中央空调电气控制系统设计

毕业设计（论文）中央空调电气控制系统设计专业名称：学生姓名：学号：指导教师：×××职称：×××哈尔滨工程大学继续教育学院2017年月日毕业设计用纸一、指导教师对学生的评语及答辩推荐意见指导教师（签名）年月日二、答辩委员会评语及成绩（无指导教师推荐意见不能答辩）答辩小组教师签字：答辩委员会主任（签名）毕业设计用纸哈尔滨工程大学继续教育学院1摘要该设计以纺织车间为设计背景，针对传统中央空调调节方式的局限性，选用西门子PLCS7-200和MM430变频器,充分利用恒v/f变频技术，实现对中央空调风机转速的控制，以此来为纺织车间设计了中央空调送风系统电气控制线路。文中详细地介绍了中央空调送风系统电气控制线路的设计和开发过程。该设计主要包括两部分，即硬件的选择和软件的设计，硬件选择主要是对低压电器控制柜、变频器、PLC及扩展模块等的选择。软件设计主要是为满足中央空调控制要求而编写的PLC程序及对一些相关变频参数的设置。在此基础上借助变频调速技术，让风机在一定范围内平滑调速，进而使系统由局部送风来满足织机的湿度要求，而整个车间则按照舒适性空调的要求进行全面送风。由于对电机实现了软起动，大大降低了起动电流，避免了对电机和电网的冲击。同时系统还设计了报警和保护功能，使中央空调在发生异常时，能够自动报警和停机保护。关键词：中央空调；PLC；变频调速技术AbstractThedesignbackgroundoftextiledesignworkshop,Thetraditionalwayofthelimitationsofcentralairconditioning,UseSiemensPLCS7-200andMM430Inverter,Fulluseofconstantv/ffrequencytechnology,Fanspeedtoachievecontrolofcentralairconditioning,Textileworkshopinordertodesignacentralairconditioningsystemelectricalcontrolcircuit.Introducedindetailthecentralairconditioningsystemelectricalcontrolcircuitdesignanddevelopmentprocess.Thedesignincludestwoparts,Thatthechoiceofhardwareandsoftwaredesign,Hardwarechoicesofthelow-voltageelectricalcontrolcabinet,inverter,PLC,andthechoiceofexpansionmodules,etc..Softwaredesignedprimarilytomeettherequirementsofthecentralair-conditioningcontrolprogramwritteninPLCandfrequencyconversionofsomerelatedparametersettings.Onthisbasis,withfrequencyconversiontechnology,Sosmoothfanspeedwithinacertainrange,Thenthesystembythelocalairsupplytomeethumidityrequirementsloom,Theentireplantinaccordancewiththerequirementsofcomfortairconditioningfullblast..Achievedduetosoftstartthemotor,Greatlyreducethestartingcurrent,Avoidtheimpactofthemotorandpowergrid.Atthesametimethesystemisalsodesignedtoalarmandprotection,Thecentralairconditioningwhenanexceptionoccurs,Automaticallyalarmandshutdownprotection.Keywords:centralairconditioning;PLC;frequencycontroltechnology毕业设计用纸目录第一章引言...................................................51.1课题的选题背景及意义................................................51.2课题的主要研究内容..................................................5第二章中央空调送风系统整体方案设计............................72.1系统整体设计思想....................................................72.2系统控制方案的设计与选择............................................82.3系统设计内容........................................................9第三章系统硬件设计..............................................103.1系统组成及各部分的分析选择.........................................103.2系统电气控制原理图.................................................113.3PLC外围接线图.....................................