畢業(yè)設(shè)計（論文）-公共建筑智能空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計.docx

武漢科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計題目：公共建筑智能空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué) 院:信息科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè):自動化學(xué) 號:學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:日 期:二一六年六月摘 要 在如今越來越快速發(fā)展的社會中，人們更加享受科技所帶給我們舒適便捷的生活。電力在生活中無處不在，空調(diào)的普及讓我們擺脫了夏天的炎熱酷暑，特別是現(xiàn)在商場中出現(xiàn)了越來越多的中央空調(diào)。然而很多空調(diào)雖然能夠保持在設(shè)定的溫度范圍但是卻在節(jié)能減排以及舒適度方面做得還不夠。因此本文是著重研究中央空調(diào)控制系統(tǒng)，為設(shè)計出節(jié)能舒適的空調(diào)系統(tǒng)提供技術(shù)支持。本文主要介紹了公共建筑智能空調(diào)的國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，中央空調(diào)系統(tǒng)的分類、自動控制的工作原理。由于整個空調(diào)系統(tǒng)是由控制系統(tǒng)的硬件PLC、監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成，所以本章著重講解了控制空調(diào)系統(tǒng)的PLC的分類特點及其組成部分以及監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理。在這些理論基礎(chǔ)之上，本文研究通過PLC設(shè)計來模擬空調(diào)系統(tǒng)的工作情況。在對PLC硬件的選擇以及PLC程序設(shè)計的基礎(chǔ)之上，繪制出了PLC控制電路的接線圖，運行了PLC程序來模擬空調(diào)運轉(zhuǎn)。最后利用WinCC組態(tài)軟件來設(shè)計出人機交互的界面，用更加清晰簡潔的方法對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制和監(jiān)視。該系統(tǒng)采用西門子S7-300PLC作為主控制單元，利用傳統(tǒng)PID控制算法，通過現(xiàn)場PLC控制水閥開度，保證系統(tǒng)根據(jù)實際負(fù)荷的情況調(diào)整流量實現(xiàn)恒溫控制。最后通過WinCC flexible實現(xiàn)人機界面的設(shè)計。經(jīng)實驗驗證，PLC程序運行良好能夠正確模擬空調(diào)系統(tǒng)工作原理，整個調(diào)試運行結(jié)果驗證了WinCC flexible和現(xiàn)場PLC能實現(xiàn)互相控制。關(guān)鍵詞：中央空調(diào)系統(tǒng)；PLC控制；PLC編程；WinCC flexible 25AbstractIn todays increasingly rapid development of society, people enjoy more comfortable and convenient life which science and technology brought to us. Electricity in life everywhere, the popularity of air conditioning let us get rid of the heat of the summer heat, especially the emergence of a growing number of the central air conditioning in shopping malls nowdays. However, although a lot of air conditioning can be maintained at a set temperature range but in terms of comfort and energy saving what have done is not enough. Therefore, this article focuses on the central air-conditioning control system, to provide technical support for the design of energy-efficient comfort air conditioning system.This paper describes the development of domestic and public buildings intelligent air-conditioning, central air conditioning system of classification and the principle of automatic control works. Since the whole air-conditioning system consisits of the hardware PLC control system, monitoring system, etc, so this chapter focus on the control characteristics of the air conditioning system of classification of the PLC and its components as well as the monitoring system works. In these theoretical basis of this paper to simulate the operation of the air conditioning system by PLC design. On the basis of the choice of PLC hardware and PLC programming, to map out the PLC control circuit wiring diagram, run the PLC program to simulate the air conditioning operation. Finally ,using winCC configuration software to design human-computer interaction interface, with a more clear and concise method of air-conditioning control and monitoring systems.The system uses Siemens S7-300PLC as the main control