自动控制系统综合实习报告模版

1、自动化自动控制系统综合实习报告中央空调控制系统专业 学号 姓名 组员 指导老师：蔡镇金李林 衡旭 何晶 廖宇琴王洋目录目录 I1. 绪论 12. 中央空调的工作原理 1.2.1 概述1.2.2制冷系统 2.2.3制热系统 3.2.4 水系统3.2.5 风系统3.3. 中央空调变频调速系统的基本控制原理 4.3.1 冷冻水循环系统的控制 4.3.2 冷却水循环系统的控制 4.4. 中央空调变频调速系统的切换方式 4.4.1 一台变频器方案 5.4.2全变频方案 5.5. 中央空调控制系统设计 5.5.1 中央空调控制系统的电气设计 6.5.1.1 系统设计及接线图 6.5.1.2 系统的安装调试

2、 7.5.2 中央空调控制系统的软件组态 9.6 总结 1.1.附录 1.1.中央空调控制系统 PLC 参考程序 1.11.绪论中央空调一般指中央空调（空气调节系统）中央空调系统由冷热源系统和空 气调节系统组成。 采用液体气化制冷系统为空气调节系统提供所需冷量， 用以抵 消室内环境的冷负荷； 制热系统为空气调节系统提供用以抵消室内环境热负荷的 热量。制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构 形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、 高效性、合理性。 随着社会 的发展人们生活水平的提高， 中央空调的应用已非常普遍， 中央空调是现代大厦 物业、宾馆、商场不可缺少的设施

3、，据调查统计，目前不少中央空调的能耗几乎 占了建筑总能耗的 50%或更高，由于中央空调在技术上完全可以满足小型化和小 制冷量的要求，从而在家用消费领域存在扩大的趋势。 2010 年行业市场规模达 到 450 亿元， 2011 年进一步扩大，仅上半年市场规模就达 300 亿元，同比增长 达 40%以上。2. 中央空调的工作原理中央空调系统主要有制冷系统、制热系统、水系统、风系统等部分组成。其 工艺流程图如图 2-1 所示。2.1 概述空调用制冷技术属于普通制冷范围，主要是采用液体气化制冷法。 （主要是 利用液体气化过程要吸收比潜热， 而且液体压力不同， 其沸点也不同， 压力越低， 沸点越低。）根

4、据热量从高温物体向低温物体转移的不同方式，可分为：蒸气压 缩式制冷、吸收式制冷。气态制冷工质（如氟利昂）经压缩机压缩成高温高压气 体后进入冷凝器，与水（空气）进行等压热交换，变成低温高压液态。液态工质 经干燥过滤器去除水份、杂质，进入膨胀阀节流减压，成为低温低压液态工质， 在蒸发器内气化。 液体气化过程要吸收气化潜热， 而且液体压力不同， 其饱和温 度（沸点）也不同，压力越低，饱和温度越低。例如， 1kg 的水，在绝对压力为 0.00087MPa，饱和温度为 5，气化时需要吸收 2488.7KJ热量； 1kg 的氨，在 1 个标准大气压力（ 0.10133MPa）下，气化时需要吸收 1369.

5、59KJ 热量，温度可抵 达-33.33。因此，只要创造一定的低压条件，就可以利用液体的气化获取所要 求的低温。依此原理，气化过程吸取冷冻水的热量，使冷冻水温度降低（一般降 为 7 ）。制冷工质在蒸发器内吸取热量，温度升高变成过热蒸气，进入压缩机 重复循环过程。蒸气压缩式制冷系统主要分为水冷式和风冷式。冷剂单向阀回收水冷冻水收集罐锅炉冷却水循环泵冷却塔制热循环泵图 2-1 中央空调工艺流程图中央空调的外部热交换主要由两个水循环系统来完成， 即冷却水循环系统和 冷冻水循环系统如图 2-1 所示，压缩机不断的从蒸发器中抽取制冷剂蒸汽，低压 制冷剂蒸汽在压缩机内部被压缩为高压蒸汽后进入冷凝器中， 制

6、冷剂和冷却水在 冷凝器中进行热交换， 制冷剂放热后变为高压液体， 通过热力膨胀阀后， 液态制 冷剂压力急剧下降， 变为低压液态制冷剂后进入蒸发器， 在蒸发器中， 低压液态 制冷剂通过与冷冻水的热交换吸收冷冻水的热量， 冷冻水通过盘管吹出冷风以达 到降温目的， 温度升高了的循环水回到冷冻主机又成为冷冻水， 而变为低压蒸汽 的制冷剂， 在通过回气管重新吸入压缩机， 开始新的一轮制冷循环。 而冷却水在 与制冷剂完成热交换之后， 由冷却水泵加压， 通过冷却水管道到达散热塔与外界 进行热交换，降温后的冷却水重新流入冷冻主机开始下一轮循环。2.2 制冷系统吸收式制冷机主要由四个交换设备组成， 即发生器、

