基于PLC的中央空调温度控制系统设计_毕业设计论文
基于PLC的中央空调温度控制系统设计
摘要
中央空调已经广泛应用于商用与民用建筑中，用于保持整栋建筑温度恒定。传统的设计中，无论季节、昼夜和用户负荷的怎样变化，各电机都长期固定在工频状态下全速运行，所以会造成极大的的能源浪费。
本设计采用变频器、PLC、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，从而最大程度的解决能源浪费问题。
本设计通过采用基于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，使用MCGS工控组态软件，对系统进行理论分析。通过分析该设计，验证了该设计的可靠性，可以解决中央空调的能源浪费问题。
关键词：中央空调，PLC，PID，变频器
ABSTRACT
The central air conditioning has been widely used in commercial and civil buildings, which are used to maintain constant temperature of the building. In traditional design, regardless of the season, day and night, and how the user load changes, the motor is fixed to run at full speed for a long time in the condition of power frequency. It will cause great waste of energy.
This design is developed based on the combination of frequency converter, PLC, temperature sensor. It makes up a temperature difference closed-loop automatic control system and automatically adjust the output flow of pump to achieve energy saving. The system adopts the Siemens S7-200 PLC as the main control unit, using the traditional PID to control algorithm, using Siemens MM440 inverter to control of pump speed, to guarantee system adjust load flow according to actual situation. All of these will bring out constant temperature control, so as to solve the problem of energy waste to a great extent.
This design use RS - 485 bus communication networks which is based on USS protocol and using the Siemens TD200 to realize the human-computer interface design, and using the software made from MCGS, to carries on the theoretical analysis to the system. Verified the reliability of the design, the design can solve the problem of central air conditioning energy waste through the analysis of the design.
KEY WORDS: The central air conditioning, PLC, PID, frequency converter
目录
摘要.............................................................................................................................. I ABSTRACT .................................................................................................................. II 第1章绪论 (1)
1.1 中央空调的发展 (1)
1.1.1 中央空调现在状况 (1)
1.1.2 中央空调发展趋势 (1)
1.2 本设计的意义 (1)
1.2.1 设计的主要内容 (1)
1.2.2 设计的意义 (2)
第2章中央空调系统介绍 (3)
2.1 中央空调结构 (3)
2.1.1 中央空调概述 (3)
2.1.2 中央空调结构 (3)
2.2 中央空调系统工作原理 (4)
2.2.1 制冷原理 (4)
2.2.2 工作原理 (4)
2.2.3 中央空调的控制原理 (4)
2.3 中央空调的评价 (5)
2.4 本章小结 (5)
第3章中央空调控制系统的硬件设计 (6)
3.1 变频器 (6)
3.1.1 变频器的介绍 (6)
3.1.2 变频调速的原理 (6)
3.1.3 变频器的选择 (9)
3.1.4 使用注意的问题 (10)
3.2 电机的软启动原理及应用 (11)
3.2.1 软启动的介绍 (11)
3.2.2 软启动工作原理 (11)
3.2.3 软启动的优点 (11)
3.2.4 软启动与变频器的对比 (12)
3.3 PLC选型 (12)
3.3.1 PLC的工作原理 (12)
3.3.2 西门子S7—200介绍 (13)
3.4 温度传感器 (14)
3.5 温度变送器 (15)
3.6 人机界面选型方案 (15)
3.7 总体硬件设计 (16)
3.8 本章小结 (18)
第4章软件设计 (20)
4.1 PID控制 (20)
4.1.1 PID控制简介 (20)
4.1.2 PID参数整定 (20)
4.1.3 对中央空调的PID控制 (21)
4.2 应用软件STEP7 (21)
4.3 plc编程 (22)
4.3.1 程序流程图 (22)
4.3.2 中央空调控制系统的I/O分配表 (24)
4.3.3 程序中使用的存储器及其功能 (25)
4.3.4 中央空调温度控制系统程序 (25)
4.4 设备通讯 (26)
4.4.1 RS-485介绍 (26)
4.4.2 USS协议软件与S7—200间的通讯 (26)
4.5 MCGS组态软件 (27)
4.5.1 MCGS组态软件简介 (27)
4.5.1 MCGS组态画面 (27)
4.6 本章小结 (29)
第5章结论 (30)
致谢 (31)
参考文献 (32)
附录 (33)
第1章绪论
1.1 中央空调的发展
1.1.1 中央空调现在状况
中央空调行业现在存在着巨大的竞争，这种竞争是产品革新所产生的，产品革新主要围绕低碳环保进行，低碳环保在这个时代有着很重大的意义。
传统的中央空调在这个时代已经没有竞争力，这个行业要想在这个时代生存下去或者有进一步的发展，必须要开发新市场。最近几年，中央空调企业在变频多联机市场和单元机市场以及离心机市场等领域进行创新，引发了在中央空调领域的进一步的发展。在中央空调领域，如何进一步节能，如何更好的满足人们的需求，就会在这个领域会有很大的发展，成为这个行业的领跑者。
1.1.2 中央空调发展趋势
中央空调变频节能是未来的发展目标，它是提高人们生活质量的首要的发展方向。“以人为本”是社会发展的基础，对于这个行业也是一样的。变频技术就是根据人们的需要而产生的，技术的发展是人类需求和技术发展的内在动力，所以，中央空调的变频节能就是要根据人们的需求，满足社会的发展而开展技术研究、开发和应用。
中央空调变频技术的发展基础是低碳节能和保护环境。人们生活水平的提高经常是以牺牲环境为代价的，我们对此都有深刻的体会，低碳节能成为经济发展的要求，中央空调变频节能的未来发展要服从这个大局。提高中央空调系统的自动化水平，降低能源浪费，必须要提高中央空调压缩机系统和末段系统的运行的安全性和经济性。
持续发展是中央空调变频节能技术发展的目标，变频技术同人居环境的和谐发展是建立在节约型社会的技术上，中央空调的发展要对环境的影响尽量减少，使人们与环境和平共处，真正的实现中央空调行业的可持续发展。
1.2 本设计的意义
1.2.1 设计的主要内容
本文首先对中央空调的发展进行了概述，论述了变频节能的重要性。本设计
采用传统PID控制，构成温差闭环自动控制系统，通过变频器，实现自动调节水泵的输出流量达到节能目的。本设计采用S7-200可编程控制器作为主控制单元，对基于USS通信协议的RS-485总线控制系统进行了研究，并且进行了组态设计，最终设计并验证了中央空调变频节能控制系统。
