冷水機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p><b>　　1.1 前 言1</b></p><p>　　1.2 原理簡述2</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)目的與要求3</p><p&g

2、t;　　1.3.1 設(shè)計(jì)目的3</p><p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)要求3</p><p><b>　　2 冷水機(jī)組4</b></p><p>　　2.1 工作原理4</p><p>　　2.2 風(fēng)冷式冷水機(jī)4</p><p>　　2.2.1 風(fēng)冷式冷水機(jī)特點(diǎn)4</p>

3、<p>　　2.2.1 風(fēng)冷式冷水機(jī)原理5</p><p>　　2.3 水冷式冷水機(jī)5</p><p>　　2.3.1 水冷式冷水機(jī)特點(diǎn)5</p><p>　　2.3.2 風(fēng)冷式冷水機(jī)原理5</p><p>　　2.4 冷水機(jī)組控制5</p><p>　　2.4.1機(jī)組控制6</p>

4、<p>　　2.4.2水溫控制6</p><p>　　2.4.3一次泵的控制6</p><p>　　2.4.4閥門控制7</p><p><b>　　3 監(jiān)控方案8</b></p><p>　　3.1 監(jiān)控原理圖8</p><p>　　3.2 冷水機(jī)組監(jiān)控內(nèi)容11</

5、p><p>　　3.2.1 監(jiān)測內(nèi)容11</p><p>　　3.2.2 聯(lián)鎖及保護(hù)11</p><p>　　3.2.3 控制11</p><p>　　4 PLC控制13</p><p>　　4.1 PLC工作原理13</p><p>　　4.1.1 工作原理13</p>

6、<p>　　4.1.2 調(diào)試方法13</p><p>　　4.2 PLC控制系統(tǒng)15</p><p>　　4.2.1 起?？刂七^程分析15</p><p>　　4.2.2 I/O點(diǎn)數(shù)15</p><p>　　4.2.3 PLC型號(hào)選用16</p><p>　　4.2.4 梯形圖程序17</p

7、><p>　　5 組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)21</p><p>　　5.1 組態(tài)軟件簡介21</p><p>　　5.2 力控（Force Control）組態(tài)軟件22</p><p>　　5.3 系統(tǒng)工藝圖22</p><p><b>　　6 總 結(jié)24</b></p><p&

8、gt;<b>　　7 參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 前 言</b></p><p>　　隨著信息技術(shù)的發(fā)展，使人們對賴以生存的工作和生活的建筑環(huán)境的安全性、舒適性、便捷性等諸多方面也提出了更高要求，強(qiáng)調(diào)高效率、低能耗的“綠色

9、建筑”是可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。智能建筑便是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生，悄悄走進(jìn)了人類生存的社會(huì)。</p><p>　　智能建筑是現(xiàn)代建筑技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。現(xiàn)代建筑技術(shù)給只能就愛你住提供了一個(gè)基本的建筑物支持平臺(tái)，現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)成了智能建筑的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，而由現(xiàn)代計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)支持的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)給傳統(tǒng)的土木建筑在其雄偉的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和華

10、麗的裝潢外表之上又賦予了強(qiáng)大的生命力和活力，才使其真正具有了智能化的色彩。這種日趨完善的智能化建筑又極大地改變著人們的生活環(huán)境和習(xí)慣，使人們在建筑環(huán)境的安全、舒適、便捷等方面得到了實(shí)惠。人們對智能建筑的功能不斷提出更高的要求，推動(dòng)者支持智能建筑的主要技術(shù)之一——建筑設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展。</p><p>　　在本次冷水機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)中，是在學(xué)習(xí)了建筑設(shè)備自動(dòng)化課程之后，進(jìn)行的一次實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)中能

11、進(jìn)一步鞏固理論知識(shí)，培養(yǎng)所學(xué)得理論知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用能力。并且，要能通過這次課設(shè)，掌握一般建筑電氣控制控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　本次課設(shè)的具體內(nèi)容有以下這些，掌握冷水機(jī)組的啟停控制及其工作原理，根據(jù)冷水機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的要求，制定合理的啟停方案，并要繪制中央空調(diào)冷水機(jī)組的監(jiān)控原理圖，掌握PLC工作原理、編程、調(diào)試方法以及PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法以及在生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用技術(shù)。正確確定I/O點(diǎn)數(shù)，合理選用P