unit ,using conventional PID control algorithm, through on-site PLC control valve opening, ensure that the system adjust the flow according to actual load conditions to achieve temperature control. The experimental verification, PLC programs can run good and air conditioning system works can be properly simulated, the results of running verify the entire WinCC flexible and on-site PLC to achieve mutual control.Key words: Central Air Conditioning System; PLC Control; PLC Programming; WinCC flexible 目 錄1 緒論11.1 中央空調(diào)在國內(nèi)外的發(fā)展11.1.1 中央空調(diào)在國外的發(fā)展11.1.2 中央空調(diào)在國內(nèi)的發(fā)展11.2 研究目的及意義21.3 課題研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)21.4 本章小結(jié)32 中央空調(diào)控制系統(tǒng)基本原理42.1 中央空調(diào)的分類42.1.1 按空氣處理設(shè)備的設(shè)置情況分類42.1.2 按負(fù)擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷所用介質(zhì)分類42.1.3 按處理空氣的來源分類42.2 中央空調(diào)工作原理52.2.1 中央空調(diào)系統(tǒng)52.2.2 制冷與制冷原理52.3 中央空調(diào)控制系統(tǒng)52.3.1 中央空調(diào)自動控制的內(nèi)容52.3.2 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)62.3.3 中央空調(diào)控制系統(tǒng)自動控制的原理及組成62.4中央空調(diào)系統(tǒng)中監(jiān)控系統(tǒng)62.4.1中央空調(diào)的監(jiān)控系統(tǒng)說明如下：62.4.2 空調(diào)機組的監(jiān)控內(nèi)容82.5本章小結(jié)83 控制系統(tǒng)硬件介紹93.1可編程序控制器PLC概述93.2 PLC的分類93.3 PLC的特點93.4 PLC的基本組成93.5 本章小結(jié)114 控制系統(tǒng)程序設(shè)計124.1 中央空調(diào)系統(tǒng)的程序設(shè)計124.2 PLC硬件的選擇124.3 PLC 程序的設(shè)計174.4 PLC控制電路接線圖184.5 S7-PLCSIM仿真184.6 本章小結(jié)195 中央空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計205.1 WinCC flexible簡介205.2 人機界面設(shè)計205.2.1 WinCC與PLC 300的通訊205.2.2 WinCC的變量給定215.3中央空調(diào)控制系統(tǒng)的監(jiān)視與控制235.3.1中央空調(diào)系統(tǒng)的控制235.3.2中央空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)視235.4本章小結(jié)25結(jié)束語26參考文獻(xiàn)27致謝28附錄A29 1 緒論 1.1 中央空調(diào)在國內(nèi)外的發(fā)展1.1.1 中央空調(diào)在國外的發(fā)展 二十世界初，世界上第一臺空調(diào)出現(xiàn)了，其設(shè)計原由其實并非是為了讓人享受適宜而又舒適的溫度，而是因為由于不適宜空氣溫度與濕度變化令一印刷廠印刷的紙張質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，為了解決這一問題，美國人威利斯開利設(shè)計了可調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度與濕度的控制系統(tǒng)，并為其申請了專利，這就是世界上第一臺空調(diào)的由來。從此，一扇新的大門為人類所打開，空調(diào)機開始被廣泛應(yīng)用于解決各個行業(yè)中所出現(xiàn)溫度和濕度問題。在二十世紀(jì)二十年代以前，空調(diào)的是用對象都是機器。在二十世紀(jì)二十年代末，開利公司推出了全世界第一臺家用空調(diào)，然而由于美國經(jīng)濟(jì)大蕭條以及第二次世界大戰(zhàn)的原因，空調(diào)并沒有如預(yù)期般受到廣泛的應(yīng)用。日本人發(fā)明的燃?xì)饪照{(diào)因其設(shè)備運用率高、低耗、低噪音、價格便宜、壽命長、省電等諸多優(yōu)點而為日本政府大力推廣，并受到人們的一致推崇。二十世紀(jì)八十年代，日本出現(xiàn)了變頻空調(diào)，與傳統(tǒng)空調(diào)相比，變頻空調(diào)有著節(jié)能、低噪音、調(diào)溫快、電壓要求低等特點。在九十年代中期，太陽能空調(diào)得到了一次飛躍的發(fā)展，由于技術(shù)的不斷創(chuàng)新，人們開始將真空管集熱器和溴化鋰吸收制冷機運用到其運行中。九八年，日本開始將直流變頻技術(shù)運用到空調(diào)中，使用了新技術(shù)的空調(diào)性能變得更為優(yōu)秀。從此之后，直流變頻空調(diào)占領(lǐng)了空調(diào)市場，成為了市場主流，為消費者所青睞。由于早期電力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)達(dá)，在相當(dāng)長的一段時期內(nèi)，燃?xì)饪照{(diào)在美國的發(fā)展并不樂觀。然而，由于九九年七月美國出現(xiàn)連續(xù)高溫導(dǎo)致的空調(diào)用電劇增，推廣使用燃?xì)饪照{(diào)的呼聲在美國國內(nèi)高漲，燃?xì)饪照{(diào)開始在美國得到進(jìn)一步的發(fā)展壯大1。1.1.2 中央空調(diào)在國內(nèi)的發(fā)展二十世紀(jì)二十年代初期，修建于上海的嘉道理爵士公館使用了沒過約克公司氨立式2缸和4缸活塞式冷水機組，該建筑是開創(chuàng)了中國使用中央空調(diào)的先河。二十世紀(jì)三十年代初期，上海某紡織廠采用地下井水進(jìn)行噴霧加濕，成為我國最早采用噴淋式的空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)工廠。