研究工作的具体内容如下：
(1)中央空调结构和工作原理的分析。
(2)中央空调系统变频控制分析。
(3)PLC的介绍及应用。
(4)PID控制理论分析。
(5)设计了基于RS-485网络的控制系统。
(6)组态设计。
(7)文中对冷冻水机组的控制系统进行了硬件和软件的设计，采用西门子TD200文本显示屏作为人机界面，西门子S7-200 PLC作为主控制器，用一台变频器结合工频供电的方式灵活驱动冷冻水机组的三台水泵。
1.2.2 设计的意义
本次控制系统的设计能有效地控制中央空调的主机和系统工作效率，达到降低能耗的目的。
中央空调进行节能技术改造后，一年的平均节电率大约会在30%以上，设计采用一台变频器控制三台水泵，每台水泵都可以软启动，大大的降低了对中央空调和电网的冲击。设计中引入了软启动,不会影响启动时的制冷效果，因为软启动的时间只有几秒。此外，空调冷水系统采用温差闭环控制和自动调节，这可大大的改善空调的舒适性。节能系统还具有过流保护功能,提高系统的安全可靠性。
第2章中央空调系统介绍
2.1 中央空调结构
2.1.1 中央空调概述
常见的中央空调主要分为单冷型管路系统和热泵型管路系统。单冷型管路系统是只在夏季工作，即制冷产生热量；热泵型管路系统既能产热又能制冷。二者的主要区别只是热泵型管路系统多了电动四通阀的装置，来调节中央空调制冷剂的循环方向。本文设计是单冷型管路系统。
中央空调系统由空气调节系统和冷热源系统组成。冷热源系统是中央空调系统至关重要的部分，其结构、运行方式、种类等直接影响了中央空调在运行中的合理性、高效性、经济性。
2.1.2 中央空调结构
中央空调系统主要由主机、制冷剂循环系统、风机盘管系统及控制系统组成。主机由压缩机、冷凝器和蒸发器组成；风机盘管系统为房间输送冷气；制冷剂循环系统由冷冻循环系统、冷却循环系统组成。最典型的中央空调系统的结构。如图2.1所示。制冷剂循环系统是能量的主要传递者。所以，中央空调控制系统重要组成部分是对制冷剂循环系统的控制。
图2.1 中央空调结构
2.2 中央空调系统工作原理
2.2.1 制冷原理
气态制冷剂经压缩机成为高温高压液体后进入冷凝器，与水或空气进行等压热交换，变成低温高压液态。液态制冷剂经干燥过滤器除去水份等杂质，进入膨胀阀节流减压，成为低温低压液态工质，在蒸发器内气化。液体气化过程要吸收气化潜热，而且液体压力不同，其饱和温度也不同，压力越低，饱和温度越低。例如，1kg的水，在绝对压力为0.00087MPa，饱和温度为5℃，气化时需要吸收2488.7KJ热量；1kg的氨，在1个标准大气压力下，气化时需要吸收1369.59KJ 热量，温度可抵达-33.33℃。因此，只要创造一定的低压条件，就可以利用液体的气化获取所要求的低温。依此原理，气化过程吸取冷冻水的热量，使冷冻水温度降低。制冷工质在蒸发器内吸取热量，温度升高变成过热蒸气，进入压缩机重复循环过程[1]。
2.2.2 工作原理
工程中常用的是蒸汽压缩式制冷循环。它是由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成。通过制冷循环制冷工质不断吸收周围空气或物体的热量，从而使室温内温度的降低，从而达到制冷的目的。工作原理流程图如图2.2所示.
图2.2 中央空调流程图
2.2.3 中央空调的控制原理
每个房间都会有独立的温度控制器，用户可根据自己的需要来设定室内的温度。温度传感器能随时感知房间的温度，将检测到的温度传送给控制器，通过传送来的温度与设定的温度进行比较，采用PID控制，通过变频控制冷冻泵的转速，快速的调节室内的温度，是室温达到设定值。这就是温度闭环反馈系统。原理如图2.3所示.
主控制器还要检验系统关键位置的压力、温度、电流等、发现异常立即采取措施并显示故障信息。
图2.3 中央空调控制原理
2.3 中央空调的评价
(1)制冷量
中央空调在单位时间内从房间中除去的热量，计量单位W（瓦）。
(2)能效比
能效比又称为性能系数，是制冷量与制冷功率之比。国家标准规定，2500W 空调的能效比标准值为2.65，2500W至多4500W空调的能效比标准值为2.70。
2.4 本章小结
本章主要分析了中央空调的结构，工作原理，控制原理，以及中央空调性能的指标。为下一步对中央空调的各部分的设计奠定基础。
第3章中央空调控制系统的硬件设计
本章主要对本次设计中用到的硬件进行介绍以及选择，包括主要的变频器，可编程控制器，温度传感器，人机界面的选择等。通过本章对硬件的设计，可以基本确定本次设计的基本结构以及各主要部分的组成。
3.1 变频器
3.1.1 变频器的介绍
变频器是结合了微电子技术与变频技术，通过改变电机工作频率来改变电动机转速的装置。变频器主要由整流、滤波、逆变、检测单元、微处理单元、驱动单元等组成。变频器是通过控制绝缘栅双极型晶体管的开断来改变输出的频率，从而达到电机所需要的转速来控制室内的温度，从而达到既满足人们的舒适要求并且节约能源的目的。变频器还具有过流、过压、过载等保护功能。
图3.1 变频器
变频器主要有三部分组成：整流器、平波回路和逆变器。
整流器：它把工频电源变换为直流电源。
逆变器：与整流器的功能相反，将直流电变成交流电。
平波回路：整流和逆变都会产生较大的脉动电压，为了减少对设备的损坏和稳定电网，采用电感和电容来吸收脉动电压或电流。
3.1.2 变频调速的原理
(1)工频控制介绍
早前，国内的中央空调系统，基本上都采用传统的定流量控制方式。只要启动空调主机，冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机都在50Hz工频状态下运行。循环水的流量是一定的，当负荷变化是，循环水量不会改变，也就是不会按照室内
具体温度进行控制，使室内不会有合理的温度，既浪费了能源，也不会使给人们
舒适的生活。这种控制方式非常的简单，但是，这种控制方式存在着很多问题：
①在工频的条件下启动大功率的水泵风机等设备会造成很大的启动电流，影
响电网的稳定性，也会给中央空调设备造成一定的损坏。此外且水泵、风机等设
备一直工作在工频状态下，会造成机械磨损严重，是使用寿命大大缩短。
②不管室内的温度如何变化，中央空调一直都工作在工频状态，使系统的能
耗始终在最大值处。很多因素会影响中央空调的负荷，比如天气变化，昼夜变化，
室内热源的变化，人流的多少等都会影响。这种变化的负荷决定了中央空调的输
出应该是一个变量，必须根据负荷变化来改变空调的输出[2]。
(2)电机变频控制计算
电机是中央空调的最主要的器件，就像人体的心脏，为了中央空调的运行提
供动力，电机也是中央空调最耗电的器件之一。所以，要想降低能耗，合理的给
室内输出冷量就必须控制电机的转速，既通过变频控制转速。
根据电机转速的公式：
)1(1s n n -= (3.1)
p f n /601= (3.2)
1n :同步转速，单位为/min r ；
p :磁极对数；
n :电动机实际转速；
f :电源频率，单位为Hz ；
s :异步电动机的转差率。
根据公式，我们可以知道，通过改变电机的、改变旋转磁场频率f 、改变电
机极对数p 来改变电机转速，电机对数p 和滑差s 不易改变。因此，我们可以通
过改变电源的频率p 来改变电动机的转速。从某种意义上说，变频器就是一个改
变电源频率的交流电源。
三相异步电机定子每相电动势的有效值是：
114.44g m m E f N K φ=- (3.3)
式中：
g E ：每相的感应电动势的有效值，单位为V ；
1f ：定子频率，单位为Hz ；
1N ：定子每相绕组串联匝数；
1n K ：基波绕组系数；
m φ：每极气隙磁通量。
由公式(3.3)可知：不改变变g E 和1f ，磁通不变。
变频调速需要考虑两种情况：基频以下和基频以上。
①基频以下调速
由(3-3)可知，保持磁通量不变从基频m f 向下调节，同时会降低g E ，绕组中
的感应电动势是很难控制的，但电动势较高，可以忽略电子绕组的漏磁阻抗压降，
而认定定子相电压1U E =，则得1/f 等于常数。
低频时，1U 和g E 都较小，定子阻抗压降所占的份量都比较显着，不能在忽
略。这时，可以人为的把电压1U 抬高一些，以便近似的补偿定子压降。b 线为带
定子的压降补偿的恒压频比控制特性，a 线为无补偿的。如图3—2所示。
图3.2 恒压频比控制特性
②基频以上调速
在基频以上调速时，频率可以从m f 往上增高，但电压1U 磁通与频率成反比
的降低，相当于直流电机弱磁升速的情况。
把基频以下和基频以上两种情况合起来，可得到异步电动机的变频调速控制
特性，如图3.3所示。如果电动机在不同的转速下都具有额定电流，则电动机都
能长期运行，这时转矩基本上随磁通变化。在基频以下，属于“恒转矩调速”的
调速，而在基频以上，基本上属于“恒功率调速”。
图3.3 异步电动机变频调速控制特性
在中央空调水系统中，最主要的运行设备是水泵。水泵调速运行节电的理论
之一是水泵学比例律。幽水泵学比例律可知，对于同一台水泵，当以不同转速运
行时，水泵的流量Q ，扬程H ，轴功率P 与转速n 有如下关系[10]
2
121n n Q Q = (3.4) 22
121)(n n H H = (3.5) 3
2121??
