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理工类大学本科毕业设计论文

基于PLC的中央空调水泵变频调速系统设计

摘要

本文针对中央空调的节能问题，对中央空调水泵变频调速系统进行分析及

设计。利用可编程控制器、模拟量扩展模块、变频器、温度传感器等代替传统

再热量调节系统，实现中央空调水泵的变频调速。通过对空调出口温度进行检

测，变频系统实时调节中央空调水泵转速，达到节能目的。采用变频技术控制

中央空调水泵，是当前空调系统节能改造的有效途径。

关键词：中央空调，变频调速技术，可编程控制器PLC，PID

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目录

1绪论1

1.1中央空调变频调速的意义1

1.2变频调速技术介绍1

1.3本文的主要工作3

2系统原理分析及方案设计5

2.1中央空调结构原理5

2.2变频调速系统工作原理7

2.3空调变频控制系统的构架8

2.4总体设计方案的确定9

3系统硬件设计11

3.1可编程控制器的选型11

3.1.1可编程控制器概述11

3.1.2可编程控制器的选型12

3.2模拟量I/O模块及传感器选型14

3.2.1模拟量输入模块选型（A/D）14

3.2.2模拟量输出模块选型（D/A）17

3.2.3温度传感器选型18

3.3变频器的选型及参数设置20

3.3.1变频器的选型20

3.3.1变频器的参数设置21

3.4总体电路图23

4系统软件设计25

4.1内存变量分配25

4.2控制系统程序设计27

4.2.1主程序设计27

4.2.2PID控制的设计及实现31

4.2.3冷却水系统循环控制及PID调节程序33

4.2.4冷冻水系统循环控制及PID调节程序37

I

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4.2.5传送冷却水和冷冻水PID参数子程序38

4.2.6中断服务程序40

5系统调试44

5.1初始化程序调试44

5.2冷却水、冷冻水系统PID调节程序调试47

参考文献54

致谢55

附录1完整程序56

附录2系统总体电路图66

II

西南科技大学应用型自学考试毕业设计（论文）

1绪论

1.1中央空调变频调速的意义

随着空调应用的日益普及，其能耗在社会总能耗中所占的比例越来越高。

减少空调系统的能耗对全社会的节能，促进国民经济的持续发展具有重大意义。

常规中央空调系统的送风量是根据空调房间的最大热、湿负荷确定，且保

持不变。空调负荷减少时，通过调节送风温度（调节再热量）来维持室温。这

种方法不仅浪费了热量而且浪费制冷机组相当的冷量。在变风量空调系统中，

可根据房间温湿度参数的变化，通过变频调速装置调节风机的转速，改变送风

量（应大于最小送风量），送风温度保持不变。显然变风量空调系统可充分利用

最大送风温差，节约再热量和与之相应的冷量，减少风机的功率消耗，提高空

[1]

调系统的运行经济性。

在夏季室内负荷下降时，先减少送风量，当送风量减至最小送风量时可利

用末端再热装置适应室内冷负荷的减少。当再热量不足以补偿室内负荷变化时，

系统由夏季工况转至冬季运行工况，系统开始送热风。为节省能量，可先进行

定风量变风温的调节方法，当供热负荷继续增加时，再改为变风量调节方法。

1.2变频调速技术介绍

变频调速具有高效率、宽范围和高精度等特点，是运用最广、最有发展前

途的调速方式。交流电机变频调速系统