基于PLC的空調(diào)控制系統(tǒng)

1、PLC 設(shè)計(jì)與調(diào)試 課程名稱 電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù) 設(shè)計(jì)題目 基于PLC控制的中央空調(diào)系統(tǒng)專業(yè)班級 自動化 1141 姓 名 高海風(fēng) 學(xué) 號 1104421110 指導(dǎo)教師 蔡長青 張卓 起止時間 2014.6.9-2014.6.20 1課程設(shè)計(jì)考核和成績評定辦法1 課程設(shè)計(jì)的考核由指導(dǎo)教師根據(jù)設(shè)計(jì)表現(xiàn)、設(shè)計(jì)報告、設(shè)計(jì)成果、答辯等幾個方面，給出各項(xiàng)權(quán)重，綜合評定。該設(shè)計(jì)考核教研室主任審核，主管院長審批備案。2 成績評定采用五級分制，即優(yōu)、良、中、及格、不及格。3 參加本次設(shè)計(jì)時間不足三分之二或曠課四天以上者，不得參加本次考核，按不及格處理。4 課程設(shè)計(jì)結(jié)束一周內(nèi)，指導(dǎo)教師提交成績和設(shè)計(jì)總結(jié)

2、。5 設(shè)計(jì)過程考核和成績在教師手冊中有記載。課程設(shè)計(jì)報告內(nèi)容課程設(shè)計(jì)報告內(nèi)容、格式各專業(yè)根據(jù)專業(yè)不同統(tǒng)一規(guī)范，經(jīng)教研室主任審核、主管院長審批備案。注： 1. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書和指導(dǎo)書在課程設(shè)計(jì)前發(fā)給學(xué)生，設(shè)計(jì)任務(wù)書放置在設(shè)計(jì)報告封面后和正文目錄前。 2. 為了節(jié)省紙張，保護(hù)環(huán)境，便于保管實(shí)習(xí)報告，統(tǒng)一采用A4 紙，實(shí)習(xí)報告建議雙面打印（正文采用宋體五號字）或手寫。112/13學(xué)年第二學(xué)期PLC應(yīng)用技術(shù) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書指導(dǎo)教師：蔡長青 張卓 班級：自動化1141、2班 地點(diǎn)：PLC512教室課程設(shè)計(jì)題目： 基于PLC控制的中央空調(diào)系統(tǒng)一、 課程設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)的PLC控

3、制技術(shù)的基礎(chǔ)知識和基本理論，加以綜合運(yùn)用，進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初等訓(xùn)練，掌握用PLC進(jìn)行系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)的原則、設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)步驟，為從事PLC相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)或今后的工作需要打下良好的基礎(chǔ)。二、 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容（包括技術(shù)指標(biāo)）1、 控制面板介紹空調(diào)的控制面板如上圖所示，使用時，按動啟動按鈕，根據(jù)使用者的需求從左到右依次選擇工作模塊。（1）制冷制熱模塊的選擇是根據(jù)人的操作決定，同時可以選擇吹風(fēng)，定時模式，溫度比較是PLC中自動進(jìn)行的。（2）當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度值時，通過PLC自動控制，室內(nèi)風(fēng)機(jī)停止，當(dāng)室內(nèi)溫度重新超出設(shè)定溫度值時，室內(nèi)風(fēng)機(jī)自動啟動。4 （3）啟動定時器時，當(dāng)定時時間到，室內(nèi)外風(fēng)機(jī)

4、停止工作。（4）通過變頻器控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到變頻控制目的，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。2、中央空調(diào)系統(tǒng)工作過程首先啟動冷（熱）水泵，當(dāng)通水管道充滿水后，延時啟動壓縮電機(jī)，實(shí)現(xiàn)初步節(jié)能與安全。此時中央空調(diào)啟動，可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)房間的控制。打開房間1開關(guān)，室內(nèi)風(fēng)機(jī)先啟動，通過定時器延時控制一段時間，啟動室外風(fēng)機(jī)，自動進(jìn)行溫度比較，啟動定時器，定時時間到，室內(nèi)外風(fēng)機(jī)關(guān)閉。打開房間2開關(guān)，室內(nèi)風(fēng)機(jī)先啟動，通過定時器延時控制一段時間，啟動室外風(fēng)機(jī)，自動進(jìn)行溫度比較，啟動定時器，定時時間到，室內(nèi)外風(fēng)機(jī)關(guān)閉。打開房間3開關(guān)，室內(nèi)風(fēng)機(jī)先啟動，通過定時器延時控制一段時間，啟動室外風(fēng)機(jī)，自動進(jìn)行溫度比較，啟動定時器，定時時間到，室