? ??=n n P P (3.6)
由以上公式知，转速与流量成正比，与扬程的平方成正比，与轴功率立方成
正比。所以，当转速降低时，功率的减少要远比流量的减少量大的多，通过控制
频率的变化，来控制流量的大小，这就是变频控制的核心思想。
这种控制方式相比传统的控制方法有很多的优点：
a 这种控制的启动为软启动，对电网的稳定性影响比较小。
b 调速的范围较广。
3.1.3 变频器的选择 变频器是系统的一个关键的器件，所以选择正确的变频器是非常重要的。要
选择变频器，我们首先要熟悉变频器的负载特性。
变频器的选择原则：
⑴根据负载特性选择变频器。
⑵选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据。 ⑶容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象，所以应选择比通常容量
稍大的变频器。
⑷选择用于高速电动机的变频器时，应比普通电动机的变频器稍大一些。
本设计采用SIEMENS公司的MM400作为变频器。MICROMASTER 440相比普通的变频器相比应用更加的广泛，有更高的动态响应。这些优点可以是系统有一致的高驱动性能。
MM440有很多的优点：易于调试；易于安装；可由IT电源供电；响应是快速并且可重复；很广的参数的范围；电缆连接简便；模块化设计，配置灵活；有多个继电器输出；2 个模拟输出；开关频率高，降低电动机运行的噪音；具有多个模拟量输；详细的变频器状态信息和完整的信息功能。
MM440保护功能：过压/欠压保护；变频器过温保护；使用PTC通过数字输入实现电动机过热保护；接地故障保护；短路保护；闭锁电动机保护；防止电动机失速；参数联锁。
3.1.4 使用注意的问题
⑴物理环境
①工作温度。变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为0～55。
②腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，会腐蚀元器件的引线、印刷电路板，并且会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能，在这种情况下，应把控制箱制成封闭式结构，并进行换气。
③振动和冲击。除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外，还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。
④变频器应该安装在控制柜内部。变频器最好安装在控制柜内的中部；变频器要垂直安装，正上方和正下方要避免安装可能阻挡排风、进风的大元件。
⑤如果特殊用户在使用中需要取掉键盘，则变频器面板的键盘孔，一定要用胶带严格密封或者采用假面板替换，防止粉尘大量进入变频器内部。
⑵电气环境
①防止电磁波干扰。变频器周围产生了很多干扰电磁波，电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜内仪表和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。
②防止输入端过电压。如果输入端高电压作用时间长，会使变频器输入端损坏，所以，在实际运用中，要核实变频器的输入电压、单相还是三相和变频器使用额定电压。
3.2 电机的软启动原理及应用
3.2.1 软启动的介绍
电机的电压从零慢慢升高到标准电压，这个过程中的启动电流就有传统控制的不可控制变为可控，而且还可以进行调整，从而使整个过程中不会产生冲击转矩，对系统的影响较小。
软启动器是一种集电机软起动、软停车、多种保护功能于一体的电机控制装置。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。
3.2.2软启动工作原理
软启器的调压器是三相反并联晶闸管，它是被接在电动机定子和电源之间。这种电路与三相全控桥式整流电路很相似。软启动控制电机时，晶闸管输出电压不断增大，从而是电动机的转速逐渐增加，最后晶闸管完全导通，使电动机工作在额定电压下进行工作，从而实现平滑启动。当电机的转速达到要求的转速时，软启动的过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，给电动机提供正常的额定电压，从而降低晶闸管的热损耗，来延长软启动器的使用寿命，并且可以避免电网受到谐波污染[3]。
3.2.3软启动的优点
⑴电网电压产生波动，影响电网中其他设备的正常运行
交流电机在额定电压下直接起动时，起动电流会是额定电流的的4～7倍，电机容量较小时对电网那个的影响比较小，但是当电机的很大时，4～7被的额定电流会是电网的电压几句下降，使同一个电网的其他设备的正常运行受到影响。在软起动器启动时，起动电流会是额定电流的2～3倍，在电网允许的波动范围之内，对其他设备的影响很小。
⑵降低电机寿命，伤害电机绝缘
4～7倍的额定电流产生的很多的焦耳热，作用于导线外绝缘，从而使绝缘老化，进而降低电机的使用寿命；4～7倍的额定电流所产生的机械力会使导线之间产生摩擦，也会使寿命降低；高压开关合闸时，触头会产生抖动，这会在电机定子绕组上造成操作过电压，操作过电压有时会达到额定电压的6倍以上，这样的高压会对设备造成损坏，影响使用寿命。
3.2.4软启动与变频器的对比
软起动器和变频器是两种不同用途的产品。软起动器按其工作原理就是一个调压器，当电机起动时，降低输出电压，但是频率并不会发生改变。变频器也有软启动功能，但是变频器是通过改变电源频率来实现的，不会降低电压。
本次设计中，将软启动器和变频器一起配合使用，由变频器带动一台水泵变速运行，一个软启动器控制其他电机的操作，由变频器控制的水泵可以定时轮换使各泵运行的时间相均衡，从而时各台水泵的寿命得到延长。
3.3 PLC选型
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计[4]。
3.3.1 PLC的工作原理
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
一，输入采样阶段。在扫描周期内，PLC定时将现场的全部有关信息采集到控制器中，通常在扫描周期的开始或结束时进行定时采集，这一阶段称为输入采样阶段。在这个阶段，可编程以扫描方式读入所有状态和数据，并将它们存入相应的单元内。
二，用户程序执行阶段。在用户程序执行阶段，PLC按由上而下，从左到右的顺序扫描由触点构成的控制线路并进行逻辑运算
三，输出刷新阶段
在用户程序执行结束后，可编程控制器就进入输出刷新阶段，会根据运算的结果来刷新对应的逻辑线圈在系统存储区中相对应的状态，或者刷新输入输出映象区中对应位的状态。
图3.4可编程控制器与其他设备的连接
3.3.2 西门子S7—200介绍
本设计采用S7-200可编程控制器。S7-200是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测。S7-200系列的可编程控制器具有很强大功能，使它无论在独立运行中，或者相连成网络皆能实现复杂的控制功能。S7-200系列的可编程控制器具有极高的性价。
以下是S7-200的基本特点：
⑴S7-200具有集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器，作为负载电源使用。
⑵S7-200具有不同的设备类型。S7-200的CPU 221，222,224,226各有两种类型CPU，具有不同的控制电压和电源电压。
⑶本机数字量输入/输出点。CPU 221具有六个输入点和四个输出点，CPU 222具有八个输入点和六个输出点，CPU 224具有十四个输入点和十个输出点，CPU 226具有二十四个输入点和十六个输出点。
⑷中断输入。允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。
⑸4个高速计数器（30KHz），可编程并具有复位输入，2个独立的输入端可同时作加、减计数，可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器。CPU224/224XP/226。6个高速计数器（30KHz），具有CPU221/222相同的功能。
⑹CPU 222/224/224XP/226。可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展。可使用仿真器（选件）对本机输入信号进行仿真，用于调试用户程序。
⑺电池模块
用于长时间数据后备。用户数据（如标志位状态，数据块，定时器，计数器）可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。
⑻适用范围：S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统[4]。
3.4 温度传感器
温度传感器是指能将检测到的温度转换成可以输出的信号的器件。温度传感器是测定温度设备中的核心，有很多的种类。
我们要通过温度传感器测量出房间内的温度，然后与房间内的设定温度进行对比，通过PID控制调节水泵的输出流量，进而更合理的控制房间的温度，达到既节能又满足人们的需求的目的。
本次设计中，我们采用了PT100温度传感器。PT100的阻值跟温度的变化成正比。PT100广泛应用与工业当中，它的工作原理是：当PT100处在零摄氏度的环境中的时候，其阻值为100Ω，PT100的电阻值随着温度是升高接近按比例均匀上升[5]。
PT100温度—电阻表，如表3.1所示。
T—R关系图如图3.1所示。
表3.1 PT100温度与相应阻值对应表
图3.5PT100T—R关系图
3.5 温度变送器
