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中央空调PLC控制系统的设计[含CAD图纸和文档全套资料打包]

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Z883 中央空调PLC控制系统的设计
基于PLC的中央空调控制系统设计说明书.doc---(点击预览)
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A0-系统接线图.dwg
A3-系统程序流程图.DWG
A4-系统梯形图1.dwg
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摘    要

    窗体顶端

   中央空调系统已广泛应用于工业和民用领域,在宾馆,酒店,写字楼,商场,住宅楼,在中央空调系统的工业厂房,其制冷压缩机,制冷循环水系统,冷却水系统,冷却塔风扇系统,最大冷却能力,制热负荷的选择,将具有足够的余量。在控制系统中与动态调节的特性无负荷,电动机的功率是固定的在全速和电动机的能量以全速运行。近年来,由于电价上涨,导致中央空调系统的运行费用大幅上涨,导致它占据越来越大的比例的运行费用在整个建筑,再加上目前的生产和服务行业竞争激烈,大多数企业都是不理想的利润空间。因此,电能成本的控制显然是管理者一个关注的问题。随着负载自动调节的变频变频空调水系统和压缩机系统的自适应智能负载调节的变化应运而生,并逐渐显示出其巨大的优势,并得到越来越广泛的普及和应用。随着PLC技术和变频器的发展,变频调速技术不仅能使空调系统发挥更加理想的工作状态,同时还可以节约能源和水资源。 

   本文采用三菱PLC控制系统设计中央空调的控制系统,因为采用PLC控制系统对中央空调的操控很简单,抗干扰能力强,输入和输出接口,运行速度快,稳定可靠,维护和维修方便,此外,该中央空调控制系统具有高可靠性,低功耗,长寿命,良好的环境适应性,适用于中央空调的开发,以及中央空调利润也很高,从而使PLC的机可以得到更好的发展,因此,本次的基于PLC的中央空调控制系统的设计在某种程度上面来说具有重大的经济和社会意义。

   

关键词:中央空调  资源  PLC  意义


Abstract

   With development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something,aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to reasonablepneumatiatcompressedneceengththdirectionprocedurework.The inverted pendulum is a typical high order system, with multi variable, non-linear,  strong-coupling, fleet and absolutely instable. It is representative as an ideal model to prove new control theory and techniques. During the control process, pendulum can effectively reflect many key problems such as equanimity, robust, follow-up and track, therefore.

    This paper use Plc control method of double inverted pendulum .This several test matrix value the results are not satisfactory response, then we optimize matrix by using Genetic Algorithm. Simulation results show: The system response can meet the design requirements effectively after Genetic Algorithm optimization. Small twisted paper broken machine for ordinarhome.


Keywords:sewingmachine, assembly,Plc,meaning


目  录

摘   要 I

目  录 II

1 绪   论 1

   1.1 中央空调系统简介 2

   1.2 应用PLC控制系统的优点 3

2 PLC控制系统简介 6

   2.1 PLC简介 7

   2.2 PLC的控制过程 7

   2.3 变频器的控制方式及分类 9

   2.4 变频器的选型 10

     2.4.1 变频器简介 10

3 基于PLC的中央空调控制系统硬件的设计 10

   3.1 主电路的控制设计 11

   3.2 变频器的控制方式 11

   3.3 元器件的选型 12

   3.4 I/O分配表的设计 12

   3.5 PLC控制接线图的设计 13

 4 基于PLC的中央空调控制系统软件的设计 13

    4.1 梯形图程序的设计 14

    4.2 系统工作流程图的设计 14

结   论 15

致   谢 16

参考文献 17


1 绪   论

窗体顶端

   我国是人均能源相对贫穷的国家,人均能源消费量不到世界一半的水平,随着中国经济的快速发展,中国已成为世界第二能源消费大国,但使用的能源效率低,造成电力浪费现象非常严重。虽然快速扩张的电网和发电能力的总容量,但仍无法赶上功率消耗增加,电力供应形势严峻,节能已迫在眉睫。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,耗电量非常大,约50%的总用电量。由于中央空调系统是最大负荷和一定的余量设计的提高,事实上,在一年,在满负荷最高运行至十天以上,甚至超过了十几个小时,几乎所有的时间负荷,在70%运行。在一般情况下,在中央空调系统的冷冻主机的负载能自动调整负载随温度的季节变化,它不能自动调节负荷和冷却水泵不能自动调节负载,这将导致能量的极大浪费,以及环境和中央空调系统的运行质量。随着变频技术,变频器,PLC,数模转换模块的有机结合,温度传感器,温度模块等的发展,构成一个闭环自动控制系统,自动控制水泵的输出流量,实现节能节能的目的提供了可靠的技术条件。