5、內(nèi)外風(fēng)機(jī)關(guān)閉。注：不同房間單獨(dú)獨(dú)立控制不受外部干擾。3、 交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制交流電機(jī)由變頻器來控制轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速分為四級：1200r/min，800r/min，600r/min，400r/min。4、傳感器溫度傳感器：用于室內(nèi)溫度的高低編碼器：用于檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)速三、課程設(shè)計(jì)原則1、盡可能地滿足被控對象的控制要求；2、在滿足控制的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)；3、保證控制系統(tǒng)安全可靠；4、考慮到被控對象的改進(jìn)，在選擇PLC的I/O數(shù)量時，應(yīng)適當(dāng)留有余量。四、課程設(shè)計(jì)步驟1、對控制系統(tǒng)任務(wù)和要求作深入的調(diào)查研究，明確控制任務(wù)；2、選擇和確定用戶I/O設(shè)備 根據(jù)傳統(tǒng)控制線路，確定出PLC改造所需的各

6、種輸入/輸出設(shè)備，即各種按鈕、開關(guān)、繼電器和接觸器等。3、確定系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案，選擇PLC型號確定系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案十分重要，要在全面了解控制要求的基礎(chǔ)上確定電氣控制方案。根據(jù)所選用的電器或元件的類型和數(shù)量，計(jì)算所需PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，選擇合適的點(diǎn)數(shù)。由于本設(shè)計(jì)中只涉及到開關(guān)量，因此在選擇PLC型號時，只需考慮I/O點(diǎn)數(shù)，并有一定的余量（10%15%）選擇小型PLC。4、控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)（1）主電路的設(shè)計(jì)；（2）確定出輸入、輸出信號，畫出PLC的I/O接線圖。5、控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)（1）首先分別設(shè)計(jì)出全自動洗衣機(jī)各部分的控制軟件梯形圖；（2）整體控制軟件梯形圖設(shè)計(jì)。6、聯(lián)機(jī)調(diào)試；7、撰寫設(shè)

7、計(jì)說明書。五、時間安排時間內(nèi)容備注第15周 周一集中講解課程設(shè)計(jì)要求，分配設(shè)計(jì)題目，明確任務(wù)和具體安排周二調(diào)研、查閱資料、給出設(shè)計(jì)方案 周三檢查設(shè)計(jì)方案， 周四調(diào)整設(shè)計(jì)方案 周五上機(jī)調(diào)試第16周 周一上機(jī)調(diào)試周二上機(jī)調(diào)試周三寫課程設(shè)計(jì)報告周四老師對報告進(jìn)行初步檢查周五答辯六、 基本要求（一）課程設(shè)計(jì)報告1控制流程圖一張（A4）（手繪）2控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)圖一張；（A4）（手繪）3控制系統(tǒng)軟件梯形圖一張；（A4）（手繪）4設(shè)計(jì)說明書一份，包括以下內(nèi)容1) 寫出設(shè)計(jì)計(jì)劃和基本步驟。2) 寫出控制要求并畫出設(shè)計(jì)流程圖。3) 畫出I/O分配表和I/O接線圖。4) 畫出具體設(shè)計(jì)的梯形圖，并加以注釋。5)

8、寫出調(diào)試過程和結(jié)果。6) 寫課程設(shè)計(jì)小結(jié)。（二）成績評定標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生進(jìn)行全面考核，重點(diǎn)考核設(shè)計(jì)圖紙、說明書質(zhì)量；獨(dú)立思考、獨(dú)立工作能力，綜合運(yùn)用知識的能力；平時的工作態(tài)度及表現(xiàn)；答辯情況。最后按平時表現(xiàn)、報告質(zhì)量、答辯成績，其權(quán)重分別為0.2、0.4、0.4綜合評定成績，分優(yōu)、良、中、及、不及格五個等級。組長：李志萍副組長：祁宇晗組員：高海風(fēng) 、王勇 、馮元勝 、邢洋任務(wù)分配任務(wù)一資料準(zhǔn)備任務(wù)二總體設(shè)計(jì)任務(wù)三繪圖任務(wù)四繪制梯形圖任務(wù)五調(diào)試任務(wù)六報告排版祁宇晗李志萍馮元勝邢洋王勇高海風(fēng)馮元勝邢洋祁宇晗李志萍王勇高海風(fēng)祁宇晗李志萍馮元勝邢洋高海風(fēng)馮元勝 6摘 要隨著人們生活水平的不斷提高，空調(diào)已經(jīng)作

