基于PLC的空調控制系統(tǒng)

1、PLC 設計與調試 課程名稱 電氣控制與PLC應用技術 設計題目 基于PLC控制的中央空調系統(tǒng)專業(yè)班級 自動化 1141 姓 名 高海風 學 號 1104421110 指導教師 蔡長青 張卓 起止時間 2014.6.9-2014.6.20 1課程設計考核和成績評定辦法1 課程設計的考核由指導教師根據(jù)設計表現(xiàn)、設計報告、設計成果、答辯等幾個方面，給出各項權重，綜合評定。該設計考核教研室主任審核，主管院長審批備案。2 成績評定采用五級分制，即優(yōu)、良、中、及格、不及格。3 參加本次設計時間不足三分之二或曠課四天以上者，不得參加本次考核，按不及格處理。4 課程設計結束一周內，指導教師提交成績和設計總結

2、。5 設計過程考核和成績在教師手冊中有記載。課程設計報告內容課程設計報告內容、格式各專業(yè)根據(jù)專業(yè)不同統(tǒng)一規(guī)范，經教研室主任審核、主管院長審批備案。注： 1. 課程設計任務書和指導書在課程設計前發(fā)給學生，設計任務書放置在設計報告封面后和正文目錄前。 2. 為了節(jié)省紙張，保護環(huán)境，便于保管實習報告，統(tǒng)一采用A4 紙，實習報告建議雙面打?。ㄕ牟捎盟误w五號字）或手寫。112/13學年第二學期PLC應用技術 課程設計任務書指導教師：蔡長青 張卓 班級：自動化1141、2班 地點：PLC512教室課程設計題目： 基于PLC控制的中央空調系統(tǒng)一、 課程設計目的本課程設計的目的在于培養(yǎng)學生運用已學的PLC控

3、制技術的基礎知識和基本理論，加以綜合運用，進行PLC控制系統(tǒng)設計的初等訓練，掌握用PLC進行系統(tǒng)控制設計的原則、設計內容和設計步驟，為從事PLC相關的畢業(yè)設計或今后的工作需要打下良好的基礎。二、 課程設計內容（包括技術指標）1、 控制面板介紹空調的控制面板如上圖所示，使用時，按動啟動按鈕，根據(jù)使用者的需求從左到右依次選擇工作模塊。（1）制冷制熱模塊的選擇是根據(jù)人的操作決定，同時可以選擇吹風，定時模式，溫度比較是PLC中自動進行的。（2）當室內溫度達到設定溫度值時，通過PLC自動控制，室內風機停止，當室內溫度重新超出設定溫度值時，室內風機自動啟動。4 （3）啟動定時器時，當定時時間到，室內外風機

4、停止工作。（4）通過變頻器控制風機轉速，達到變頻控制目的，實現(xiàn)最優(yōu)控制。2、中央空調系統(tǒng)工作過程首先啟動冷（熱）水泵，當通水管道充滿水后，延時啟動壓縮電機，實現(xiàn)初步節(jié)能與安全。此時中央空調啟動，可以實現(xiàn)單獨房間的控制。打開房間1開關，室內風機先啟動，通過定時器延時控制一段時間，啟動室外風機，自動進行溫度比較，啟動定時器，定時時間到，室內外風機關閉。打開房間2開關，室內風機先啟動，通過定時器延時控制一段時間，啟動室外風機，自動進行溫度比較，啟動定時器，定時時間到，室內外風機關閉。打開房間3開關，室內風機先啟動，通過定時器延時控制一段時間，啟動室外風機，自動進行溫度比較，啟動定時器，定時時間到，室