7、冷凝器、蒸发器和吸 收器，它们组成两个循环环路： 制冷剂循环与吸收剂循环。 制冷剂循环属逆循环， 由冷凝器、 节流装置和蒸发器组成。 高压气态制冷剂在冷凝器中向冷却介质放热 被凝结为液态后， 经节流装置减压降温进入蒸发器； 在蒸发器内， 该液体被气化 为低压气态， 同时吸取被冷却介质的热量产生制冷效应。 这些过程与蒸气压缩式 制冷完全相同。吸收剂循环属正循环，主要由吸收器、发生器和溶液泵组成，相 当于蒸气压缩式制冷的压缩机。 在吸收器中， 用液态吸收剂不断吸收蒸发器产生 的低压气态制冷剂， 以达到维持蒸发器内低压的目的； 吸收剂吸收制冷剂蒸气而 形成的制冷剂 - 吸收剂溶液，经溶液泵升压后进入

8、发生器；在发生器中该溶液被 加热、沸腾，其中沸点低的制冷剂气化形成高压气态制冷剂，进入冷凝器液化， 而剩下的吸收剂溶液则返回吸收器再次吸收低压气态制冷剂。2.3 制热系统压缩机吸入低压气体经过压缩机压缩变成高温高压气体， 高温气体通过换热 器把水温提高， 同时高温气体会冷凝变成液体。 液体再进入蒸发器进行蒸发，（蒸 发器蒸发的同时也要有换热媒体，根据换热的媒体不同机器的型号结构也不同。 常用的有风冷和地源。 ）液体经过蒸发器后变成低压低温气体，低温气体再次被 压缩机吸入进行压缩。就这样循环下去，空调侧循环水就变成 45-55 度左右的热 水了。热水经过管道送到需要采暖的房间， 房间安装有风机盘

9、管把热水和空气进 行热交换实现制热目的。2.4 水系统水冷中央空调包含四大部件，压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器，制冷剂 依次在上述四大部件循环，压缩机出来的冷媒（制冷剂）高温高压的气体，流经 冷凝器，降温降压， 冷凝器通过冷却水系统将热量带到冷却塔排出， 冷媒继续流 动经过节流装置，成低温低压液体，流经蒸发器，吸热，再经压缩。在蒸发器的 两端接有冷冻水循环系统， 制冷剂在此次吸的热量将冷冻水温度降低， 使低温的 水流到用户端，再经过风机盘管进行热交换，将冷风吹出。2.5 风系统新风的传输方式采用置换式， 而非空调气体的内循环原理和新旧气体混合的 不健康做法，户外的新颖空气经过负压方式会自动吸

10、入室内，经过安装在卧室、 室厅或起居室窗户上的新风口进入室内时， 会自动除尘和过滤。 同时，再由对应 的室内管路与数个功用房间内的排风口相连，构成的循环系统将带走室内废气， 集中在排风口“呼出” ，而排出的废气不再做循环运用，新旧风形良好的循环。3. 中央空调变频调速系统的基本控制原理中央空调变频调速系统的控制依据是： 中央空调的外部热交换由两个循环水 系统来完成。循环水系统的回水与进水温度之差， 反映了需要进行热交换的热量。 因此，根据回水与进水温度之差来控制循环水的流动速度， 从而达到控制热交换 的速度，是比较合理的控制方法。3.1 冷冻水循环系统的控制由于冷冻水的出水温度是冷冻机组冷冻的

11、结果，是比较稳定的。单是回水温 度的高低就足以反映房间内的温度， 所以，冷冻泵的变频调速系统可以简单地根 据回水温度进行如下控制： 回水温度高，说明房间温度高， 应提高冷冻泵的转速， 加快冷冻水的循环速度， ；反之，回水温度低，说明房间温度低，可降低冷冻泵 的转速，减缓冷冻水的循环速度，即通过变频调速，实现回水的恒温控制。3.2 冷却水循环系统的控制由于冷却塔的水温是随环境温度而变的， 其单侧水温不能准确地反映冷冻机 组内产生热量的多少。 所以，对于冷却泵，以进水和回水见的温差作为控制依据， 实现进水和回水的恒温差控制是比较合理的。 温差大，说明冷冻机组产生的热量 大，应提高冷却泵的转速， 增

12、大冷却水的循环速度； 反之则减缓冷却水的循环速 度，以节约能源。变频器控制系统是通过安装在冷却水系统回水主管上的温度传感器来检测 冷却水的回水温度， 并可直接设定变频器参数使系统温度在需要的范围内， 如图 3-1 所示：图 3-1 中央空调变频控制原理图4. 中央空调变频调速系统的切换方式中央空调的水循环系统一般都由若干台水泵组成。采用变频调速时，可以有两种方案：一台变频器方案和全变频方案。4.1 一台变频器方案若干台冷却泵由一台变频器控制，若干台冷却泵由另一台变频器控制。现对 三台水泵进行控制，各台水泵之间的切换方式如下：（1）先启动一号泵，进行恒温（差）控制。（2）当一号泵的工作频率上升到