9、為一件必備實(shí)用的家用電器進(jìn)入了千家萬戶。中央空調(diào)更是憑借它優(yōu)越的節(jié)能性深受大家喜愛，目前，大型商場、醫(yī)院、娛樂場所等地方中央空調(diào)隨處可見，方便控制，價格低廉，性能優(yōu)越會使它越來越普及。直至今日，可編程控制器PLC在我國飛速普及與發(fā)展，我們已經(jīng)可以把PLC與中央空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)系起來。本文就主要介紹了，基于PLC所設(shè)計(jì)的中央空調(diào)，功能包括制冷、供暖、定時控制、風(fēng)速控制、溫度比較等控制。詳細(xì)介紹了設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)步驟、硬件結(jié)構(gòu)和程序編寫。關(guān)鍵字中央空調(diào) PLC控制器 PLC編程Abstract：With the continuous improvement of living standards,

10、0;air conditioning has been used as an essential and practical household appliances intothousands of households. Central air conditioning is by virtue of its superior energy-saving loved by everyone, at present, large shopping malls, hospitals,&

11、#160;places of entertainment such as local central air conditioning can be seen everywhere, convenient control, low price,superior performance will make it more and more popular.Until today, the programmable controller PLC in the rapid populariz

12、ation and development of our country, we can associate PLC with central air conditioning system. This paper mainly introduces the central air conditioning, PLC based design, including refrigeration, heating function,timingcontrol, 

13、;speedcontrol, temperature control. Introduces the designprinciple, design process, hardware structure and program.Keywords：Central air conditioning PLC controller PLC programmingI目 錄1 緒論11.1中央空調(diào)工作原理11.2 中央空調(diào)的發(fā)展趨勢32 設(shè)計(jì)方案52.1控制系統(tǒng)的比較52.2中央空調(diào)主要指標(biāo)62.4電機(jī)調(diào)速方式選擇63 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)73.1控制

14、系統(tǒng)組成（PLC）73.2傳感器73.3變頻器介紹73.4電動機(jī)介紹83.5中央空調(diào)系統(tǒng)原理圖93.6 主電路設(shè)計(jì)93.7可編程控制器的選擇93.8可編程控制器的外圍接線圖104 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)104.1模式介紹104.2PLC分配表115 調(diào)試115.1現(xiàn)場聯(lián)機(jī)115.2聯(lián)機(jī)結(jié)果13總結(jié)14參考文獻(xiàn)15附錄（一）硬件圖16附錄（二）流程圖17附錄（三）梯形圖18附錄（四）元件清單231 緒論中央空調(diào)系統(tǒng)由冷熱源系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成。采用液體汽化制冷的原理為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量，用以抵消室內(nèi)環(huán)境的冷負(fù)荷；制熱系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供用以抵消室內(nèi)環(huán)境熱負(fù)荷的熱量。制冷系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)至關(guān)重要

15、的部分，其采用種類、運(yùn)行方式、結(jié)構(gòu)形式等直接影響了中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)性、高效性、合理性。中央空調(diào)軟化水設(shè)備應(yīng)用范圍：全自動軟水器：可廣泛應(yīng)用于蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、交換器、蒸發(fā)冷凝器、空調(diào)、直燃機(jī)等系統(tǒng)的補(bǔ)給水的軟化。還可用于賓館、飯店、寫字樓、公寓等生活用水的處理及食品、飲料、釀酒、洗衣、印染、化工、醫(yī)藥等行業(yè)的軟化水處理。中央空調(diào)系統(tǒng)由冷熱源系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，制冷系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量，用以抵消室內(nèi)環(huán)境的冷負(fù)荷；制熱系統(tǒng)為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供用以抵消室內(nèi)環(huán)境熱負(fù)荷的熱量。制冷系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)至關(guān)重要的部分，其采用種類、運(yùn)行方式、結(jié)構(gòu)形式等直接影響了中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行中的經(jīng)

16、濟(jì)性、高效性、合理性。1.1中央空調(diào)工作原理1.1.1水系統(tǒng)工作原理水冷中央空調(diào)包含四大部件，壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器，制冷劑依次在上述四大部件循環(huán)，壓縮機(jī)出來的冷媒（制冷劑）高溫高壓的氣體，流經(jīng)冷凝器，降溫降壓，冷凝器通過冷卻水系統(tǒng)將熱量帶到冷卻塔排出，冷媒繼續(xù)流動經(jīng)過節(jié)流裝置，成低溫低壓液體，流經(jīng)蒸發(fā)器，吸熱，再經(jīng)壓縮。在蒸發(fā)器的兩端接有冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，制冷劑在此次吸的熱量將冷凍水溫度降低，使低溫的水流到用戶端，再經(jīng)過風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行熱交換，將冷風(fēng)吹出。1.1.2風(fēng)系統(tǒng)工作原理新風(fēng)的傳輸方式采用置換式，而非空調(diào)氣體的內(nèi)循環(huán)原理和新舊氣體混合的不健康做法，戶外的新穎空氣經(jīng)過負(fù)壓方式會自動