对应温度PT100温度传感器，本设计采用PT100温度变送器。PT100温度变送器为铂电阻温度变送器，它可以直接安装在温度传感器内，可以将温度传感器电阻的电阻信号转化为4-20mA的电流信号。
PT100温度变送器可用于传送距离较远的场合，其抗干扰能力也较强，可以用在存在干扰的场合。
3.6 人机界面选型方案
人机界面是用户与系统之间进行交流的一个平台，是实现设备内部信息与用户交流的界面，一个好的人机界面会使用户省去很多的麻烦，使操作变得非常简单。随着工艺工程的日益复杂和人们对机器要求的不断提高，在人机界面中透明性变得非常重要。
S7-200TD是一种成本比较低的人机界面，具有比较高的性价比，可以实现用户与机器之间的交流。
S7-200TD是一个文本显示设备，通过连接可编程控制器即S7-200，用来查看、监视和更改程序中的变量。S7-200TD有四个预定义的置位功能键，若使用shift则可以扩展到八个功能键。
TD200设备的组态需要完成以下操作：
①STEP 7-Micro/WIN 的文本显示向导,创作操作员界面和报警和组态TD 设备的参数块；
②TD参数中，选择TD设备的类型、启用CPU功能、选择更新速率、选择语言和字符集和组态按键；
③屏幕设置中，创建用户菜单，定义屏幕；
④报警设置中，选择显示选项，定义报警信息；
⑤语言集设置中，选择提示和菜单的语言，选择字符集；
⑥翻译报警和屏幕，把翻译后的信息反馈回报警和屏幕；
⑦参数块地址设置中，定义参数块的地址，即V存储区。
3.7 总体硬件设计
本次设计中，采用2台冷冻机主机，6台冷冻水水泵，其中三台冷冻水水泵为备用。冷冻机可以根据冷冻水出口的水温自动调节，若水温高于7度则制冷机正常工作，若低于7度，则制冷机自动停机。
主要电路图及其介绍：
图3.7为系统主回路示意图：本系统采用西门子S7-200，CPU型号为226。可编程控制器使用了通讯接口，通讯接口可供线缆通讯。冷冻泵的工作频率和工作台数由变频器来控制。
图3.8系统电路图：该控制系统分自动和手动模式，自动模式下通过PLC及变频器控制，手动模式下通过开关的闭合控制电机的运转。
图3.9主要设备的端口连接图：EM231、EM232由PLC L+端口输出的24V 电源供电，变频器的3、4接口是用于接受模拟量输入信号，29、30接口用于通过RS-485与PLC通讯。
基于PLC的锅炉温度控制系统毕业设计
基于PLC的锅炉温度控制系统 作者姓名xxx 专业自动化 指导教师姓名xxx 专业技术职务讲师
目录 摘要 (1) 第一章绪论 (3) 1.1课题背景及研究目的和意义 (3) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3项目研究内容 (4) 第二章 PLC和组态软件基础 (5) 2.1可编程控制器基础 (5) 2.1.1可编程控制器的产生和应用 (5) 2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 ··············错误！未定义书签。 2.1.3可编程控制器的分类及特点 (7) 2.2组态软件的基础 (8) 2.2.1组态的定义 (8) 2.2.2组态王软件的特点 (8) 2.2.3组态王软件仿真的基本方法 (8) 第三章 PLC控制系统的硬件设计 (9) 3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (9) 3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 (9) 3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (9) 3.1.3 PLC程序设计的一般步骤 (10) 3.2 PLC的选型和硬件配置 (11) 3.2.1 PLC型号的选择 (11) 3.2.2 S7-200CPU的选择 (12) 3.2.3 EM235模拟量输入/输出模块 (12) 3.2.4 热电式传感器 (12) 3.2.5 可控硅加热装置简介 (12) 3.3 系统整体设计方案和电气连接图 (13) 3.4 PLC控制器的设计 (14) 3.4.1 控制系统数学模型的建立 (14)
3.4.2 PID控制及参数整定 (14) 第四章 PLC控制系统的软件设计 (16) 4.1 PLC程序设计的方法 (16) 4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN 概述 (17) 4.2.1 STEP7--Micro/WIN 简单介绍 (17) 4.2.2 计算机与PLC的通信 (18) 4.3 程序设计 (18) 4.3.1程序设计思路 (18) 4.3.2 PID指令向导 (19) 4.3.3 控制程序及分析 (25) 第五章组态画面的设计 (29) 5.1组态变量的建立及设备连接 (29) 5.1.1新建项目 (29) 5.2创建组态画面 (33) 5.2.1新建主画面 (33) 5.2.2新建PID参数设定窗口 (34) 5.2.3新建数据报表 (34) 5.2.4新建实时曲线 (35) 5.2.5新建历史曲线 (35) 5.2.6新建报警窗口 (36) 第六章系统测试 (37) 6.1启动组态王 (37) 6.2实时曲线观察 (38) 6.3分析历史趋势曲线 (38) 6.4查看数据报表 (40) 6.5系统稳定性测试 (42) 结束语 (43) 参考文献 (44) 致谢 (45)
中央空调毕业设计论文
毕业设计（论文） 题目名称：惠新大厦中央空调系统设计 学院名称：能源与环境学院 班级：建环 学号： 学生： 指导教师： 年月日
论文编号： 惠新大厦中央空调系统设计 专业：建筑环境与设备工程：教导老师： 摘要 本设计为惠新大厦中央空调设计。通过方案比较，在负荷计算的基础上，采用了风机盘管加新风和全空气两种空调系统形式。一层除了有单独办公室，还有一个长17.8m，宽15.6的办公大厅，不适合用风机盘管加新风系统，选用全空气系统。二层到十层楼层，大部分为单独办公室，所以全部选用风机盘管加新风系统。风机盘管为卧式暗装，新风不承担室负荷；全空气系统为一次回风系统，室送风采用散流器下送方式。新风从墙洞引入，再由各层的新风机组集中处理供应。冷冻水由地下室的冷冻机房供应，采用了闭式同程两管制水系统。水管用泡沫橡塑保温，风管采用离心玻璃棉。设计工程中考虑了消声、减振措施。 关键词：中央空调，风机盘管加新风系统，全空气系统，大厦
Central Air-conditioning Design for HuiXin Building Abstract The air conditioning engineering of Huixin Building was designed. On the base of cooling load, heating and moisture load calculation, primary air fan-coil system and all air system are adopted by way of technical and economic analysis. In addition to individual office level, there is a length 17.8m, width of 15.6 in the office lobby, not suitable for fan coil plus fresh air system, use an all air system. The second floor to ten floors, most as a separate office, so all the fan coil selection of a new air system.The fresh air doesn’t undertake indoor load and delivers air through double deflection grille after mixing the return air in the horizontal recessed fan coil. The return air is harnessed one time by the air handling unit in the all air system and the handled air is delivered through double deflection grille by sidewall air supply. The fresh air is supplied by hole or shaft and handled by the fresh air handling unit. The chilled water which is a closed two-pipe direct return water system is supplied by the refrigerating plant room. The thermal insulation material of water pipe and air duct are foam plastics and centrifugal glass wool respectively. Measures of noise elimination, damp, fire prevention and smoke extraction is considered during the design. Key Words: air conditioning primary air fan-coil system all air system building.
