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PLC与变频器在中央空调节能改造技术中.doc
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PLC与变频器在中央空调节能改造技术中.doc
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摘 要
本文介绍了由变频器、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等组成的
温差闭环控制在中央空调系统节能改造中的应用。通过温差闭环控制,使冷冻水
泵和冷却水泵能随空调负荷的变化而自动变速运行,大大优化了系统的运行质量,
达到了显著的节能效果。文中首先通过分析原中央空调系统及存在的问题,对系
统进行节能改造的可行性分析。然后提出节能改造的具体方案,对节能改造需要
的主要设备进行简单介绍。再次通过方案画出变频节能技术框图、PLC 变频器节能
改造原理分析、画出 PLC 控制梯形图。最后列举设备调试和遇到的问题并对中央
空调改造前和改造后进行运行效果比较。而文中的重点和难点是:对原系统进行
节能改造的可行性分析和节能改造的具体方案的确定;变频节能技术、PLC 控制原
理以及 PLC 控制梯形图。
关键词 PLC,变频器,中央空调,节能,温差闭环自动控制
攀枝花学院本科毕业设计(论文) ABSTRACT
ABSTRACT
This article introduces the application of thermoelectric closed-loop control in the
energy saving modification of Central Air-conditioning System. The thermoelectric
closed-loop control is composed of frequency-changer, PLC, Digital-to-Analog
Conversion module, temperature module, temperature transducer and other devices.
Chilled water pump and cooling water pump can be in motion in variable speed
automatically with the change of air-conditioning load through the thermoelectric
closed-loop control. That optimized the operation quality of system greatly and notable
effect of energy conservation can be seen.First, this paper will analyze the feasibility of
energy saving modification after analysis of the original Central Air-conditioning
system and its existing problems. Then it will put forward specific scheme of energy
saving modification and briefly introduce the main equipment needed in energy saving
modification. Again through the blue print it will draw up converter energy saving
technique block diagram and PLC control ladder diagram and carry out the analysis of
principle of PLC frequency-changer energy saving modification.At last, equipment
debugging and problems met will be listed and there will be a comparison of operation
effect before and after the modification and reconstruction of central air-conditioning.
The emphasis and difficulty of this article is: analysis of the feasibility of energy saving
modification and confirmation of specific scheme of energy saving modification, as
well as, converter energy saving technique, principle of PLC control, PLC control
ladder diagram.
Keywords PLC, frequency converter, central air-conditioning, energy conservation,
thermoelectric closed-loop automatic control
攀枝花学院本科毕业设计(论文) 目
录
III
目 录
摘 要 ...............................................................................................................................1
ABSTRACT...........................................................................................................................II
1 绪 论 .............................................................................................................................1
2 问题的提出及节能改造可行性分析 ...........................................................................2
2.1 原系统简介及存在问题 ...........................................................................................................2
2.2 节能改造的可行性分析 ...........................................................................................................2
2.2.1 中央空调的组成及工作原理...........................................................................................3
2.2.2 泵的特性分析与节能原理...............................................................................................4
3 节能改造的具体方案 ...................................................................................................7
3.1 改造需增加的设备及选型 .......................................................................................................7
3.2 变频器的控制方式 ...................................................................................................................7
3.3 主要控制电路设计 ...................................................................................................................9
4 变频节能技术框图及改造原理分析 .........................................................................12
4.1 对冷冻泵进行变频改造 .........................................................................................................12
4.2 对冷却泵进行变频改造 .........................................................................................................13
4.3 三菱 FR-F540-37K-CH 变频器主要参数的设定.................................................................13
5 变频器的选型 .............................................................................................................14
5.1 变频器的基本结构 ...................................................................................................14
5.2 变频器的分类及工作原理.........................................................................................16
5.3 变频器的选型 ..........................................................................................................16
6 PLC 硬件设计 ..............................................................................................................18
6.1 PLC 的型号选择........................................................................................................18
6.2 PLC 的 CPU 选择........................................................................................................19
6.3 I/O 模块的选择........................................................................................................20
7 PLC 软件设计 ..............................................................................................................21
7.1 编程软件的选择.......................................................................................................21
7.2 PLC 的程序框图........................................................................................................21
7.3 主要模块程序分析 ...................................................................................................22
7.3.1 冷冻水出回水和冷却水进出水的温度检测及温差计算程序 ................................22
攀枝花学院本科毕业设计(论文) 目
录
IV
7.3.2 FX2N-4DA 4 通道的 D/A 转换模块程序分析......................................................23
7.3.3 手动调速 PLC 程序分析.....................................................................................24
7.3.4 手动调速和自动调速的切换程序.......................................................................24
7.3.5 温差自动调速程序............................................................................................24
7.3.6 变频器的保护和故障复位控制 ..........................................................................25
8 设备调试中遇到的问题和解决办法 .........................................................................26
结 论..............................................................................................................................27
参 考 文 献 ...................................................................................................................28
附 录:PLC 梯形图 ......................................................................................................29
致 谢..............................................................................................................................33
攀枝花学院本科毕业设计(论文) 1 绪 论
1
1 绪 论
我国是一个人均能源相对贫乏的国家,人均能源占有量不足世界水平的一半,
随着我国经济的快速发展,我国已成为世界第二耗能大国,但能源使用效率普通
偏低, 造成电能浪费现象十分严重。尽管我国电网总装机容量和发电量快速扩容,
但仍赶不上用电量增加的速度,供电形势严峻,节能节电已迫在眉睫。中央空调
系统是现代大型楼宇建筑物中最大的耗电设备,每年的电费中空调耗电占 60%左
右,故对其进行节能改造具有重要意义。由于设计时,中央空调系统必须按天气
最热、负荷最大的情况进行设计,并且要留 10%~20%设计裕量,然而实际上绝大
部分时间空调是不会运行在满负荷状态下,故存在较大的富余,所以节能的潜力
就较大。随着变频技术的日益成熟,把 PLC、数模转换和温度模块、变频器、温
度传感器等有机结合起来,共同构成温差闭环自动控制系统来自动调节水泵的输
出量,为达到节能目的提供了可靠的技术条件。
本文分为七个模块:问题的提出及节能改造可行性分析、节能改造的具体方
案、变频器和 PLC 结合节能技术框图及改造原理分析、变频器的选型、PLC 硬件与
软件设计、设备调试及可能遇到的问题、结论。其中难点是节能改造的具体方案、
变频器和 PLC 结合节能技术框图及改造原理分析、PLC 硬件和软件设计和设备调试
及可能遇到的问题和解决办法。
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xinkai1688
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