新型節能空調控制系統的研制

　模擬量通過(guò)A/D輸入模塊將數據傳送至PLC內部。A/D輸入模塊采用的是以51單片機為核心的電路板，將模擬量數據存至內部存儲器中，通過(guò)485通信將數據送至PLC。
2.2 控制系統的軟件設計
　主程序主要可以分為四個(gè)部分：程序初始化、模擬量輸入處理、模擬量輸出處理和主控程序。
控制系統分為手動(dòng)運行模式和自動(dòng)運行模式，手動(dòng)運行模式主要為通過(guò)單獨的按鍵來(lái)獨立控制每個(gè)水泵和機組的啟停。自動(dòng)運行模式的設計是以冷凍水回水溫度值為控制目標，在夏季和冬季分別設定4個(gè)溫度值，通過(guò)比較當前回水溫度和設定的溫度值來(lái)選擇開(kāi)啟或者關(guān)閉機組的數量，用來(lái)控制回水溫度在一定的范圍之內，達到用戶(hù)的要求。
　模擬量輸出部分主要用來(lái)控制變頻器的運行，變頻器的輸出根據冷凍供回水的設定溫差而變化。
變頻器反饋控制原理如圖3所示，在手動(dòng)運行模式下，可以在一定范圍內手動(dòng)調節變頻器的輸出。在自動(dòng)運行模式下，根據溫差來(lái)控制變頻器的輸出。若溫差大于設定值，則提高變頻器的輸出；反之，則減小變頻器的輸出，最終使得溫差能趨于設定的溫差值。
　自動(dòng)運行模式分為夏季運行模式和冬季運行模式。在冬季和夏季分別設定好四個(gè)溫度值：
　TK1：冬季開(kāi)機溫度1 TK1’：夏季開(kāi)機溫度1
　TK2：冬季開(kāi)機溫度2 TK2’：夏季開(kāi)機溫度2
　TG1：冬季關(guān)機溫度1 TG1’：夏季關(guān)機溫度1
　TG2：冬季關(guān)機溫度2 TG2’：夏季關(guān)機溫度2
　TH：冷凍水回水溫度
　在冬季運行模式下，四個(gè)溫度值其邏輯關(guān)系應滿(mǎn)足：TK2TK1TG1TG2。
　在夏季運行模式下，四個(gè)溫度值其邏輯關(guān)系應滿(mǎn)足：TK2’>TK1’>TG1’>TG2’。
　冬季的系統判斷的邏輯思路為：
　若THTK2，表明負荷重，則需要把兩臺機組全部開(kāi)啟；
　若TK2THTK1，此時(shí)若無(wú)機組運行，則需要開(kāi)啟一臺機組；
　若TK1THTG1，此時(shí)不需要開(kāi)啟或者關(guān)閉機組；
　若TG1THTG2，此時(shí)若兩臺機組都在運行狀態(tài)，則需要關(guān)閉一臺機組；
　若TG2TH，則需要關(guān)閉所有正在運行的機組。
夏季的系統判斷的邏輯思路為：
　若TH’>TK2’，表明負荷重，則需要把兩臺機組全部開(kāi)啟；
　若TK2’>TH>TK1’，此時(shí)若無(wú)機組運行，則需要開(kāi)啟一臺機組；
　若TK1’>TH>TG1’，此時(shí)不需要開(kāi)啟或者關(guān)閉機組；
　若TG1’>TH>TG2’，此時(shí)若兩臺機組都在運行狀態(tài)，則需要關(guān)閉一臺機組；
　若TG2’>TH，則需要關(guān)閉所有正在運行的機組。
　采用此方法首先可以把冷凍水回水溫度控制在設定好的溫度范圍之內，也可以在負荷輕的時(shí)候關(guān)閉部分運行設備。在實(shí)際的運行中，考慮到機組的開(kāi)關(guān)機次數對機組產(chǎn)生的磨損，在冬季，可以將設定值調得高一些；在夏季，可以將設定值調得低一些。系統的自動(dòng)運行模式流程圖如圖4所示。

　另外，本系統還實(shí)現了對系統分時(shí)分段控制。在圖1中，冷凍水側電磁閥V1對應的是宿舍的回路，電磁閥V2對應的是教室的回路。在觸摸屏上可以分別設定兩段時(shí)間來(lái)控制兩個(gè)閥的自動(dòng)開(kāi)關(guān)。白天關(guān)閉宿舍的冷凍水回路，夜晚關(guān)閉教室的冷凍水回路。避免了能量浪費。
　開(kāi)啟機組時(shí)，需要首先將機組對應的冷凍側閥和冷卻側閥打開(kāi)，同時(shí)還要打開(kāi)對應的開(kāi)啟水源側水泵的兩個(gè)閥。待水泵和機組對應的閥全部打開(kāi)后，然后將對應的冷凍水泵和冷卻水泵打開(kāi)，最后開(kāi)啟機組。
目前，基于PLC、觸摸屏和變頻器的的控制系統已經(jīng)在熱泵空調系統中得到了廣泛應用。本系統的運行狀況良好，節能效果明顯。本設計經(jīng)過(guò)適當修改后可應用于類(lèi)似系統中，來(lái)控制多機組的運行，具有較高的使用價(jià)值和參考價(jià)值。
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