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1、 前言随着21世纪的到来，人们对人类的生存和地球环境的问题空前的关注，现代人类大约有五分之四的时间在建筑中度过，人们已经逐渐认识到，建筑环境对人类的寿命、工作效率、产品质量起着极为重要的作用。以满足人类自身生活，工作对环境的要求，和满足生产，科学实验对环境的要求。人们对现代建筑的要求，不只有挡风遮雨的功能，而且还应该是一个温湿度适宜的、空气清新、光照柔和、宁静舒适的环境。生产与科学实验对环境提出了更为苛刻的条件。在建筑微环境，室空气调节已经成为控制建筑温湿环境和室空气品质的重要技术和主要手段。空气调节能实现对某一房间或空间温湿度、干净度和空气流动速度等进展调节和控制，并提供足够的空气。未来空调
2、技术的开展方向，“节约能源，保护环境和获取趋近于自然条件的舒适安康必是空调的开展目标。第1章 设计概述1.1设计题目 ?楼宇自动化中央空调新风机组控制系统?1.2设计要求1.新风机组三种启动方法：星三角启动、软起动器、变频器，三种方法任选一种。2.新风机组含两重过滤：初虑、中虑，开关分防冻开关和风机运行状态开关。3.系统含有新风阀、回风阀、排风阀，开度为0100%。4.系统含有新风温度传感器、回风温度传感器、排风温度传感器，新风为-30%70%，其他为050%。5.送风有湿度传感器，围在0100%。6.四管制，带冷热水调节阀，调节冷热水流量控制送风的温度，实行PI调节。7.加湿装置由010VD
3、C信号控制。8.温湿度有显示，由各种故障、报警指示。1.3设计特点一、 空调系统的选择空调系统一般均有空气处理设备和空气分配设备组成，根据需要，他颗组成许多不同形状的系统，在工程上，应考虑建筑物的用途和性质，热湿负荷特点，温湿度调节和控制的要求，空调机房的面积和位置，初投资和运行费用等多方面的因素，选定合理的空调系统。根据负担室热湿负荷作用的介质不同分为全空气系统、全水系统、空气-水系统、冷机系统。按热量移动传递的原理来分可分为对流式空调和辐射式空调，按被处理空气的来源来分又可分为封闭式系统、直流式系统和混合式系统。按空气处理设备的集中程度可分为集中式空调系统、半集中式空调系统和分散式空调系统
4、；集中式是指所有的空气处理设备均设在一个集中的空调机房。半集中式除了集中空调机房主要处理室外新风外，还包括分散放在空调房间的二次设备，其中多半设有冷热交换装置，如风机盘管等。全分散式没有集中空调机房，而是完全采用组合式设备向各房间进展空调，自带制冷机组的空调机组方式就属于这一类，入个房间的空调器等。集中式和半集中式也可统称为中央空调，而全分散式系统也称为局部空调。中央空调和局部空调相比，具有以下优点：1.空气调节效果好，可以严格的控制室温度和室的相对湿度，并能满足室空气清洁度的不同要求；2.可向室送新风，保证室空气新鲜度；并且可以进展理想的气流分布设计；3.机组相对故障少，运行管理方便，运行费
5、用低；4.空调与制冷设备集中安设在机房；便于管理与维修；5.设备使用寿命长；6.可以有效的采取消声和隔振措施，顾噪声小；7.宜于装饰配合，到达现代建筑要求的高档、舒适和美观的目的。二、冷热湿负荷的概念为了保持建筑物的热湿环境，在某一时刻需向房间供给的冷量称为冷负荷；相反，为了补偿房间失热需向供给的热量称为热负荷；为了维持房间相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。房间冷、热、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。第2章 系统设计原理 空调监控系统主要利用PLC的控制功能，通过执行装载在PLC部的预先设定的控制程序并执行上位机实时的命令语句，调节空调系统中的阀门开度、控制水泵启停、
6、监控并采集空调系统中温度传感器、湿度传感器、压力传感器、水流开关等现场仪器仪表的数据，转换为可用的数据格式传送出去。承受到的PLC采集的现场数据并实时的显示出来。2.1空调系统原理 空调系统主要就是调节室空气的冷、热、干、湿，并起净化空气的作用，使人们工作、生活在比拟舒适的环境中。空调系统主要由三局部组成：空气调节系统、制冷系统、供热系统。 2.2 PLC工作原理(1)CPU中央处理器 CPU是PLC的核心，由运算器、控制器、存放器、系统总线，外围芯片、总线接口及有关电路构成。它的功能是接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的存放器中，同时，诊断电
7、源PLC部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等，是PLC不可缺少的组成单元。主要功能包括以下几个方面。 1接收从编程器或者计算机输入的程序和数据，并送入用户程序存储器存储。 2监视电源、PLC部各个单元电路的工作状态。 3诊断编程过程中的语法错误，对用户程序进展编译。 4在PLC进入运行状态后，从用户程序存储器中逐条读取指令，并分析、执行该指令。 5采集由现场输入装置送来的数据，并存入指定的存放器中。 6按程序进展处理，根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出状态或数据存放器的容。 7根据输出状态或数据存放器的有关容，将结果送到输出接口。 8响应中断和各种外围设备如编程器、打印机等的任务处理
8、请求。 (2) I/O接口PLC是通过各种I/O接口模块与外界联系的，按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的根本配置能力的限制，即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。 PLC的对外功能主要是通过各种I/O接口模块于外界联系来实现的。输入模块和输出模块是PLC与现场I/O装置或设备之间的连接部件，起着PLC与外部设备之间的传递信息的作用。I/O模块分为开关量输入、开关量输出、模拟量输入和模拟量输出等模块。 (3)存储器 存储器存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组
