开题报告 (12)

.河北联合大学机械学院毕业论文开题报告题目： 中央空调控制系统组态设计 学 部： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 2011 年 11月 31 日开题报告一、选题背景（含题目来源、应用性和先进性及发展前景等）智能大厦是写字楼等公共建筑发展的一个趋势。是课技高度发展的结晶。所谓智能化大厦，就是综合电子计算机、信息通讯方面最先进的技术，实现楼宇综合管理自动化、通讯及办公自动化，使建筑物内的电力、照明、空调、防灾、防盗、电梯等高效地运行。它包括三个子系统即楼宇自动化系统，通讯自动化系统和办公自动化系统。在国内，又将消防自动化系统和安保自动系统从楼宇自动化系统中独立出来，构成智能大厦的五个子系统，这就是通常所说的5A.其中，l楼宇自动化系统又称建筑设备自动化系统主要是用以对建筑物内的空调系统，给排水系统，变配电系统，照明系统以及电梯等系统设备进行集中监视控制与管理的综合系统。一般为集散结构即分散控制集中管理。空调系统的最优监控则是智能化大厦自动化管理及节能等功能的基本要求之一。任何事物都有一个发展的过程。中央空调也不例外，它也经历了一个从无到有，从简单到复杂，从低级到高级的过程。早期的中央空调系统，基本上是没有控制的;若有也是简单的开关机的手动控制。需要空调时，就开启系统，不需要时，就关闭空调。时至今日。在我国的一些经济不发达地区，采用这一方式的仍然屡见不鲜，后来开始出现一些简单的温度的现场控制，最典型的莫过于用在风机盘管（PCU）上的温度控制器（Thermostat），通过温饱的热胀冷缩来反映实际温度的变化，再经由体积的变化推动簧片开关的动作控制冷冻水阀的开关，从而实现温度的控制。后来，随着电子技术集成电路的发展，开始出现一些类似单片机的数字式控制器，它接收传感器的过来的信号，和设定值相比较，在经过PI运算，送出控制信号，控制冷冻水阀的开启度，从而实现温度的控制。随着网络通讯及计算机技术的发展，开始兴起网络系统的控制。由各个控制器承担当地的控制任务，再通过网络把所有控制器联结起来，实现一些整体的控制及信息的集中管理。楼宇自动化系统（BAS）的概念也开始在这个时侯兴起。后来，随着计算机进一步的发展，智能建筑及集成的概念开始兴起，开始要求将中央空调的控制系统和其他控制系统，例如消防系统、闭路电视保安系统、电梯监控、灯光照明、水系控制系统等集成到一个统一的平台上，形成所谓的智能大厦。至于中央空调控制系统的控制要求，它也有一个发展的过程，根据应用场合的不同，中央空调可分为两大类：产业空调和舒适空调。产业空调指的是工业空调，亦有人称作工艺空调。早期的产业空调主要用在纺织行业，后来开始在制药行业、烟草行业、IC行业以及近年的医院手术室，其控制精度要求比较高，起初是温度、湿度的控制后来还要求有压力、净化度、无菌度等的控制。舒适空调一般指的是办公大楼、酒店等商业楼宇的中央空调系统。近年来，随着人民群众生活水平的提高，应用于居民住宅的户式中央空调也逐渐兴起。大体上说，这类空调亦可归入舒适空调中。舒适空调要求的控制精度相对不高。其早期控制指标一般是舒适度。一般是单指温度，后来亦有些高级的商业大厦、酒店要求湿度的控制。近年来随着环保要求的日益高涨和全球能源形势的紧张，在舒适性空调中，“节能”的要求日益受到重视，甚至在某些项目设计中，“节能”的指标甚有时会凌驾于“舒适度”的指标之上。中央空调系统的自动控制发展至今已有相当历史，无论是在控制方面还是在节能方面都有相当的经验。但在实际应用中，依然存在着比较严峻的问题。首先，在技术方面，这些控制大多采用的是传统的单回路PID控制。但中央空调系统是一种干扰大，干扰因素多、强非线性、各回路间耦合强烈的复杂系统。