暖通毕业设计开题报告
题目：永州商业广场综合楼中央空调系统设计 学院：建筑工程学院 专业：建筑环境与设备工程 学生姓名： xx 学号： 201209010114 指导老师： xxx 2016年3月30日
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。 4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计（论文）说明书》等资料装入文件袋中。
毕业设计（论文）开题报告 文献综述 一、引言 随着我国人民生活水平的不断提高，购买力增强。近年来修建了不少商业建筑，并且向多元化方向发展，建筑规模越来越大。装饰豪华、营销全面、多维服务，集商贸、娱乐、居住、办公为一体的高级商城也层出不穷。 商业建筑是一个流动人口众多的公共场所，室内空气的温湿度、洁净度和新鲜空气量等，对顾客和商场职工的身体健康影响很大。因此，商业建筑的空气环境越来越被商业部门所重视。我国卫生防疫部门对商业建筑提出了卫生要求，对较大的重点商场还进行过监测，对一些已建的大中商场要求进行改造，增设通风设施或加建空气调节装置。新建的大中商业建筑纷纷安装了空调系统，以提高商场的档次，吸引更多的顾客。各大城市中频频展开的“商战”更加速了空调系统在商业建筑中的普及。 商业建筑不断的增多，以及人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视，加上能源的紧缺，节能问题越来越引起人们的重视。因此迫切需要为商业建筑物安装配置节能、健康、舒适的中央空调系统来满足人们对高生活水平的追求。目前，随着我国经济的快速增长，生活条件日益改善，人们对生活环境的舒适性的要求越来越高，对中央空调的需求越来越大，对中央空调节能、舒适、健康更加关注。 国际标准规定，商用空调是3HP以上空调机组的统称，因此商用空调种类颇多。包括风冷热泵型中央空调机组，水冷螺杆式冷水机组、离心式冷水机组等等。 因此，设计一项节能、舒适、健康的中央空调工程是很有实际意义的。 二、研究现状 中央空调在世界上已有百年的发展历史，在中国也有20多年的应用时间，然而真正引起国内企业关注还是近几年。目前国内市场中央空调领域竞争已经进入白热化阶段，随着价格战连绵不断，在家用空调领域几乎已经无利可图的企业纷纷开始在中央空调领域寻找新的发展空间和利润增长点。 2003年中央空调市场容量将达到85亿元，2005年达到200亿元以上。市场空间迅
单片机课程设计(温度控制系统)
温度控制系统设计 题目: 基于51单片机的温度控制系统设计姓名: 学院: 电气工程与自动化学院 专业: 电气工程及其自动化 班级: 学号: 指导教师:
2015年5月31日 摘要： (3) 一、系统设计 (3) 1.1 项目概要 (3) 1.2设计任务和要求： (4) 二、硬件设计 (4) 2.1 硬件设计概要 (4) 2.2 信息处理模块 (4) 2.3 温度采集模块 (5) 2.3.1传感器DS18b20简介 (5) 2.3.2实验模拟电路图 (7) 2.3.3程序流程图 (6) 2.4控制调节模块 (9) 2.4.1升温调节系统 (9) 2.4.2温度上下限调节系统 (8) 2.43报警电路系统 (9) 2.5显示模块 (12) 三、两周实习总结 (13) 四、参考文献 (13) 五、附录 (15)
5.1原理图 (15) 摘要： 在现代工业生产中，温度是常用的测量被控因素。本设计是基于51单片机控制，将DS18B20温度传感器实时温度转化，并通过1602液晶对温度实行实时显示，并通过加热片（PWM波，改变其占空比）加热与步进电机降温逐次逼近的方式，将温度保持在设定温度，通过按键调节温度报警区域，实现对温度在0℃-99℃控制的自动化。实验结果表明此结构完全可行，温度偏差可达0.1℃以内。 关键字：AT89C51单片机；温控；DS18b20 一、系统设计 1.1 项目概要 温度控制系统无论是工业生产过程，还是日常生活都起着非常重要的作用，过低或过高的温度环境不仅是一种资源的浪费，同时也会对机器和工作人员的寿命产生严重影响，极有可能造成严重的经济财产损失，给生活生产带来许多利的因素，基于AT89C51的单片机温度控制系统与传统的温度控制相比具有操作方便、价价格便宜、精确度高和开展容易等优点，因此市场前景好。
暖通空调毕业设计开题报告
1.课程设计的意义 通过本次的课程设计，使自己拥有一定的暖通空调设计能力；了解一些相关的规范和条例；熟悉并掌握暖通空调设计流程；同时使自己的思维更加的严谨，态度更加的认真，为以后的社会工作奠定了扎实的基础。 2.文献综述 随着国民经济的快速持续发展，作为支柱产业之一的建筑业也得到迅猛发展。而作为建筑业的重要组成部份的暖通空调业，其新产品、新技术、新材料更是层出不穷。暖通空调业发展所遵循的原则，概括起来就是：节能、环保、可持续发展，保证建筑环境的卫生与安全，适应国家的能源结构调整战略，贯彻热、冷计量政策，创造不同地域特点的暖通空调发展技术。因此，如何结合设计的需要，重视相关技术，并有选择而合理的应用在我们的设计中，满足业主要求，提高设计水平，是我们必须努力做到的。 2.1.暖通空调变工况点优化控制及能量管理探讨 2.1.1.工况点优化控制 暖通空调变工况点优化控制问题的研究近年来在我国被重视。S.W.Wang 提出了一种基于整个系统环境的预测响应及能量运行来改变暖通空调系统控制，设定点的系统方法，并用遗传算法对系统进行优化控制，同时优化多个设定点来改善系统响应和降低系统能耗[1]，后来他又采用自适应性控制理论对某海水冷却。空调系统进行了优化控制研究，采用带指数遗忘的最小二乘法参数辨识方法和基因遗传优化算法，对空调系统的空气处理单元进行了优化控制研究[2]。罗启军等人提出了一项动态的优化技术在一个指定期间内，能得到使目标函数( 运行成本或者峰值能耗) 最小的房间温度曲线，该算法还给出了暖通空调设备的最佳开/关时间[3]。K.T.Chan 等人提出用遗传算法对风冷制冷机的冷凝温度设定点进行优化控制以提高制冷机的效率[4]。此外，有许多研究者用人工神经网络来模拟暖通空调系统中各个设备的非线性特性，用于实现对整个空调系统的优化控制。目前，研究者们将更多先进的建模方法和智能优化方法引入到了暖通空调的优化控制中，更加注重变工况点的在线优化控制。何厚建等人对已建的暖通空调各关键设备的静态模型采用用实数编码的遗传算法建立了水系统工作点优化控制策略[5]杨晓平等人采用模糊聚类和RBF方法建立了空气处理单元的动态数学模型，以最终舒适性为目标优化空气处理单元的温湿度和送风压力[6]。孙一坚根据空调负荷变化对一级泵水系统进行变流量控制，取得了显著效果[7]。总之国内的学者更多探讨的是把智能方法引入控制系统的优化中，仿真研究多，实践成果少。
完成版基于单片机的锅炉温度控制系统的设计.
