7.10PLC中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)

PLC中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)可行性研究報告

編寫日期：2013年7月目錄一、技術(shù)領(lǐng)域與研發(fā)必要性分析1技術(shù)相關(guān)1PLC中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀2技術(shù)必要性分析3二、內(nèi)容與可行性分析4技術(shù)基本原理4系統(tǒng)概述4中央空調(diào)新風機組的控制6送風溫度控制7室內(nèi)溫度控制7相對濕度控制8技術(shù)內(nèi)容10總體流程10各個模塊梯形圖16監(jiān)控系統(tǒng)18關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點20三、市場需求與風險分析20市場需求分析20風險分析與對策21風險分析21風險對策23四、經(jīng)濟效益與社會效益26經(jīng)濟效益分析26社會效益分析27五、總結(jié)28、技術(shù)領(lǐng)域與研發(fā)必要性分析技術(shù)相關(guān)技術(shù)名稱：PLC中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)持有人：陳君、陳梅PL中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和進步以與人們生活水平的提高,人們在日常的生活和勞動生產(chǎn)中對空氣環(huán)境的要求也不斷提高,特別是對空氣的溫度、濕度、通風以與潔凈度的要求,使空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛.空調(diào)控制系統(tǒng)涉與面廣,要實現(xiàn)的任務(wù)復(fù)雜,它通過空調(diào)系統(tǒng)為建筑物的不同區(qū)域提供滿足不同使用要求的環(huán)境.其次,空調(diào)控制系統(tǒng)需要有冷熱源的支持,空調(diào)機組內(nèi)有大功率的風機,它的能耗很大.在滿足用戶對空氣環(huán)境要求的前提下,采用先進的控制策略對空調(diào)系統(tǒng)進行控制,達到節(jié)約能漂和降低運行費用成為空調(diào)控制系統(tǒng)的最終目標.特別是近幾年來,"綠色建筑"、"環(huán)保建筑"的提出,使得對空調(diào)控制系統(tǒng)的控制模式的研究顯得尤為重要.現(xiàn)階段的中央空調(diào)系統(tǒng)的控制幾乎仍采用傳統(tǒng)的控制模式.傳統(tǒng)的控制模式主要存在以下幾方面的問題.1＞傳統(tǒng)的控制理論都是建立在以微分和積分為工具的數(shù)學模型之上的,迄今為止,還未見直接使用自然語言知識描述系統(tǒng)和解決問題的方法.不能靈活配置聯(lián)動控制功能；2＞在實際工程中,尤其在工業(yè)過程控制中,被控對象的嚴重非線性,數(shù)學模型的不確定性,系統(tǒng)工作點變化劇烈等因素都是傳統(tǒng)控制理論無法解決的；3＞傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)輸入信息比較單一,而現(xiàn)代的復(fù)雜系統(tǒng)要以各種形式一視覺的、聽覺的、觸覺的以與直接操作的方式,將周圍的環(huán)境信息作為系統(tǒng)輸入,并將各種信息進行融合、分析和推理,相應(yīng)地采取對策或行動.對這樣的控制系統(tǒng)就要求有自適應(yīng)、自學習和自組織的功能,因而需要新一代的控制理論和技術(shù)支持.隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,社會高度信息化,新的高科技技術(shù)不斷應(yīng)用到各個方面中,使得智能化已成為一種發(fā)展的必然趨勢.智能化也往往是從設(shè)備自動化系統(tǒng)開始.本系統(tǒng)在空調(diào)自控中應(yīng)用PLC控制技術(shù).不但用邏輯編程取代硬連線邏輯,還增加了運算、數(shù)據(jù)傳送和處理等功能,使其真正成為一種電子計算機工業(yè)控制設(shè)備，既可編程序控制器.可編程控制器〔PLC〕具有編程方便，維修簡單,體積小，可靠性高等一系列的優(yōu)點,它在工業(yè)控制方面的作用越來越大,是一個理想的控制裝置.在空調(diào)技術(shù)中應(yīng)用PLC控制適應(yīng)空調(diào)技術(shù)的發(fā)展趨勢.由國內(nèi)PLC在中央空調(diào)中的應(yīng)用研究開發(fā)情況與國外PLC的發(fā)展情況看，中央空調(diào)開發(fā)的重點是PLC.新材料、新器件、新技術(shù)的應(yīng)用，會促使中央空調(diào)向操作簡單化、功能豐富、運行可靠等方面發(fā)展.技術(shù)必要性分析由于智能建筑的迅猛發(fā)展,并且已成為21世紀建筑行業(yè)的發(fā)展主流而空調(diào)系統(tǒng)則是此類建筑中自動化方面的一個重要組成部分,因此在各個行業(yè)、部門中得到了廣泛的應(yīng)用,PLC以其體積小、成本低和功能專一等特點在工業(yè)控制方面的應(yīng)用已日趨明顯,并在發(fā)電、化工、電子等行業(yè)的電氣控制方面得到了廣泛的應(yīng)用.