5、內外風機關閉。注：不同房間單獨獨立控制不受外部干擾。3、 交流電機正反轉控制交流電機由變頻器來控制轉速，轉速分為四級：1200r/min，800r/min，600r/min，400r/min。4、傳感器溫度傳感器：用于室內溫度的高低編碼器：用于檢測電機的轉速三、課程設計原則1、盡可能地滿足被控對象的控制要求；2、在滿足控制的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經濟；3、保證控制系統(tǒng)安全可靠；4、考慮到被控對象的改進，在選擇PLC的I/O數(shù)量時，應適當留有余量。四、課程設計步驟1、對控制系統(tǒng)任務和要求作深入的調查研究，明確控制任務；2、選擇和確定用戶I/O設備 根據(jù)傳統(tǒng)控制線路，確定出PLC改造所需的各

6、種輸入/輸出設備，即各種按鈕、開關、繼電器和接觸器等。3、確定系統(tǒng)整體設計方案，選擇PLC型號確定系統(tǒng)整體設計方案十分重要，要在全面了解控制要求的基礎上確定電氣控制方案。根據(jù)所選用的電器或元件的類型和數(shù)量，計算所需PLC的輸入/輸出點數(shù)，選擇合適的點數(shù)。由于本設計中只涉及到開關量，因此在選擇PLC型號時，只需考慮I/O點數(shù)，并有一定的余量（10%15%）選擇小型PLC。4、控制系統(tǒng)的硬件設計（1）主電路的設計；（2）確定出輸入、輸出信號，畫出PLC的I/O接線圖。5、控制系統(tǒng)的軟件設計（1）首先分別設計出全自動洗衣機各部分的控制軟件梯形圖；（2）整體控制軟件梯形圖設計。6、聯(lián)機調試；7、撰寫設

7、計說明書。五、時間安排時間內容備注第15周 周一集中講解課程設計要求，分配設計題目，明確任務和具體安排周二調研、查閱資料、給出設計方案 周三檢查設計方案， 周四調整設計方案 周五上機調試第16周 周一上機調試周二上機調試周三寫課程設計報告周四老師對報告進行初步檢查周五答辯六、 基本要求（一）課程設計報告1控制流程圖一張（A4）（手繪）2控制系統(tǒng)硬件設計圖一張；（A4）（手繪）3控制系統(tǒng)軟件梯形圖一張；（A4）（手繪）4設計說明書一份，包括以下內容1) 寫出設計計劃和基本步驟。2) 寫出控制要求并畫出設計流程圖。3) 畫出I/O分配表和I/O接線圖。4) 畫出具體設計的梯形圖，并加以注釋。5)

8、寫出調試過程和結果。6) 寫課程設計小結。（二）成績評定標準對學生進行全面考核，重點考核設計圖紙、說明書質量；獨立思考、獨立工作能力，綜合運用知識的能力；平時的工作態(tài)度及表現(xiàn)；答辯情況。最后按平時表現(xiàn)、報告質量、答辯成績，其權重分別為0.2、0.4、0.4綜合評定成績，分優(yōu)、良、中、及、不及格五個等級。組長：李志萍副組長：祁宇晗組員：高海風 、王勇 、馮元勝 、邢洋任務分配任務一資料準備任務二總體設計任務三繪圖任務四繪制梯形圖任務五調試任務六報告排版祁宇晗李志萍馮元勝邢洋王勇高海風馮元勝邢洋祁宇晗李志萍王勇高海風祁宇晗李志萍馮元勝邢洋高海風馮元勝 6摘 要隨著人們生活水平的不斷提高，空調已經作

9、為一件必備實用的家用電器進入了千家萬戶。中央空調更是憑借它優(yōu)越的節(jié)能性深受大家喜愛，目前，大型商場、醫(yī)院、娛樂場所等地方中央空調隨處可見，方便控制，價格低廉，性能優(yōu)越會使它越來越普及。直至今日，可編程控制器PLC在我國飛速普及與發(fā)展，我們已經可以把PLC與中央空調系統(tǒng)聯(lián)系起來。本文就主要介紹了，基于PLC所設計的中央空調，功能包括制冷、供暖、定時控制、風速控制、溫度比較等控制。詳細介紹了設計原理、設計步驟、硬件結構和程序編寫。關鍵字中央空調 PLC控制器 PLC編程Abstract：With the continuous improvement of living standards,

