PLC和变频器在中央空调中的应用

1、毕业设计(论文)进度计划表日 期工 作 内 容执 行 情 况指导教师签 字2012.11.26-2012.12.7查找资料，选题2012.12.8-2012.12.30完成论文的初稿2012.12.8-2012.12.30完成论文二稿的写作2012.12.8-2012.12.30完成论文的终稿及格式修改2013.2.16-2013.3.4定稿，打印论文，做好答辩的准备2013.3.5-3.18论文答辩教师对进度计划实施情况总评 签名 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一毕业设计(论文)中期检查记录表毕业设计(论文)题目:PLC 和变频器在中央空调中的应用 学生姓名: 学号：专业：电气自

2、动化技术 学生填写指导教师姓名:职称:讲师 毕业设计(论文)题目工作量饱满一般不够毕业设计(论文)题目难度大适中不够毕业设计(论文)题目涉及知识点丰富比较丰富较少毕业设计(论文)题目价值很有价值一般价值不大学生是否按计划进度独立完成工作任务学生毕业设计(论文)工作进度填写情况指导次数学生工作态度认真一般较差其他检查内容：存在问题及采取措施:检查教师填写 检查教师签字: 年 月 日院（系）意见(加盖公章): 年 月 日摘 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

3、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、写出 PLC 指令表。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、PLC 控制梯形图和 PLC 指令表。关键词：PLC 变频器 中央空调 节能 温差闭环自动控制 A

4、bstract 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, temperatu

5、re 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 con

6、servation 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

7、 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 and PLC instruction list. At last, equipment

8、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

9、 specific scheme of energy saving modification, as well as, converter energy saving technique, principle of PLC control, PLC control ladder diagram and PLC instruction list. KEY WORD: PLC frequency converter central air-conditioning energy conservation thermoelectric closed-loop automatic control 目

10、录第一章 绪 言 .1第二章 问题的提出及节能改造可行性分析 .2第一节 原系统简介及存在问题.2第二节 节能改造的可行性分析.2第三章 节能改造的具体方案 .8第一节 改造需增加的设备及选型.8第二节 变频器的控制方式.8第三节 主要控制电路设计.10第四章 变频节能技术框图及改造原理分析 .14第一节 对冷冻泵进行变频改造.14第二节 对冷却泵进行变频改造.15第三节 三菱 FR-F540-37K-CH 变频器主要参数的设定.15第五章 PLC 主要部分程序分析.16第一节冷冻水出回水和冷却水进出水的温度检测及温差计算.16第二节 FX2N-4DA 4 通道的 D/A 转换模块程序分析 .

11、17第三节 手动调速 PLC 程序分析.18第四节 手动调速和自动调速的切换程序.18第五节 温差自动调速程序.19第六节 变频器的保护和故障复位控制.19第六章 设备调试中遇到的问题和解决办法 .21结 论 .22致 谢 .23参考文献 .24附录：PLC 梯形图.25 1第一章第一章 绪绪 言言 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

12、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，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，达到节能目的提供了可靠的技术条件。本文分为六个模块：问题的提出及节能改造可行性分析、节能改造的具体方案、主要设备的特性简介、变频和 PLC 结合节能技术框图及改造原理分析

13、、设备调试及可能遇到的问题、节能改造后中央空调的运行效果比较。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和设备调试及可能遇到的问题和解决办法。 2第二章第二章 问题的提出及节能改造可行性分析问题的提出及节能改造可行性分析第一节第一节 原系统简介及存在问题原系统简介及存在问题某商务酒店是一间四星级酒店。因酒店是一个比较特殊的场所，对客人的舒适度要求比较高，且酒店大部分空间都是全封密的，所以无论是冬天还是夏天，无论是节日还是假日，一年 365 天都必须供应冷气。由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计，且留有 10%-20%左右的设计余量。其中冷冻主

14、机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节，故存在很大的浪费。水泵系统的的流量与压差是靠阀门和旁通调节来完成，因此，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，不仅浪费大量电能，而且还造成中央空调末端达不到合理效果的情况。为了解决这些问题，需要使水泵随着负载的变化调节水流量并关闭旁通。此商务酒店的中央空调系统改造前的主要设备和控制方式：450 冷吨冷气主机 2 台，型号为特灵二极式离心机，平时一备一用,高峰时两台并联运行；冷冻水泵和冷却水泵各有 3 台，型号均为 TS-200-150315，扬程 32 米，配用功率 37KW。均采用两用一备