利用PLC實現(xiàn)對中央空調(diào)系統(tǒng)的控制，可以確保大廈內(nèi)中央空調(diào)系統(tǒng)處于高效、節(jié)能、最佳運行狀態(tài).采用PLC來控制中央空調(diào)系統(tǒng)，可以完成以下功能.11〕檢測用戶房間的溫度.〔2〕控制功能.例如,控制中央空調(diào)系統(tǒng)的手動/自動工作方式、啟動與停止、控制冷水機組的啟動與停止、控制冷卻風機、冷卻水泵的啟動和停止、控制冷凍水泵的啟動和停止、控制冷卻水和冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、控制用戶房間的溫度.在確定采用PLC控制后，應(yīng)對被控對象〔機械設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程〕工藝流程的特點和要求作深入了解、詳細分析、認真研究,明確控制的任務(wù)、范圍和要求,根據(jù)工業(yè)指標,合理地制定和選取控制參數(shù)，使PLC控制系統(tǒng)最大限度地滿足被控對象的工藝要求.控制要求,主要指控制的基本方式、必須完成的動作時序和動作條件、具備的操作方式＜手動、自動、間斷和連續(xù)等＞、必要的保護和聯(lián)鎖等,系統(tǒng)采用控制流程圖或系統(tǒng)框圖的形式來描述.在明確了控制任務(wù)和要求后,選擇電氣傳動方式和電動機、電磁閥等執(zhí)行機構(gòu)的類型和數(shù)量,擬定電動機起動、運行、調(diào)速、轉(zhuǎn)向、制動等控制要求,確定輸入、輸出設(shè)備的種類和數(shù)量,分析控制過程中輸入、輸出設(shè)備之間的關(guān)系,了解對輸入信號的響應(yīng)速度等.二、內(nèi)容與可行性分析2.1技術(shù)基本原理系統(tǒng)概述中央空調(diào)是提供新鮮空氣的一種空氣調(diào)節(jié)設(shè)備.功能上按使用環(huán)境的要求可以達到恒溫恒濕或者單純提供新鮮空氣.工作原理是在室外抽取新鮮的空氣經(jīng)過除塵、除濕〔或加濕〕、降溫〔或升溫〕等處理后通過風機送到室內(nèi),在進入室內(nèi)空間時替換室內(nèi)原有的空氣.當然以上所提到的功能得根據(jù)使用環(huán)境的需求來定,功能越齊全造價越高.中央空調(diào)系統(tǒng)由主機、風道、排風口、窗進器與其它附件組成.主機運轉(zhuǎn)時,污濁空氣通過排風口、排風道至室外,室外新鮮空氣從窗進器引入,在主機形成的壓力場作用下,至室內(nèi)活動區(qū)域,滿足人員活動的需要；氣流組織方式科學合理,持續(xù)低風量設(shè)計,運行時低噪音低能耗,并保證最佳的空氣品質(zhì).雙向流熱回收新風系統(tǒng)由熱回收主機、送風管道、排風管道、送風口、排風口與其它附件組成.主機運轉(zhuǎn)時,新鮮空氣從室外引入,通過送風風道送至各房間；污濁空氣通過排風風道從排風主機排出室外.排風經(jīng)過主機時與新風進行熱回收交換,回收大部分能量通過新風送回室內(nèi).中央空調(diào)的傳輸方式采用置制換式,而非空調(diào)氣體的內(nèi)循環(huán)原理和新舊氣體混合的不健康做法,戶外的新鮮空氣會自動吸入室內(nèi),通過安裝在臥室、室廳或起居室窗戶上的新風口進入室內(nèi)時,會自動除塵和過濾.同時,再由對應(yīng)的室內(nèi)管路與數(shù)個功能房間內(nèi)的排風口相連,形成的循環(huán)系統(tǒng)將帶走室內(nèi)廢氣,集中在排風口"呼出",而排出的廢氣不再做循環(huán)使用,新舊風形良好的循環(huán).而且,考慮到能源的節(jié)約和再利用,排走的空氣都會被做熱回收,而回收率達到80%以上,作為新的能源.中央空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代社會中,是對高品質(zhì)生活的一種追求,是最有效的空氣污染解決方案,相信在不久的將來,新風換氣機將步入千家萬戶.中央空調(diào)系統(tǒng)是根據(jù)在密閉的室內(nèi)一側(cè)用專用設(shè)備向室內(nèi)送新風,再從另一側(cè)由專用設(shè)備向室外排出,則在室內(nèi)會形成"新風流動場"的原理,從而滿足室內(nèi)新風換氣的需要.實施方案是：采用高壓頭、大流量小功率直流高速無刷電機帶動離心風機、依靠機械強力由一側(cè)向室內(nèi)送風,由另一側(cè)用專門設(shè)計的排風新風機向室外排出的方式強迫在系統(tǒng)內(nèi)形成新風流動場.在送風的同時對進入室內(nèi)的空氣進新風過濾、滅毒、殺菌、增氧、預(yù)熱〔冬天〕.借用大范圍形成潔凈空間的方案,保證進入室內(nèi)的空氣是潔凈的.以此達到室內(nèi)空氣凈化環(huán)境的目的.新風換氣效果圖如圖2-1圖2-1中央空調(diào)換氣效果圖中央空調(diào)系統(tǒng)特點1、排出室內(nèi)每一個角落的渾濁空氣；2、將室外新鮮空氣經(jīng)過濾后輸入室內(nèi)各處；3、通過能量交換,節(jié)約能源；4、低噪音設(shè)計.