窗体底端

窗体顶端

1.1 中央空调系统简介

窗体顶端

   中央空调系统的工作过程是连续的能量转换和热交换的方法。操作的理想状态是:在冷冻水循环系统,将冷冻的水流量在冷冻水流通过冷冻主机,在蒸发器中进行热交换,热吸收(7℃)的热量后发送到终端线圈风扇或空调风扇,空调机的空气由冷却装置(12)吸收。 C)中,闭环发送到制冷泵的主蒸发器。在冷却水循环系统,通过在所述泵中的冷凝器,(37℃)被发送到冷却塔后加热的作用下的冷藏库的冷却的冷却水,所述冷却风扇(32℃)到后主机由冷却泵,形成一个环路。在这个过程中,冷却水和冷却水是通过作为能量载体,在冷冻水泵,冷却泵增益动能保持循环在相应的管道系统,则继续进行室内热冷冻机的作用,由冷却塔排出。如图1中的中央空调系统的设计中,已安装的泵的容量和冷却泵是该系统的最大负载和10% - 20%的余量为设计安全系数。据统计,在传统的中央空调系统,冷冻水,冷却水回收用电约占12% - 该系统的24%,而在冷冻主机低负荷运转,冷却水,冷却水循环与功率可达30% - 40%。因此,它是中央空调系统进行自动控制的冷却水和冷却水循环系统的能量的一个重要部分。