15、的方式运行。冷却塔 3 台，风扇电机 7.5KW，并联运行。第二节第二节 节能改造的可行性分析节能改造的可行性分析改造方案主要有：方案一：通过关小水阀门来控制流量经测试达不到节能效果。且控制不好会引起冷冻水未端压力偏低，造成高层用户温度过高，也常引起冷却水流量偏小，造成冷却水散热不够，温度偏高。方案二：根据制冷主机负载较轻时实行间歇停机经测试再次起动主机时，主机负荷较大，实际上并不省电，且易造成空调时冷时热，令人产生不适感。 3方案三：采用人工根据负荷轻重调整变频器的频率这种方法人为因素较大，虽然投资较小，但达不到最大节能效果。方案四：通过变频器、PLC、数模转换模块、温度模块和温度传感器等构

16、成温差闭环自动控制根据负载轻重自动调整水泵的运行频率，排除了人为操作错误的因素。虽然一次投入成本较高，但这种方法在社会上已经被广泛应用，已经证实是切实可行的高效节能方法。经过四种方案的可行性分析，方案四对该商务酒店的冷冻、冷却泵进行节能改造是可行的也是最合适的。1中央空调的组成及工作原理中央空调主要由冷冻主机、冷却水塔、冷却水循环系统、冷却风机等部分组成，其系统组成框图如图 2.1。图 2.1 中央空调系统组成方框图（1）冷冻主机冷冻主机也称为制冷装置，是中央空调的制冷源，通往各个房间的循环水由 4冷冻主机进行“内部热交换”，降温为“冷冻水”。（2）冷却水塔冷冻主机在制冷过程中必然会释放热量，

17、使机组发热。冷却塔用于为冷冻主机提供“冷却水”。冷却水在盘旋流过冷冻主机后，将带走冷冻主机所产生的热量，使冷冻主机降温。（3）冷冻水循环系统由冷冻泵及冷冻水管组成。从冷冻主机流出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，带走房间内的热量，使房间内的温度下降。同时，房间内的热量被冷冻水吸收，使冷冻水温度升高。温度升高了的冷冻水经冷冻主机后又成为冷冻水，如此循环往复。这里，冷冻主机是冷冻水的“源”；从冷冻主机流出的水称为“出水”；经各楼层房间后流回冷冻主机的水称为“回水”。（4）冷却水循环系统冷却水循环系统由冷却泵、冷却水管道及冷却塔组成。冷却水在吸收冷冻主机释放的热量后，必将使自身的

18、温度升高。冷却泵将升了温的冷却水压入冷却塔，使之在冷却塔中与大气进行热交换，然后再将降了温的冷却水送回到冷冻机组。如此不断循环，带走了冷冻主机释放的热量。冷冻主机是冷却水的冷却对象，是“负载”，故流进冷冻主机的冷却水称为“进水”；从冷冻主机流回冷却塔的冷却水称为“回水”。回水的温度高于进水的温度，形成温差。（5）冷却风机有两种不同用途的冷却风机。1）盘管风机安装于所有需要降温的房间内，用于将由冷冻水盘管冷却了的冷空气吹入房间，加速房间内的热交换。2）冷却塔风机用于降低冷却塔中的水温，加速将“回水”带回的热量散发到大气中去。可以看出，中央空调系统的工作过程是一个不断地进行热交换的能量转换过程。在

19、这里，冷冻水和冷却水循环系统是能量的主要传递者。因此，对冷冻水和 5冷却水循环系统的控制便是中央空调控制系统的重要组成部分。两个循环水系统的控制方法基本相同。2泵的特性分析与节能原理一般水泵采用的是Y启动方式，电动机的启动电流均为其额定电流的34 倍，一台 110KW 的电动机其启动电流将达到 600A，在如此大的电流冲击下，接触器、电动机的使用寿命大大下降，同时，启动时的机械冲击和停泵时水锤现象，容易对机械零件、轴承、阀门、管道等造成破坏，从而增加维修工作量和备品、备件费用。 泵是一种平方转矩负载，泵的流量与其转速成正比 1212Q QNN（2.1）泵的扬程与其转速的平方成正比 221212