9、成单元。一般包括系统程序存储器和用户程序存储器两局部。系统程序存储器用于存储整个系统的监控程序，一般采用只读存储器ROM，具有掉电不丧失信息的特性。用户程序存储器用于存储用户根据工艺要求或者控制功能设计的控制程序，早期一般采用随机读写存储器RAM，需要后备电池在掉电后保存程序。目前那么倾向于采用电可擦除的只读存储器EEPROM或闪存(Flash Memory)，免去了后备电池的麻烦。 (4)电源模块 PLC中的电源，是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。电源可分直流和交流两种类型，交流输入220VAC或110VAC，直流输入通常是24V。 5)智能模块 除了上述通用的I/O模块外，PLC还提
10、供了各种各样的特殊I/O模块，如热电 阻、热电偶、温度控制、中断控制、位置控制、以太网、远程I/O控制、打印机等专用型或智能型的I/O模块，用以满足各种特殊功能的控制要求。I/O模块的类型、品种与规格越多，系统的灵活性越好，模块的I/O容量越大，系统的适应性就越强。 (6)编程设备 常见的编程设备有简易手持编程器、智能图形编程器和基于PC的专用编程软件。编程设备用于输入和编辑用户程序，对系统作些设定，监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况。编程设备在PLC的应用系统设计与调试、监控运行和检查维护中是不可缺少的部件，但不直接参与现场的控制。 PLC本质上就是一台微型计算机，其工作原理与普通计算
11、机类似，具有计算机的许多特点。但其工作方式却与计算机有着较大的不同，具有一定的特殊性。PLC采用循环扫描的工作方式。工作时逐条顺序扫描用户程序，如果一个线圈接通或断开，该线圈的所有触点不会立即动作，需等扫描到该触点时才会动作。本次设计采用S7-200可编程控制器进展控制。第3章 中央空调系统简介3.1 中央空调概述空调是空气调节的简称，是使室空气温度、湿、清洁度和气流速度简称四度保持在一定围的一项环境工程技术，它满足生活舒适和生产工艺两大类的要求。中央空调是由一台主机通过风道过风或冷热水管接多个末端的方式来控制不同的房间以到达室空气调节目的的空调。采用风管送风方式，用一台主机即可控制多个不同房
12、间并且可引入新风，有效改善室空气的质量，预防空调病的发生。家用中央空调的最突出特点是产生舒适的居住环境，其次从审美观点和最正确空间利用上考虑，使用家用中央空调使室装饰更灵活，更容易实现各种装饰效果，即使您不喜欢原来的装饰，重新装修，原来的中央空调系统稍微改变即可与新的装修和谐一致。因此称家用中央空调为一步到位、永不落后的选择。家用中央空调或称户式中央空调、单无式可调中央空调是指由一个室外机产生冷热源进而向各个房间供冷热的空调，它是属于小型商用空调的一种。家用中央空调分为风系统和水系统两种。风系统由室外机、室主机、送风管道以及各个房间的风口和调节阀等组成；水系统由室外机、水管道、循环水泵及各个室
13、的末端风机盘管、明装等组成。3.2 中央空调系统构成一、中央空调系统的构成1.冷冻机组 这是中央空调的“制冷源，通往各个房间的循环水由冷冻机组进展“部热交换，降温为“冷冻水。 2冷却水塔用于为冷冻机组提供“冷却水； 3“外部热交换系统由两个循环水系统组成； 1冷冻水循环系统 由冷冻泵及冷冻水管道组成。从冷冻机组流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各房间进展热交换，带走房间热量，使房间的温度下降。 从冷冻机组流出、进入房间的冷冻水简称为“出水：流经所有的房间后回到冷冻机组的冷冻水简称为“回水。 2冷却水循环系统 由冷冻泵、冷却水管道及冷却塔组成。冷冻机组进展热交换，使水温冷却的同时，必将释
14、放大量的热量。该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高。冷却泵将升了温的冷却水压入冷却塔，使之在冷却塔与大气进展热交换，然后在将降了温的冷却水，送回到冷却机组。如此不断循环，带走了冷冻机组释放的热量。 流进冷冻机组的冷却水简称为“进水；从冷冻机组流回冷却塔的冷却水简称为“回水。 二、冷却风机有两种情况： 1室风机 安装于所有需要降温的房间，用于将由冷冻水冷却了的冷空气吹入房间，加速房间的热交换。 2冷却塔风机 用于降低冷却塔中的水温，加速将“回水带回的热量散发到大气中去。可以看出，中央空调系统是工作过程室一个不断地进展热交换的能量转换过程。在这里，冷冻水和冷却水循环系统是能量的主要传递者。因此，对
15、冷冻水和冷却水循环系统的控制便是中央空调控制系统的重要组成部份。 三、温度检测 通常使用热电阻，如图1中的Rt1、Rt2、Rt3。中央空调的拖动系统通常由以下部份组成： 冷冻机组拖动系统； 冷冻泵拖动系统 由假设干台水泵组成； 冷却泵拖动系统 也由假设干台水泵组成； 风机包括室风机和冷却塔风机拖动系统。拖动系统一般均不能调速，故耗能大，且温度的调节比拟粗略。 3.3 中央空调控制系统依据中央空调系统的外部热交换两个循环系统来完成。循环水系统的回水与进出水温度之差，反映了需要进展热交换的热量。因此，根据回水与进水出水温度之差来控制循环水的流动速度，从而控制了进展热交换的速度，是比拟合理的控制方法。 1冷冻水循环系统的控制 由于冷冻水的回水温度是冷冻机组“冷冻的结果，常常是比拟稳定的。因此，单是回水温度的上下就足以反映房间的温度。所以，冷冻泵的变频调速系统，可以简单地根据回水温度进展