17、吸入室內(nèi)，經(jīng)過安裝在臥室、室廳或起居室窗戶上的新風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi)時，會自動除塵和過濾。同時，再由對應(yīng)的室內(nèi)管路與數(shù)個功用房間內(nèi)的排風(fēng)口相連，構(gòu)成的循環(huán)系統(tǒng)將帶走室內(nèi)廢氣，集中在排風(fēng)口“呼出”，而排出的廢氣不再做循環(huán)運(yùn)用，新舊風(fēng)形良好的循環(huán)。1.1.3盤管系統(tǒng)工作原理風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)的工作原理，就是借助風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組不斷地循環(huán)室內(nèi)空氣，使之通過盤管而被冷卻或加熱，以保持房間要求的溫度和一定的相對濕度。盤管使用的冷水或熱水，由集中冷源和熱源供應(yīng)。與此同時，由新風(fēng)空調(diào)機(jī)房集中處理后的新風(fēng)，通過專門的新風(fēng)管道分別送入各空調(diào)房間，以滿足空調(diào)房間的衛(wèi)生要求。風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)與集中式系統(tǒng)相比，沒有大風(fēng)道，只有水管

18、和較小的新風(fēng)管，具有布置和安裝方便、占用建筑空間小、單獨(dú)調(diào)節(jié)好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于溫、濕度精度要求不高、房間數(shù)多、房間較小、需要單獨(dú)控制的舒適性空調(diào)中。1.1.4制熱原理壓縮機(jī)吸入低壓氣體經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮變成高溫高壓氣體，高溫氣體通過換熱器把水溫提高，同時高溫氣體會冷凝變成液體。液體再進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，（蒸發(fā)器蒸發(fā)的同時也要有換熱媒體，根據(jù)換熱的媒體不同機(jī)器的型號結(jié)構(gòu)也不同。常用的有風(fēng)冷和地源。）液體經(jīng)過蒸發(fā)器后變成低壓低溫氣體，低溫氣體再次被壓縮機(jī)吸入進(jìn)行壓縮。就這樣循環(huán)下去，空調(diào)側(cè)循環(huán)水就變成45-55度左右的熱水了。熱水經(jīng)過管道送到需要采暖的房間，房間安裝有風(fēng)機(jī)盤管把熱水和空氣進(jìn)行熱交換實(shí)現(xiàn)

19、制熱目的。1.1.5水系統(tǒng)工作原理水冷中央空調(diào)包含四大部件，壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器，制冷劑依次在上述四大部件循環(huán)，壓縮機(jī)出來的冷媒（制冷劑）高溫高壓的氣體，流經(jīng)冷凝器，降溫降壓，冷凝器通過冷卻水系統(tǒng)將熱量帶到冷卻塔排出，冷媒繼續(xù)流動經(jīng)過節(jié)流裝置，成低溫低壓液體，流經(jīng)蒸發(fā)器，吸熱，再經(jīng)壓縮。在蒸發(fā)器的兩端接有冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，制冷劑在此次吸的熱量將冷凍水溫度降低，使低溫的水流到用戶端，再經(jīng)過風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行熱交換，將冷風(fēng)吹出。1.1.6風(fēng)系統(tǒng)工作原理新風(fēng)的傳輸方式采用置換式，而非空調(diào)氣體的內(nèi)循環(huán)原理和新舊氣體混合的不健康做法，戶外的新穎空氣經(jīng)過負(fù)壓方式會自動吸入室內(nèi)，經(jīng)過安裝在臥室、室廳或起

20、居室窗戶上的新風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi)時，會自動除塵和過濾。同時，再由對應(yīng)的室內(nèi)管路與數(shù)個功用房間內(nèi)的排風(fēng)口相連，構(gòu)成的循環(huán)系統(tǒng)將帶走室內(nèi)廢氣，集中在排風(fēng)口“呼出”，而排出的廢氣不再做循環(huán)運(yùn)用，新舊風(fēng)形良好的循環(huán)。1.1.7盤管系統(tǒng)工作原理風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)的工作原理，就是借助風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組不斷地循環(huán)室內(nèi)空氣，使之通過盤管而被冷卻或加熱，以保持房間要求的溫度和一定的相對濕度。盤管使用的冷水或熱水，由集中冷源和熱源供應(yīng)。與此同時，由新風(fēng)空調(diào)機(jī)房集中處理后的新風(fēng)，通過專門的新風(fēng)管道分別送入各空調(diào)房間，以滿足空調(diào)房間的衛(wèi)生要求。風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)與集中式系統(tǒng)相比，沒有大風(fēng)道，只有水管和較小的新風(fēng)管，具有布置和安裝方便

