毕业论文-基于PLC的中央空调控制系统设计.doc

毕 业 设 计 课题名称 基于PLC的中央空调控制系统设计 姓 名 学 号 所 在 系 电子电气工程系 专业年级P10电气七班指导教师 职 称 讲师 二O一三 年 四 月 十四 基于PLC的中央空调控制系统设计 摘要 中央空调，空调的舒适性和节能性越来越人们重视，传统控制系统在控制适宜温度的同时，却消耗了大量的能量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、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S7—200PLC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态设计研究。 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 2.2.2 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. 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 17 3.2.4 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 21 3.3.6 EM232技术指标 21 3.3.7 EM231 RTD接线及注意事项 21 3.4 PT100温度传感器 21 3.5 PT100温度变送器 22 3.6 人机界面设计 22 3.7 系统硬件 23 3.8 本章小结 25 第4章 控制系统软件设计 26 4.1 设备间通讯 26 4.1.1 RS-485介绍 26 4.1.2 USS协议 26 4.2 PLC的初始设定 27 4.3 PLC主程序流程图 29 4.4 PLC编程软件 30 4.5 30 4.5.1 中央空调控制系统的I/O分配表 30 4.5.2 程序中使用的存储器及功能 31 4.6 中央空调控制系统的MCGS组态 32 4.6.1 MCGS组态软件简介 32 4.6.2 MCGS 6.2通用版介绍 32 4.6.4 系统脚本程序编写 34 4.6.5 组态运行界面 35 4.7 本章小结 36 结论 37 致谢 38 参考文献 39 附录C 40 第1章 绪论 1.1 课题背景 随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，为了保证温度恒定，中央空调系统已广泛应用于工业与民用建筑领域，例如酒店、宾馆、办公大厦、商场、工厂厂房等场所。随着时间的推移，人们对中央空调控制系统运行效果的评价也改变了。舒适节能才是最符合人们对中央空调系统提出新的要求，希望在能耗更低的情况下保持室内合适的温度、湿度。 统计数字显示，传统的中央空调控制系统耗电量极大，且存在巨大的能源浪费。中央空调系统普遍存在着30％以上的无效能耗，有些中央空调系统的无效能耗甚至可以高达50％以上。采用新技术降低系统能耗成为当务之急。因为能源是发展国民经济的重要因素，我国近年来能源短缺的现实，节能减排才是重中之重。建设节能型社会，促进