1.1 课题背景及研究意义 锅炉是一种热能转换设备，由锅和路两大主体和保证其安全经济连续运行的附件，仪表附属设备，自控和保护系统组成，水在锅（锅筒）中不断被炉里燃料燃烧释放出来的能量加热，温度升高并产生带压蒸汽，由于水的沸点随压力的升高而升高，锅是密封的，水蒸气在里面的膨胀受到限制而产生压力形成热动力（严格的说锅炉的水蒸气是水在锅筒中定压加热至饱和水再汽化形成的）作为一种能源广泛使用。锅炉广泛用于生产和生活之中。中小型锅炉作为供暖设备用于提供热水，取暖方面得到了广泛应用。目前，取暖多采用集中供暖方式。集中供暖，一般都是按一个采暖季每平方（建筑面积）来收费的，对北方地区来说，天气比较冷，需要供暖时间长，应该集中供暖省钱。指集中集团式供暖的一种形式。从能源利用方面讲，集中供暖一次性投资大，运行费用高，无论是否需要，暖气始终全天供热，因楼层不同而造成温度不均，若遇到供暖偏热，居民只有开窗降温，使宝贵的能源白白浪费。这种供暖方式从原理上而言，效率较高。集中供暖的锅炉大多数是燃媒锅炉，锅炉燃烧时污染大，已经带来了严重的环境污染问题。由于这些用户采用集中取暖，给个别用户带来不便的缺陷。 基于这种情况，近年来采用以天然气，液化石油气为燃料的中小型燃气锅炉具有高效、环境污染小，发热量大甚至无污染等特点，受到普遍欢迎。尤其在国外，燃气锅炉目前已得到了普遍应用。家用燃气锅炉常见的是套管式燃气锅炉、板换式燃气锅炉、冷凝式燃气锅炉。随着科技的发展以及各种客观条件的具备，生活采暖用燃气锅炉的应用也必将得到进一步的发展与推广。随着燃料不断补给，燃料充足，城市燃气管网逐步完善，燃气使用率逐步会提高。市场经济的发展与开放，国有企业享受国家能源补贴的取消，住房逐渐私有化，供热管网费、采暖费全部由个人支付。会有越来越多的人放弃集中供热方式而采用分散采暖方式。而小型家用燃气锅炉的使用作为集中供暖的一个很好补充或替代它必将被越来越多的人关注和选用成为趋势。 目前市场上家用燃气锅炉为进口，价格高，售后服务不够完善，不利于燃气锅炉的推广使用，研制燃气锅炉的公司亦相对较少。因此研制开发小型家用燃气锅炉就具有现实的意义与客观的市场价值。 本设计将结合小型家用燃气锅炉实际的需要，利用MCS-51系列单片机为核心器件组成温度控制系统，采用温度采集技术，通过运行和分析研究，以期正确认识和全面理解利用单片机实现温度采集技术在过程控制中的应用。 1.2 系统的总体设计思想 目前，世界计算机市场上出现了专门用于工业控制的单片机系列产品，单片机以其体积小、重量轻、功耗低、价格便宜、功能强的特点，在工业控制的实践中得到越来越广泛的应用单片机不仅可以实现各种常规的控制，还可以根据被控对象
中央空调系统设计毕业论文
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 摘要 本工程为苏州市一酒店大楼，拟为之设计合理的中央空调系统，为室内工作人员提供舒适的工作环境。 设计内容包括：空调冷热负荷的计算；空调系统的划分与系统方案的确定；冷源的选择；空调末端处理设备的选型；风系统的设计与计算；室内送风方式与气流组织形式的选定；水系统的设计、布置与水力计算；风管系统与水管系统保温层的设计；消声防振设计等内容。 本设计依据有关规范考虑节能和舒适性要求，设计的空调系统采用风机盘管——新风系统。 关键词：酒店；中央空调；风机盘管——新风系统。
ABSTRACT This project designs on air-conditioning system for a hotel Building in Beijing.By comparing the advantages and disadvantages of the air-conditioning program and the suitable situation, combined with the actual situation and the data in this paper,selecting the appropriate type of air conditioning systems to meet the indoor staff comfortable working environment, and determining the design system. According to the relevent norms and the requirements of energy conservation and comfortableness, all-air primary return air system and the fan-coil unit plus fresh air system are applied to the central air conditioning system, respectively, based on the using function of the building. And both systems are designed, analysed, and calculated,separately. Based on this, the air conditioning wind, water systems and chiller plant are designed. The design contents include: the consultation of the relevant material; the understanding of the design principles of the air conditioning system in high-rise complex building; the determination of the indoor and outdoor design parameters; the calculation of the air-conditioning cooling load; the demonstration and selection of cold and heat source; the calculation of the air-conditioning cooling load; the lectotype of the air terminal processing equipment; the selection of the indoor air supply pattern and air distribution form; the selection of the indoor air form of organization ; the design and accommodate of the vault ventilation system; the design, layout and calculation of the water system; the determination of the type of insulation material; the depiction of the clear engineering drawings. Key words: hotel Building All-air system Fan-coil unit plus fresh air
温度控制器课程设计要点
郑州科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题目温度控制器 学生姓名 专业班级 学号 院（系）信息工程学院 指导教师 完成时间 2015年12月31日
郑州科技学院 模拟电子技术课程设计任务书 专业 14级通信工程班级 2班学号姓名 一、设计题目温度控制器 二、设计任务与要求 1、当温度低于设定温度时，两个加热丝同时通电加热，指示灯发光； 2、当水温高于设定温度时，两根加热丝都不通电，指示灯熄灭； 3、根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，并写出详细的设计过程； 4、利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图，并列出所有的元件清单； 5、安装调试并按规定格式写出课程设计报告书. 三、参考文献 [1]吴友宇.模拟电子技术基础[M]. 清华大学出版社,2009.52~55. [2]孙梅生.电子技术基础课程设计[M]. 高等教育出版社,2005.25~28. [3]徐国华.电子技能实训教程[M]. 北京航空航天大学出版社,2006.13 ~15. [4]陈杰,黄鸿.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社,2008.22~25. [5]翟玉文等.电子设计与实践[M].北京:北京中国电力出版社,2005.11~13. [6]万嘉若,林康运.电子线路基础[M]. 高等教育出版社,2006.27 ~29. 四、设计时间 2015 年12月21 日至2015 年12 月31 日 指导教师签名： 年月日