21、、占用建筑空間小、單獨(dú)調(diào)節(jié)好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于溫、濕度精度要求不高、房間數(shù)多、房間較小、需要單獨(dú)控制的舒適性空調(diào)中。1.2 中央空調(diào)的發(fā)展趨勢市場需求是決定空調(diào)發(fā)展的主要動力，根據(jù)目前的市場需求來看，在空調(diào)技術(shù)方面有兩大主流方向：一為變頻技術(shù)，一為健康技術(shù)。在空調(diào)類型方面，則以戶式中央空調(diào)的前景最為樂觀。以下我將從三個方面闡述對空調(diào)的發(fā)展趨勢的理解。我國空調(diào)產(chǎn)業(yè)一直沿用家用空調(diào)和中央空調(diào)的分類，家用空調(diào)和中央空調(diào)的兩類生產(chǎn)廠家互不涉足。目前,市場出售的兩類空調(diào)都有其局限性:一般家用空調(diào)使用于小面積、居室少的環(huán)境中,大型建筑采用中央空調(diào)。但是隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,隨著居民居住面積的增大,對

22、室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求也越來越高。例如一個三居室用戶要裝三部空調(diào)器,需要三個不同的室外空間,原來使用的家用空調(diào)特別是分體式空調(diào)器的安裝就受到限制;雖然有些空調(diào)器生產(chǎn)廠家加裝了排氣扇,但空氣流通不暢,空氣質(zhì)量差等弊端仍沒有從根本上克服。而大型中央空調(diào)雖可同時為多用戶集中供冷暖,但缺少個性化選擇、自由度小,一次性投資較大,只能應(yīng)用在大型建筑物和高檔住宅小區(qū),同時中央空調(diào)用于大型建筑特別是出租式建筑時又會遇到收費(fèi)較困難等問題。為了解決上述兩種空調(diào)的弊端戶式中央空調(diào)就應(yīng)運(yùn)而生。通過分析得出戶式中央空調(diào)的一下優(yōu)點(diǎn)：戶式中央空調(diào)系統(tǒng)是小型化的中央空調(diào)系統(tǒng)可滿足用戶多居室需求,以家庭為單元,可適應(yīng)用戶的個性化需

23、求不受其他用戶影響。由于戶式空調(diào)采用了分體式空調(diào)室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)相分離的結(jié)構(gòu)形式,使主機(jī)與末端裝置相分離,這樣就保證了寧靜的家居環(huán)境;符合空調(diào)低噪聲的發(fā)展趨勢。室內(nèi)末端裝置可采用多種方式安裝如:暗藏、半暗藏、明裝等方式,極適宜配合室內(nèi)裝修,尤其適合高檔裝修。由于主機(jī)由微電腦控制,在室內(nèi)可完成全部操作,且操作簡便;采用先進(jìn)的電子控制技術(shù)系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際負(fù)荷自動化運(yùn)行,節(jié)約能源及運(yùn)行費(fèi)用。在戶式中央空調(diào)的銷售方面，可以和房地產(chǎn)商進(jìn)行匹配銷售。因?yàn)閷Ψ康禺a(chǎn)商而言，戶式中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行可靠、維護(hù)量極小、收費(fèi)直觀合理、不需設(shè)機(jī)房、這樣可以減少公用設(shè)施和土建投資，降低房地產(chǎn)價格。此外戶式中央空調(diào)可以分批投資添

24、置各用戶的空調(diào)系統(tǒng)，這樣可以減少資金的固定化。 關(guān)于變頻技術(shù)的運(yùn)用，是由于現(xiàn)階段的能源緊張所導(dǎo)致的。2004年9月16日國家空談的強(qiáng)制性能效新標(biāo)準(zhǔn)出臺，新標(biāo)準(zhǔn)按空調(diào)能效等級分為五級：一級為最高標(biāo)準(zhǔn)其能效指標(biāo)為3.4；五級為最低標(biāo)準(zhǔn)，能效指標(biāo)為2.6。一臺1.5匹的一級產(chǎn)品每小時用電量不超過1度，五級產(chǎn)品每小時用電量不超過1.35度。從2005年3月1日起達(dá)不到最低標(biāo)準(zhǔn)的空調(diào)將不允許上市銷售。所謂的“變頻空調(diào)”是與傳統(tǒng)的“定頻空調(diào)”相比較而產(chǎn)生的概念。眾所周知，我國的電網(wǎng)電壓為220伏、50赫茲，在這種條件下工作的空調(diào)稱之為“定頻空調(diào)”。由于供電頻率不能改變，傳統(tǒng)的定頻空調(diào)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變，

