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基于S7－300 PLC的商場(chǎng)恒溫控制系統設計
作者：
時(shí)間：2013-05-29
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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3 系統組成
3．1 Profibus網(wǎng)絡(luò )系統
Profibus是Process Field Bus的縮寫(xiě)，它是以西門(mén)子等13家公司和5家科研機構聯(lián)合開(kāi)發(fā)制定的規范，在恒溫控制系統中采用Profibus連接，方便了整個(gè)系統的管理和維護。Profibus網(wǎng)絡(luò )采用光纖傳輸介質(zhì)，Profibus-DP網(wǎng)絡(luò )可同時(shí)連接S7-300PLC和遠程PLC和I／O模塊。商場(chǎng)的空調機組分別控制不同的區域，布置位置不同，有時(shí)會(huì )關(guān)閉部分機組，為滿(mǎn)足各個(gè)機組的通信正常而不影響其他機組的與主控機的通信，Profibus-DP網(wǎng)絡(luò )系統采用星型網(wǎng)絡(luò )結構。
3．2 主控室的操作屏及控制系統
主控室的操作屏是用于系統的緊急操作，對于出現的突發(fā)情況管理人員可以在主控室的操作屏上進(jìn)行緊急操作，一般情況都在主控機上操作，只在緊急時(shí)到操作屏操作。整個(gè)系統的控制中心是由控制室的S7-300PLC來(lái)實(shí)現，S7-300PLC具有強大的運算能力，一臺S7-300CPU315就可以完成以多組空調機組的溫濕度程序控制器的功能。中央控制系統以西門(mén)子S7-300系列PLC作為控制器，實(shí)現對商場(chǎng)的多臺S7-200PLC的管理及通信。系統的運行方式、相關(guān)參數設定都能在該PLC中完成。
3．3 Citetc軟件平臺
Citetc是面向工業(yè)應用的集成開(kāi)發(fā)系統，具有效率高、成本低的優(yōu)勢。在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中應用率較高，可用于現場(chǎng)的操作控制和實(shí)時(shí)監控。Citetc在運行過(guò)程中可對整個(gè)自動(dòng)控制系統進(jìn)行監控，在緊急情況的初發(fā)階段即可發(fā)出警報，并在顯示界面報告報警信息。同時(shí)還具有在線(xiàn)排除故障的功能。
3．4 溫度控制部分構成
系統在管道的熱效應設計時(shí)為減少熱損耗，考慮將每臺空調機組安裝在各區域的適當位置，以減少管道的熱工損耗，達到節能的效果。而在每臺機組區域都安裝了智能溫濕度傳感器，傳感器可以將檢測的溫濕度參數傳送交到控制本空調機組的PLC，對區域的溫濕度實(shí)時(shí)測量和傳送，當傳感器出現故障時(shí)同樣可傳遞故障信息。通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)將采集的各空調機組送風(fēng)區的實(shí)際溫度傳送到系統的主控機S7-300 PLC，主控機依據采集的數據計算溫度偏差值。溫度偏差再通過(guò)模糊化后，輸入模糊控制器。通過(guò)模糊控制器的控制規律生成控制查詢(xún)表，主機查詢(xún)得出控制輸出量。輸出量通過(guò)控制器實(shí)現控制空調機組，達到溫度調節。
4 實(shí)驗仿真與實(shí)際運行
根據理論推導和實(shí)踐，得出系統的近似數學(xué)模型，通過(guò)編程和仿真分析得出了常規PID和模糊PID系統曲線(xiàn)，如圖3中的a、b曲線(xiàn)所示。
從圖3中可以看出，模糊PID恒溫系統中溫度上升和下降更為平穩，溫度的調節曲線(xiàn)更為平滑，沒(méi)有傳統PID時(shí)溫度大幅度上升和下降，因此模糊PID控制的優(yōu)勢更為明顯。
5 結束語(yǔ)
商場(chǎng)恒溫控制是結合自動(dòng)控制和通信等綜合技術(shù)的應用。用新技術(shù)提高空調的使用效率可提高節能減排、增加經(jīng)濟效益。本設計以溫度控制為研究對象，給出了溫度控制的方法，并實(shí)現了系統的實(shí)時(shí)監控。對整個(gè)商場(chǎng)的溫度、濕度進(jìn)行監控和控制，有效地提高了商場(chǎng)的服務(wù)品質(zhì)和節能的效果。
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