中央空调系统中的变频调速系统设计.docx

本科生课程设计（论文） PAGE 1 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 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc439165650 第1章 绪论 AUTONUM \* Arabic HYPERLINK \l _Toc439165651 第2章 中央空调变频控制方案 3 HYPERLINK \l _Toc439165652 2.1 概述 PAGEREF _Toc439165652 \h 3 HYPERLINK \l _Toc439165653 2.2 中央空调系统的结构及工作原理 PAGEREF _Toc439165653 \h 3 HYPERLINK \l _Toc439165654 2.2.1 中央空调系统的结构 PAGEREF _Toc439165654 \h 3 HYPERLINK \l _Toc439165655 2.2.1 中央空调系统的工作原理 PAGEREF _Toc439165655 \h 4 HYPERLINK \l _Toc439165656 2.3 中央空调变频调速的总体框图及控制方案 PAGEREF _Toc439165656 \h 5 HYPERLINK \l _Toc439165657 第3章 硬件设计 6 HYPERLINK \l _Toc439165658 3.1 PLC的介绍 PAGEREF _Toc439165658 \h 6 HYPERLINK \l _Toc439165659 3.2 电动机选择 PAGEREF _Toc439165659 \h 7 HYPERLINK \l _Toc439165660 3.3 温度检测模块DS18B20 PAGEREF _Toc439165660 \h 7 HYPERLINK \l _Toc439165661 3.4 变频器介绍及选型 PAGEREF _Toc439165661 \h 8 HYPERLINK \l _Toc439165662 3.4.1 变频器的简介 PAGEREF _Toc439165662 \h 8 HYPERLINK \l _Toc439165663 3.4.2 变频器的功能作用 PAGEREF _Toc439165663 \h 9 HYPERLINK \l _Toc439165664 3.4.3 变频器的控制方式 PAGEREF _Toc439165664 \h 9 HYPERLINK \l _Toc439165665 3.4.4 变频器原理 PAGEREF _Toc439165665 \h 10 HYPERLINK \l _Toc439165666 3.4.5 变频器选型 PAGEREF _Toc439165666 \h 11 HYPERLINK \l _Toc439165667 第4章 变频调速系统 15 HYPERLINK \l _Toc439165668 4.1 MM440系统参数设置 PAGEREF _Toc439165668 \h 15 HYPERLINK \l _Toc439165669 第5章 监控系统软件设计 18 HYPERLINK \l _Toc439165670 5.1 MCGS组态软件简介 PAGEREF _Toc439165670 \h 18 HYPERLINK \l _Toc439165671 5.2 基于MCGS的中央空调变