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购买设计文档后加 费 领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 毕 业 设 计（论 文） 设计题目： 基于 中央空调控制系统的设计 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 起讫日期 年 月 日 年 月 日 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 1 摘 要 中央空调系统已广泛应用于工业与民用领域，在宾馆、酒店、写字楼、商场、住院部大楼、工业厂房中的中央空调系统，其制冷压缩机组、冷冻循环水系统、冷却循环水系统、冷却塔风机系统等的容量大多是按照建筑物最大制冷、制热负荷选定的，且再留有充足余量。在没有使 用具备负载随动调节特性的控制系统中，无论季节、昼夜和用户负荷的怎样变化，各电机都长期固定在工频状态下全速运行，能量的浪费是显而易见的。近年来由于电价的不断上涨，造成中央空调系统运行费用急剧上升，致使它在整个大厦营运成本费用中占据越来越大的比例，加之目前各生产、服务业竞争激烈，多数企业利润空间不够理想。因此电能费用的控制显然已经成为经营管理者所关注的问题所在。随着负荷变化而自动调节变化的变流量变频空调水系统和自适应智能负荷调节的压缩机系统应运而生，并逐渐显示其巨大的优越性，而且得到越来越多的被广泛推广与应用。 随着 术和变频器的发展，采用变频调速技术不仅能使空调系统发挥更加理想的工作状态，还能节省不必要的电能和水资源的浪费。 本文 采用 三菱 制系统 设计 中央空调的 控制系统， 因为 采用 制系统对中央空调的操控很 简单，抗干扰能力强，输入和输出接口，运行速度快，稳定可靠，维护和维修方便，此外，该 中央空调控制系统 具有高可靠性，低功耗，长寿命，良好的环境适应性，适用于 中央空调 的开发，以及 中央空调 利润也很高，从而使 机可 以 得到更好的发展， 因此，本次的基于 中央空调控制系统的设计在某种程度上面来说 具有 重大的经济和社会意义 。 关键词： 中央空调 资源 意义 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 2 of of is a to do to a to or It in to in to in of is to is a It is as an to as lc of we by lc,苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 3 目 录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 目 录 . 3 1 绪 论 . 4 央空调系统简介 .用 制系统的优点 . 制系统 简介 . 6 介 . 7 控制过程 . 7 频器的控制方式及分类 . 9 频器的选型 . 10 频器简介 . 10 3 基于 中央空调控制系统硬件的设计 .电路的控制设计 . 11 频器的控制方式 . 11 器件的选型 . 12 !未定义书签。 致 谢 .考文献 .苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 4 1 绪 论 我国是一个人均能源相对贫乏的国家，人均能源占有量不足世界水平的一半，随着我国经济的快速发展，我国已成为世界第二耗能大国，但能源使用效率普通偏低 , 造成电能浪费现象十分严重。尽管我国电网总装机容量和发电量快速扩容，但仍赶不上用电量增加的速度，供电形势严峻 , 节能节电已迫在眉睫。 中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占建筑物总电能消耗的 50%。由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行最多只有 十多天，甚至十多个小时，几乎绝大部分时间负载都在 70%以下运行。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，几乎长期在 100%负载下运行，造成了能量的极大浪费，也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。 随着变频技术的日益成熟，利用变频器、 模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，达到节能目的提供了可靠的技术条件。 央空调系统简介 中央空调系统的工作过 程是一个不断进行能量转换以及热交换的过程。其理想运行状态是：在冷冻水循环系统中 ,在冷冻泵的作用下冷冻水流经冷冻主机，在蒸发器进行热交换，被吸热降温后（ 7。 C）被送到终端盘管风机或空调风机，经表冷器吸收空调室内空气的热量升温后（ 12。 C），再由冷冻泵送到主机蒸发器形成闭合循环。在冷却水循环系统中 ,在冷却泵的作用下冷却水流经冷冻机，在冷凝器吸热升温后（ 37。 C）被送到冷却塔，经风扇散热后（ 32。 C）再由冷却泵送到主机，形成循环。在这个过程里，冷冻水、冷却水作为能量传递的载体，在冷冻泵、冷却泵得到动能不停地循环在 各自的管道系统里，不断地将室内的热量经冷冻机的作用，由冷却塔排出。如图一所示。 在中央空调系统设计中，冷冻泵、冷却泵的装机容量是取系统最大负荷再增加 10% 20%余量作为设计安全系数。据统计，在传统的中央空调系统中，冷冻水、冷却水循环用电约占系统用电的 12% 24%，而在冷冻主机低负荷运行时，冷却水、冷冻水循环用电就达 30%江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 5 40%。