本设计是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、使用寿命长、具有一定的实用性等优点的温度控制电路。本文设计了一种温度控制器电路，该系统采用模拟技术进行温度的采集与控制。主要由电源模块，温度采集模块，继电器模块组成。 现代社会科学技术的发展可以说是突飞猛进，很多传统的东西都被成本更低、功能更多、使用更方便的电子产品所替代，本课程设计是一个以温度传感器采用LM35的环境温度简易测控系统，用于替代传统的低精度、不易读数的温度计。但系统预留了足够的扩展空间，并提供了简单的扩展方式供参考，实际使用中可根据需要改成多路转换，既可以增加湿度等测控对象，也能减少外界因素对系统的干扰。 首先温度传感器把温度信号转换为电流信号，通过放大器变成电压信号，然后送入两个反向输入的运算放大器组成的比较器电路，让电位器来改变温度范围的取值，最后信号送入比较器电路，通过比较来判断控制电路是否需要工作。此方案是采用传统的模拟控制方法，选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定是否加热。 关键词：温度传感器比较器继电器
暖通空调毕业设计(论文)任务书
毕业设计(论文)任务书 毕业设计(论文)题目：某市某综合楼空调系统设计 系别能源与动力学院班级建环本121/122 学生姓名学号 指导教师职称 毕业设计(论文)进行地点：校内 任务下达时间： 2015年 12 月 24 日 起止日期：2016年 3 月1日起——至 2016年 6 月日止 教研室主任年月日批准 1、论文的原始资料及依据：
（一）题目来源：某市某综合楼建筑结构图 （二）设计主要技术参数 （1）土建资料 详见建筑图纸。 (２) 气象参数：根据本市的气象资料确定； (３)建筑参数： 外墙体结构：根据地区自行选定，如δ=370 m m红砖，内外抹灰20mm 屋面：根据地区自行选定，如200mm厚混凝土板加12.5mm厚加气混凝土保温层。 外窗：根据地区自行选定，如标准玻璃的单层钢窗，全部挂淡色窗帘，（４）室内空调设计参数：温度t n=26℃； 湿度φn=60%； 风速不大于0.3 m/s。 （５）照明容量： 40W/m2 （６）房间人数：0.5人/m2，群集系数0.92 （三）设计主要技术关键 正确进行空调负荷和新风量的计算，确定出冷气方案，合理地布置管道，并进行水力计算，合理选择及布置设备，做好气流组织。 2、设计（论文）主要内容及要求 通过本次设计使学生系统地掌握空调系统设计的主要方法和步骤，能根据实际情况合理确定空调方案，会计算空调系统的负荷量和新风负荷量，能合理布置管道和设备，了解空调设备的型式及用途，会进行设备的选型，合理进行气流组织，会计算水管、风道的阻力，选取水泵、风机等。使学生能把所学知识灵活运用到实际当中去，让理论与实际相结合，为学生毕业以后的工作打下坚实基础。 主要内容： 空调系统的设计 （1）、由建筑物所在地区确定室内外气象参数； 夏季室内外设计计算参数；室内温度、湿度、风速、新风量等参数。
锅炉内胆温度控制系统设计
锅炉内胆温度控制系统设计 一．引言 过程控制是自动化的重要分支，其应用范围覆盖石油、化工、制药、生物、医疗、水利、电力、冶金、轻工、建材、核能、环境等许多领域，在国民经济中占有极其重要的地位。无论是在现代复杂工业生产过程中还是在传统生产过程的技术改造中，过程控制技术对于提高劳动生产率、保证产品质量、改善劳动条件以及保护生态环境、优化技术经济指标等方面都起着非常重要的作用。 过程控制的主要任务是对生产过程中的有关参数(温度、压力、流量、物位、成分、湿度、PH值和物性等)进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化，在保证产品质量和生产安全的前提下，是连续型生产过程自动的进行下去。实际的生产过程千变万化，要解决生产过程的各种控制问题必须采用有针对性的特殊方法与途径。这就是过程控制要研究和解决的问题。二．任务和要求 任务：设计锅炉内胆温度控制系统，选择合适的传感器、控制器和执行器，使其满足一定的控制要求。 要求：本系统的控制对象为锅炉内胆的水温，要求锅炉内胆的温度的稳定值等于给定值，误差保持在 5%的误差带以内。 三．总体方案 系统组成：本实验装置由被控对象和控制仪表两部分组成。系统动力支路分两路:一路由三相(380V交流)磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成;另一路由日本三菱变频器、三相磁力驱动泵(220V变频)、涡轮流量计及手动调节阀组成。1．原理框图 图1
2．简要原理 单闭环锅炉水温定值控制系统的结构示意如课程设计指导书所示，图1为其结构框图。其中锅炉内胆为动态循环水，磁力泵、电动调节阀、锅炉内胆组成循环供水系统。而控制参数为锅炉内胆的水温，即要求锅炉内胆的水温等于设定值。先通过变频器-磁力泵动力支路给锅炉内胆打满水，然后关闭锅炉内胆的进水阀。待系统投入运行后，再打开锅炉内胆的进水阀，允许变频器-磁力泵以固定的小流量使锅炉内胆的水处于循环状态。在锅炉内胆水温的控制过程中，由于锅炉内胆由循环水，因此锅炉内胆循环水水温控制相比于内胆静态水温控制时更充分，因而控制速度有较大的改善。 在结构原理框图中可以清楚的看出，我们给定温度的设定值，将温度传感器的值与设定值相比较，把偏差值送入PID调节器，PID调节器的输出信号送入可控硅调压装置，经调压装置输出的电压信号来控制加热装置的阻值，从而控制锅炉内胆的水温。此控制系统为单闭环反馈系统，只要PID参数设置的合理，就能够使系统达到稳定。 3．优缺点分析 优点：单闭环系统结构简单，稳定性好、可靠性高，在工业控制中得到广泛的应用。 缺点：对动态特性复杂、存在多种扰动或扰动幅度很大，控制质量要求高的生产过程，简单控制系统难以满足要求 四．元器件的选择与参数整定 1．元器件的选择： (1)被控对象 由不诱钢储水箱、4.5千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒构成)、冷热水交换盘管和敷朔不锈钢管道组成。 模拟锅炉：本装置采用模拟锅炉进行温度实验，此锅炉采用不锈钢精制而成，设计巧妙。 管道：整个系统管道采用不诱钢管组成，所有的水阀采用优质球阀，彻底避免了管道系统生锈的可能性。有效提高了实验装置的使用年限。其中储水箱底有一个出水阀，当水箱需要更换水时，将球阀步打开直接将水排出。 (2)检测装置 变送器：采用工业用的扩散硅压力变送器，含不诱钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。 温度传感器：本装置采用六个Pt100传感器，分别用来检测上水箱出口、锅炉内胆、锅炉夹套以及盘管的水温。经过调节器的温度变送器，可将温度信号转换成4~20mA DC电流信
温度测控仪设计-毕业设计
温度测控仪设计 学生：XXX 指导教师：XXX 容摘要：本文主要介绍了智能温度测量仪的设计，包括硬件和软件的设计。先对该测量仪进行概括性介绍，然后介绍该测量仪在硬件设计上的主要器件：“Pt100热电阻”、AT89C51单片机和LCD显示器以及描述测量仪的总体结构原理。在本设计中，是以铂电阻PT100作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D 转换器进行温度信号的采集。总体来说，该设计是切实可行的。 关键词：温度 Pt100热电阻 AT89C51单片机 LCD显示器
Design of and control instrument Abstract: This paper describes the design of the intelligent temperature measuring instrument, including hardware and software design. Be the first general description of the measuring instrument, and then describes the hardware design of the measuring instrument's main device: "Pt100 thermal resistance", AT89C51 microcontroller and LCD display, and describe the principle of measuring the overall structure. In this design, as is the PT100 platinum resistance temperature sensor, temperature measurement using constant current method, through the microcontroller to control, amplifier, A/D converter for temperature signal acquisition. Overall, the design is feasible. Keywords:temperature Pt100 thermal resistance AT89C51 microcontroller LCD monitor .