中央空調(diào)系統(tǒng)的作用：可持續(xù)、高效地為室內(nèi)提供人體所必需的新鮮空氣,對人體健康和兒童成長發(fā)育有利；不用開窗即可實現(xiàn)室內(nèi)通風換氣,緩解了開窗通風換氣與室外噪音影響的矛盾,解決了在大風、雨雪天氣里,或無人在家,或室內(nèi)開啟空調(diào)或取暖設(shè)施等不宜開窗時室內(nèi)通風換氣的難題；可減少或消除廚房和衛(wèi)生間的異味；可減少或消除室內(nèi)裝修后長期緩釋的有害氣體；可減少或消除社會上廣泛議論的"裝修病"和"空調(diào)病"的發(fā)生；可減少或消除由于長時間通風不暢而導(dǎo)致的室內(nèi)墻壁、家具、衣物的發(fā)霉現(xiàn)象.中央空調(diào)換氣機的設(shè)計原則原則一：確定新風路徑,新風從空氣較潔凈區(qū)域進入,由污濁處排出.一般污濁空氣從浴室、衛(wèi)生間與廚房排出,而新鮮空氣則從起居室、臥室等區(qū)域送入.條件許可盡量遵循下進上出的空氣流動原理.與新鮮空氣從較低的位置送入室內(nèi)〔離地不低于800mm〕，室內(nèi)廢氣從較高位置排出.新風進出風口盡量不在一個平面，對立面為最佳.原則二：確定住房內(nèi)最小排風量以滿足人們?nèi)粘９ぷ?、休息時所需的新鮮空氣量.按國家通風規(guī)范,每人每小時必須保證30立方米.或每小時換氣一次.兩者取大值.中央空調(diào)換氣機的功效新風換氣機是一種新型的通風排氣設(shè)備,新風換氣機把室內(nèi)污濁的空氣排放出去的同事也將室外的新鮮空氣輸入室內(nèi),新風換氣機與其他空氣凈化設(shè)備不同,新風換氣機屬于開放式的循環(huán)系統(tǒng),可以為室內(nèi)提供新鮮的經(jīng)過過濾的室外空氣,有了足夠的新風量,人們在室內(nèi)也可以呼機到高品質(zhì)的,新鮮的,干凈的空氣,這些空氣富含新鮮氧氣,有利于人體健康.中央空調(diào)新風機組的控制新風機組控制包括：送風溫度控制、送風相對濕度控制、防凍控制、CO2濃度控制以與各種聯(lián)鎖內(nèi)容.如果新風機組要考慮承擔室內(nèi)負荷〔如直流式機組〕,則還要控制室內(nèi)溫度〔或室內(nèi)相對濕度〕.圖2-2新風組成圖送風溫度控制送風溫度控制即是指定出風溫度控制,其適用條件通常是該新風機組是以滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求而不是負擔室內(nèi)負荷來使用的.因此,在整個控制時間內(nèi),其送風溫度以保持恒定值為原則.由于冬、夏季對室內(nèi)要求不同,因此冬、夏季送風溫度應(yīng)有不同的要求.也即是說,新風機組定送風溫度控制時,全年有兩個控制值——冬季控制值和夏季控制值,因此必須考慮控制器冬、夏工況的轉(zhuǎn)換問題.送風溫度控制時,通常是夏季控制冷盤管水量,冬季控制熱盤管水量或蒸汽盤管的蒸汽流量.為了管理方便,溫度傳感器一般設(shè)于該機組所在機房內(nèi)的送風管上.室內(nèi)溫度控制對于一些直流式系統(tǒng),新風不僅能使環(huán)境滿足衛(wèi)生標準,而且還可承擔全部室內(nèi)負荷.由于室內(nèi)負荷是變化的,這時采用控制送風溫度的方式必然不能滿足室內(nèi)要求〔有可能過熱或過冷〕.因此必須對使用地點的溫度進行控制.由此可知,這時必須把溫感器設(shè)于被控房間的典型區(qū)域.由于直流系統(tǒng)通常設(shè)有排風系統(tǒng),溫感器設(shè)于排風管道并考慮一定的修正也是一種可行的辦法.除直流式系統(tǒng)外,新風機組通常是與風機盤管一起使用的.在一些工程中,由于考慮種種原因〔如風機盤管的除濕能力限制等〕,新風機組在設(shè)計時承擔了部分室內(nèi)負荷,這種做法對于設(shè)計狀態(tài)時,新風機組按送風溫度控制是不存在問題的.但當室外氣候變化而使得室內(nèi)達到熱平衡時〔如過渡季的某些時間〕,如果繼續(xù)控制送風溫度,必然造成房間過冷〔供冷水工況時〕或過熱〔供熱水工況時〕,這時應(yīng)采用室內(nèi)溫度控制.因此,這種情況下,從全年運行而言,應(yīng)采用送風溫度與室內(nèi)溫度的聯(lián)合控制方式.相對濕度控制新風機組相對濕度控制的主要一點是選擇濕度傳感器的設(shè)置位置或者控制參數(shù),這與其加濕源和控制方式有關(guān).〔1〕蒸汽加濕對于要求比較高的場所,應(yīng)根據(jù)被控濕度的要求,自動調(diào)整蒸汽加濕量.這一方式要求蒸汽加濕器用間應(yīng)采用調(diào)節(jié)式閥門〔直線特性〕，調(diào)節(jié)器應(yīng)采用PI型控制器.由于這種方式的穩(wěn)定性較好,濕度傳感器可設(shè)于機房內(nèi)送風管道上.對于一般要求的高層民用建筑物而言,也可以采用位式控制方式.這樣可采用位式加濕器〔配快開型閥門〕和位式調(diào)節(jié)器,對于降低投資是有利的.采用雙位控制時,由于位式加濕器只有全開全關(guān)的功能,濕度傳感器如果還是設(shè)在送風管上,一旦加濕器全開,傳感器立即就會檢測出濕度高于設(shè)定值而要求關(guān)閥〔因為通常選擇的加濕器的最大加濕量必然高于設(shè)計要求值〕；而一旦關(guān)閉,又會使傳感器立即檢測出濕度低于設(shè)定值而要求打開加濕器,這樣必然造成加濕器閥的振蕩運行,動作頻繁,使用壽命縮短.顯然,這種現(xiàn)象是由于從加濕器至出風管的范圍內(nèi)濕容量過小造成的.因此,蒸汽加濕器采用位式控制時,濕度傳感器應(yīng)設(shè)于典型房間〔區(qū)域〕或相對濕度變化較為平緩的位置,以增大濕容量,防止加濕器閥開關(guān)動作過于頻繁而損壞.〔2〕高壓噴霧、超聲波加濕與電加濕這三種都屬于位式加濕方式.因此,其控制手段和傳感器的設(shè)置情況應(yīng)與采用位式方式控制蒸汽加濕的情況相類似.