10、0;air conditioning has been used as an essential and practical household appliances intothousands of households. Central air conditioning is by virtue of its superior energy-saving loved by everyone, at present, large shopping malls, hospitals,&

11、#160;places of entertainment such as local central air conditioning can be seen everywhere, convenient control, low price,superior performance will make it more and more popular.Until today, the programmable controller PLC in the rapid populariz

12、ation and development of our country, we can associate PLC with central air conditioning system. This paper mainly introduces the central air conditioning, PLC based design, including refrigeration, heating function,timingcontrol, 

13、;speedcontrol, temperature control. Introduces the designprinciple, design process, hardware structure and program.Keywords：Central air conditioning PLC controller PLC programmingI目 錄1 緒論11.1中央空調工作原理11.2 中央空調的發(fā)展趨勢32 設計方案52.1控制系統(tǒng)的比較52.2中央空調主要指標62.4電機調速方式選擇63 系統(tǒng)硬件設計73.1控制

14、系統(tǒng)組成（PLC）73.2傳感器73.3變頻器介紹73.4電動機介紹83.5中央空調系統(tǒng)原理圖93.6 主電路設計93.7可編程控制器的選擇93.8可編程控制器的外圍接線圖104 系統(tǒng)軟件設計104.1模式介紹104.2PLC分配表115 調試115.1現(xiàn)場聯(lián)機115.2聯(lián)機結果13總結14參考文獻15附錄（一）硬件圖16附錄（二）流程圖17附錄（三）梯形圖18附錄（四）元件清單231 緒論中央空調系統(tǒng)由冷熱源系統(tǒng)和空氣調節(jié)系統(tǒng)組成。采用液體汽化制冷的原理為空氣調節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量，用以抵消室內環(huán)境的冷負荷；制熱系統(tǒng)為空氣調節(jié)系統(tǒng)提供用以抵消室內環(huán)境熱負荷的熱量。制冷系統(tǒng)是中央空調系統(tǒng)至關重要

15、的部分，其采用種類、運行方式、結構形式等直接影響了中央空調系統(tǒng)在運行中的經濟性、高效性、合理性。中央空調軟化水設備應用范圍：全自動軟水器：可廣泛應用于蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、交換器、蒸發(fā)冷凝器、空調、直燃機等系統(tǒng)的補給水的軟化。還可用于賓館、飯店、寫字樓、公寓等生活用水的處理及食品、飲料、釀酒、洗衣、印染、化工、醫(yī)藥等行業(yè)的軟化水處理。中央空調系統(tǒng)由冷熱源系統(tǒng)和空氣調節(jié)系統(tǒng)組成，制冷系統(tǒng)為空氣調節(jié)系統(tǒng)提供所需冷量，用以抵消室內環(huán)境的冷負荷；制熱系統(tǒng)為空氣調節(jié)系統(tǒng)提供用以抵消室內環(huán)境熱負荷的熱量。制冷系統(tǒng)是中央空調系統(tǒng)至關重要的部分，其采用種類、運行方式、結構形式等直接影響了中央空調系統(tǒng)在運行中的經

16、濟性、高效性、合理性。1.1中央空調工作原理1.1.1水系統(tǒng)工作原理水冷中央空調包含四大部件，壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器，制冷劑依次在上述四大部件循環(huán)，壓縮機出來的冷媒（制冷劑）高溫高壓的氣體，流經冷凝器，降溫降壓，冷凝器通過冷卻水系統(tǒng)將熱量帶到冷卻塔排出，冷媒繼續(xù)流動經過節(jié)流裝置，成低溫低壓液體，流經蒸發(fā)器，吸熱，再經壓縮。在蒸發(fā)器的兩端接有冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，制冷劑在此次吸的熱量將冷凍水溫度降低，使低溫的水流到用戶端，再經過風機盤管進行熱交換，將冷風吹出。1.1.2風系統(tǒng)工作原理新風的傳輸方式采用置換式，而非空調氣體的內循環(huán)原理和新舊氣體混合的不健康做法，戶外的新穎空氣經過負壓方式會自動