25、依靠不斷地“開、?！眽嚎s機(jī)來調(diào)整室內(nèi)溫度，其一開一關(guān)之間容易造成室溫忽冷忽熱，并消耗較多電能。而與之相比的“變頻空調(diào)”變頻器改變壓縮機(jī)供電頻率，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，依靠壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢達(dá)到控制室溫的目的，室溫波動小、電能消耗少，其舒適度得到較大提高。運(yùn)用變頻控制技術(shù)的變頻空調(diào)，可根據(jù)環(huán)境溫度自動選擇制熱、制冷和除濕運(yùn)轉(zhuǎn)方式，使居室在短時間內(nèi)迅速達(dá)到所需要溫度，并在低轉(zhuǎn)速、低能消耗狀態(tài)下以較小的溫差波動，實(shí)現(xiàn)了快速、節(jié)能和舒適控溫效果。 供電頻率高，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速快，空調(diào)器制冷（熱）量就大；而當(dāng)電頻率較低時，空調(diào)器冷（熱）就小，這就是所謂定頻的原理。變頻空調(diào)的核心是它的變頻器，變頻技術(shù)是20世紀(jì)80年代

26、問世的高新技術(shù)，它通過對電流的轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的自動調(diào)節(jié)，把50Hz的固定電網(wǎng)頻率改為30至130Hz的變化頻率，使空調(diào)完成了一個新革命；同時，還使電源電壓范圍達(dá)到142V至270V，徹底解決了由于電源電壓不穩(wěn)造成空調(diào)機(jī)不能正常工作的難題。變頻每次開始使用時，通常是讓空調(diào)以最大功率、最大風(fēng)速量進(jìn)行制冷或制熱，迅速接近所設(shè)定的溫度。由于變頻空調(diào)通過提高壓縮機(jī)工作頻率的方式增大了在低溫時的制熱能力，最大制熱量可達(dá)到同品牌同級別空調(diào)器的1.5倍，低溫下仍能保持良好的制冷效果。此外，一般的分體機(jī)只有四風(fēng)速可供調(diào)節(jié)，而變頻空調(diào)的室內(nèi)風(fēng)機(jī)自動運(yùn)行時，轉(zhuǎn)速會隨壓縮機(jī)的工作頻率在12檔風(fēng)速范圍內(nèi)變化，

27、由于風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與空調(diào)器的能力配合較為合理，實(shí)現(xiàn)了低噪音的寧靜運(yùn)行。在空調(diào)高功率運(yùn)轉(zhuǎn)時，迅速接近所設(shè)定的溫度。這樣不但溫度穩(wěn)定，還避免了壓縮機(jī)頻繁地開開停停所造成的對壓縮機(jī)壽命的衰減，而且耗電量大大下降，實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能。 “變頻空調(diào)”采用了比較先進(jìn)的技術(shù)，啟動時電壓較小，可在低電壓和低溫條件下啟動，這對于某些地區(qū)由于電壓不穩(wěn)或冬天室外溫度較低而空調(diào)難以啟動的情況，有一定的改善作用。由于實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)的無級變速，它也可以適應(yīng)更大面積的制熱要求。不過，“變頻空調(diào)”的價位通常較“定頻空調(diào)”高出幾百元。根據(jù)目前的變頻技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在以下兩個方面：（1） 機(jī)的驅(qū)動方式從交流變頻到直流調(diào)速；（2） 制技術(shù)

28、VVVF變頻技術(shù)，PWM脈寬調(diào)速控制技術(shù)，矢量控制技術(shù)。變頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：（1） 或制熱速度快（2） 較好的舒適性。（3） 變頻空調(diào)啟動時對電路沒有大、的電流沖擊。然而，通過多年的市場分析可以看到，節(jié)能并沒有很好的被消費(fèi)者接受。因?yàn)樽冾l空調(diào)的節(jié)電與否與使用方式有很大關(guān)系，如果不是長時間的開著空調(diào)那么節(jié)電的意義就不突出。所以我認(rèn)為變頻空調(diào)是一種趨勢，但在近年內(nèi)為空調(diào)企業(yè)贏利的空間不大。隨著人們生活水平的大幅度提高，追求健康將成為一種時尚，也是一種必然的趨勢。經(jīng)調(diào)查顯示，未來空調(diào)的預(yù)期消費(fèi) 9.5% ，選擇健康節(jié)能的比例超過 50% ，健康與高效節(jié)能成為消費(fèi)者選擇的首要因素，達(dá)到 80.3% ，市場