12、LC控制器，并進(jìn)行I/O地址分配，之后要正確合理的編寫梯形圖程序，最后要用ForceControl設(shè)計(jì)上位機(jī)監(jiān)控界面，并與PLC通訊。</p><p>　　由于水平有限，設(shè)計(jì)書難免存在不足之處，敬請指導(dǎo)老師批評指正并希望您提出寶貴的意見。</p><p><b>　　1.2 原理簡述</b></p><p>　　冷水機(jī)俗稱冷凍機(jī)、制冷機(jī)、冰水機(jī)

13、、凍水機(jī)、冷卻機(jī)等，因各行各業(yè)的使用比較廣泛，所以名字也就多得不計(jì)其數(shù)。其性質(zhì)原理是一個(gè)多功能的機(jī)器，除去了液體蒸氣通過壓縮或熱吸收式制冷循環(huán)。蒸汽壓縮冷水機(jī)組包括四個(gè)主要組成部分的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)壓縮機(jī)，蒸發(fā)器，冷凝器，部分計(jì)量裝置的形式從而實(shí)現(xiàn)了不同的制冷劑。吸收式冷水機(jī)利用水作為制冷劑，并依靠之間的水和溴化鋰溶液，以達(dá)到制冷效果很強(qiáng)的親和力。</p><p>　　冷水機(jī)一般使用在空調(diào)機(jī)組和工業(yè)冷卻。在空調(diào)

14、系統(tǒng)，冷凍水通常是分配給換熱器或線圈在空氣處理機(jī)組或其他類型的終端設(shè)備的冷卻在其各自的空間，然后冷卻水重新分發(fā)回冷卻被冷卻了。在工業(yè)應(yīng)用，冷凍水或其它液體的 冷卻泵是通過流程或?qū)嶒?yàn)室設(shè)備。工業(yè)冷水機(jī)是用于控制產(chǎn)品，機(jī)制和工廠機(jī)械冷卻的各行各業(yè)。</p><p>　　冷水機(jī)組是以多臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)工作的形式優(yōu)化了冷水機(jī)組的工作結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到高效的制冷量輸出。</p><p>　　監(jiān)控系統(tǒng)的作用是

15、通過對制冷機(jī)組、冷卻水泵、冷卻水塔、冷媒水循環(huán)泵臺(tái)數(shù)的控制，在滿足室內(nèi)舒適度或工藝溫濕度等參數(shù)的條件下，有效地、大幅度的降低冷源設(shè)備的能量消耗。</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)目的與要求</p><p>　　1.3.1 設(shè)計(jì)目的</p><p>　　進(jìn)一步掌握鞏固理論知識(shí)，培養(yǎng)所學(xué)理論知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用能力，掌握一般建筑電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)查血圖書資料、工

16、具書的能力，培養(yǎng)工程繪圖、書寫技術(shù)報(bào)告的能力。</p><p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)要求</p><p>　　掌握冷水機(jī)組的啟停控制及其工作原理。</p><p>　　根據(jù)冷水機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的要求，制定合理的啟停方案。</p><p>　　并要繪制中央空調(diào)冷水機(jī)組的監(jiān)控原理圖。</p><p>　　掌握PLC工作原理、編

17、程、調(diào)試方法以及PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法以及在生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用技術(shù)。</p><p>　　正確確定I/O點(diǎn)數(shù)，合理選用PLC控制器，并進(jìn)行I/O地址分配，之后要正確合理的編寫梯形圖程序。</p><p>　　最后要用ForceControl設(shè)計(jì)上位機(jī)監(jiān)控界面，并與PLC通訊。</p><p><b>　　2 冷水機(jī)組</b></p>

18、<p><b>　　2.1 工作原理</b></p><p>　　冷水機(jī)俗稱冷凍機(jī)、制冷機(jī)、冰水機(jī)、凍水機(jī)、冷卻機(jī)等，因各行各業(yè)的使用比較廣泛，所以名字也就多得不計(jì)其數(shù)。其性質(zhì)原理是一個(gè)多功能的機(jī)器，除去了液體蒸氣通過壓縮或熱吸收式制冷循環(huán)。蒸汽壓縮冷水機(jī)組包括四個(gè)主要組成部分的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)壓縮機(jī)，蒸發(fā)器，冷凝器，部分計(jì)量裝置的形式從而實(shí)現(xiàn)了不同的制冷劑。吸收式冷水機(jī)利用