二十世紀(jì)中葉，暖通空調(diào)專業(yè)開始在中國萌芽，大量與之相關(guān)的專業(yè)課程如雨后春筍般出現(xiàn)在各大高校中，我過的空調(diào)高等教育背景就是在這種背景下產(chǎn)生和發(fā)展的。之后，這些高校吸收了大量來自蘇聯(lián)的高等技術(shù)專家以及出國深造的學(xué)生，為今后的教育研究事業(yè)奠定了基礎(chǔ)。二十世紀(jì)七十年代以前，我國的空調(diào)主要采用由噴水室對空氣冷卻加濕的全空氣系統(tǒng)。而在七十年代，由于高檔旅館的興建，空調(diào)進(jìn)入客房，從而使市場主流空調(diào)進(jìn)入空氣水系統(tǒng)時代。與此同時，我國開始研究空調(diào)的風(fēng)量系統(tǒng)，但是研究成果甚微。由于全世界范圍內(nèi)的能源枯竭，如何是空調(diào)更加節(jié)能開始引起人們的大量關(guān)注。二十世紀(jì)八十年代初期，人們的研究開始逐步轉(zhuǎn)向變流量系統(tǒng)。九十年代中期以后，我國開始對變風(fēng)量系統(tǒng)有了更加細(xì)致深入的研究，同時也有大量的成果開始顯現(xiàn)。二十一世紀(jì)初，美的公司繼成功研發(fā)生產(chǎn)出MDV多聯(lián)機后，通過與韓國三星集團(tuán)合作，開發(fā)研究出采用數(shù)碼渦旋制冷壓縮機的變制冷劑流量系統(tǒng)。不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江海。正是經(jīng)由幾代人的不斷努力，開拓創(chuàng)新，中國的空調(diào)事業(yè)得到了飛速而蓬勃的發(fā)展。2015年的數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)現(xiàn)有正規(guī)中央空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)市場總?cè)萘恳呀?jīng)達(dá)到650億元。專家分析，國產(chǎn)品牌核心技術(shù)壟斷成功突圍以及國家層面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范發(fā)布，國內(nèi)市場日趨成熟規(guī)范，理智消費正在形成。1.2 研究目的及意義隨著社會的不斷進(jìn)步，人們?nèi)找孀非蟾鼮榘惨莸氖覂?nèi)生活環(huán)境，在大型公共建筑，例如商場、車站、醫(yī)院、寫字樓、酒店等建筑中，人們需求適宜的溫度和新鮮的空氣，在這樣的要求之下，中央空調(diào)應(yīng)運而生。近幾年來我國的空調(diào)行業(yè)取得了前所未有的發(fā)展時機，社會上無論是家庭還是公共場所對于中央空調(diào)的需求正在逐年攀升,各大品牌紛紛推出各種型號的空調(diào)以滿足人們的需求。制冷行業(yè)的迅速發(fā)展表明我國空調(diào)市場在未來幾年內(nèi)市場潛力巨大，因此研究中央空調(diào)控制系統(tǒng)的工作原理然后對其技術(shù)的改進(jìn)有很大的必要。由于當(dāng)今社會范圍內(nèi)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及人民生活水平的顯著提高，整個社會對空調(diào)的需求量正在逐漸增加，這其中所潛在的商機是巨大的。在如今所提倡的建設(shè)人與自然和諧社會、綠色社會的進(jìn)程中，智能空調(diào)系統(tǒng)正在朝著更加綠色化、智能化、舒適化的方向發(fā)展。未來的空調(diào)在對環(huán)境的感知靈敏度方面有所提高，利用變頻技術(shù)使空調(diào)更加省電?？删幊踢壿嬁刂破饕蚱淇煽啃愿?、有豐富的I/O接口模塊、運行速度快、維修方便、價格低而被廣泛運用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中。本文主要通過研究將PLC作為中央空調(diào)的控制系統(tǒng)，模擬公共建筑為酒店，以達(dá)到中央空調(diào)智能制冷制熱和控制濕度的目的。1.3 課題研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)本文共分為五章六部分，其內(nèi)容與結(jié)構(gòu)如下所示：第一章引言，主要概述了公共建筑智能空調(diào)控制系統(tǒng)的研究背景以及目前中央空調(diào)系統(tǒng)在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，同時闡明了該研究的目的與意義所在，最后理清了本文大體的研究內(nèi)容與文章結(jié)構(gòu)2。第二章介紹了中央空調(diào)系統(tǒng)的工作原理，大致講解了中央空調(diào)的分類、制冷工作原理、系統(tǒng)的自動控制部分的結(jié)構(gòu)以及組成部分，還介紹了系統(tǒng)中的監(jiān)控系統(tǒng)部分內(nèi)容3。這些概念及原理為本文的研究設(shè)計做了理論上的準(zhǔn)備工作。第三章對控制系統(tǒng)中用到的硬件是由于PLC是本設(shè)計中的關(guān)鍵部分，因此本章關(guān)于PLC的分類和特點以及其組成做了簡要介紹。第四章詳細(xì)講解了控制系統(tǒng)的程序設(shè)計。程序設(shè)計包括硬件的選擇、控制電路接線圖以及PLC的仿真。第五章詳細(xì)講述了該系統(tǒng)中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計過程，主要包括人機界面交互的設(shè)計以及系統(tǒng)的監(jiān)控與控制設(shè)計。第六部分是對全文的總結(jié)，以及對本研究領(lǐng)域未來的發(fā)展與展望。1.4 本章小結(jié)本章論述了空調(diào)系統(tǒng)的研究背景和現(xiàn)狀、研究的目的及意義以及全文的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，對文章起到了承上啟下的關(guān)鍵作用。2 中央空調(diào)控制系統(tǒng)基本原理2.1 中央空調(diào)的分類2.1.1 按空氣處理設(shè)備的設(shè)置情況分類第一種，集中式空調(diào)系統(tǒng)：將主要的空氣處理及輸送設(shè)備設(shè)置在集中的空調(diào)機房內(nèi)的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)誕生時間最早，且至今仍被大量使用著4。第二種，混合式空調(diào)系統(tǒng)：用于調(diào)節(jié)室內(nèi)的空氣，在每個房間都會安裝一個空氣調(diào)節(jié)裝置。這種系統(tǒng)是當(dāng)今空調(diào)市場上使用面積最廣、使用量最大、且生命力最強的系統(tǒng)5。第三種，全分散空調(diào)系統(tǒng)：在所需的空調(diào)房間各自安裝能獨立處理空氣參數(shù)的空調(diào)器，以滿足空調(diào)房間的溫度和車間內(nèi)在生產(chǎn)工藝過程中所需的溫、濕度要求6。