即：控制器采用位式,控制加濕器啟?！不蜷_關(guān)〕,濕度傳感器應(yīng)設(shè)于典型房間區(qū)域.〔3〕循環(huán)水噴水加濕循環(huán)水噴水加濕與高壓噴霧加濕在處理過程上是有所區(qū)別的.理論上前者屬于等培加濕而后者屬于無露點加濕.如果采用位式控制器控制噴水泵起停時,則設(shè)置原則與高壓噴霧情況相似.但在一些工程中,噴水泵本身并不做控制而只是與空調(diào)機組聯(lián)鎖起停,為了控制加濕量,此時應(yīng)在加濕器前設(shè)置預(yù)熱盤管.通過控制預(yù)熱盤管的加熱量，保證加濕器后的“機器露點"tL〔L點為dN線與6=80%?85%的交點〕,達到控制相對濕度的目的.〔4〕二氧化碳濃度控制通常新風機組的最大風量是按滿足衛(wèi)生要求而設(shè)計的〔考慮承擔室內(nèi)負荷的直流式機組除外〕,這時房間人數(shù)按滿員考慮.在實際使用過程中,房間人數(shù)并非總是滿員的,當人員數(shù)量不多時,可以減少新風量以節(jié)省能源,這種方法特別適合于某些采用新風加風機組盤管系統(tǒng)的辦公建筑物中間隙使用的小型會議室等場所.為了保證基本的室內(nèi)空氣品質(zhì)，通常采用測量室內(nèi)CO2濃度的方法來衡量.各房間均設(shè)CO2濃度控制器，控制其新風支管上的電動風閥的開度，同時，為了防止系統(tǒng)內(nèi)靜壓過高,在總送風管上設(shè)置靜壓控制器控制風機轉(zhuǎn)速.因此,這樣做不但新風冷負荷減少,而且風機能耗也將下降.很顯然,這一控制屬于變風量控制〔關(guān)于變風量控制詳見后述〕、這種控制方式目前應(yīng)用并不很多，一個重要原因是CO2濃度控制器產(chǎn)品并不普與〔僅有少數(shù)廠家生產(chǎn)〕,同時,這種控制方式的投資較大,其綜合經(jīng)濟效益需要進行具體分析.〔5〕防凍與聯(lián)鎖在冬季室外設(shè)計氣溫低于0℃的地區(qū),應(yīng)考慮盤管的防凍問題.除空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中本身應(yīng)采用的預(yù)防措施外,從機組電氣與控制方面,也應(yīng)采用一定的手段.1〕限制熱盤管電動閥的最小開度在盤管選擇符合一定要求的情況下,才能限制熱盤管電動閥的最小開度.尤其是對兩管制系統(tǒng)中的冷、熱兩用盤管更是如此,最小開度設(shè)置后應(yīng)能保證盤管內(nèi)水不結(jié)冰的最小水量.2〕設(shè)置防凍溫度控制這是防止運行過程中盤管凍裂的又一措施.通?？稍跓崴P管出水口〔或盤管回水連箱上〕設(shè)一溫度傳感器〔控制器〕,測量回水溫度.當其所測值低到5℃左右時,防凍控制器動作,停止空調(diào)機組運行,同時開大熱水閥.3〕聯(lián)鎖新風閥為防止冷風過量的滲透引起盤管凍裂,應(yīng)在停止機組運行時,聯(lián)鎖關(guān)閉新風閥.當機組起動時,則打開新風閥〔通常先打開風閥、后開風機、防止風閥壓差過大無法開啟〕.無論新風閥是開啟還是關(guān)閉,前述防凍控制器始終都正常工作.除風間外,電動水閥、加濕器和噴水泵等與風機都應(yīng)進行電氣聯(lián)鎖.在冬季運行時,熱水閥應(yīng)優(yōu)先于所有機組內(nèi)的設(shè)備的起動而開啟.2.2技術(shù)內(nèi)容總體流程根據(jù)模塊式空調(diào)的控制要求,控制過程分為手動控制模式和自動控制模式.手動控制模式手動控制模式是指用戶根據(jù)自身的要求,分別啟動和停止各個模塊：冷卻水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、變頻調(diào)速模塊、制冷、制暖系統(tǒng)等幾個系統(tǒng).冷卻水系統(tǒng)的工作過程包括以下幾個方面.〔1〕按下冷卻風機啟動按鈕,系統(tǒng)上電,風機啟動.〔2〕然后按下冷卻泵啟動按鈕,水泵開始工作.〔3〕然后通過按下冷卻風機的加/減速按鈕,可以控制風機的轉(zhuǎn)速.〔4〕按下停止按鈕,系統(tǒng)停止工作.冷卻水系統(tǒng)工作流程圖如圖4-1所示.冷凍水系統(tǒng)的工作過程包括以下幾個方面.〔1〕按下冷凍泵啟動按鈕,系統(tǒng)上電,水泵工作.〔2〕然后通過按下冷凍水泵加/減速按鈕,可以控制水泵的轉(zhuǎn)速.〔3〕按下停水按鈕,系統(tǒng)工作.冷凍水系統(tǒng)工作流程圖如圖2-3所示.在空調(diào)運行過程中,需要根據(jù)溫度變化的情況來控制冷卻風機和冷凍水泵的工作狀態(tài),所以使用變頻器控制著兩個設(shè)備的運行.其工作過程包括以下幾方面:〔1〕啟動冷卻風機或冷凍水泵使變頻器工作,輸送個啟動頻率給控制設(shè)備.〔2〕根據(jù)控制面板上按鈕的控制,增加或減少輸出地頻率值.〔3〕急停按鈕按下后,變頻器的頻率值復(fù)位,即輸出為0.變頻器工作流程圖如圖2-4所示.制冷系統(tǒng)是空調(diào)控制系統(tǒng)的核心部分,主要是對制冷設(shè)備的啟動過程,由于對冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)進行了自適應(yīng)控制,實現(xiàn)了保持室內(nèi)空氣條件穩(wěn)定的功能,因此這個部分的控制過程比較簡單,工作過程主要包括以下兩方面.〔1〕按下制冷機組啟動按鈕,制冷機組開始工作.〔2〕急停按鈕按下后,制冷機組停止工作.制冷機組工作流程圖如圖2-5所示.