17、吸入室內，經過安裝在臥室、室廳或起居室窗戶上的新風口進入室內時，會自動除塵和過濾。同時，再由對應的室內管路與數(shù)個功用房間內的排風口相連，構成的循環(huán)系統(tǒng)將帶走室內廢氣，集中在排風口“呼出”，而排出的廢氣不再做循環(huán)運用，新舊風形良好的循環(huán)。1.1.3盤管系統(tǒng)工作原理風機盤管空調系統(tǒng)的工作原理，就是借助風機盤管機組不斷地循環(huán)室內空氣，使之通過盤管而被冷卻或加熱，以保持房間要求的溫度和一定的相對濕度。盤管使用的冷水或熱水，由集中冷源和熱源供應。與此同時，由新風空調機房集中處理后的新風，通過專門的新風管道分別送入各空調房間，以滿足空調房間的衛(wèi)生要求。風機盤管空調系統(tǒng)與集中式系統(tǒng)相比，沒有大風道，只有水管

18、和較小的新風管，具有布置和安裝方便、占用建筑空間小、單獨調節(jié)好等優(yōu)點，廣泛用于溫、濕度精度要求不高、房間數(shù)多、房間較小、需要單獨控制的舒適性空調中。1.1.4制熱原理壓縮機吸入低壓氣體經過壓縮機壓縮變成高溫高壓氣體，高溫氣體通過換熱器把水溫提高，同時高溫氣體會冷凝變成液體。液體再進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā)，（蒸發(fā)器蒸發(fā)的同時也要有換熱媒體，根據(jù)換熱的媒體不同機器的型號結構也不同。常用的有風冷和地源。）液體經過蒸發(fā)器后變成低壓低溫氣體，低溫氣體再次被壓縮機吸入進行壓縮。就這樣循環(huán)下去，空調側循環(huán)水就變成45-55度左右的熱水了。熱水經過管道送到需要采暖的房間，房間安裝有風機盤管把熱水和空氣進行熱交換實現(xiàn)

19、制熱目的。1.1.5水系統(tǒng)工作原理水冷中央空調包含四大部件，壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器，制冷劑依次在上述四大部件循環(huán)，壓縮機出來的冷媒（制冷劑）高溫高壓的氣體，流經冷凝器，降溫降壓，冷凝器通過冷卻水系統(tǒng)將熱量帶到冷卻塔排出，冷媒繼續(xù)流動經過節(jié)流裝置，成低溫低壓液體，流經蒸發(fā)器，吸熱，再經壓縮。在蒸發(fā)器的兩端接有冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，制冷劑在此次吸的熱量將冷凍水溫度降低，使低溫的水流到用戶端，再經過風機盤管進行熱交換，將冷風吹出。1.1.6風系統(tǒng)工作原理新風的傳輸方式采用置換式，而非空調氣體的內循環(huán)原理和新舊氣體混合的不健康做法，戶外的新穎空氣經過負壓方式會自動吸入室內，經過安裝在臥室、室廳或起

20、居室窗戶上的新風口進入室內時，會自動除塵和過濾。同時，再由對應的室內管路與數(shù)個功用房間內的排風口相連，構成的循環(huán)系統(tǒng)將帶走室內廢氣，集中在排風口“呼出”，而排出的廢氣不再做循環(huán)運用，新舊風形良好的循環(huán)。1.1.7盤管系統(tǒng)工作原理風機盤管空調系統(tǒng)的工作原理，就是借助風機盤管機組不斷地循環(huán)室內空氣，使之通過盤管而被冷卻或加熱，以保持房間要求的溫度和一定的相對濕度。盤管使用的冷水或熱水，由集中冷源和熱源供應。與此同時，由新風空調機房集中處理后的新風，通過專門的新風管道分別送入各空調房間，以滿足空調房間的衛(wèi)生要求。風機盤管空調系統(tǒng)與集中式系統(tǒng)相比，沒有大風道，只有水管和較小的新風管，具有布置和安裝方便