................143.4控制系统的I/O地址分配.............................................153.5系统外围接线图.....................................................16第四章系统软件设计与调试.......................................184.1系统工作过程分析...................................................184.2PLC程序设计.......................................................184.3MM430参数设置.....................................................274.4系统调试...........................................................29第五章系统模拟实验.............................................325.1模拟实验台的硬件组成...............................................325.2模拟实验软件设计...................................................325.3系统模拟实验过程...................................................365.4实验小结...........................................................36结论..............................................................37参考文献..............................................................38致谢..............................................................39毕业设计用纸哈尔滨工程大学继续教育学院1第一章引言随着现代工业的不断发展，生产技术的不断进步，对于产品的精度要求也不断提高，生产工艺对车间内温度、湿度、风速、洁净度等参数的要求更是越来越高，因此对恒温恒湿中央空调的使用要求也就越来越高。改革开放和经济的迅猛发展，也加速了我国空调产业的发展，这为各种高精度空调工程的实现提供了有力的保证。空气调节应用于工业及科学实验的过程一般称为工艺性空调，在各行各业中，为保证生产的质量和精度，对生产的环境温度、相对湿度和清洁度等参数提出了不同的要求，其中恒温恒湿中央空调是最常见的一种。1.1课题的选题背景及意义纺织工业中的棉纺织工业、人造纤维工业、合成纤维工业等都对环境有一定的恒温恒湿要求，棉纤维具有吸湿和放湿性能，对空气湿度较敏感，棉纤维的含湿量直接影响纤维度，也影响纤维之间和纤维与机械之间相互摩擦的静电大小，对纺织工艺和产品质量关系密切。随着无梭织机在我国数量的不断增加，转速超过1000rpm的织机比比皆是，运转速度和电机功率都大幅增加，纺织车间内的发热量也随之加大，生产过程中产生的大量飞花和粉尘，严重影响了车间生产，这对纺织车间的空调系统也提出了更高的要求。由于在纺织车间中同时存在着工人和织机，在空调系统中就必然要综合考虑舒适性和工艺性。纺织过程要求的湿度较高，这么高的湿度对工人的工作环境极为不利，而舒适性空调所要求的湿度显然又无法满足织机生产的需要，于是考虑使用局部送风方式。该方式由局部送风来满足织机的湿度要求，而整个车间则按照舒适性空调的要求进行全面送风。针对这两方面的要求，设计出了这一新的送风方式和控制系统，即PLC控制的恒压送风系统。恒压送风包括局部送风的恒压控制和全面送风的恒压控制。恒压送风保证了车间送风的质量，同时以PLC为主机的控制系统丰富了系统的控制功能，提高了系统的可靠性。1.2课题的主要研究内容变频恒压送风系统主要由变频器、可编程控制器、人机界面、各种传感器等组成。鉴于变频调速恒压送风系统在我国已成为空调行业发展的主流趋势。该系统参考了各类供给设备并结合该设计的特点，采用性能可靠的西门子S7-200系列PLC作为控制核心，在此基础上，系统加入变频调速技术，使电机在很宽范围内平滑调速，这样去掉了大量节流阀，避免了节流损耗，从而通过改变电机转速而改变风量。采用变频调速技术的关键是电机转速的可调和可控。电机的变频调速系统是由毕业设计用纸哈尔滨工程大学继续教育学院1PLC控制器进行切换和控制的。该系统对电机实现了软起动，大大降低了起动电流，避免了对电机和电网的冲击。另外系统具备报警和保护功能，当系统发生异常时，能够自动报警和停机保护。为满足纺织车间送风要求，降低送风能耗，实现自动、可靠、稳定的送风，需要采用变频恒压送风技术，并辅以计算机来进行远程监控、管理及故障报警。因此，课题内容如下：(1)研究并完成利用PLC、变频器和多台风机等主要设备构建变频调速恒压送风系统的方案设计与设备选型。为提高变频器的使用效率，减少设备投资，采用一台变频器拖动多台风机变频运行的方案。(2)深入分析变频恒压送风系统的工况变化过程，确定工况转换方式，完成PLC控制程序的设计，保证风机工频、变频的可靠、安全切换。(3)研究PLC和计算机的通信模式，确定通信协议，实现送风系统的远程监控、管理与报警。(4)加强系统的可靠性设计，提高系统的冗余度，设计手动、自动、工频、变频运行方式。通过该项目的研究和实施可以极大地改善纺织车间中央空调的可靠性和稳定性，而且可以降低能耗及维护成本，方便管理。毕业设计用纸哈尔滨工程大学继续教育学院1第二章中央空调送风系统整体方案设计2