圖2-2冷卻水系統(tǒng)工作流程圖

圖2-3冷凍水系統(tǒng)工作流程圖圖圖2-4變頻器工作流程圖開始結(jié)束按下冷卻風機或冷凍水泵啟動按鈕?按下冷卻泵按鈕?變頻器啟動急停按鈕按下？所控設(shè)備減速減速按鈕按下？加速按鈕按下？所控設(shè)備加速冷卻泵啟動變頻器復(fù)位開始結(jié)束按下冷卻風機或冷凍水泵啟動按鈕?按下冷卻泵按鈕?變頻器啟動急停按鈕按下？所控設(shè)備減速減速按鈕按下？加速按鈕按下？所控設(shè)備加速冷卻泵啟動變頻器復(fù)位圖2-5制冷機組工作流程圖圖2-6采暖機組工作流程圖2.2.22.2.2各個模塊梯形圖在設(shè)計程序過程中,會使用許多寄存器、繼電器、定時器等軟元件,為了便于變成與修改,在程序編寫應(yīng)先列出所用到的軟元件,如表2-1所示.表2-1元件設(shè)置表編號意義內(nèi)容備注M0.0急停標志。9有效M0.1手動標志。9有效M0.2自動標志。9有效M0.3自動過程啟動標志。9有效M0.4冷卻風機啟動標志。9有效M0.5冷卻水泵啟動標志。9有效M0.6冷卻水系統(tǒng)啟動標志。9有效M1.2冷凍水泵啟動標志。9有效M1.3采暖泵啟動標志。9有效M1.4制冷系統(tǒng)啟動標志。9有效M1.5采暖系統(tǒng)啟動標志。9有效M1.6冷卻水溫度高于設(shè)定值。9有效M1.7冷卻水溫度低于設(shè)定值。9有效M2.0冷凍水溫度高于設(shè)定值。9有效M2.1冷凍水溫度低于設(shè)定值。9有效M3.0冷卻水風機切換到工頻標志。9有效M3.2冷卻水風機切換到變頻標志。9有效T37等待冷凍水系統(tǒng)啟動時間101sT38等待制冷系統(tǒng)啟動時間101sT39等待冷凍水系統(tǒng)停止時間50.5sT40等待冷卻水系統(tǒng)停止時間202sVW14有效誤差值VW20變頻器1頻率存儲單兀VW22變頻器2頻率存儲單兀2.2.2.1冷卻水系統(tǒng)在自動和手動狀態(tài)下,冷卻水系統(tǒng)的控制過程,冷卻水控制系統(tǒng)梯形圖程序如圖2-7所示.圖2-7冷卻水控制系統(tǒng)梯形圖程序2.2.2.2冷凍水系統(tǒng)在手動自動狀態(tài)下,冷凍水系統(tǒng)控制過程,其梯形圖程序如圖2-8所示.圖2-8冷凍水控制系統(tǒng)梯形圖程序制冷設(shè)備在手動和自動狀態(tài)下,制動設(shè)備的控制過程,制冷控制系統(tǒng)梯形圖如圖2-9所示.圖2-9制冷控制系統(tǒng)梯形圖程序變頻模塊在控制過程中,變頻器控制模塊梯形圖如圖2-10所示.圖2-10變頻器控制模塊梯形圖程序停止控制圖2-11停止控制梯形圖程序2.2.3監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件的特點隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高,計算機在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,人們對工業(yè)自動化的要求越來越高,種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求.在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時,當工業(yè)被控對象一旦有變動,就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序,導(dǎo)致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個控制項目的不同而使其重復(fù)使用率很低,導(dǎo)致它的價格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時,倘若原來的編程人員因工作變動而離去時,則必須同其他人員或新手進行源程序的修改,因而更是相當困難.通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實際工程問題提供了一種嶄新的方法,因為它能夠很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題,使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài),完成最終的自動化控制工程.常見組態(tài)軟件的比較從目前國內(nèi)組態(tài)軟件市場看,是國內(nèi)組態(tài)軟件品牌和國外品牌同時并存的局面.這種局面,應(yīng)該說在今后相當長的一段時期內(nèi)還要長期存在.組態(tài)軟件市場經(jīng)過10余年的培育和發(fā)展,目前正處在一個蓬勃發(fā)展的成長階段,用戶對組態(tài)軟件產(chǎn)品接受程度也日益增加.用戶正面臨從產(chǎn)品接受度到品牌接受度的轉(zhuǎn)變期.隨著市場競爭的加劇和一些先期發(fā)展的品牌市場推廣力度的加大,組態(tài)軟件市場對新進入者會增加越來越高的門檻.從各家組態(tài)軟件市場看,現(xiàn)在主要有以下品牌：〔1〕國際品牌：iFix、Intouch、WinCC.〔2〕國內(nèi)品牌：組態(tài)王、MCGS、力控、FameView、世紀星.從使用方便和性價比的角度來說,選取國內(nèi)組態(tài)軟件還是不錯的.組態(tài)王是國內(nèi)最早、裝機量最多的組態(tài)軟件.主要優(yōu)勢如下：＜1＞品牌知名度,在許多項目中,往往是國外組態(tài)軟件的替代品,而且只要是接觸過組態(tài)軟件,基本上都知道組態(tài)王；＜2＞辦事處多,本地化服務(wù)能力強；＜3＞驅(qū)動豐富而且一般都比較可靠.可見組態(tài)王完全能夠完成本次設(shè)計的組態(tài)部分.