21、、占用建筑空間小、單獨調節(jié)好等優(yōu)點，廣泛用于溫、濕度精度要求不高、房間數(shù)多、房間較小、需要單獨控制的舒適性空調中。1.2 中央空調的發(fā)展趨勢市場需求是決定空調發(fā)展的主要動力，根據(jù)目前的市場需求來看，在空調技術方面有兩大主流方向：一為變頻技術，一為健康技術。在空調類型方面，則以戶式中央空調的前景最為樂觀。以下我將從三個方面闡述對空調的發(fā)展趨勢的理解。我國空調產業(yè)一直沿用家用空調和中央空調的分類，家用空調和中央空調的兩類生產廠家互不涉足。目前,市場出售的兩類空調都有其局限性:一般家用空調使用于小面積、居室少的環(huán)境中,大型建筑采用中央空調。但是隨著社會經濟的不斷發(fā)展與進步,隨著居民居住面積的增大,對

22、室內空氣品質的要求也越來越高。例如一個三居室用戶要裝三部空調器,需要三個不同的室外空間,原來使用的家用空調特別是分體式空調器的安裝就受到限制;雖然有些空調器生產廠家加裝了排氣扇,但空氣流通不暢,空氣質量差等弊端仍沒有從根本上克服。而大型中央空調雖可同時為多用戶集中供冷暖,但缺少個性化選擇、自由度小,一次性投資較大,只能應用在大型建筑物和高檔住宅小區(qū),同時中央空調用于大型建筑特別是出租式建筑時又會遇到收費較困難等問題。為了解決上述兩種空調的弊端戶式中央空調就應運而生。通過分析得出戶式中央空調的一下優(yōu)點：戶式中央空調系統(tǒng)是小型化的中央空調系統(tǒng)可滿足用戶多居室需求,以家庭為單元,可適應用戶的個性化需

23、求不受其他用戶影響。由于戶式空調采用了分體式空調室內機與室外機相分離的結構形式,使主機與末端裝置相分離,這樣就保證了寧靜的家居環(huán)境;符合空調低噪聲的發(fā)展趨勢。室內末端裝置可采用多種方式安裝如:暗藏、半暗藏、明裝等方式,極適宜配合室內裝修,尤其適合高檔裝修。由于主機由微電腦控制,在室內可完成全部操作,且操作簡便;采用先進的電子控制技術系統(tǒng)可根據(jù)實際負荷自動化運行,節(jié)約能源及運行費用。在戶式中央空調的銷售方面，可以和房地產商進行匹配銷售。因為對房地產商而言，戶式中央空調系統(tǒng)運行可靠、維護量極小、收費直觀合理、不需設機房、這樣可以減少公用設施和土建投資，降低房地產價格。此外戶式中央空調可以分批投資添

24、置各用戶的空調系統(tǒng)，這樣可以減少資金的固定化。 關于變頻技術的運用，是由于現(xiàn)階段的能源緊張所導致的。2004年9月16日國家空談的強制性能效新標準出臺，新標準按空調能效等級分為五級：一級為最高標準其能效指標為3.4；五級為最低標準，能效指標為2.6。一臺1.5匹的一級產品每小時用電量不超過1度，五級產品每小時用電量不超過1.35度。從2005年3月1日起達不到最低標準的空調將不允許上市銷售。所謂的“變頻空調”是與傳統(tǒng)的“定頻空調”相比較而產生的概念。眾所周知，我國的電網電壓為220伏、50赫茲，在這種條件下工作的空調稱之為“定頻空調”。由于供電頻率不能改變，傳統(tǒng)的定頻空調的壓縮機轉速基本不變，