20、HHNN （2.2）泵的轴功率与其转速的立方成正比 331212P PNN （2.3）式中1Q改变后的流量；2Q改变前的流量；1N改变后的转速；2N改变前的转速；1H改变后的扬程；2H改变前的扬程；1P改变后的功率；2P改变前的功率。以上式表明，当电动机驱动泵时，电动机的轴功率 P(kw) 可按下式计算: 3cfPQH10 （2.4）式（1.4）中： P电动机的轴功率（KW）； Q流量（3m s）；液体的密度（3gkm）；c传动装置效率；f泵的效率； 6H全扬程（m）根据式（2.4）得出流量调节方法如图 2.2，曲线 1 是阀门全部打开时，供水系统的阻力特性；曲线 2 是额定转速时，泵的扬程特

21、性。这时供水系统的工作点为 A 点：流量 QA，扬程 HA；由（2.2）式可知电动机轴功率与面积 OQAAHA 成正比。今欲将流量减少为 QB，主要的调节方法有两种：（1） 转速不变，将阀门关小 这时阻力特性如曲线 3 所示，工作点移至 B点：流量 QB，扬程 HB，电动机的轴功率与面积 OQBBHB 成正比。（2） 阀门开度不变，降低转速,这时扬程特性曲线如曲线 4 所示，工作点移至 C 点：流量仍为 QB，但扬程为 HC，电动机的轴功率与面积 OQBCHC 成正比。对比以上两种方法，可以十分明显地看出，采用调节转速的方法调节流量，电动机所用的功率将大为减小，是一种能够显著节约能源的方法。根

22、据异步电动机原理 n60f p 1 s (2.5)式（1.5）中：n转速 f频率 p电机磁极对数 s转差率由式（2.5）可见，调节转速有 3 种方法，改变频率、改变电机磁极对数、改变转差率。在以上调速方法中，变频调速性能最好，调速范围大，静态稳定性好，运行效率高。因此改变频率而改变转速的方法最方便有效。根据以上分析,结合酒店中央空调的运行特征，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度模块和温度传感器等组成温差闭环自动控制，对中央空调水循环系统进行节能改造是切实可行，较完善的高效节能方案。 7图 2.2 流量调节 8第三章第三章 节能改造的具体方案节能改造的具体方案第一节第一节 改造需增加的设备及

23、选型改造需增加的设备及选型考虑到设备的运行稳定性及性价比，以及水泵电机的匹配。选用三菱 FR-F540-37K-CH 变频器；PLC 所需 I/O 点数为：输入 24 点、输出 14 点，考虑到输入输出需留一定的备用量，以及系统的可靠性和价格因素，选用 FX2N-64MR 三菱PLC；温度传感器模块 FX2N-4AD-PT，该模块是温度传感器专用的模拟量输入 A/D转换模块，有 4 路模拟信号输入通道（CH1、CH2、CH3、CH4），接收冷冻水泵和冷却水泵进出水温度传感器输出的模拟量信号；温度传感器选用 PT-100 3850RPM/电压型温度传感器，其额定温度输入范围-100600，电压输

24、出010V，对应的模拟数字输出-10006000；模拟量输出模块型号为 FX2N-4DA，是 4 通道 D/A 转换模块，每个通道可单独设置电压或电流输出，是一种具有高精确度的输出模块。综合以上要求确定设备清单如表 3.1。表 3.1 改造需增加的设备及型号名 称数 量型 号PLC1FX2N-64MR变频器4FR-F540-37K-CH温度传感器输入模块1FX2N-4AD-PT温度传感器4PT-100 3850RPM/模拟量输出模块1FX2N-4DA转换开关2250V/5A启动按钮18250V/5A停止按钮2250V/5A第二节第二节 变频器的控制方式变频器的控制方式由于中央空调系统通常分为冷

25、冻水和冷却水两个循环系统，可分别对水泵系 9统系统采用变频器进行节能改造。变频器的启停及频率自动调节由 PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块进行温差闭环控制，手动/自动切换和手动频率上升、下降由 PLC 控制。（1）冷冻水循环系统的闭环控制。冷冻水循环系统的闭环控制原理如图 3.1 所示。通过温度传感器，将冷冻机的回水温度和出水温度送入温差控制模块，并计算出温差值，然后通过温度 A/D模数转换成控制信号传送到 PLC，由 PLC 来控制变频器的输出频率，从而控制冷冻泵电机转速，调节出水的流量，控制热交换的速度。温差大，说明室内温度高系统负荷大，应提高冷冻水泵的转速，加快冷冻水的循环速度和