仿真本設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)的部分監(jiān)控仿真圖如下圖2-12所示：圖2-12系統(tǒng)運行主界圖在系統(tǒng)主畫面中,組態(tài)了系統(tǒng)所用的的所有設(shè)備,并能夠顯示設(shè)備狀態(tài).工作人員只需在監(jiān)控室,就能夠掌握所有設(shè)備的運行狀況以與所需要的信息.圖2-13空調(diào)控制系統(tǒng)2.3關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點本系統(tǒng)主要包括空調(diào)主機,風機盤管系統(tǒng)、水系統(tǒng)與相應(yīng)的控制系統(tǒng).通過統(tǒng)一考慮,全面控制的方式,使全系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行,以實現(xiàn)最優(yōu)的綜合性能.實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)負荷的跟隨性變流量控制系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)中央空調(diào)冷媒系統(tǒng)的運行方式,通過對中央空調(diào)運行系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測和閉環(huán)控制,將空調(diào)主機的定流量運行改為變流量運行,實現(xiàn)空調(diào)主機冷媒流量跟隨末端負荷需求而同步變化,在空調(diào)系統(tǒng)的任何負荷條件下,既能確保中央空調(diào)系統(tǒng)的舒適性,又實現(xiàn)最大的節(jié)能.該PLC中央空調(diào)智能調(diào)控系統(tǒng)具有功能強、速度快、擴展靈活,具有模塊化、緊湊的結(jié)構(gòu)等特點.使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制.應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛,覆蓋所有與自動檢測、自動化控制有關(guān)的工業(yè)與民用領(lǐng)域,包括電力設(shè)施、民用設(shè)施、機械、機床等領(lǐng)域.此外,系統(tǒng)具有極高的可靠性、極豐富的指令集、易于掌握、操作便捷、內(nèi)置豐富的集成功能、實時特性,強勁的通訊能力、豐富的擴展模塊.該系統(tǒng)的強大功能使其無論是在獨立運行中,或相連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能.所以它具有極高的性價比.三、市場需求與風險分析市場需求分析在傳統(tǒng)的設(shè)計中,中央空調(diào)的制冷機組、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻塔風機系統(tǒng)、風機盤管系統(tǒng)等都是按照建筑物最大負荷制定的,且留有充足余量.不管在什么時間,負荷的多少,各電機都長期處在工頻狀態(tài)下全速運行,雖然可滿足最大的用戶負荷,但不具備隨用戶負荷動態(tài)調(diào)節(jié)的功能,而在大多數(shù)時間里,用戶負荷是較低的,這樣就造成很大的能源浪費.有個例子可以很好的說明這些,中央空調(diào)系統(tǒng)中的冷凍水泵和冷卻水泵,一年四季長期在固定的最大流量下工作,但由于季節(jié)、晝夜和用戶負荷的變化,在絕大部分時間內(nèi),空調(diào)的實際熱負載與決定水泵流量和壓力的最大設(shè)計負載相比,一年中負載率在50％以下的小時數(shù)約占全部運行時間的60%以上.一般冷凍水設(shè)計溫差為5?7℃,冷卻水的設(shè)計溫差為4?5℃,在系統(tǒng)流量固定的情況下,全年絕大部分運行時間溫差僅為1?3℃,即在低溫差、大流量情況下工作,從而增加了管路系統(tǒng)的能量損失,嚴重浪費了水泵運行的輸送能量.也就是說,中央空調(diào)系統(tǒng)存在著至少30％以上的節(jié)能空間.本系統(tǒng)通過冷凍水供回水溫度、壓差,冷卻水泵的流量等工藝參數(shù)進行調(diào)整并對空調(diào)設(shè)備進行優(yōu)化起停,使空調(diào)系統(tǒng)高效、節(jié)能運行,將產(chǎn)生非常明顯的經(jīng)濟效果.另外,根據(jù)交流電機的特性,要實現(xiàn)連續(xù)平滑的速度調(diào)節(jié),最佳的方法就是采用變頻器調(diào)速,采用變頻器進行風機、水泵的節(jié)能改造,不僅避免了由于采用擋板或閥門造成的電能浪費,而且還會極大提高調(diào)節(jié)和控制的精度,從而方便地實現(xiàn)恒溫空調(diào)系統(tǒng).空調(diào)節(jié)能的目的是有效利用能源,以最小的能耗創(chuàng)造出一個適合人居住、工作的室內(nèi)環(huán)境.空調(diào)水系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能運行可以有效地減少空調(diào)系統(tǒng)能耗和建筑總能耗,提高能源利用率,對減少溫室氣體排放,減輕環(huán)境污染,實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展,從而創(chuàng)造更為巨大的經(jīng)濟效益.此系統(tǒng)將更為廣泛的應(yīng)用于各大辦公樓,寫字樓,以與高檔居民社區(qū),憑借其獨特的技術(shù)可以獲得更大的發(fā)展和適用空間.風險分析與對策風險分析⑴投資風險技術(shù)的投資風險是指投資者在投資活動中發(fā)生失誤,以致投資活動失敗的可能性,包括投資項目的流產(chǎn)、中止、撤消、延期、效益不足、虧本、因事故而放棄等.