唐 山 学 院
毕业设计（论文）开题报告
设计（论文）题目：基于PLC的变频中央空调温度控制系统设计
系 别: 智能与信息工程学院 专 业： 12电本 班 姓 名： 学 号： 4120208xxx 辅 导 教 师： 田丽欣
2016年 3 月 4 日
题目类型（打√选择） 一、文献综述 设计（√） 论文（ ） 中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，是一种通过集中制冷，然后分别将冷量输到各空调房间的设备，以调节各个空调房间内温度达到适合人办公或生活，在楼宇大厦和现代化恒温生产环境中得到了广泛的运用。本设计以PLC为核心控制器，与变频器、温度传感器结合实现对中央空调进行温度控制。 中央空调系统一般由制冷系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统以及风机盘管系统，冷冻水系统在冷冻水泵的驱动下，将低温的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，通过各房间的盘管。风机把室内空气吸进机组，经过过滤再经盘管冷却后送回室内，吸取了用户房间的热量，使房间内的温度下降，与空气换热后温度升高的冷冻水，再回到冷水机组带走空调主机制冷机冷量，构成冷冻水循环。冷却水系统在冷却水泵的驱动下，吸取散热设备的热量，并将温度较高的冷却水送到冷却塔，通过冷却塔喷头，让水自上而下流动，使水温降低，降温后的冷却水重新回到空调主机继续吸收主机产生的热量，构成冷却水循环。 室内热交换的大小由冷冻水的流量控制，而冷冻水的流量由冷冻泵电机的转速决定。所以中央空调系统选择变频器，利用变频调速技术，通过改变电机转速而改变水的流速，从而改变水流量，达到对中央空调温度的控制[1]。 本中央空调温度控制系统是根据现场温度与设定温度值之间的差值大小来控制空调运行的，所以为了检测现场温度，需采用温度传感器[2]。温度传感器可以感应温度的变化，并转换成可用输出信号。 该设计将PLC作为总体控制的大脑，即中央空调循环水控制系统的CPU，对整个系统进行控制。温度传感器测得出/回水温度，输出电信号到PLC，PLC将出/回水温差与实际温差做比较，经由PID处理后输出，经由变频器去驱动水泵，实现全过程的闭环自动调节。当温差变大，偏离定值时，变频泵会自动加速，加大冷冻水的流量，使出/回水温差往定值靠近；反之，当出/回水温差下降，变频泵自动减速[3]，减小冷冻水的流量。PLC程序根据相应目的分成若干子程序，如初始化、温度采集、变频器的启停、应急停止等，然后主程序调用各个子程序，实现空调控制系统的自动控制。 本设计运用变频调速技术，能大大节约了电能，采用PLC控制，可实现平滑无极调速，不对电网产生冲击电流，也可消除电机的电流冲击和机械冲击[4]，具有先进、可靠、经济、灵活等显著特点。同时能有效的保证其工作稳定、可靠，便于维护，且性能价格比高[5]。 二、设计（论文）主要内容 中央空调广泛应用于商用与民用建筑中，本设计应用PLC和变频器实现对中央空调的温度控制。该设计涉及可编程控制器原理及应用、变频器技术、传感器与检测技术等课程知识及应用，应用PLC作为核心控制器，与变频器、温度传感器有机结合构成温差闭环自动控制系统，从而实现对中央空调的温度控制。在设计中以PLC作为主控单元，采用PID控制算法，通过变频器控制水泵运转速度，实现恒温控制，并完成上位机设计。 三、设计（研究）方案 本次设计利用PLC作为核心控制器，通过温度传感器接收电信号，进行PID处理，通过变频器对水泵进行驱动，以水泵的加速减速控制冷冻水的流量，从而控制空调的温度。 空调工作时，通过制冷主机将冷冻水的水温降低，然后传送到各个房间的盘管，利用风机将室内的热空气经盘管冷却降温，再送回室内，来达到降温的目的。温度升高的冷冻水再回到空调主机再次制冷，以此循环。空调主机的散热设备产生的热量由冷却水吸取后，经冷却塔冷却，再回到空调主机循环。 中央空调工作原理图如下所示： PLC连接温度传感器和变频器，温度感应器将出/回水温度转换为电信号传送给PLC，PLC以此控制变频器的转速控制，变频器改变冷冻泵电机的转速，来改变水的流速，以调节温度，再由温度感应器将出/回水温度转换为电信号传送给PLC，执行循环过程。