25、依靠不斷地“開、?！眽嚎s機來調整室內溫度，其一開一關之間容易造成室溫忽冷忽熱，并消耗較多電能。而與之相比的“變頻空調”變頻器改變壓縮機供電頻率，調節(jié)壓縮機轉速，依靠壓縮機轉速的快慢達到控制室溫的目的，室溫波動小、電能消耗少，其舒適度得到較大提高。運用變頻控制技術的變頻空調，可根據(jù)環(huán)境溫度自動選擇制熱、制冷和除濕運轉方式，使居室在短時間內迅速達到所需要溫度，并在低轉速、低能消耗狀態(tài)下以較小的溫差波動，實現(xiàn)了快速、節(jié)能和舒適控溫效果。 供電頻率高，壓縮機轉速快，空調器制冷（熱）量就大；而當電頻率較低時，空調器冷（熱）就小，這就是所謂定頻的原理。變頻空調的核心是它的變頻器，變頻技術是20世紀80年代

26、問世的高新技術，它通過對電流的轉換來實現(xiàn)電動機運轉頻率的自動調節(jié)，把50Hz的固定電網頻率改為30至130Hz的變化頻率，使空調完成了一個新革命；同時，還使電源電壓范圍達到142V至270V，徹底解決了由于電源電壓不穩(wěn)造成空調機不能正常工作的難題。變頻每次開始使用時，通常是讓空調以最大功率、最大風速量進行制冷或制熱，迅速接近所設定的溫度。由于變頻空調通過提高壓縮機工作頻率的方式增大了在低溫時的制熱能力，最大制熱量可達到同品牌同級別空調器的1.5倍，低溫下仍能保持良好的制冷效果。此外，一般的分體機只有四風速可供調節(jié)，而變頻空調的室內風機自動運行時，轉速會隨壓縮機的工作頻率在12檔風速范圍內變化，

27、由于風機的轉速與空調器的能力配合較為合理，實現(xiàn)了低噪音的寧靜運行。在空調高功率運轉時，迅速接近所設定的溫度。這樣不但溫度穩(wěn)定，還避免了壓縮機頻繁地開開停停所造成的對壓縮機壽命的衰減，而且耗電量大大下降，實現(xiàn)了高效節(jié)能。 “變頻空調”采用了比較先進的技術，啟動時電壓較小，可在低電壓和低溫條件下啟動，這對于某些地區(qū)由于電壓不穩(wěn)或冬天室外溫度較低而空調難以啟動的情況，有一定的改善作用。由于實現(xiàn)了壓縮機的無級變速，它也可以適應更大面積的制熱要求。不過，“變頻空調”的價位通常較“定頻空調”高出幾百元。根據(jù)目前的變頻技術的發(fā)展主要表現(xiàn)在以下兩個方面：（1） 機的驅動方式從交流變頻到直流調速；（2） 制技術

28、VVVF變頻技術，PWM脈寬調速控制技術，矢量控制技術。變頻技術的優(yōu)點：（1） 或制熱速度快（2） 較好的舒適性。（3） 變頻空調啟動時對電路沒有大、的電流沖擊。然而，通過多年的市場分析可以看到，節(jié)能并沒有很好的被消費者接受。因為變頻空調的節(jié)電與否與使用方式有很大關系，如果不是長時間的開著空調那么節(jié)電的意義就不突出。所以我認為變頻空調是一種趨勢，但在近年內為空調企業(yè)贏利的空間不大。隨著人們生活水平的大幅度提高，追求健康將成為一種時尚，也是一種必然的趨勢。經調查顯示，未來空調的預期消費 9.5% ，選擇健康節(jié)能的比例超過 50% ，健康與高效節(jié)能成為消費者選擇的首要因素，達到 80.3% ，市場