29、上比較認(rèn)可健康的概念。健康空調(diào)的發(fā)展歷史為：最早是吸污材料，90年代光觸媒、冷觸媒已經(jīng)逐漸被淘汰， 2000年后，除塵、除垢顯得很重要，2004 年進(jìn)入第三階段，以殺菌、除菌為主導(dǎo)的健康空調(diào)技術(shù)替代原先技術(shù)，而成為市場主流，也使得市場上很多偽健康空調(diào)開始出現(xiàn)，各種健康技術(shù)也浮出水面，但技術(shù)水平差參不齊。這個時候，空調(diào)的光波技術(shù)橫空出世，成為健康空調(diào)的主流技術(shù)，但以光波技術(shù)為代表的企業(yè)并不多，只有格蘭仕獨(dú)樹光波健康技術(shù)大旗，光波技術(shù)在我國應(yīng)用時間較短，市場聲音較小，但光波技術(shù)是目前市場上最為成熟的健康技術(shù)，也代表了行業(yè)的發(fā)展方向與趨勢。2 設(shè)計(jì)方案2.1控制系統(tǒng)的比較（1）PLC系統(tǒng)的特點(diǎn)1）可

30、靠性高，PLC作為一種通用的工業(yè)控制器，它必須能夠在各種不同的工作環(huán)境中正常工作。對工作的環(huán)境要求較低，抗外部干擾能力強(qiáng)，平均無故障時間長。 2）使用方便靈活，PLC采用了基本單元擴(kuò)展或者是模塊化的結(jié)構(gòu)形式，因此，輸入/輸出信號的數(shù)量，形式，驅(qū)動能力等都可以根據(jù)實(shí)際控制要求進(jìn)行選擇與確定，而且在需要時可以隨時更換，近年來，PLC的特殊模塊增多這些可以滿足不同的控制要求，使PLC的使用更加靈活與多變。 3）編程簡單，PLC的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了獨(dú)特的，多種面向廣大工程設(shè)計(jì)人員的編程語言，如指令表，梯形圖，邏輯功能圖，順序功能圖等，程序簡潔，明了適合各類技術(shù)人員的傳統(tǒng)習(xí)慣，即使是沒有計(jì)算機(jī)知識

31、的人員也很統(tǒng)一掌握，特別是梯形圖與邏輯功能圖，形象直觀，動態(tài)監(jiān)測效果逼真，且與計(jì)算機(jī)控制容易。（2） 單片機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）要求環(huán)境，單片機(jī)對環(huán)境的適應(yīng)能力較低，可靠性差。2）編程和PLC相比難以學(xué)習(xí)，主要是單片機(jī)采用匯編語言或者是C語言，這些高級語言和PLC語言相比，難以學(xué)習(xí)。3）功能單一知識具有使用中所需要的功能。但是，它結(jié)構(gòu)簡單，處理速度快。2.2中央空調(diào)主要指標(biāo)（1）定時設(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)際情況，采用定時器方便控制。（2）模式設(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)際情況，分為制冷、吹風(fēng)和供暖，可以相互配合控制。（3）調(diào)速設(shè)計(jì)：采用變頻調(diào)速。（4）手動環(huán)節(jié)：手動停機(jī)，手動定時。2.3檢測電路。（1）溫度檢測：用于檢測當(dāng)

32、前模式下室內(nèi)溫度高低。（2）轉(zhuǎn)速檢測：用于檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速是否達(dá)標(biāo)。2.4電機(jī)調(diào)速方式選擇三相交流電機(jī)的調(diào)速方式大致分為以下幾種：調(diào)壓調(diào)速、調(diào)電樞電阻調(diào)速、調(diào)磁通調(diào)速，變頻調(diào)速。在洗衣機(jī)發(fā)展過程中，對于速度的調(diào)整又有以下幾種常見的調(diào)速方法：皮帶調(diào)速、離合器調(diào)速、變頻調(diào)速。在現(xiàn)場，調(diào)壓調(diào)速、調(diào)磁通調(diào)速都是有一定缺陷的。而皮帶調(diào)速和離合器調(diào)速都是有級調(diào)速，能滿足的速度需求相對較低，而這兩種調(diào)速方式對于機(jī)械硬件的依賴較高，在有較強(qiáng)干擾時，不能滿足電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的要求，所以自動化程度是欠缺的。但是變頻調(diào)速通過改變電動機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，并且變頻調(diào)速是高效調(diào)速，調(diào)速是轉(zhuǎn)差率不變，因此無轉(zhuǎn)差損