企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中的投資風險主要來自金融環(huán)境的變動,投資過程不規(guī)范,投資項目管理水平低,企業(yè)經(jīng)營管理不善等原因.⑵技術(shù)風險技術(shù)風險主要來自技術(shù)創(chuàng)新的構(gòu)思和實施階段.企業(yè)的技術(shù)包括物化技術(shù)和組織管理技術(shù),以與準確和可靠地對創(chuàng)新技術(shù)對象、水平、結(jié)構(gòu)、發(fā)展過程的預(yù)測和確定能力.由于技術(shù)創(chuàng)新的主體受技術(shù)水平和其他多方面因素的影響,不可能對創(chuàng)新技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化和投放市場的前景做出完全預(yù)測,從而產(chǎn)生技術(shù)風險.技術(shù)風險的種類很多,其主要類型是技術(shù)不足風險、技術(shù)開發(fā)風險、技術(shù)保護風險、技術(shù)使用風險、技術(shù)取得和轉(zhuǎn)讓風險.其成因一方面源于技術(shù)開發(fā)自身規(guī)律的影響,這些規(guī)律包括技術(shù)創(chuàng)新外部環(huán)境的不確定性,如國家產(chǎn)業(yè)政策、能源政策、生產(chǎn)力布局政策等的變化,社會經(jīng)濟環(huán)境的變化,替代技術(shù)的出現(xiàn),消費者需求的變化,競爭對手的出現(xiàn),企業(yè)生產(chǎn)條件的變化等.⑶商務(wù)風險商務(wù)風險主要來自于創(chuàng)新的技術(shù)成果轉(zhuǎn)讓或轉(zhuǎn)化階段.即使是一項成熟的技術(shù),要轉(zhuǎn)化為實際的生產(chǎn)活動,也還有大量的組織工作要做.一是要檢驗技術(shù)的生產(chǎn)現(xiàn)實性,需要不斷搜索和確定生產(chǎn)的環(huán)境參數(shù)、連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備參數(shù),為調(diào)整工藝設(shè)計購置設(shè)備提供準確依據(jù)；二是要確定合理的原料、動力等消耗參數(shù)；三是要組織連續(xù)的、規(guī)?；a(chǎn).只有創(chuàng)新技術(shù)本身具有可行性、適用性、先進性、完備性、可靠性,再加上相應(yīng)的配套技術(shù),技術(shù)轉(zhuǎn)化或者轉(zhuǎn)讓才是低風險的.⑷市場風險市場風險包括兩個方面：技術(shù)性風險市場化,即由于產(chǎn)品技術(shù)本身的不成熟,使得新產(chǎn)品在市場推廣過程中有被消費者拒絕或被競爭產(chǎn)品攻擊的風險.這主要是由于在技術(shù)創(chuàng)新的構(gòu)思和實施階段未對技術(shù)的市場適應(yīng)性、先進性和收益性做出科學的預(yù)測,從而把創(chuàng)新技術(shù)的技術(shù)風險帶到了市場的商品化階段.商業(yè)化風險,即技術(shù)開發(fā)是成功的,但新產(chǎn)品投放市場后未收到預(yù)期回報.⑸決策風險技術(shù)創(chuàng)新決策風險實質(zhì)是一種選擇風險.決策風險是在不完全信息下,對可能出現(xiàn)某種風險障礙的經(jīng)濟和技術(shù)方向與目標的選擇.技術(shù)創(chuàng)新中的非完全信息主要包括：對投資估算的不準.實際投資大大超過預(yù)期投資是常見的一種現(xiàn)象；對國家宏觀經(jīng)濟形勢與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟政策的不準確預(yù)期；對技術(shù)產(chǎn)品生命周期的估算不準；對市場需求量預(yù)測不準,對競爭對手情況不完全了解,掌握信息較少的一方在競爭中面臨較大的風險.⑹財務(wù)風險公司的快速發(fā)展需要有完善的財務(wù)制度和財務(wù)體系的保證,對現(xiàn)金流的有效管理和控制是控制財務(wù)風險關(guān)鍵.⑺對市場開發(fā)人員依賴的風險主要的銷售人員掌握公司重要的客戶渠道資源,一旦喪失也將帶來不可估計的損失.風險對策⑴投資風險防范針對投資風險,企業(yè)可選擇把風險進行轉(zhuǎn)移.風險轉(zhuǎn)移有兩種形式,即技術(shù)創(chuàng)新風險的財務(wù)轉(zhuǎn)移和技術(shù)創(chuàng)新的客體轉(zhuǎn)移.實施風險的財務(wù)轉(zhuǎn)移有兩種常用的方法：一種是參與保險,此時技術(shù)創(chuàng)新項目的承擔主體不變,但風險損失的承擔主體發(fā)生了變化,當技術(shù)創(chuàng)新項目失敗時,保險公司將承擔部分損失.另一種是吸收風險投資,此時項目的承擔主體仍是企業(yè),風險投資公司主要是參與風險損失和風險收益的分攤.技術(shù)創(chuàng)新的客體轉(zhuǎn)移是指創(chuàng)新活動的一部分或全部由一個承擔主體向另一個承擔主體轉(zhuǎn)移,有利于充分有效地利用有限的資金和技術(shù)力量.其方式包括：技術(shù)轉(zhuǎn)讓、委托開發(fā)、聯(lián)合開發(fā)等.⑵技術(shù)風險對策針對技術(shù)風險,可采用如下策略：首先是重視技術(shù)方案的咨詢論證,就技術(shù)方案的可行性進行研究,對項目方案的風險水平與收益水平進行比較,對方案實施后的可能結(jié)果進行預(yù)測.其次,應(yīng)改善內(nèi)部組織,建立有利于技術(shù)創(chuàng)新的生產(chǎn)過程組織.第三,通過選擇合適的技術(shù)創(chuàng)新項目組合,進行組合開發(fā)創(chuàng)新,降低整體風險.