26、流量，加快热交换的速度；反之，温差小，则说明室内温度低，系统负荷小，可降低冷冻水泵的转速，减缓冷冻水的循环速度和流量，减缓热交换的速度以节约电能。制冷模式下冷冻水泵系统冷冻回水温度大于设定温度时频率应上调；但在制热模式下，它与制冷模式有些不同，冷冻回水温度小于设定温度时频率应上调，当温度传感器检测到的冷冻水回水温度越高，变频器的输出频率越低。图 3.1 冷冻水循环系统的闭环控制原理 （2）冷却水循环系统的闭环控制。冷却水循环系统的闭环控制原理如图 3.2 所示。由于冷冻机组运行时，其冷PLC控制温度反馈变频器电机用户蒸发器冷冻水泵设定 10凝器的热交换能量是由冷却水带到冷却塔散热降温，再由冷却

27、泵送到冷凝器进行不断循环。冷却水进水、出水温差大，说明冷冻机机组负荷大，需冷却水带走的热量大，应提高冷却水泵的转速，加大冷却水的循环量；温差小，则说明冷冻机组负荷小，需带走的热量小，可降低冷却泵的转速，减小冷却水的循环量，以节约电能。图 3.2 冷却水循环系统的闭环控制原理第三节第三节 主要控制电路设计主要控制电路设计根据具体的实际情况，同时考虑到经济成本控制，原有的电器设备尽可能的利用。所以确定了 PLC 与变频器结合控制电路见图 3.3，详细 PLC I/O 分配表见表 3.2。PLC 梯形图和指令表分别见附录 2 和附录 3。三菱 FR-F540-37K-CH 变频器构成的冷冻水循环系统

28、变频调速控制电路如图 3.4，冷却水循环系统变频调速控制电路如图 3.5。图 3.4 和图 3.5 中均有有 3 台水泵1M、2M、3M，每次只运行两台，一台备用，10 天轮换一次。3 台水泵的切换方式如下：1）先启动 1 号水泵（M1）拖动，进行恒温度（差）控制。2）当 1 号水泵的工作频率上升至 50HZ 时，将它切换至工频电源；同时将变PLC控制温度反馈变频器电机冷却塔组蒸发器冷却水泵设定 11频器的给定频率迅速降到 0HZ，使 2 号水泵（M2 拖动）与变频器相接，并开始启动，进行恒温（差）控制。3）当 2 号水泵的工作频率也上升 50HZ 时，也切换至工频电源；同时将变频器的给定频率

29、迅速降到 0HZ，进行恒温（差）控制。当冷却或冷冻进（回）水温差超出上限温度时，1 号水泵工频全速运行，2号水泵切换到变频状态高速运行，冷却或冷冻进（回）水温差小于下限温度时，断开 1 号水泵，使 2 号水泵变频低速运行。4）若有一台水泵出现故障，则 3 号水泵（M3 拖动）立即投入使用。图 3.3 PLC 与变频器结合控制电路 12表 3.2 PLC I/O 分配表X0:1#冷却泵报警信号X1:1#冷却泵运行信号X2:2#冷却泵报警信号X3:2#冷却泵运行信号X4:1#冷冻泵报警信号X5:1#冷冻泵运行信号X6:2#冷冻泵报警信号X7:2#冷冻泵运行信号X10:冷却泵报警复位X11:冷冻泵报

30、警复位X12：冷却泵手/自动调速切换X13：冷冻泵手/自动调速切换X14：冷却泵手动频率上升X15：冷却泵手动频率下降X16：冷冻泵手动频率上升X17：冷冻泵手动频率下降X20:1#冷却泵启动信号X21: 1#冷却泵停止信号X22:2#冷却泵启动信号X23: 2#冷却泵停止信号X24:1#冷冻泵启动信号X25: 1#冷冻泵停止信号X26:2#冷冻泵启动信号X27: 2#冷冻泵停止信号Y2:冷却泵自动调速信号Y3: 冷冻泵自动调速信号Y4:1#冷却泵报警信号Y5: 2#冷却泵报警信号Y6:1#冷冻泵报警信号Y7: 2#冷冻泵报警信号Y10:1#冷却泵启动Y11:1冷却泵变频器报警复位Y12:2#