33、耗，而其他調(diào)速方式轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴(kuò)大而增加。故，我們選擇變頻調(diào)速。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1控制系統(tǒng)組成（PLC）PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?？删幊踢壿嬁刂破鲗?shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同?；緲?gòu)成有：電源、中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入輸出接口電路、功能模塊、

34、通信模塊。3.2傳感器溫度傳感器：用于檢測和控制當(dāng)下工作模式室內(nèi)溫度高低。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定范圍時，傳感器發(fā)出信號，室內(nèi)風(fēng)機(jī)停止。編碼器：用于檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速，在電壓不穩(wěn)時，檢測之后回饋之后調(diào)節(jié)變頻器，使電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。3.3變頻器介紹變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。我們使用的變頻器是歐姆龍公司生產(chǎn)的。在操作過程中應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)事項(xiàng)：（1）防止電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的

35、儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應(yīng)該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾，往往會使整個系統(tǒng)無法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。 （2）防止輸入端過電壓。變頻器電源輸入端往往有過電壓保護(hù)，但是，如果輸入端高電壓作用時間長，會使變頻器輸入端損壞。因此，在實(shí)際運(yùn)用中，要核實(shí)變頻器的輸入電壓、單相還是三相和變頻器使用額定電壓。特別是電源電壓極不穩(wěn)定時要有穩(wěn)壓設(shè)備，否則會造成嚴(yán)重后果。（3）接地。變頻器正確接地是提高控制系統(tǒng)靈敏度、抑制噪聲能力的重要手段，變頻器接

36、地端子E(G)接地電阻越小越好，接地導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于2mm2，長度應(yīng)控制在20m以內(nèi)。變頻器的接地必須與動力設(shè)備接地點(diǎn)分開，不能共地。信號輸入線的屏蔽層，應(yīng)接至E(G)上，其另一端絕不能接于地端，否則會引起信號變化波動，使系統(tǒng)振蕩不止。變頻器與控制柜之間應(yīng)電氣連通，如果實(shí)際安裝有困難，可利用銅芯導(dǎo)線跨接。在連接過程中，一定要將變頻器的接地端與電機(jī)的接地端相連。3.4電動機(jī)介紹電動機(jī)采用三相異步交流電動機(jī)。與單相異步電動機(jī)相比，三相異步電動機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機(jī)可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛

37、的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。電動機(jī)工作原理為：當(dāng)電動機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。3.5中央空調(diào)系統(tǒng)原理圖3.6 主電路設(shè)計(jì) 3.7可編程控制器的選擇根據(jù)輸入信號及輸出信號的數(shù)量，經(jīng)過初略計(jì)算， 輸入點(diǎn)數(shù)為12點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為5點(diǎn)，輸入、輸出信號都是數(shù)字

38、量。增加20%備用量，以便隨時增加控制功能：輸入點(diǎn)數(shù)為： 12×(1+20%)=14.4輸出點(diǎn)數(shù)為： 5×(1+20%)=6.0根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)，可選歐姆龍CPM2*型可編程控制器.3.8可編程控制器的外圍接線圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1模式介紹順序進(jìn)行具體步驟為：啟動（熱）冷水泵，延時啟動壓縮電機(jī)，打開室內(nèi)空調(diào)開關(guān)，自動進(jìn)行溫度比較，智能控制室內(nèi)風(fēng)機(jī)，選擇啟動定時器，定時到，室內(nèi)外風(fēng)機(jī)停止。下面就是工作的詳細(xì)介紹（以房間1制冷為例）1）PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)準(zhǔn)備好啟動；2）啟動冷水泵；3）延時啟動壓縮電機(jī)；4）打開房間1開關(guān)；5）自動進(jìn)行溫度比較；6）打開定時器；7）溫度達(dá)到設(shè)定溫度范圍時，室內(nèi)風(fēng)機(jī)停止；8）溫度超出設(shè)定溫度范圍時，室內(nèi)風(fēng)機(jī)啟動；9）延時時間到；10）室內(nèi)外風(fēng)機(jī)停止；4.2PLC分配表輸入地址分配輸入地址對應(yīng)控制電器電器元件代號1.00 總啟動SA01.01 總停止SA11.02 冷水電機(jī)啟動開關(guān)SB01.03 熱水電