13、 50Hz 时，就爱你个它切换到工频电源，同 时将变频器的给定频率迅速降到 0Hz，使二号泵与变频器相接，并开始启动，进 行恒温（差）控制（3）当二号泵的工作频率上升到 50Hz 时切换到工频电源； 同时将变频器的 给定频率迅速将到 0Hz，使三号泵与变频器相接，并开始启动，进行恒温（差） 控制（4）当三号泵的工作频率下降到设定值下限切换频率时，将一号泵停机。（5）当三号泵的工作频率在次下降到设定频率的下限切换频率时，将二号泵停机。这时，只有三号泵处于变频调速状态。这种方案的主要优点是只用一台变频器，设备投资较少；缺点是节能效果较 差。4.2 全变频方案全变频，即所有的冷冻泵和冷却泵都采用变频

14、调速。其切换方法如下：（1）先启动一号泵，进行恒温（差）控制。（2）当工作频率上升到设定的切换上限值时，启动二号泵，一号泵和二号 泵同时进行变频调速，实现恒温（差）控制（3）当工作频率又上升到切换上限值时，启动三号泵，三台泵同时进行变 频调速，实现恒温（差）控制（4）当三台泵同时运行，而工作频率下降到设定的下限值时，可关闭三号 泵，使系统进入两台运行状态， 当频率继续下降到设定值下限切值时， 关闭二号 泵，进入单台运行状态。全频调速系统由于每台泵都要配置变频器，故设备投资高，当节能效果要好 的多。5. 中央空调控制系统设计对于系统的恒温控制，结合工艺忽然用户实际应用要求，对中央空调的温度调节控

15、制，可采用变频器 PID 运算的一种控制，也可采用变频器的多端速度进 行控制。在这里我们采用单台变频器的多段速度控制方案。5.1 中央空调控制系统的电气设计5.1.1 系统设计及接线图根据系统控制要求进行 PLC、变频器设计同时进行系统控制接线。（1）分析电路控制要求，结合中央空调制冷原理和要求，系统的接线原理图如图 5-1 所示2）S7-200PLC的 I/O 接口分配如表 5-1所示。3）中央空调控制系统 PLC状态转移图如图所示， PLC的参考程序见附录表 5-1 200PLC 的 I/O 接口分配表输入输出输入地址元件作用输出地址元件作用I0.0SB1停止按钮Q0.0KA1M1 工频I

16、0.1SB2启动按钮Q0.1KA2M2 变频I0.2SL1温差上限Q0.2KA3M2 工频I0.3SL2温差下限Q0.3KA4M3 变频Q0.4KA5M3 工频Q0.5KA6M1 变频Q0.63端变频器运行Q0.75端变频器 DIN1Q1.06端变频器 DIN2Q1.17端变频器 DIN3Q1.2KA7M4 启动Q1.3KA8M5 启动Q1.4KA9M6 启动图 5-1 中央空调变频调速系统电气原理图5.1.2 系统的安装调试（1）首先将主控制回路按图进行连线，并与实际操作中情况相结合表 5-2 中央空调 MM420 变频器参数设置表参数号设定值说明P00033用户访问所有参数P00101快速

17、调试P01000功率以 KW 表示，频率为 50HzP0304380电动机额定电压（ V ）P030513电动机额定电流（ A ）P03070.55电动机额定功率（ KW ）P030991电动机额定效率（ %）P031050电动机额定频率（ Hz）P03111400电动机额定转速（ r/min ）P07002命令源选择“由端子排输入”P070117DIN1 选择按二进制编码选择频率 +ONP070217DIN2 选择按二进制编码选择频率 +ONP070317DIN3 选择按二进制编码选择频率 +ONP07041DIN4 运行P07251端子 DIN 输入为高电平有效P10003选择固定频率设定

18、值P100150设定固定频率 f1 （Hz）P100240设定固定频率 f2 （Hz）P100330设定固定频率 f3 （Hz）P100425设定固定频率 f4 （Hz）P100520设定固定频率 f5 （Hz）P100615设定固定频率 f6（Hz）P100710设定固定频率 f7 （Hz）P10163固定频率方式位 0 按二进制编码选择 +ONP10173固定频率方式位 1 按二进制编码选择 +ONP10183固定频率方式位 2 按二进制编码选择 +ONP10800电动机运行的最低频率（ Hz）P108250电动机运行的最高频率（ Hz）P11201加速时间（ S）P11211减速时间（ S）2）经检查无误后方可通电。3）在通电后不要急与运行