内容简介:
信息与电子工程系毕业设计(中英文资料) 毕业设计(论文)中英文资料 信 电 系 工业电气自动化 专业 04 级 1 班课题名称:MCS-51单片机智能温度控制系统设计毕业设计(论文)起止时间:2006年 2月10日6月8日(共17周)学生姓名: 学号: 10 指导教师: 报告日期: 2007年3月 1日 摘要:本文根据模糊控制和PID控制的特点及其原理,把模糊控制和PID控制结合起来,形成模糊PID控制,有效的克服了它们的缺点而发挥了它们的优势。本文详细阐述了该系统中模糊PID控制器的实现方法、系统的各种控制、故障检测以及状态显示。 模糊PID控制器实际上跟传统的PID控制器有很大联系。区别在于传统的控制器的控制前提必须是熟悉控制对象的模型结构,而模糊控制器因为它的非线性特性,所以控制性能优于传统PID控制器。对于时变系统,如果能够很好地采用模糊控制器进行调节,其控制结果的稳定性和活力性都会有改善。但是,如果调节效果不好,执行器会因为周期振荡影响使用寿命,特别是调节器是阀门的场合,就必须考虑这个问题。为了解决这个问题,出现了很多模糊控制的分析方法。本文提出的方法采用一个固定的初始域,这样相当程度上简化了模糊控制的设定问题以及实现。文中分析了振荡的原因并分析如何抑制这种振荡的各种方法,最后,还给出一种方案,通过减少隶属函数的数量以及改善解模糊化的方法缩短控制信号计算时间,有效的改善了控制的实时性。模糊控制器的一个主要缺陷就是调整的参数太多。特别是参数设定的时候,因为没有相关的书参考,所以它的给定非常困难。众所周知,优化方法的收敛性跟它的初始化设定有很大关联,如果模糊控制器的初始域是固定的,那么它的控制就明显的简化了。而且我们要控制的参数大多有其实际的物理意义,所以模糊控制器完全可以利用PID算法的控制规律进行近似的调整。也就是说最简单的模糊PID控制器就是同时采用几种基本模糊控制算法(P+I+D或者PI+D),控制过程中它会根据控制要求,做出适当的选择,保证在处理跟踪以抗阶跃干扰问题上,其控制性能接近于任何一种PID控制。假设模糊集的初始域是对称的,两个调节器的参数采用Ziegler-Nichols方法。为了改善上述设计的模糊控制器,我们有必要考模糊控制器的参数问题,有两种方法可以采纳,一种采用手动的方法改变,另一种就是采用一些相关的优化算法。其中遗传算法就是一种。控制器采用的参数不同,其收敛的优化值也会不一样。这些参数包括模糊集的分布,模糊集的个数,映射规则,基本模糊控制器的参数和不同的算法组合等。要注意的是在优化前必须选定模糊推理及解模糊的方法。很明显,优化过程很耗时,更有甚者,有些优化方法要已知系统的精确模型,但是实际过程中难以得到系统的精确模型,所以在大多数情况下,这些优化算法不能直接应用在实际过程。也就是说模型不精确直接影响优化成败。模糊控制的主要思想就是针对那些传递函数未知的或者结构难以辨识的系统进行控制,这也是模糊控制的性能为什么优于传统方法的原因。同时,把模糊控制和传统的PID控制算法结合起来,更能体现这种算法的优点,因为它大大简化实际过程的调整。 参数集的启发式优化法也适用于模糊PI控制器,它采用固定的定义域,其参数的选取和传统的PI控制器都一样。我们采用的控制方法是结合模糊PI算法和PD算法并利用启发式优化法处理参数集,特别要注意这里的调节器出现了两个比例环节,所以它的控制可能不同于传统的PID算法。但是我们调整的参数它们本身具有实际的物理意义,值得一提的是前面所提到的控制可以通过改变采样时间而不改变定义域的范围实现调整。 关键词:单片机;热处理温度控制;模糊 PIDAbstract:This paper adopts fuzzy PID control algorithm which combines fuzzy control and PID control according individual characteristic and theory effectively gets over their disadvantage, at the same time, preserving their merits. The methods of the fuzzy-PID controller, system-controlling, failure-detecting,states-displaying are described in details. A fuzzy PID controllers are physically related to classical PID controller. The settings of classical controllers are based on deep common physical background. Fuzzy controller can embody better behavior comparing with classical linear PID controller because of its non linear characteristics. Well tuned fuzzy controller can be also more stable and more robust for the time varying systems. On the other hand, when the fuzzy controller is tuned badly it can exhibit limit cycle which can decrease lifetime of the actuator. This phenomenon is critical especially when the actuator is valve. Knowing about these problems, more analytical methods of tuning fuzzy controllers can be found. The method with unified universe considerably simplifies the setting and realization of fuzzy controllers. This paper tries to analyze causes of oscillations and it outlines the possibilities how to reduce them. The paper also shows solution how to reduce time needed for computation of control signal by decreasing the number of membership functions and by changing defuzzification method. 1. INTRODUCTIONOne of the main drawbacks of fuzzy controllers is big amount of parameters to be tuned. It is especially difficult to make initial approximate adjustment because there is no cookery book how to do it. Also it is very well known that good convergence of optimum method is strongly dependent on initial settings. The adjustment of fuzzy controllers is considerably simplified when fuzzy controller with a unified universe is used. The parameters to be tune then have their physical meaning and fuzzy controller can be approximately adjusted using known rules for classical controllers. Probably the easiest way how to implement fuzzy PID controller is to create it as a parallel combination of basic fuzzy controllers (P+I+D 4 or PI+D 5). Suitable choice of inference method can ensure behavior which is close to one of classical PID controller for both the tracking problem and the step disturbance rejection. The fuzzy sets are assumed to have initially symmetrical layout and the parameters of both regulators are tuned using for example by Ziegler- Nichols method.To improve behavior of such designed fuzzy controller it is necessary either to manually change the quantities of fuzzy controller or to use some optimum methods which do this operation. One which can be implied are genetic algorithms. Different quantities can be changed to reach the optimum values. These quantities are fuzzy set layout, number of fuzzy sets, rule base mapping, the parameters of basic fuzzy controllers and their various combinations. Note that all the optimum must be always performed according to the chosen inference and defuzzification method. It is apparent that process of optimum can take a lot of time. Moreover this method is contingent on existence of accurate mathematical model of the process because in vast majority of the cases it is not possible to perform any kind of optimum directly on real process. The model usually does not correspond to real system which limits the success of optimum methods. The prime idea of fuzzy control was to apply it at the place where there is no deep knowledge of transfer function of controlled system and where this knowledge can be hardly identified. These are often the cases where the fuzzy control leads to better performance comparing with classical approach. Also for this instance it seems to be advantageous to have physical connection between fuzzy controller and its classical counterpart because it can significantly simplify the adjustment of regulator for real process.The heuristic optimum of parameters settings is also suitable for fuzzy PI controller with unified universe where the parameters are the same as the ones of classic
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