因此，实施对冷冻水和冷却水循环系统的能量自动控制是中央空调系统节能改造及自动控制的重要组成部分。其具体系统结构图如下图所示： 用 制系统的优点 与传统 中央 空调控制系统 相比， 央空调 控制系统的优点突出体现在有以下几个方面： （ 1） 可靠性高，抗干扰能力强 于采用现代大规模集成电路技术，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。 （ 2） 配套齐全，功能完善，适用性强 展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。 (3)易学易用，深受工程技术人员欢迎 为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。 它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 6 2 制系统 简介 介 可编程控制器（ 是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在 1987 年国际电工委员会颁布的 准草案中对 了如下定义 ;文全称 文全称为可编程逻辑控制器，定义是：一种 数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入 /输出控制各种类型的机械或生产过程。 可编程逻辑控制电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有 发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条 件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数 据采集。在传统上，这些 功能是通过气动或电气控制系统来实现的。 基本 最广泛的用于开关量的逻辑控制，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制， 顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机，印刷机，订书机，智能窗帘，磨床，包装等。目前， 国内外已广泛应用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，轻纺，交通运输，环保及文化娱乐等各个行业，使用广泛。 随着应用领域的日益扩大， 术及其产品仍在继续发展，主要朝着以下的方面发展。 控制过程 可编程控制器执行程序的过程有三个 阶段。 (1) 输入采样阶段 过扫描把输入端口的输入状态按顺序保存在输入映像寄存器中，然后控制器对采集的信息进行处理，因为输入信号存在输入映像寄存器中，即使程序在执行过程中输入状态发生了变化，对程序的执行和处理也无任何影响。当一次扫描结束，映像寄存器被刷新，输入端信号才再次被采集进江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 7 入输入映像寄存器中，进行程序执行。再次扫面刷新，再次执行处理。 (2) 程序执行阶段 形图程序扫描遵循从左到右，从上到下的步骤顺序执行。所谓用户程序的执行，并非是系统将 工作交由用户程序管理， 序中的指令。输入端每次采集数据都会寄存在输入端映像数据存储区内， 行时将存储区内的信号数据进行处理。当用户程序管理程序后，程序执行一次扫描周期后进行刷新，所有的输出映像都被依次刷新，系统进入下一输出刷新阶段。 (3) 输出刷新阶段 当所有的指令执行完毕后，元件映像寄存器中所有输出继电器的状态在输出刷新阶段存到输出锁存器中，通过输出端子和外部电源，驱动外部设备。其中输出锁存器一直将状态保持到下一个循环扫描周期的开始，所以输出映像寄存器的状态在程序执行阶段是动态的。 该中央空调 制系统流程图 如下图所示： 频器的控制方式及分类 变频器的启停及频率自动调节由 模转换模块、温度传感器、温度模块进行温差闭环控制，手动 /自动切换和手动频率上升、下降由 制 。 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 8 频器的选型 随着微电子技术，电力电子技术，全数字控制技术的发展，变频器的应用越来越广泛。变频器能均匀的改变电源的频率，因而能平滑的改变交流电动机的转速，由于兼有调频调压功能，所以在各种异步电动机调速系统中效率最高，性能最好。 变频器分为间接变频和直接变频，变频水泵采用间接变频方式。 间接变频装置的特点是将工频交流电源通过整流器变成直流，再经过逆变器将直流变成频率可控的交流电。变频器以软启动取代 Y 降压启动，降低了启动电流对供电设备的冲击，减少了振动及噪音。 频器简介 : 0 允许所有参数的读 /写 : 变频器的上限频率为 50 : 变频器的下限频率为 30 : 变频器的加速时间为 30S : 变频器的减速时间为 30S : 变频器的电子热保护为 65A : 14 变频器 板的第三监视功能为变频器的输出功率 : 4 智能模式选择为节能模块 : 0 设定端子 2 5 间的频率设定为电压信号 0 10V : 2 变频器的操作模式为外部运行 3 基于 中央 空调控制系统硬件的设计 电路的控制设计 根据具体情况，同时考虑到成本控制，原有的电器设备尽可能的利用。冷冻水泵及冷却水泵均采用两用一备的方式运行，因备用泵转换时间与空调主机转换时间一致，均为一个月转换一次，切换频率不高，决定将冷冻水泵和冷却水泵电机的主备切换控制利用原有电器设备，通过接触器、启停按钮、转换开关进行电气和机械互锁。