29、上比較認可健康的概念。健康空調的發(fā)展歷史為：最早是吸污材料，90年代光觸媒、冷觸媒已經逐漸被淘汰， 2000年后，除塵、除垢顯得很重要，2004 年進入第三階段，以殺菌、除菌為主導的健康空調技術替代原先技術，而成為市場主流，也使得市場上很多偽健康空調開始出現(xiàn)，各種健康技術也浮出水面，但技術水平差參不齊。這個時候，空調的光波技術橫空出世，成為健康空調的主流技術，但以光波技術為代表的企業(yè)并不多，只有格蘭仕獨樹光波健康技術大旗，光波技術在我國應用時間較短，市場聲音較小，但光波技術是目前市場上最為成熟的健康技術，也代表了行業(yè)的發(fā)展方向與趨勢。2 設計方案2.1控制系統(tǒng)的比較（1）PLC系統(tǒng)的特點1）可

30、靠性高，PLC作為一種通用的工業(yè)控制器，它必須能夠在各種不同的工作環(huán)境中正常工作。對工作的環(huán)境要求較低，抗外部干擾能力強，平均無故障時間長。 2）使用方便靈活，PLC采用了基本單元擴展或者是模塊化的結構形式，因此，輸入/輸出信號的數(shù)量，形式，驅動能力等都可以根據(jù)實際控制要求進行選擇與確定，而且在需要時可以隨時更換，近年來，PLC的特殊模塊增多這些可以滿足不同的控制要求，使PLC的使用更加靈活與多變。 3）編程簡單，PLC的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了獨特的，多種面向廣大工程設計人員的編程語言，如指令表，梯形圖，邏輯功能圖，順序功能圖等，程序簡潔，明了適合各類技術人員的傳統(tǒng)習慣，即使是沒有計算機知識

31、的人員也很統(tǒng)一掌握，特別是梯形圖與邏輯功能圖，形象直觀，動態(tài)監(jiān)測效果逼真，且與計算機控制容易。（2） 單片機系統(tǒng)的特點：1）要求環(huán)境，單片機對環(huán)境的適應能力較低，可靠性差。2）編程和PLC相比難以學習，主要是單片機采用匯編語言或者是C語言，這些高級語言和PLC語言相比，難以學習。3）功能單一知識具有使用中所需要的功能。但是，它結構簡單，處理速度快。2.2中央空調主要指標（1）定時設計：根據(jù)實際情況，采用定時器方便控制。（2）模式設計：根據(jù)實際情況，分為制冷、吹風和供暖，可以相互配合控制。（3）調速設計：采用變頻調速。（4）手動環(huán)節(jié)：手動停機，手動定時。2.3檢測電路。（1）溫度檢測：用于檢測當

32、前模式下室內溫度高低。（2）轉速檢測：用于檢測電機轉速是否達標。2.4電機調速方式選擇三相交流電機的調速方式大致分為以下幾種：調壓調速、調電樞電阻調速、調磁通調速，變頻調速。在洗衣機發(fā)展過程中，對于速度的調整又有以下幾種常見的調速方法：皮帶調速、離合器調速、變頻調速。在現(xiàn)場，調壓調速、調磁通調速都是有一定缺陷的。而皮帶調速和離合器調速都是有級調速，能滿足的速度需求相對較低，而這兩種調速方式對于機械硬件的依賴較高，在有較強干擾時，不能滿足電機額定轉速的要求，所以自動化程度是欠缺的。但是變頻調速通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的，并且變頻調速是高效調速，調速是轉差率不變，因此無轉差損

33、耗，而其他調速方式轉差損耗隨調速范圍擴大而增加。故，我們選擇變頻調速。3 系統(tǒng)硬件設計3.1控制系統(tǒng)組成（PLC）PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計?？删幊踢壿嬁刂破鲗嵸|是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同?；緲嫵捎校弘娫?、中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入輸出接口電路、功能模塊、