2.1.2 按負(fù)擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷所用介質(zhì)分類第一種，全空氣式空調(diào)系統(tǒng)：室內(nèi)負(fù)荷全部由經(jīng)過處理的空氣來負(fù)擔(dān)的空調(diào)系統(tǒng)。此系統(tǒng)配置簡單，初期投資較小，但是安裝難度大，對住宅的樓層高度有要求。第二種，冷/熱水式機組空調(diào)系統(tǒng)：可以制取冷熱水的機組，也就是冷暖兩用的主機。風(fēng)冷冷熱水機組，就是說散熱形式是風(fēng)冷的，可以冷暖兩用7。第三種，空氣-水式空調(diào)系統(tǒng)：空調(diào)房間內(nèi)的熱濕負(fù)荷由水和空氣共同負(fù)擔(dān)的系統(tǒng)。其典型的裝置是風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。 第四種，制冷劑式空調(diào)系統(tǒng)：這種系統(tǒng)把制冷或制熱泵設(shè)備的蒸發(fā)器（冷凝器）直接放在室內(nèi)，由制冷劑來負(fù)擔(dān)房間或區(qū)域的熱濕負(fù)荷。該系統(tǒng)由節(jié)能、舒適、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定等優(yōu)點。2.1.3 按處理空氣的來源分類第一種，封閉式空調(diào)系統(tǒng)：所有的空氣都是經(jīng)過再循環(huán)得到的，沒有新鮮空氣進(jìn)入。這種系統(tǒng)冷量消耗最少，但是衛(wèi)生效果極差。 第二種，直流式空調(diào)系統(tǒng)：所有的空氣全部來源于新鮮的空氣，不使用任何的新鮮空氣。這種系統(tǒng)衛(wèi)生條件好，但是能耗大、經(jīng)濟(jì)性差。第三種，混合式空調(diào)系統(tǒng)：混合式空調(diào)系統(tǒng)處理的空氣來源一部分是新鮮空氣，一部分是室內(nèi)回風(fēng)8。2.2 中央空調(diào)工作原理2.2.1 中央空調(diào)系統(tǒng)中央空調(diào)通常包括的主要有冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、室外和室內(nèi)空氣循環(huán)系統(tǒng)、冷媒循環(huán)系統(tǒng)等幾大部分9。2.2.2 制冷與制冷原理冷水機組作為系統(tǒng)的核心部分，吸收掉往返于室內(nèi)的循環(huán)水的溫度，使其成為“冷凍水”。冷卻塔用于為冷水機組提供冷卻水。冷凍水循環(huán)系統(tǒng)把被吸收掉熱量的冷凍水泵入冷凍水管道，通過與室內(nèi)空氣接觸，達(dá)到降低室溫的作用。冷卻水循環(huán)系統(tǒng)吸取掉冷水機組熱交換后放出的熱量，經(jīng)由冷卻塔冷卻后再送回冷水機組。室內(nèi)風(fēng)機起加速熱交換的作用10。冷卻塔風(fēng)機起降低冷卻塔溫度的作用?？照{(diào)制熱的過程為制冷過程的逆過程，從壓縮機出來的高溫氣體經(jīng)過散熱過程變成常溫高壓的液體，同時將熱量散發(fā)出去進(jìn)行制熱11。高壓常溫的液體經(jīng)過膨脹節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，從冷源吸熱，變成低壓的蒸汽被壓縮機吸入完成整個循環(huán)。在這個循環(huán)過程中，制冷劑不斷地通過散熱器將從冷源和壓縮機吸收的熱量釋放出去進(jìn)行制熱。但是，這一過程的效率十分低下，所以往往在空調(diào)主機中內(nèi)設(shè)電加熱器進(jìn)行制熱，簡化了空調(diào)結(jié)構(gòu)且制熱效率較高16。2.3 中央空調(diào)控制系統(tǒng)2.3.1 中央空調(diào)自動控制的內(nèi)容中央空調(diào)的自動控制系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個方面的內(nèi)容：（1）室外溫濕度監(jiān)測。（2）電動兩通閥進(jìn)行PID調(diào)節(jié)。（3）新風(fēng)閥、回風(fēng)閥調(diào)節(jié)與控制。（4）過濾器前后壓差及報警，以防堵塞。（5）表冷器防凍報警。（6）送/回風(fēng)機的啟動與停止、手/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)、過載警報、故障警報。（7）控制加濕閥的調(diào)節(jié)。（8）風(fēng)機運行時間積累等。（9）在中央工作站上對系統(tǒng)中各種溫度進(jìn)行監(jiān)測和設(shè)定。2.3.2 中央空調(diào)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為了實現(xiàn)遠(yuǎn)距離準(zhǔn)確無誤差控制房間內(nèi)的溫濕度的目的，中央空調(diào)系統(tǒng)被分為以下幾個子系統(tǒng)：中央監(jiān)控系統(tǒng)：中央監(jiān)控系統(tǒng)由遠(yuǎn)程計算機和組態(tài)軟件組成負(fù)責(zé)設(shè)定值得給定、實時數(shù)據(jù)分析、歷史數(shù)據(jù)存儲等功能。通信系統(tǒng)：遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)采用光纖通信，將現(xiàn)場PLC采集的數(shù)據(jù)迅速的傳遞給監(jiān)控計算機降低了數(shù)據(jù)傳輸延遲時間，達(dá)到高效、快捷的數(shù)據(jù)處理?？刂葡到y(tǒng)：由PLC模塊以及各種儀器儀表（溫度和濕度傳感器、變頻控制器、電動執(zhí)行器以及靜態(tài)壓力傳感器）等一起組合而成。這些組合裝置能夠提供穩(wěn)定的輸入輸出數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)的采集提供了有利的條件。UPS系統(tǒng)：UPS不間斷電源能提供高質(zhì)量的電源，沒有瞬變和諧波，即使當(dāng)電網(wǎng)斷電時，它也可以由后背電池供電，使PLC、計算機有多余時間解決問題。中央空調(diào)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框如圖2.1：2.3.3 中央空調(diào)控制系統(tǒng)自動控制的原理及組成空調(diào)自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下圖2.2所示，現(xiàn)分析其工作過程的原理。當(dāng)在室溫條件下時，利用溫度傳感器去檢測出室內(nèi)溫度為2，系統(tǒng)給定的溫度為 g,經(jīng)過偏差分析后會得到一個比較偏差為=g-2把偏差送入到調(diào)節(jié)器中，調(diào)節(jié)器經(jīng)過調(diào)節(jié)后輸出信號y到執(zhí)行器中，執(zhí)行器進(jìn)行分析綜合后執(zhí)行相應(yīng)動作產(chǎn)生輸出信號t來控制調(diào)節(jié)閥的開度，調(diào)節(jié)閥執(zhí)行相應(yīng)動作后產(chǎn)生輸出信號g到盤管，盤管會對冷量和熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)產(chǎn)生輸出信號q，冷量或熱量q會散播到房間中，最后房間的輸出溫度為r。