31、冷却泵启动Y13:2冷却泵变频器报警复位Y14:1#冷冻泵启动Y15:1冷冻泵变频器报警复位Y16:2#冷冻泵启动Y17:2冷冻泵变频器报警复位 13图 3.4 冷冻水循环系统变频调速控制电路图 3.5 冷却水循环系统变频调速控制电路M3M3M3X0 X1 X2 X3 Y5Y4Y3Y2Y1Y0Y10 Y11 Y12 Y13KM2M1KM3KM4KM5KM1KM4LCOM1-2COM3220V-NSDRLRMKM3KM2KM1STFRHM2KM5M3KM6R、S、TU、V、WM3M3M3X0 X1 X2 X3 Y5Y4Y3Y2Y1Y0Y10 Y11 Y12 Y13KM2M1KM3KM4KM5KM

32、1KM4LCOM1-2COM3220V-NSDRLRMKM3KM2KM1STFRHM2KM5M3KM6R、S、TU、V、W 14第四章第四章 变频节能技术框图及改造原理分析变频节能技术框图及改造原理分析变频器就是利用电力半导体器件的通、断作用将固定频率、电压的交流电变换为频率、电压都连续可调的交流电的装置。随着微电子技术，电力电子技术，全数字控制技术的发展，变频器的应用越来越广泛。变频器能均匀的改变电源的频率，因而能平滑的改变交流电动机的转速，由于兼有调频调压功能，所以在各种异步电动机调速系统中效率最高，性能最好。变频器分为间接变频和直接变频，变频水泵采用间接变频方式。间接变频装置的特点是将工

33、频交流电源通过整流器变成直流，再经过逆变器将直流变成频率可控的交流电。变频器以软启动取代 Y 降压启动，降低了启动电流对供电设备的冲击，减少了振动及噪音。图 4.1 为变频节能系统示意图图 4.1 变频节能示意图第一节第一节 对冷冻泵进行变频改造对冷冻泵进行变频改造 15PLC 控制器通过温度模块及温度传感器将冷冻机的回水温度和出水温度读入控制器内存，并计算出温差值；然后根据冷冻机的回水与出水的温差值来控制变频器的转速，调节出水的流量，控制热交换的速度；温差大，说明室内温度高系统负荷大，应提高冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度和流量，加快热交换的速度；反之温差小，则说明室内温度低，系统负荷小，

34、可降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度和流量，减缓热交换的速度以节约电能。第二节第二节 对冷却泵进行变频改造对冷却泵进行变频改造由于冷冻机组运行时，其冷凝器的热交换量是由冷却水带到冷却塔散热降温，再由冷却泵送到冷凝器进行不断循环的。冷却水进水出水温差大，说明冷冻机负荷大，需冷却水带走的热量大，应提高冷却泵的转速，加大冷却水的循环量；温差小，则说明，冷冻机负荷小，需带走的热量小，可降低冷却泵的转速，减小冷却水的循环量，以节约电能。第三节第三节 三菱三菱 FR-F540-37K-CHFR-F540-37K-CH 变频器主要参数的设定变频器主要参数的设定Pr.160 : 0 允许所有参数的读/写P

35、r.1 : 50.00 变频器的上限频率为 50HzPr.2 : 30.00 变频器的下限频率为 30HzPr.7 : 30.0 变频器的加速时间为 30SPr.8 : 30.0 变频器的减速时间为 30SPr.9 : 65.00 变频器的电子热保护为 65APr.52 : 14 变频器 DU 面板的第三监视功能为变频器的输出功率Pr.60 : 4 智能模式选择为节能模块Pr.73 : 0 设定端子 25 间的频率设定为电压信号 010VPr.79 : 2 变频器的操作模式为外部运行 16第五章第五章 PLCPLC 主要部分程序分析主要部分程序分析PLC 是一种以微处理器为核心，综合了计算机技

36、术，半导体存储技术和自动控制技术的新型工业控制器。PLC 与传统的继电器控制比较，有以下特点：（1） 通用性好，接线简单，通过选配相应的模块，可适应用于各控制系统。（2） 功能强，可以通过编程实现任意复杂的控制功能。除逻辑控制功能外，还具有模拟量控制，顺序控制，位置控制，高速计数以及网络通信等功能。（3） 可靠性高，无机械触点，消除了电弧损害，接触不良等，使用寿命长。（4） 定时准确，定时范围宽。（5） 体积小，耗电小。（6） 编程和接线可同步进行，扩展灵活，维修方便。第一节第一节 冷冻水出回水和冷却水进出水的温度检测及温差计算冷冻水出回水和冷却水进出水的温度检测及温差计算根据计算出来的冷冻水