确保每台水泵只能由一台变频器拖动，避免两台变频器同时拖动同一台水泵造成交流短路事 故；并且每台变频器任何时间只能拖动一台水泵，以免一台变频器同时拖动两台水泵而过载。 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 9 频器的控制方式 变频器的启停及频率自动调节由 模转换模块、温度传感器、温度模块进行温差闭环控制，手动 /自动切换和手动频率上升、下降由 制。 器件的选型 考虑到设备的运行稳定性及性价比，以及水泵电机的匹配。选用三菱频器； 需 I/O 点数为：输入 24 点、输出 14 点，考虑到输入输出需留一定的备用量，以及系统的可靠性和价格因素，选用 度传感器模块 模块是温度传感器专用的模拟量输入 A/D 转换模块，有 4 路模拟信号输入通道（ 接收冷冻水泵和冷却水泵进出水温度传感器输出的模拟量信号；温度传感器选用 850电压型温度传感器，其额定温度输入范围 600，电压输出0 10V，对应的模拟数字输出 6000；模拟量输出模块型号为 4 通道 D/A 转换模块，每个通道可单独设置电压或电流输出，是一种具有高精确度的输出模块。 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 10 ： 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 11 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 12 4 基于 中央空调控制系统软件的设计 形图程序的设计 冷却泵手动频率上升， 冷却泵手动频率下降，有手动频率的上限 50限 30 温差采样周期，因温度变化缓慢，时间定为 5 秒能满足实际需要；当温差小于 ，变频器运行频率下降，每次调整 温差大于 ，变频器运行频率上升，每次调整 冷却进出水温差在 不调整变频器的运行频率。从而保证冷却泵进出水的温差恒定，实现节能运行。 6、冷冻泵和冷却泵的变频器运 行和停止控制 2台变频器驱动的冷却泵和 2台变频器驱动的冷冻泵的起停控制用简单逻辑顺序的控制， 序此处略。 7、变频器的保护和故障复位控制 变频器的过电流电子热保护动作时 自动检测，给出报警信号，提醒值班人员及时处理，以下为 序 : 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 13 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 14 结 论 本次毕业设计的题目是多功能切菜机的设计，直到今天，毕业设计总算接近尾声了，通过这次对于基于 中央空调控制系统的设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的 经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度，本文所设计的是基于 中央空调控制系统的设计，通过初期的方案的制定，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。 至此，感觉自己受益良深，在以后的工作中，我将继续努力，以期做到更好。 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 15 致 谢 在此论文完成之际，我的心里感到特别高兴和激动，在这里，我打心里向我的导师和同学们表示衷心的感谢！因为有了老师的谆谆教导，才让我学到了很多知识和做人的道理，由衷地感谢我亲爱的老师，您不仅在学术上对我精心指导，在生活上面也给予我无微不至的关怀支持和理解，在我的生命中给予的灵感，所以我才能顺利地完成大学阶段的学业，也学到了很多有用的知识，同时我的生活中的也有了一个明确的目标。知道想要什么，不再是过去的那个爱玩的我了。导师严谨的治学态度，创新的学术风格，认真负责，无私奉献，宽容豁达的教学态度都 是我们应该学习和提倡的。通过近半年的设计计算，查找各类基于 中央空调控制系统的相关资料，论文终于完成了，我感到非常兴奋和高兴。虽然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因为我是怎么想的，这是我付出的汗水获得的成果，是我在大学四年的知识和反映。四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的个人能力，更重要的是来自老师和同学的潜移默化让我学到很多有用的知识，在这里，谢谢老师以及所有关心我和帮助我的人，谢谢大家。 在这里，祝愿我的导师和同学们身体健康，万事如意！ 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 中央空调控制系统的设计 16 参考文 献 1 徐灏等 制原理 M(第二版） 械工业出版社， 2003 2 程悦荪 M国农业出版社， 1981 3 周纪良 制系统的设计 M械工业出版社，1991 4 吉林工业大学教研室编 M国农业出版社，1982 5 成大先主编 减（变）速器电机与电器 M学工业出版社， 1999 6 朱冬梅 M高等教育出版社， 2000 7 陈立德 M等教育出版社， 2002 8 陈立德 M等教育出版社， 2002 9 刘劲 M械工业出版社， 2000 10 陈立周 M金工业出版社， 1985 11 拖拉机编辑部主编 M海科学技术出版社， 1980 12 周纪良 J979(2)： 4713 . 998.
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