在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，就是經(jīng)過偏差信號來進(jìn)行調(diào)節(jié)使房間溫度始終維持在一個恒定的值左右。影響此系統(tǒng)的溫度因素主要有室外溫度、墻體散熱度以及房間內(nèi)負(fù)荷的變化等，這些外部干擾因素用f來表示12。2.4中央空調(diào)系統(tǒng)中監(jiān)控系統(tǒng)2.4.1中央空調(diào)的監(jiān)控系統(tǒng)說明（1）空調(diào)機組由PLC控制器進(jìn)行控制，風(fēng)機控制箱有手/自動選擇，同時具備手動啟停按鈕。（2）在回風(fēng)管內(nèi)安裝有空調(diào)機組的溫度和濕度傳感器，通過將設(shè)定的濕度（溫度）與實際檢測到的濕度（溫度）相比較得出誤差，然后與濕度(溫度)相關(guān)聯(lián)的調(diào)節(jié)閥會自動進(jìn)行相關(guān)動作，使相對應(yīng)的變量維持在穩(wěn)定的值。（3）空調(diào)機組送風(fēng)機與電動風(fēng)閥,電動水閥,加濕電磁閥聯(lián)鎖。（4）監(jiān)測空調(diào)機組狀態(tài)和報警。（5）防凍措施(僅用于寒冷地區(qū))當(dāng)室外溫度低于0停機時，打開熱水閥保持30%的開度。2.4.2 空調(diào)機組的監(jiān)控內(nèi)容(1) 回風(fēng)溫、濕度。(2) 電動兩通閥進(jìn)行PID調(diào)節(jié)。手自動轉(zhuǎn)換主位機監(jiān)視系統(tǒng)風(fēng)道溫濕度防凍報警壓差報警電機報警電動閥門反饋通訊系統(tǒng)PLC現(xiàn)場控制系統(tǒng)UPS系統(tǒng)回風(fēng)溫度回風(fēng)濕度防凍報警壓差報警預(yù)熱閥水閥加濕閥風(fēng)機圖2.1 中央空調(diào)KtKzKyKbKrKc調(diào)節(jié)器執(zhí)節(jié)器調(diào)節(jié)閥盤管房間傳感器ygqr2fg圖2.2 空調(diào)自動控制系統(tǒng)(3) 新風(fēng)閥、回風(fēng)閥調(diào)節(jié)與控制。(4) 過濾器前后壓差及報警，以防堵塞。 (5) 表冷器防凍報警。(6) 送/回風(fēng)機的啟動與停止、手/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)、過載警報、故障警報。(7) 控制加濕閥的調(diào)節(jié)。(8) 編制時間程序自動控制風(fēng)機啟停。2.5本章小結(jié)本章奠定了本研究的理論基礎(chǔ)，講解了空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)概念及原理。其中包括中央空調(diào)在不同條件下的分類，空調(diào)的制冷工作原理，空調(diào)自動控制系統(tǒng)的內(nèi)容結(jié)構(gòu)和原理以及監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。3 控制系統(tǒng)硬件介紹3.1可編程序控制器PLC概述 PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller，是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對確定了PLC的定義17。PLC可編程控制器由以下幾大部分構(gòu)成：電源、總線、存儲結(jié)構(gòu)。其中總線是有地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線三個部分組成。存儲結(jié)構(gòu)包括輸入接口和輸出接口、中央處理器、存儲器以及數(shù)據(jù)存儲器。其中的輸入接口包含有各種開關(guān)、継電器節(jié)點、行程開關(guān)、模擬量輸入等；而輸出開關(guān)有照明、電磁裝置、執(zhí)行機構(gòu)等組成13。3.2 PLC的分類（1）按I/O點數(shù)分類 PLC按I/O點數(shù)不同可分為超小型機、小型機、中型機、大型機和超大機等5種類型。（2）按功能分類 按功能可以分為低檔機、中檔機、高檔機。（3）按結(jié)構(gòu)形式分類 按結(jié)構(gòu)形式不同，PLC可分為整體式、模塊式和軟PLC（即集成的PLC）等三類。3.3 PLC的特點PLC具有以下的特點：（1）可靠性高，抗干擾能力強。（2）配套齊全，功能完善，實用。（3）簡單，受工程技術(shù)人員歡迎。（4）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造。（5）體積小，重量輕，能耗低。3.4 PLC的基本組成PLC的最小系統(tǒng)主要一下四部分組成：1）中央處理單元（CPU）2）存儲器（RAM、ROM）3）輸入/輸出單元（I/O接口）4）電源（開關(guān)式穩(wěn)壓電源）其結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1所示： 輸入接口中央處理單元CPU輸出接口電源存儲單元 l圖3.1 PLC基本組成（I） CPU（中央處理器）中央處理器是PLC的核心，是PLC不可缺少的組成單元。主要功能包括以下幾個方面：1）接收、存儲由編程工具輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，并通過顯示器顯示出程序的內(nèi)容和存儲地址。2）檢查、效驗用戶程序。3）執(zhí)行用戶程序4）故障檢測不同型號的PLC的中央處理單元芯片是不一樣的，有的采用通用CPU芯片，如8031、8051、8086、80826等，多數(shù)采用廠家自行設(shè)計的CPU芯片，如西門子公司的S7-300/400PLC均采用自行設(shè)計的專用芯片。（II） I/O接口輸入輸出接口采用光電隔離，實現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電器隔離，減少了電磁干擾。其中輸入接口的作用是將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入主機。而輸出接口的作用是將主機向外輸出的信號轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動外部執(zhí)行電路的信號，以便控制接觸器線圈等點電器通斷電；另外輸出電路也使計算機與外部強電隔離。（III）存儲器存儲器分為RAM和RAM兩部分。其中RAM存儲各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果以及用戶正在調(diào)試的程序。ROM存放監(jiān)控程序以及用戶已經(jīng)調(diào)試好的程序。