PLC在中央空调模型控制系统中的应用

摘要：PLC以其体积小、成本低和功能专一等特点在工业控制方面的应用已日趋明显，并在发电、化工、电子等行业的电气控制方面得到了广泛的应用。利用PLC实现对中央空调系统的控制，可以确保大厦内中央空调系统处于高效、节能、最佳运行状态。本课题以本校楼宇智能化专业实训室内的一套中央空调系统模型为工程对象， 采用西门子SIMATIC S7-200系列PLC实现对该中央空调模型的控制。该PLC控制系统使该空调系统按照一定的逻辑顺序实现启停控制，包括冷源（压缩式制冷系统）的监控、冷冻水

系统的监控、冷却水系统的监控。

关键词： PLC；中央空调模型；控制

目 录

引 言. 3

1.1 工程概述. 3

2 PLC控制系统简介. 4

2.3 PLC的特点. 5

3.1 受控对象分析. 6

3.1.2 系统分析. 6

3.2 流程图. 7

3.5 梯形图. 9

3.6.1 二次接线图的PLC控制部分. 10

4 安装调试. 11

4.1 程序的模拟调试. 11

总 结. 12

致 谢. 12

参考文献. 12

附 录. 13

引 言

中央空调是对建筑物内空气进行调节的专用系统，随着人们生活水平的不断提高，越来越多的大、中型建筑采用中央空调系统。为提高中央空调系统的经济性、可靠性及可维护性，需采用控制系统对中央空调系统的各个设备进行控制。目前，中央空调的控制方法主要有：继电器控制、PLC(可编程序控制器)控制和DDC（直接数字控制器）控制，更先进的则是采用BAS（建筑设备自动化系统）对中央空调等建筑设备

进行监控和系统集成。BAS对中央空调监控的核心设备是DDC。

继电器控制系统由于故障率高，系统复杂，功耗高等明显的缺点已逐渐被人们所淘汰。直接数字式控制器DDC功能更强于PLC。但它集成度高，程序可编的范围很小，这对理解中央空调的自动控制带来了一定的模糊性。PLC控制集成度低于DDC，可以自由编写，价格低，且运行可靠、抗干扰能力强、使用与维护均很方便，这些优点使其得到广泛的应用。本课题将采用PLC实现对中央空调模型的控制，进行相应

的应用设计。

1 概 述

1.1 工程概述

本课题以本校楼宇智能化专业实训室内的一套中央空调系统模型为工程控制对象。该中央空调模型现行的控制设备采用西门子楼宇科技公司生产的成套楼宇自控系统（APOGEE系统），现场控制器选用DDC，型号为MEC100。BA系统造价昂贵，这使得学生的动手操作练习成本高，对实验实训的实施有较大困难。

另外，BA系统的集成度高，这对理解中央空调的自动控制带来了一定的模糊性。

为了比较对照不同控制形式在空调系统上的应用，本课题采用PLC实现对该中央空调模型的控制。即以PLC为控制器，实现空调模型按照一定的逻辑顺序实现启停控制，完成对冷源（压缩式制冷系统）、

冷冻水系统、冷却水系统的监控。

1.2 设计要求

本课题的基本要求如下：

1. 控制器：采用可编程控制器PLC

2. 受控对象：楼宇实验室中央空调系统模型

3. 设计目标：用PLC实现中央空调系统设备监控

4. 设计内容：中央空调系统控制逻辑的确定；控制方案的选择分析；PLC的应用设计；系统的安

装调试。

5. 监控要求：

n 对压缩机实现运行状态和故障状态的监测和启停控制（2DI、1DO）。

n 对冷冻水泵实现运行状态和故障状态的监测和启停控制（2DI、1DO）。

n 对冷却水泵实现运行状态和故障状态的监测和启停控制（2DI、1DO）。

n 对冷却塔的风机实现运行状态和故障状态的监测和启停控制（2DI、1DO）。

n 对该空调模型按照一定的逻辑顺序实现启停控制。

1.3 设计依据

《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》 GBJ/T16-92

《民用建筑电气设计规范》 GB50198-94

《中国电气装置安装工程施工及验收规范》 GBJ232—82

《智能建筑设计标准》 GB/T50314-2000

《中国建筑电气设计规范》 GBH115-83

2 PLC控制系统简介

2.1 PLC的体系结构

可编程序控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。PLC实质上是一种被专用于工业

控制的计算机，其硬件结构和微机是基本一致的。如图1所示。

图1 PLC硬件结构

2.2 PLC的组成

PLC主要是模块式的，包含主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器。

（1）CPU模块

PLC模块主要由微处理器(CPU芯片)和存储器组成，CPU模块相当于人的大脑，它不断地采集输入

信号，执行用户程序，存储程序和数据。

（2）编程器

编程器用来生成用户程序，并用它进行编辑、检查、修改和监视用户程序的执行情况。

（3）I/O模块

输入(Input)模块和输出(Output)模块，简称为I/O模块，它们是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部

现场设备和CPU模块的桥梁。

2.3 PLC的特点

（1） 通用性好，接线简单，通过选配相应的模块，可适应用于各控制系统。

（2） 功能强，可以通过编程实现任意复杂的控制功能。除逻辑控制功能外，还具有模拟量控制，

顺序控制，位置控制，高速计数以及网络通信等功能。

（3） 可靠性高，无机械触点，消除了电弧损害，接触不良等，使用寿命长。

（4） 定时准确，定时范围宽。

（5） 体积小，耗电小。

（6） 编程和接线可同步进行，扩展灵活，维修方便。

2.4 SIMATIC S7-200系列PLC

SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高

的性能/价格比。

S7-200系列出色表现在以下几个方面：

¨ 极高的可靠性。

¨ 极丰富的指令集。

¨ 易于掌握。

¨ 便捷的操作。

¨ 丰富的内置集成功能。

¨ 实时特性。

¨ 强劲的通讯能力,丰富的扩展模块。

3 系统设计

3.1 受控对象分析

3.1.1 系统介绍

作为控制系统的受控对象，该中央空调系统主要由冷却水系统、冷冻水系统和冷水机组三个系统组成，如图2如示。冷水机组由压缩机、冷凝器与蒸发器组成。缩机把制冷剂压缩，压缩后的制冷机进入冷凝器，被冷却水冷却后，变成液体，析出的热量由冷却水带走，并在冷却塔里排入大气。液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器蒸发吸收热量，使冷冻水降温，然后冷冻水进入冷风机盘管吸收空气中的热量。如此循环

不已，把室内的热量带出，达到降低环境温度的目的。

图2 中央空调系统的组成

3.1.2 系统分析

1. 冷却水系统

图中冷却水系统，含有1台冷却塔及相应的冷却水泵及管道系统。冷却水系统的作用是负责向冷水

机组的冷凝器提供冷却水。

2. 冷冻水系统

冷冻水系统由冷冻水循环泵、管道系统等组成。冷冻水系统的作用是把冷水机组的蒸发器提供的冷量 …… 此处隐藏：5380字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……