37、出回水温差和冷却水进出水温差，分别对冷冻泵变频器和冷却泵变频器进行无级调速的自动控制如图 5.1，温差变小变频器的运行频率下降（频率下限为 30Hz），温差变大，则变频器的运行频率上升（频率上限50Hz），从而实现恒温差的控制，实现最大限度的节能运行。 17 图 5.1 冷冻泵变频器和冷却泵变频器进行无级调速的自动控制第二节第二节 FX2N-4DAFX2N-4DA 4 4 通道的通道的 D/AD/A 转换模块程序分析转换模块程序分析D/A 转换模块如图 5.2 的数字量入口地址为：CH1 通道：D1100；CH2 通道：D1101；CH3 通道：D1102；CH4 通道：D1103；数字量的范

38、围为-2000+2000，对应的电压输出为-10V+10V,变频器输入模拟电压为 0+10V,对应30Hz50Hz 的数字量为+1200+2000，为保证 2 台冷却泵之间的变频器运行频率的同步一致，使用了 LD M8000 MOV D1100 D1101 ；2 台冷冻泵也使用了 LD M8000 MOV D1102 D1103 的指令。 18图 5.2 FX2N-4DA 4 通道的 D/A 转换模块程序分析图第三节第三节 手动调速手动调速 PLCPLC 程序分析程序分析图 5.3 中 X14 为冷却泵手动频率上升， X15 为冷却泵手动频率下降，每次频率调整 0.5Hz，所有手动频率的上限

39、50Hz，下限 30Hz。图 5.3 手动调速 PLC 程序分析第四节第四节 手动调速和自动调速的切换程序手动调速和自动调速的切换程序图 5.4 X12 为冷却泵手/自动调速切换开关；X13 为冷冻泵手/自动调速切换开关。 19图 5.4 手动调速和自动调速的切换程序第五节第五节 温差自动调速程序温差自动调速程序温差采样周期，因温度变化缓慢，时间定为 5 秒能满足实际需要；当温差小于 4.8时，变频器运行频率下降，每次调整 0.5Hz；当温差大于 5.2时，变频器运行频率上升，每次调整 0.5Hz；当冷却进出水温差在 4.85.2时不调整变频器的运行频率。从而保证冷却泵进出水的温差恒定，实现节

40、能运行。其 PLC 梯形图如图 5.5。图 5.5 温差自动调速程序第六节第六节 变频器的保护和故障复位控制变频器的保护和故障复位控制 20变频器的过电流电子热保护动作时 PLC 能自动检测，给出报警信号，提醒值班人员及时处理，图 5.6 为变频器故障后的复位 PLC 程序。图 5.6 变频器的保护和故障复位控制 21第六章第六章 设备调试中遇到的问题设备调试中遇到的问题和解决办法和解决办法1、整改设备安装完毕后，先将编好的程序写入 PLC，设定变频器参数，检查电器部分并逐级通电调试。2、投入试运行时，在人为地减少负荷，冷冻泵频率自动降到 30Hz 时，冷冻主机故障停机，经查是由于冷冻水水流开

41、关动作造成，经维修（更换）后恢复正常。3、当仅开一台机组，冷冻泵运行在 25Hz 时， （首次设定频率下限为 25Hz。 ）发现顶层部分房间的冷冻水流量偏小，温升偏高，不能满足冷量需求。经现场分析：虽然冷冻水循环为垂直及水平同程系统，各楼层负载管道水阻几乎相等，但由于管道最远处达 100 多米，管道保温也有不太理想的地方，冷冻水沿程的冷量损失较大，最后将冷冻水管道保温重新检修；冷冻泵频率下限也调整至 30Hz。经维修、调整后，检测各点工作状况达到较理想要求。4、用高精度温度计检测各点温度，以便检验温度传感器的精确度及校验各工况状态。将二楼西餐厅、地下一层桑拿按摩中心等负荷需求不大或装机容量偏大的设备，手动调小阀门，避免电动阀的频繁开停或造成局部的大流量小温差。5、冷却水循环也遇到类似冷冻水系统相似的问题，首次将冷却泵频率下限设为 25Hz，在试运行时，冷却塔布水器不能均匀转动布水，最后调整为 30Hz，恢复正常。 22结结 论论改造工程由于采用了 4 台变频器，对经常运行的冷冻泵、冷却泵进行