（IV）電源模塊電源分為直流電源和交流電源兩種。一般情況下，交流電源就是我們通常用的220V，直流電源就是24V。（V） 編程器 編程設(shè)備可以使專用的手持式編程器，也可以是專門安裝了編程軟件的個人計算機。用戶可以通過鍵盤輸入和調(diào)試程序，另外在運行時還可以對整個控制過程進(jìn)行監(jiān)控。3.5 本章小結(jié)PLC在本研究的設(shè)計中具有十分重要的作用，因此本章詳細(xì)介紹了PLC的分類及其特點。PLC系統(tǒng)是由中央處理器CPU、I/O接口、存儲器以及電源模塊四部分組成。同時也介紹了作為PLC最重要的外部設(shè)備編程器。這些關(guān)于PLC方面的理論介紹為下一章空調(diào)控制系統(tǒng)中PLC系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計做了鋪墊。4 控制系統(tǒng)程序設(shè)計4.1 中央空調(diào)系統(tǒng)的程序設(shè)計基于PLC和winCC的中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計分為硬件設(shè)計（外部各種裝置設(shè)備的設(shè)計）和軟件設(shè)計（梯形圖程序的設(shè)計）兩個部分。整個系統(tǒng)的設(shè)計分以下5步進(jìn)行。(1)熟悉被控對象對所需要控制的程序系統(tǒng)進(jìn)行透徹分析。設(shè)計工作者應(yīng)該走進(jìn)現(xiàn)場，對被控系統(tǒng)進(jìn)行實際了解，做到心中有數(shù)，并廣泛采納意見，掌握所需求的資料，彼此協(xié)調(diào)好工作，一起解決設(shè)計中的問題。在這個過程中，要求工作者所需控制對象的功能進(jìn)行全方位、立體的掌握，對對象的各種動作及動作時序、動作條件、必要的互鎖與保護(hù)；電氣系統(tǒng)與機械、液壓、氣動及各儀表等系統(tǒng)間的關(guān)系；PLC和其他裝置之間所存在的聯(lián)系，PLC彼此有沒有通信聯(lián)網(wǎng)；程序的實現(xiàn)方法及MHI，要求顯示的物理量及顯示方法等。(2)硬件選擇系統(tǒng)的輸入單元有各種開關(guān)、繼電器節(jié)點、行程開關(guān)、模擬量輸入等；系統(tǒng)的輸出單元有照明、電磁裝置、執(zhí)行機構(gòu)等。PLC的選擇包含了對PLC的機型、容量、輸入/輸出單元、電源等的選擇。PLC的I/O端口分配表中應(yīng)該包含符號、地址、狀態(tài)、數(shù)據(jù)類型和注釋等。 (3)編寫應(yīng)用程序用梯形圖編程要注意的問題是用電路變換減少程序（減少指令的個數(shù)）邏輯關(guān)系應(yīng)盡量清楚（避免左輕右重）避免出現(xiàn)無法編程的梯形圖(4)程序調(diào)試程序調(diào)試分為2個階段，第一階段是模擬調(diào)試、第二階段是現(xiàn)場調(diào)試。程序模擬調(diào)試是，以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場實際狀態(tài)，為程序的運行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。現(xiàn)場調(diào)試。當(dāng)控制臺和現(xiàn)場施工完畢，系統(tǒng)模擬調(diào)試成功后，就能夠開始現(xiàn)場調(diào)試，要是不可以，應(yīng)該再次檢查程序和接線，立刻修改軟硬件方面的問題。其具體流程圖如圖4.1：4.2 PLC硬件的選擇本中央空調(diào)控制系統(tǒng)選擇德國西門子公司的S7-300系列的PLCS7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。模塊彼此之間可以通過不同的組合結(jié)合成為能夠滿足不同需求的系統(tǒng)。S7-300 PLC相對于S7-200 PLC具有模塊化程度高、運算速度快、實現(xiàn)復(fù)雜運算等特點；同時S7-300人機界面設(shè)計，使可視化程度高、編程簡便、便于閱讀等特點。 評估控制任務(wù)PLC機型的選擇控制柜設(shè)計及布線程序設(shè)計聯(lián)機調(diào)試PLC安裝程序檢查、調(diào)試控制流程的設(shè)計程序備份修改軟、硬件模擬運行投入使用是否滿足要求 圖4.1 程序設(shè)計流程圖本中央空調(diào)控制系統(tǒng)由于輸入/輸出點數(shù)不太多，本可以使用CPU314的類型，其中還包括8點DI模塊1個、8點DO模塊1個、8點AI模塊3個、8點AO模塊2個。(1)CPU的型號選擇S7-300系列的標(biāo)準(zhǔn)CPU模塊有CPU312、CPU314、CPU315-2DP、CPU315-2PN/2DP、CPU317-DP CPU317-2PN/2DP、CPU318-2DP等類型。此系統(tǒng)選用S7-300 CPU314， CPU 314 用于對處理能力和響應(yīng)速度有很高要求的場合。處理器對每條二進(jìn)制指令的處理時間大約為 60 ns，每個浮點預(yù)算的時間為 0.59 s。 與執(zhí)行相關(guān)的程序段的 128 KB 高速 RAM（相當(dāng)于約 42 K 指令）可以為用戶程序提供足夠的空間；有靈活的擴展能力最多可達(dá) 32 個模塊。 有MPI多點接口；集成的 MPI 接口最多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 12 條連接。 (2)數(shù)字量輸入輸出模塊1)數(shù)字量輸入模塊（DI SM321）的作用是為了保證機械觸電和與電子數(shù)字式傳感器的關(guān)聯(lián)。其技術(shù)數(shù)據(jù)如表4.2： 表4.2常用SM321數(shù)字量輸入模塊技術(shù)特性技術(shù)特性直流16點直流32點交流8點交流16點輸入點數(shù)1632816額定負(fù)載電壓（V）DC24DC24負(fù)載電壓范圍（V）20.428.820.428.8額定輸入電壓（V）DC24DC24AC120AC120輸入電壓為1的范圍（V）133013307913279132輸入電壓為0范圍（V）3535020020輸入電壓頻率（Hz）47634763隔離（與背板總線）方式光耦合器光耦合器光耦合器光耦合器輸入電流為1的信號（mA）77.5621最大允許靜態(tài)電流（mA）1.51.514典型輸入延遲（ms）1.24.81.24.82525背板總線最大消耗電流25251629功率損耗（W）3.544.14.02）SM 321直流輸入電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4.3所示： 圖4.3 SM321直流輸入內(nèi)部框圖3)數(shù)字量輸出模塊被用來驅(qū)動小功率電動機、接觸器、燈和電動機啟動器、電磁閥等負(fù)載。數(shù)字輸出模塊把S7-300里的信號電平轉(zhuǎn)換為控制過程所要求的外部信號電平，同時有隔離和信號放大的作用。輸出電流的典型值為0.52.0A。