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1、西安建筑科技大学课程设计（论文）第 0 页 共 21 页俄目录前言 .11. 概述 .21.1 冷水机组 .21.2 PLC.21.2.1 PLC 简介 .21.2.2 西门子 S7-200PLC.31.3 组态王软件简介 .32.冷水机组的工作原理及监控 .52.1 冷水机组的工作原理 .52.2 冷水机组的监控内容 .52.2.1 检测对象与控制对象 .52.2.2 冷量控制 .62.3 冷水机组的监控原理 .72.4 启停顺序 .73. PLC 程序设计 .83.1 设备的连锁与控制 .83.2 I/O 点与 PLC 梯形图 .84. 组态王功能实现 .134.1 组态王工作原理 .13
2、4.2 组态王与 PLC 通讯 .134.3 变量定义 .154.4 构建组态画面与命令语句的编写 .164.6 组态模拟 .18小结 .20参考文献 .21西安建筑科技大学课程设计（论文）第 1 页 共 21 页前言随着生活水平和科学技术的提高，人们对生活质量的要求也越来越高。为了满足人们对空气的温、湿度的要求，空调应运而生。本次的课程设计就是对空调系统中的冷水机组进行的监控系统设计。冷水机组是由冷却水系统、冷冻水系统和制冷机组成。冷却水系统是通过冷却塔和冷却水泵及管道系统向制冷机提供冷却水，它的主要作用是保证冷却塔风机、冷却水泵安全运行；确保制冷剂冷凝器侧有足够的冷却水通过等。冷冻水系统是
3、由冷冻水泵、分水器、集水器和管道系统组成，主要作用是测量冷冻水系统供、回水温度及回水流量，计算空调实际冷负荷；测量冷冻水系统供、回水总管之压差，控制其旁通阀开度，以维持压差平衡。本次课程设计的冷水机组设计主要是利用西门子 S7-200 PLC 可编程控制器实现控制，并利用组态王软件制作人机对话界面，监控 PLC 控制系统的运行情况。首先是确定系统的被控量和 I/O 点数，并进行 I/O 地址分配及编写梯形图程序。用组态王软件来绘制系统图，给其进行变量定义、关联等操作，最后进行模拟运行。西安建筑科技大学课程设计（论文）第 2 页 共 21 页1. 概述1.1 冷水机组冷水机俗称冷冻机、制冷机、冰
4、水机、冻水机、冷却机等，因各行各业的使用比较广泛，所以名字也就多得不计其数。其性质原理是一个多功能的机器，除去了液体蒸气通过压缩或热吸收式制冷循环。蒸汽压缩冷水机组包括四个主要组成部分的蒸汽压缩式制冷循环压缩机，蒸发器，冷凝器，部分计量装置的形式从而实现了不同的制冷剂。吸收式冷水机利用水作为制冷剂，并依靠之间的水和溴化锂溶液，以达到制冷效果很强的亲和力。冷水机一般使用在空调机组和工业冷却。在空调系统，冷冻水通常是分配给换热器或线圈在空气处理机组或其他类型的终端设备的冷却在其各自的空间，然后冷却水重新分发回冷却被冷却了。在工业应用，冷冻水或其它液体的 冷却泵是通过流程或实验室设备。工业冷水机是用
5、于控制产品，机制和工厂机械冷却的各行各业。 在集中空调系统中，目前常用的制冷方式主要有：压缩式制冷和吸收式制冷。1.2 PLC1.2.1 PLC 简介可编程控制器（PLC）是在继电器接触器控制系统的基础上开发出来的一种新型的工业控制器，在控制领域的应用非常广泛。PLC 通常以输入输出点（I/O ）总数的多少进行分类。I/O 点数在 128 点以下为小型机，I/O 点数在 129512 点为中型机；I/O 点数面向在 513 点以上为大型机。PLC 的 I/O 点数越多，其存储容量也越大。 PLC 的编程语言常用的有梯形图、指令表和 SFC 图。由于梯形图比较直观，容易掌握，因而很受普通技术人员
6、的欢迎。在本实验中，所用的 PLC 语言就是梯形图。西安建筑科技大学课程设计（论文）第 3 页 共 21 页PLC 常用的编程工具有:(1)手持式编程器，一般供现场调试及修改使用；（2 ）个人电脑，利用专用的编程软件进行编程。PLC 的应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。PLC 编程具有以下优点：（1）学习 PLC 编程容易。 （2）控制系统简单更改容易，施工周期短。 （3）系统维护容易。学习 PLC 的编程无需深入细致了解其内部
7、结构，大致上按以下五部分组成：（1）中央处理器（CPU） 。 （2）存储器。 （3）电源。 （4）输入/ 输出单元。 （5）通信接口。1.2.2 西门子 S7-200PLCS7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此 S7-200 系列具有极高的性能/价格比。S7-200 系列出色表现在以下几个方面： （1）极高的可靠性；（2）极丰富的指令集；（3）易于掌握；（4）便捷的操作；（5）丰富的内置集成功能；（6）实时特性；（7） 强劲的通讯能力；（8）丰富的扩
8、展模块 。1.3 组态王软件简介组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为西安建筑科技大学课程设计（论文）第 4 页 共 21 页控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用 Windows 的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。1.使用组态王实现控制系统实验仿真的基本方法：(1)图形界面的设计(2)构造数据库(3)建立动画连接(4)运行和调试2.使用组态王软件开发具有以