空调系统毕业论文
南京铁道职业技术学院毕业论文 题目：苏州大学实训楼中央空调系统 作者：尹啸东学号： 421111146 系部：建筑设备工程系 专业：楼宇智能化工程技术 班级： 11宁系统维检301 指导者：刘光平讲师 评阅者： 2013 年 10 月
毕业设计中文摘要
毕业设计外文摘要
目录 1 引言 (5) 2 设计概况 (6) 2.1 概况 (6) 2.2 本毕业设计课题任务的要求 (7) 2.3 设计原始资料 (7) 3 空调系统 (8) 3.1 空调系统的基本定义 (8) 3.2 空调系统方案的确定 (9) 3.3 新风系统的监视与控制 (10) 4 新风系统 (14) 4.1 新风机组的设计要求.............................................. - 14 - 4.2 风机盘管机组的选型.. (14) 4.3 新风系统的监视与控制 (16) 5 空调水系统设计 (17) 5.1 选择水系统形式 (17) 5.2 选择管材和管道直径 (17) 5.3 水系统管路的布置 (18) 5.4 空调水量计算及泵扬程 (19) 6 空调冷热源系统 (20) 6.1 冷源系统 (20) 6.2 热源系统 (24) 7 ......................................................................... 7 ........................................................................ 结论....................................................................... 致谢....................................................................... 参考文献................................................................... 附录A 各房间最大热湿负荷汇总............................................................................................
(完整版)三层别墅中央空调系统说明书毕业设计
以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 河南机电高等专科学校毕业设计 说明书 设计题目：三层别墅中央空调系统 系部 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师 摘要 家用中央空调是指根据国家空调设计规范的设计参数和要求进行选型
设计、安装的，用于家庭的空调系统。家用中央空调是由室外主机、室内风机盘管及其连接的风道送出冷热风以达到室内空气调节目的的空调系统，按工作原理可分为二种：一种是由大型中央空调系统的设备演化而来的空调系统如小型风冷冷水机组，小型风管机组为主机的产品；另一种是由分体壁挂空调设备演化而来的空调系统如一拖小型风管机组属集中中央空调系统，此系统由室外机组，室内风机盘管及盘管连接的送风管道组成。送风管道通向各个需要空气调节的房间，风道系统可安装流量调节阀、风口等配件，一台主机可控制多个不同房间并且可引入新风，有效改善室内空气品质。 步入21世纪,人们对生活品质要求不断提高,住宅面积不断地扩大,以窗机、分体挂壁机和柜机为代表的传统的家用空调已不能充分满足环境、能源的需要。目前家用空调市场上的产品,从严格意义上讲只能称为“温调”,真正的”空调”应具备空气质量调节的功能,不仅调节空气冷暖,而且可以通风换气,调节空气湿度、有机挥发物含量、细菌含量等室内空气的综合品质。从这个意义上,家用中央空调才把人们带入到“真正的空调时代”。这种集大型中央空调和家用空调优点于一体的小型化独立空调系统恰到好处地适应了目前市场的需求,代表了21世纪人居空调的发展趋势,更重要的是,它跨越了我国空调产业长期以来存在的“中央空调”与“家用空调”间的界限,开辟出了一个崭新的市场空间。 关键词：工作原理系统分类中央空调的现状前景家用中央空调的 发展趋势 Summary Home central air conditioning is based on the design parameters of
(完整word版)基于51单片机的温度控制系统设计
基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示范围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。
工商银行杭州支行办公楼空调工程设计暖通空调毕业设计论文
中国工商银行杭州支行办公楼空调工程设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
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锅炉温度控制系统的设计
齐鲁理工学院 课程设计说明书 题目基于PID的锅炉温度控制系统的设计 课程名称过程控制系统与仪表 二级学院机电工程学院 专业自动化 班级2014级自动化二班 学生姓名金高翔 学号201410532019 指导教师黄丽丽
设计起止时间：2016年12月5日至2016年12月18日
目录 摘要 (1) 1 绪论 (2) 1.1 课程设计的背景： (2) 1.2 课程设计的任务： (2) 1.3 课程设计的基本要求： (2) 2 PLC和组态软件介绍 (3) 2.1 可编程控制器 (3) 2.1.1 可编程控制器的工作原理 (3) 2.2 组态软件 (3) 2.2.1 组态的定义 (3) 2.2.2 组态王软件的特点 (4) 2.2.3组态王软件仿真的基本方法 (4) 3 PID控制及参数整定 (4) 3.1.PID控制器的组成 (4) 3.2.采样周期的分析 (5) 4 被控对象的建模 (6) 5 PLC控制系统的软件设计 (9) 5．1.程序编写 (9) 5.2用指令向导编写PID控制程序 (11) 6 组态的设计 (15) 7 系统测试 (18) 7.1 启动组态王 (18) 7.2 实时曲线界面 (18) 7.3历史曲线界面 (19)
8 结论 (19) 参考文献： (21) 致谢： (22)
基于PID的锅炉温度控制系统的设计 摘要：从上世纪的80年代到90年代中期，PLC得到了飞速的发展，在这个时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到了大幅度的提高，PLC逐渐的进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等优点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的未来，是无法取代的。 本文介绍了以锅炉为被控对象，以锅炉出口水温为主被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成锅炉温度控制系统；采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现锅炉温度的自动控制。 锅炉的应用领域相当广泛，在相当多的领域里，锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。目前锅炉的控制系统大都采用以微处理器为核心的计算机控制技术，既提高设备的自动化程度又提高设备的控制精度。 本文分别就锅炉的控制系统工作原理，温度变送器的选型、PLC配置、组态软件程序设计等几方面进行阐述。通过改造电热锅炉的控制系统具有响应快、稳定性好、可靠性高,控制精度好等特点，对工业控制有现实意义。 关键词：电热锅炉的控制系统温度控制PLC PID