其技術(shù)數(shù)據(jù)如表4.4：表4.4 SM322數(shù)字輸出模塊技術(shù)數(shù)據(jù)技術(shù)特性8點晶體管16點晶體管32點晶體管16點晶閘管32點晶閘管8點繼電器16點繼電器輸出點數(shù)816321632816額定電壓DC24DC24DC24AC120AC120AC120AC120與總線隔離方式光耦合器光耦合器光耦合器光耦合器光耦合器光耦合器光耦合器輸出組數(shù)4888828最大輸出電流(A)0.50.50.50.5122短路保護(hù)電子保護(hù)電子保護(hù)電子保護(hù)電子保護(hù)熔斷保護(hù)熔斷保護(hù)熔斷保護(hù)最大消耗電流(A)6012020018427540100功率損耗（W）6.84.959252.24.54）SM 322繼電器輸出電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4.5所示：圖4.5 SM322 繼電器輸出框圖(3)電源模塊電源模塊PS307是西門子公司為S7-300專配的24 V DC電源。電源模塊將AC120/230V電壓轉(zhuǎn)化為DC24V電壓，為S7300、傳感器、執(zhí)行器供電。輸出電流有2A、5A、10 A三種)，其工作原理和各種參數(shù)都相同。本設(shè)計選用5A的電源模塊。電源接線圖如圖4.6所示：圖4.6 PS307 電源模塊接線圖(4)硬件組態(tài) 完成硬件的選型后對PLC硬件進(jìn)行組態(tài)，硬件組態(tài)圖如圖4.7所示：圖4.7 系統(tǒng)硬件組態(tài)4.3 PLC程序的設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)控制要求對PLC進(jìn)行輸入輸出點的分配，總共有7個輸入點，22個輸出口分配表如圖4.8所示：圖4.8 PLC輸入輸出分配表完成PLC的輸入輸出口之后根據(jù)系統(tǒng)控制要求編寫PLC程序，STEP7 標(biāo)準(zhǔn)軟件包中，提供了LAD（梯形圖）、STL（語句表）、FBD（功能快圖）三種編程語言，三種語言之間可以相互轉(zhuǎn)換。梯形圖直觀易懂，本設(shè)計用的是梯形圖，本設(shè)計主要的程序為冷熱源的順序啟停程序和空調(diào)機組的啟停控制程序。具體程序在附錄里給出。4.4 PLC控制電路接線圖PLC的外部接線控制原理接線如4.9所示：圖4.9 PLC 控制原理圖4.5 S7-PLCSIM仿真完成PLC的程序設(shè)計之后對程序進(jìn)行離線仿真，仿真軟件用的是西門子的S7-PLCSIM仿真軟件。本仿真實現(xiàn)了中央空調(diào)開啟并自動調(diào)溫調(diào)濕與關(guān)閉空調(diào)，同時在當(dāng)有警報時能夠自動打開報警指示燈等一系列功能。模擬開啟空調(diào)的仿真S7-PLCSIM如圖4.10所示，當(dāng)打開與I0.0相對應(yīng)的SB1：啟動按鈕時，Q0.0(新風(fēng)閥)、Q0.1(回風(fēng)閥)、Q0.2(水閥)相繼打開，接著Q0.3（風(fēng)機運行）打開，最后Q1.5（空調(diào)運行）開啟，從而實現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)啟動的功能。圖4.10 S7-PLCSIM空調(diào)監(jiān)控仿真4.6 本章小結(jié)基于PLC的中央空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計包括硬件以及軟件設(shè)計。在進(jìn)行硬件設(shè)計時硬件的選擇是相當(dāng)重要的，由于S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單，所以本設(shè)計中采用S7-300，CPU的型號選擇S7-300 CPU31414。在程序設(shè)計中，對PLC進(jìn)行輸入輸出點配置，畫出PLC控制的外部原理接線圖，并用西門子的S7-PLCSIM仿真軟件對程序圖進(jìn)行仿真。5 中央空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計由于自動化的飛速發(fā)展，控制過程變得日益復(fù)雜，程序的操作最大透明化已經(jīng)成為一種迫切需要。人機界面（HMI Human Machine Interface）以其過程可視化、操作員對操作過程可方便的控制等顯著特點，很好的滿足了這種需求而得到廣泛的應(yīng)用。5.1 WinCC flexible簡介WinCC flexible支持多個不同自動化概念的組態(tài)。如：HMI設(shè)備通過過程總線直接與PLC連接的單用戶系統(tǒng)，多臺HMI設(shè)備通過過程總線連接至一個或多個PLC的多用戶系統(tǒng)。此外，HMI設(shè)備通過以太網(wǎng)連接至計算機構(gòu)成的具有集中功能的HMI系統(tǒng)18。在操作員和WinCC flexible（位于HMI設(shè)備端）之間以及WinCC flexible 和PLC之間均存在一個接口。HMI系統(tǒng)承擔(dān)下列任務(wù)：1）過程可視化2) 操作員對過程的控制3) 顯示報警4) 歸檔過程值和報警5) 過程值和報警記錄5.2 人機界面設(shè)計HMI監(jiān)控系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分是監(jiān)控主畫面和與其相對應(yīng)的功能子畫面，HMI畫面設(shè)計對于HMI來說是非常關(guān)鍵的。HMI畫面是用組態(tài)軟件來做的，常見的組態(tài)軟件有西門子公司的Wincc、羅克韋爾公司的RsView、wondware公司的intouch及國產(chǎn)的組態(tài)王、力控等。在本研究設(shè)計中，選擇了winCC組態(tài)軟件來設(shè)計監(jiān)控畫面winCC軟件操作簡單，具有豐富的圖形畫面功能。 5.2.1 WinCC與PLC 300的通訊要實現(xiàn)WinCC 與PLC的通訊應(yīng)該先實現(xiàn)兩者的通訊。西門子常用的通信方式通常分為以下幾種：自由口通信、PPI（PointtoPoint點對點接口協(xié)議）通信、MPI（MultiPointinterface多點接口協(xié)議）通信、PROFIBUS（ProcessFieldBus過程現(xiàn)場總線協(xié)議）通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信等。對于一個酒店來說要控制多臺空調(diào)，因此本此設(shè)計用的MPI通信，確保多臺空調(diào)的通訊。WinCC與PLC 300之間的通訊如圖5.1所示：圖5.1 WinCC與PLC 300的通訊設(shè)置WinCC組態(tài)的連接實現(xiàn)與PLC 300的通訊如圖5.2所示：圖5.2 WinCC與PLC 300的通訊5.2.2 WinCC的變量給定用給定的變量來實現(xiàn)對PLC300的控制，進(jìn)而檢控整個空調(diào)的運行系統(tǒng)，本設(shè)計用PLC 300的一個數(shù)據(jù)塊來給定WinCC 的控制變量15。