第四,建立健全技術(shù)開發(fā)的風險預(yù)警系統(tǒng),與時發(fā)現(xiàn)技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)過程中的風險隱患.第五,建立健全有關(guān)技術(shù)管理的內(nèi)部控制制度,加強對技術(shù)資產(chǎn)的監(jiān)督管理.⑶商務(wù)風險對策針對商務(wù)風險,企業(yè)可以將承擔的風險部分或全部轉(zhuǎn)移給他人承擔.其途徑主要有：進行風險擔保.企業(yè)向保險公司擔保,交納一定的保險金,若新產(chǎn)品失敗,則在責任范圍內(nèi)由保險公司負責部分損失補償.通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)交易等方式,向其他主體轉(zhuǎn)讓風險.在技術(shù)創(chuàng)新過程的不同階段進行風險轉(zhuǎn)移.當新產(chǎn)品在生產(chǎn)階段失敗時,可將技術(shù)賣給有能力生產(chǎn)的企業(yè).⑷市場風險對策技術(shù)性風險市場化,針對此類風險,可以在技術(shù)創(chuàng)新的構(gòu)思和實施階段對技術(shù)的市場適應(yīng)性、先進性和收益性做出科學的預(yù)測,從而把創(chuàng)新技術(shù)的技術(shù)風險帶到了市場的商品化階段.而針對商業(yè)化風險,要拓展市場開拓團隊建設(shè),使成功的技術(shù)產(chǎn)品在短周期內(nèi)實現(xiàn)市場優(yōu)勢.⑸決策風險對策針對企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新過程中的決策風險,企業(yè)應(yīng)在充分分析外部環(huán)境和內(nèi)部條件的基礎(chǔ)上,通過提高信息獲取能力、改善組織結(jié)構(gòu)體系、建立風險監(jiān)控機制,采用與時有效的方法進行防范和控制,用經(jīng)濟合理可行的方法進行處理,以降低企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新風險,提高企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新活動的成功率,以與減少企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的風險損失.⑹財務(wù)風險制定完善的財務(wù)制度和財務(wù)體系,定期考核財務(wù)指標可有效避免財務(wù)風險發(fā)生.⑺對市場開發(fā)人員依賴的風險將對銷售人員采取相應(yīng)激勵措施,保持其工作積極性和穩(wěn)定.通過交叉管理盡可能避免某一個人員獨自掌握公司的渠道資源,建立風險防范機制,預(yù)防可能出現(xiàn)的依賴的風險.⑻其他風險對策①建立有效的風險控制的組織機構(gòu)其主要職責是在制訂與評估規(guī)劃時,從風險管理的角度對項目規(guī)劃或計劃進行審核并發(fā)表意見,不斷尋找可能出現(xiàn)的任何意外情況,試著指出各個風險的管理策略與常用的管理方法,以隨時處理出現(xiàn)的風險,風險管理者最好是由項目主管以外的人擔任.風險管理崗位的人數(shù)依據(jù)項目大小來決定,一般2—3人較為適合.②建立有效的風險控制管理過程風險管理過程包括培訓(xùn),風險識別、風險分析、風險計劃、執(zhí)行計劃、跟蹤計劃等活動,有效的風險管理過程應(yīng)是學習型的、持續(xù)的和不斷改進的.根據(jù)企業(yè)和項目的實際情況,進行科學的項目風險和控制,對項目的成功研發(fā)有著舉足輕重的意義.在項目開發(fā)的過程中,進行必要的項目風險分析,制定符合項目特點的風險評估和監(jiān)督機制,特別是要定期對項目的風險狀況進行評估和監(jiān)管,發(fā)現(xiàn)意外風險或者是風險超出預(yù)期的一定要重點關(guān)照.發(fā)現(xiàn)問題要立即上報,盡快解決.并建立風險監(jiān)管日志,實行"崗位負責制",將風險降到最低.③建立暢通的溝通渠道和溝通策略需求的不確定性風險很大程度上是由溝通不暢引起的.因此,要加強客戶與開發(fā)團隊的凝聚力,適應(yīng)變化.另外,可以在客戶現(xiàn)場辦公,在調(diào)研的同時做需求,根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)和功能劃分邊做設(shè)計邊做開發(fā).在用戶、管理者和開發(fā)人員三者之間使用統(tǒng)一的術(shù)語,使交流更加清晰.加強各項目組織間的以與項目組中各成員之間的交流,安排一個業(yè)務(wù)信息指導(dǎo)員,作為業(yè)務(wù)部門和開發(fā)部門之間的翻譯.④配備高素質(zhì)的項目管理人員最好由具有豐富的項目管理經(jīng)驗,或是經(jīng)過系統(tǒng)的項目管理知識訓(xùn)練的人員來擔任項目經(jīng)理,通過其制定有效的項目管理計劃,并認真執(zhí)行落實,提高項目的可控性.四、經(jīng)濟效益與社會效益經(jīng)濟效益分析PLC中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于大廈樓宇的中央空調(diào)智能調(diào)控，憑借其高效可靠，成本合理，維護簡便等優(yōu)點可以得到更廣泛的應(yīng)用.如果該技術(shù)進一步推廣，可以獲得以下的經(jīng)濟效益.根據(jù)現(xiàn)行的財務(wù)制度、法規(guī)與政策，以與目前中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)計數(shù)據(jù)和運行情況，進行了經(jīng)濟效益分析.主營業(yè)收入：生產(chǎn)第一年約為1200萬元.各種稅率營業(yè)稅,稅率5%所得稅,稅率2