34、通信模塊。3.2傳感器溫度傳感器：用于檢測和控制當下工作模式室內溫度高低。當溫度達到設定范圍時，傳感器發(fā)出信號，室內風機停止。編碼器：用于檢測電機轉速，在電壓不穩(wěn)時，檢測之后回饋之后調節(jié)變頻器，使電機達到額定轉速。3.3變頻器介紹變頻器是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。我們使用的變頻器是歐姆龍公司生產的。在操作過程中應當注意以下幾點事項：（1）防止電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的

35、儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內儀表和電子系統(tǒng)，應該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應接地。如果處理不好電磁干擾，往往會使整個系統(tǒng)無法工作，導致控制單元失靈或損壞。 （2）防止輸入端過電壓。變頻器電源輸入端往往有過電壓保護，但是，如果輸入端高電壓作用時間長，會使變頻器輸入端損壞。因此，在實際運用中，要核實變頻器的輸入電壓、單相還是三相和變頻器使用額定電壓。特別是電源電壓極不穩(wěn)定時要有穩(wěn)壓設備，否則會造成嚴重后果。（3）接地。變頻器正確接地是提高控制系統(tǒng)靈敏度、抑制噪聲能力的重要手段，變頻器接

36、地端子E(G)接地電阻越小越好，接地導線截面積應不小于2mm2，長度應控制在20m以內。變頻器的接地必須與動力設備接地點分開，不能共地。信號輸入線的屏蔽層，應接至E(G)上，其另一端絕不能接于地端，否則會引起信號變化波動，使系統(tǒng)振蕩不止。變頻器與控制柜之間應電氣連通，如果實際安裝有困難，可利用銅芯導線跨接。在連接過程中，一定要將變頻器的接地端與電機的接地端相連。3.4電動機介紹電動機采用三相異步交流電動機。與單相異步電動機相比，三相異步電動機運行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉子結構的不同，三相異步電動機可分為籠式和繞線式兩種。籠式轉子的異步電動機結構簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛

37、的應用，其主要缺點是調速困難。繞線式三相異步電動機的轉子和定子一樣也設置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。電動機工作原理為：當電動機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后，將產生一個旋轉磁場，該旋轉磁場切割轉子繞組，從而在轉子繞組中產生感應電流（轉子繞組是閉合通路），載流的轉子導體在定子旋轉磁場作用下將產生電磁力，從而在電機轉軸上形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉，并且電機旋轉方向與旋轉磁場方向相同。3.5中央空調系統(tǒng)原理圖3.6 主電路設計 3.7可編程控制器的選擇根據(jù)輸入信號及輸出信號的數(shù)量，經過初略計算， 輸入點數(shù)為12點，輸出點數(shù)為5點，輸入、輸出信號都是數(shù)字

38、量。增加20%備用量，以便隨時增加控制功能：輸入點數(shù)為： 12×(1+20%)=14.4輸出點數(shù)為： 5×(1+20%)=6.0根據(jù)I/O點數(shù)，可選歐姆龍CPM2*型可編程控制器.3.8可編程控制器的外圍接線圖4 系統(tǒng)軟件設計4.1模式介紹順序進行具體步驟為：啟動（熱）冷水泵，延時啟動壓縮電機，打開室內空調開關，自動進行溫度比較，智能控制室內風機，選擇啟動定時器，定時到，室內外風機停止。下面就是工作的詳細介紹（以房間1制冷為例）1）PLC投入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)準備好啟動；2）啟動冷水泵；3）延時啟動壓縮電機；4）打開房間1開關；5）自動進行溫度比較；6）打開定時器；7）溫度達到設定溫度范圍時，室內風機停止；8）溫度超出設定溫度范圍時，室內風機啟動；9）延時時間到；10）室內外風機停止；4.2PLC分配表輸入地址分配輸入地址對應控制電器電器元件代號1.00 總啟動SA01.01 總停止SA11.02 冷水電機啟動開關SB01.03 熱水電