变流量系统的特点 .9 2.3 电机的软启动原理及应用 .10 2.3.1 软启动设备介绍 .10 2.3.2 软启动器的应用场合 .10 2.3.3 软启动器与变频器之间的区别对比 .10 2.4 PID 控制的设计.11 2.4.1 PID 控制原理.11 2.4.2 PID 控制器的参数整定.12 2.4.3 PID 的反馈逻辑.12 2.4.4 P、I、D 参数调整原则.13 2.4.5 对空调系统的 PID 变频控制.13 2.4.6 实现设定值的自动调节 .13 2.4.7 PID 控制器设计及实现.13 2.5 本章小结 .15 第 3 章 中央空调控制系统的硬件设计 .16 3.1 变频器的原理 .16 3.2 西门子 MM440 变频器性能介绍.16 3.2.1 主要特征 .17 3.2.2 控制性能的特点 .17 3.2.3 保护功能 .173.2.4 变频器运行的环境条件 .17 3.2.5 使用变频器设计系统时需注意的问题 .18 3.3 PLC 选型.18 3.3.1 PLC 简介.18 3.3.2 PLC 控制功能的选择.18 3.3.3 西门子 S7-200PLC 介绍.20 3.3.4 模拟量 I/O 模块的种类.20 3.3.5 EM231 技术指标 .