PLC 300的DB1（數(shù)據(jù)塊）的地址分配如圖5.3所示：圖5.3 PLC 300的DB1的地址分配通過DB1分配地址后，WinCC的變量可以通過與這些地址的連接實現(xiàn)對整個空調(diào)機組的控制。WinCC的變量如圖5.4所示：圖5.4 WinCC 變量5.3中央空調(diào)控制系統(tǒng)的監(jiān)視與控制5.3.1中央空調(diào)系統(tǒng)的控制(1)完成了PLC程序設(shè)計和人機界面設(shè)計之后，進(jìn)入系統(tǒng)運行測試階段。首先在SIMATIC Manager編程軟件中將設(shè)計好的程序下載到PLC中，然后打開WinCC，切換到運行模式。在SIMATIC Manager編程軟件中運行的結(jié)果如圖5.5所示：圖5.5 PLCSIM 仿真畫面5.3.2中央空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)視整個組態(tài)包括2部分：1.冷熱源組態(tài)監(jiān)控畫面；2.空調(diào)機組組態(tài)監(jiān)控畫面（1）整個中央空調(diào)首先要啟動冷熱源系統(tǒng)，在其開啟后，再啟動室內(nèi)的空調(diào)機組或是新風(fēng)機組，冷熱源是空調(diào)機組或是新風(fēng)機組提供冷熱或是熱源對新風(fēng)進(jìn)行加熱或是降溫處理。冷熱源組態(tài)監(jiān)控畫面如圖5.6所示：圖5.6 冷熱源組態(tài)監(jiān)控畫面冷熱源系統(tǒng)是按下啟動按鈕后按照冷卻塔風(fēng)機 冷卻水泵 冷凍水泵 冷水機組的順序啟動；按停止按鈕后按照相反的順序停止；運行或是停止都有指示燈。冷卻塔風(fēng)機、冷卻水泵、冷凍水、冷水機組都有故障報警，發(fā)生報警后按停止順序停止整個系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生故障后之后消除故障后才能再次啟動系統(tǒng)，若是故障未消除無法啟動整個系統(tǒng)。 此界面還包括一個用戶管理視圖，可以對用戶的密碼和權(quán)限進(jìn)行更改設(shè)置。（2）空調(diào)機組運行系統(tǒng)包括對新風(fēng)閥、回風(fēng)閥的控制監(jiān)控，通過回風(fēng)溫度與設(shè)定溫度的比較通過PID控制水閥的開度，進(jìn)而控制室內(nèi)的溫度，根據(jù)室內(nèi)的濕度與設(shè)定值進(jìn)行比較確定是否開啟加濕閥（或是除濕閥），北方冬天空調(diào)機組運行時若溫度太低會損壞機組，因此設(shè)有一個預(yù)熱閥，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時預(yù)熱閥開啟對新風(fēng)進(jìn)行與熱處理。整個空調(diào)監(jiān)控機組有濾網(wǎng)報警、風(fēng)機故障報警，當(dāng)濾網(wǎng)發(fā)生堵塞，或是風(fēng)機發(fā)生故障都會發(fā)出報警，使風(fēng)機停止運行，進(jìn)而停止整個系統(tǒng)的運行。傳感器的檢測把數(shù)據(jù)傳送給PLC上位機，通過PLC的中央處理器來控制空調(diào)機組，組態(tài)畫面可以實時檢測控制空調(diào)機組的運行狀態(tài)?？照{(diào)機組的監(jiān)控畫面如圖5.7所示：武漢科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖5.7 空調(diào)機組的空調(diào)監(jiān)控畫面5.4本章小結(jié)本章對中央空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，監(jiān)控設(shè)計使用的軟件是winCC flexible，要實現(xiàn)人機界面的交互設(shè)計就必須要使winCC與PLC300建立起通訊，其次是用PLC 300的一個數(shù)據(jù)塊來給定WinCC 的控制變量，進(jìn)而檢控整個空調(diào)的運行系統(tǒng)。利用設(shè)計好的組態(tài)軟件畫面來模擬對中央空調(diào)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對其進(jìn)行控制和監(jiān)控的功能。結(jié)束語本研究詳細(xì)闡述了利用PLC技術(shù)和winCC組態(tài)軟件來設(shè)計智能空調(diào)控制系統(tǒng)?？傮w介紹了空調(diào)控制系統(tǒng)的研究背景及其現(xiàn)狀、研究的目的及意義。詳細(xì)介紹了空調(diào)控制系統(tǒng)的基本工作原理以及PLC硬件的分類與實驗器材的選擇。這些為控制系統(tǒng)的程序設(shè)計和監(jiān)控設(shè)計做了理論上的鋪墊。本研究的設(shè)計大致分為兩大模塊，即系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計以及控制電路接線圖、空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)計。這兩個模塊兩者相互結(jié)合，二者缺一不可。在PLC設(shè)計中，利用LAD梯形圖編寫程序，對PLC進(jìn)行輸入輸出點分配，設(shè)置了各變量的地址和數(shù)據(jù)類型，本設(shè)計主要的程序為冷熱源的順序啟停程序和空調(diào)機組的啟?？刂瞥绦颉Ｔ诒O(jiān)控設(shè)計中，利用人機界面設(shè)計將PLC與組態(tài)軟件winCC在邏輯上連接起來，使兩者之間相互通訊。利用組態(tài)軟件繪制出冷熱源組態(tài)監(jiān)控畫面和空調(diào)機組組態(tài)監(jiān)控畫面，便于人進(jìn)行識別和控制?？照{(diào)系統(tǒng)存在于我們生活中的方方面面，因此對空調(diào)系統(tǒng)工作原理進(jìn)行分析并設(shè)計是非常有必要的。在西門子S7-300系列PLC和組態(tài)軟件WinCC flexible的基礎(chǔ)上，我們成功設(shè)計出了中央空調(diào)的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)達(dá)到了快、準(zhǔn)、穩(wěn)的效果，也達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。在人機交互界面的設(shè)計中，組態(tài)軟件繪制的兩種監(jiān)控畫面可視化程度高，操作簡便同時又滿足了本設(shè)計所需要的功能。雖然本文完成了了該系統(tǒng)的設(shè)計并且基本實現(xiàn)了各項功能，但是在使空調(diào)更加省電節(jié)省資源方面做得還不夠好。在我們現(xiàn)在所提倡的建設(shè)人與自然和諧社會、綠色社會的環(huán)境下，未來的智能空調(diào)控制系統(tǒng)會朝著更加綠色化、智能化、舒適化的方向發(fā)展。未來