所以，传统的PID控制是注定不能满足其节能、高效的运行指标的、获得理想的控制节能效果的。其次，在实际工程方面，要想获得控制对象的精确的数学模型是非常困难的。因此，建立在严格、精确数字模型基础上的自适应控制、最优控制等现代控制理论在工程实际中很难应用到中央空调系统的控制中。而智能控制理论正是针对这种现象、环境的不确定性提出来的，它不需要有精确地数学模型作为基础，尤其适合应用在这种干扰多，非线性强、耦合强烈的复杂系统中，其中的神经网络控制、模糊控制、预测控制和专家系统等都在中央空调系统中有着广泛的应用前景。近年来，随着国内经济的高速发展，中央空调系统的应用日趋普及。一方面，对控制的要求亦日趋严格，从单纯追求舒适性到要求舒适、节能并重;另一方面，迫于日趋严重的能源压力，越来越多的早期投入使用的中央空调系统迫切要求进行节能技术改造，这一切都为了智能控制理论在中央空调控制系统的应用提供了广泛的市场基础。另外，新型的智能控制理论也在近年来取得了飞速发展，越来越多的功能强大、使用方便的有关智能控制理论的软件工具包的出现，使得智能控制理论在实际的工程实现中变得越来越方便、快捷。这一切都为智能控制理论在中央空调控制系统中的应用提供了坚实的工程技术基础。目前，全球的能源危机越来越严重，而且已经对我们的日常生活造成影响。，在我国的华东、华中地区就曾出现过大面积的电力紧张局面。现在国内的汽油价格也随国际市场上油价的波动面一升再升。“节能”已变成一个越来越迫切的问题。而对全球环保问题的关注亦促使人们不断把眼光投向节能。二、设计方案（含设计主要内容、方法手段及预期达到的目标等）本次设计智能大厦中央空调控制系统硬件和组态设计，实际的主要内容包括：plc主控器选型设计，各种类型I/O模块选型设计，化学制水工艺过程和中央空调系统仪表选型设计，组态王控制组态设计，运用GE-FANUC iFIX组态设计工具完成工艺画面设计，包括工艺画面设计，各种监控报警，温度、压力、流量设计，人机接口说明。各种监控报警，温度、压力、流量、液位回路P.I.D。用所选择的硬件实现空调系统的冷冻水循环，冷却水循环，冷媒水循环和PID调节设计。 参考文献1 王常力，罗安.集散型控制系统选型与应用.北京：清华大学出版社，1996：501102 侯朝侦.分布式计算机控制系统.北京：北京理工大学出版社，1997: 601203 费敏锐，郎文鹏.开放型工业控制及控制系统.上海：上海大学出版社，2000：30954 杨宁，赵玉刚.集散控制系统及现场总线.北京：北京航空航天大学出版社，2003：951975 杨宁.集散型控制系统.大连：大连海事大学出版社，1995 ：501206 王树清，赵鹏程.集散型计算机控制系统（DCS）.杭州：浙江大学出版社，1994：20607 张凤珊电气控制及可编程序控制器2版 M北京: 中国轻工业出版社，20038 工厂常用电气设备手册编写组工厂常用电气设备手册2版 M北京: 中国电力出版社，19989 马志溪电气工程设计 M北京: 机械工业出版社，200210 刘增良，刘国亭电气工程CAD M北京: 中国水利水电出版社，200211 齐占庆，王振臣电气控制技术 M北京: 机械工业出版社，200212 史国生电气控制与可编程控制器技术 M北京: 化学工业出版社，200313 郁汉琪电气控制与可编程序控制器应用技术 M南京: 东南大学出版社，200314 张万忠可编程控制器应用技术 M北京: 化学工业出版社，200115 王兆义小型可编程控制器实用技术 M北京: 机械工业出版社，200216 吴晓君，杨向明电气控制与可编程控制器应用 M北京: 中国建材工业出版社，200417 李道霖电气控制与PLC原理