基于PLC_的中央空调控制系统设计2012届本科毕业论文

毕业设计题目：基于PLC的中央空调控制系统设计院、系：自动化学院自动化系姓名：指导教师：系主任：2012年06月25日哈尔滨理工大学毕业设计(论文)任务书学生姓名：学号：学院：自动化学院专业：自动化任务起止时间：2012年2月27日至2012年6月25日毕业设计(论文)题目：基于PLC的中央空调控制系统设计毕业设计工作内容：1．第1～2周，查阅相关资料并翻译外文资料；2．第3～4周，了解课题目前在国内外的研究现状、发展趋势，确定中央空调所要实现的功能和了解整个系统的结构框架；3．第5～8周，进一步了解中央空调的所要实现的具体功能，确定系统中所要用到的原器件，并进行最初的硬件电路的设计，为软件编程做准备；4．第9～11周，学习PLC程序的设计与开发，确定最终的硬件电路的设计；5．第12～13周，编写PLC程序，并和硬件一起进行程序调试，来检查程序的可行性；6．第14～15周，修改必要的程序部分来完善系统，并书写论文的初稿；7．第16～17周，修改并完成书面论文，准备答辩。资料：1.王卫兵，高俊山.可编程控制器原理及应用.第二版.机械工业出版社，20052.任光.可编程序控制器(PC)应用技术与实例.华南理工大学出版社，20013.汤蕴缪，史乃.电机学.机械工业出版社，19994.康贤永，万大福.可编程控制器及其应用.重庆大学出版社，19985.梅晓榕，柏桂珍.自动控制元件及线路.科学出版社，20056.刘金琨.先进PID控制Matlab仿真(第二版).电子工业出版社，2004指导教师意见：签名：年月日系主任意见：签名：年月日教务处制表哈尔滨理工大学学士学位论文-I-基于PLC的中央空调控制系统设计摘要中央空调现已广泛的应用在各大商场、办公大厦等场所中，传统控制系统中在控制较适宜的温度的同时，却消耗了大量的能量。如今，人们越来越重视中央空调的舒适性和节能性，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况调整流量，实现恒温控制，同时又可以节约大量能源。通过对中央空调的理论分析，验证了以出回水温差为根据对其进行变流量控制的可靠性。对变频控制系统进行了设计，为实现温度信号远距离传送，设计了基于USS协议的RS-485总线通讯的网络。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哈尔滨理工大学学士学位论文-II-PLCBasedCentralAirConditioningControlSystemDesignAbstractCentralairconditioninghasbeenwidelyusedinmajorshoppingmalls,officebuildingsandotherplaces,thetraditionalcontrolsysteminthecontrolofsuitabletemperatureatthesametime,itconsumesalotofenergy.nowadays,peoplepaymoreandmoreattentiontocentralairconditioningcomfortandenergyefficiency,thispaperfocusesontheresearchofcentralairconditioningrefrigerationpumpunitcontrolsystem,forcomfortablelivingandworkingenvironmentandeffectiveenergy-savingprovidetechnicalconditions.Thispaperintroducesthestructureandworkingprincipleofcentralairconditioning,summarizesthetraditionalcentralair-conditioningsystemshortcomings,namelyrefrigerationpump,coolingpumpcannotselfregulationinlong-termload,fullloadoperation,causinggreatwasteofenergy,alongwiththefrequencyconversiontechnologyismaturewitheachpassingday,theuseoffrequencyconverter,PLC,digitaltoanalogconversionmodule,temperaturesensorsandotherdevicestheorganiccombinationofform,thermoelectricclosed-loopautomaticcontrolsystem,automaticallyadjustthepumpoutputflowtoachievethepurposeofenergysaving.ThesystemadoptsSiemensS7-200PLCasthemaincontrolunit,byusingthetraditionalPIDcontrolalgorithm,throughtheMM440Siemensinvertercontrolpumpspeed,ensurethesystemaccordingtotheactualloadadjustingflow,toachieveconstanttemperaturecontrol,butalsocansavealotofenergy.Throughthetheoreticalanalysisonthecentralairconditioning,provedtoabackwatertemperaturebasedonthevariableflowcontrolreliability.Thefrequency哈尔滨理工大学学士学位论文-III-conversioncontrolsystemwasdesigned,inordertorealizethetemperaturesignalremotetransmissionbasedonUSSprotocol,thedesignofRS-485buscommunicationnetwork.SiemensTD200textdisplayisrealizedthroughtheman-machineinterfacedesign,finallyusingtheMCGSconfigurationsoftwareforsystemconfigurationdesignandresearch.KeywordsCentralairconditioning；PLC；frequencyconverter；PID；RS-485哈尔滨理工大学学士学位论文-IV-目录摘要.................................................................................................................................IAbstract.........................................................................................................................II第1章绪论..................................................................................................................11.1课题背景.............................................................................................................11.2中央空调控制的研究现状及发展.....................................................................21.2.1中央空调控制系统的发展..........................................................................21.2.2中央空调变流量控制的发展......................................................................31.3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..........................................................................52.1中央空调系统的结构和原理.............................................................................52.1.1概述..............................................................................................................52.1.2制冷原理......................................................................................................52.1.3中央空调系统的构成..................................................................................52.2中央空调变流量控制的原理及特点.................................................................52.2.1变流量空调系统概述..................................................................................52.2.2中央空调变流量控制的实现方式..............................................................72.2.3中央空调系统变流量系统的特点..............................................................92.3电机的软启动原理及应用...............................................................................102.3.1软启动设备介绍......................................