19、水作為制冷劑，并依靠之間的水和溴化鋰溶液，以達(dá)到制冷效果很強(qiáng)的親和力。</p><p>　　冷水機(jī)一般使用在空調(diào)機(jī)組和工業(yè)冷卻。在空調(diào)系統(tǒng)，冷凍水通常是分配給換熱器或線圈在空氣處理機(jī)組或其他類型的終端設(shè)備的冷卻在其各自的空間，然后冷卻水重新分發(fā)回冷卻被冷卻了。在工業(yè)應(yīng)用，冷凍水或其它液體的 冷卻泵是通過流程或?qū)嶒?yàn)室設(shè)備。工業(yè)冷水機(jī)是用于控制產(chǎn)品，機(jī)制和工廠機(jī)械冷卻的各行各業(yè)。</p><p&g

20、t;　　冷水機(jī)組是以多臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)工作的形式優(yōu)化了冷水機(jī)組的工作結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到高效的制冷量輸出。</p><p>　　2.2 風(fēng)冷式冷水機(jī)</p><p>　　2.2.1 風(fēng)冷式冷水機(jī)特點(diǎn)</p><p>　　免裝冷卻塔，安裝容易，移動(dòng)方便，適合于水源缺乏免裝水塔的場合。低噪音風(fēng)機(jī)馬達(dá)，絕佳的冷卻冷凝效果，穩(wěn)定節(jié)流機(jī)構(gòu)，優(yōu)異的防銹處理，采用歐美進(jìn)口高性能壓縮機(jī)，高E

21、ER值，噪聲低，運(yùn)行穩(wěn)。</p><p>　　2.2.1 風(fēng)冷式冷水機(jī)原理</p><p>　　風(fēng)冷式冷水機(jī)是利用殼管蒸發(fā)器使水與冷媒進(jìn)行熱交換，冷媒系統(tǒng)在吸收水中的熱負(fù)荷，使水降溫產(chǎn)生冷水后，通過壓縮機(jī)的作用使熱量帶到翅片式冷凝器，再由散熱風(fēng)扇散失到外界的空氣中去。</p><p>　　2.3 水冷式冷水機(jī)</p><p>　　2.3.1

22、水冷式冷水機(jī)特點(diǎn)</p><p>　　人體工學(xué)面板，全自動(dòng)化控制，配備精密電溫控制器，可長期平穩(wěn)運(yùn)行。采用高效傳熱換熱器，冷量損失少，易回油，傳熱管不致發(fā)生凍裂優(yōu)點(diǎn)，采用日美進(jìn)口高性能壓縮機(jī)，高EER值，噪聲低，運(yùn)行穩(wěn)。</p><p>　　2.3.2 風(fēng)冷式冷水機(jī)原理</p><p>　　水冷式冷水機(jī)是利用殼管蒸發(fā)器使水與冷媒進(jìn)行熱交換，冷媒系統(tǒng)在吸收水中的熱負(fù)荷

23、，使水降溫產(chǎn)生冷水后，通過壓縮機(jī)的作用將熱量帶至殼管式冷凝器，由冷媒與水進(jìn)行熱交換，使水吸收熱量后通過水管將熱量帶出外部的冷卻塔散失。</p><p>　　2.4 冷水機(jī)組控制</p><p>　　冷水機(jī)組控制子系統(tǒng)是整個(gè)控制系統(tǒng)的主要部分之一，由機(jī)組控制、水溫控制及一次泵控制等環(huán)節(jié)組成。</p><p><b>　　2.4.1機(jī)組控制</b>

24、</p><p>　　機(jī)組控制包括每臺(tái)機(jī)組自身的運(yùn)行控制、機(jī)組開啟的臺(tái)數(shù)控制。由自身的PLC根據(jù)機(jī)組運(yùn)行的自身規(guī)律和模式以及主控制器S7-200 PLc(CPU 226)的指令實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　2.4.2水溫控制</b></p><p>　　水溫控制子系統(tǒng)由溫度信號(hào)采集、流量信號(hào)采集、數(shù)據(jù)傳輸及控制軟件等環(huán)節(jié)組成。在三臺(tái)機(jī)組的

25、出水管道中及輸往實(shí)驗(yàn)室的主管道中分別設(shè)置四個(gè)溫度傳感器，監(jiān)測四個(gè)點(diǎn)的溫度。在輸水主管道中設(shè)置一流量計(jì)，監(jiān)測主管道的水流量，轉(zhuǎn)換得到的溫度信號(hào)及流量信號(hào)傳輸至主控制單元的數(shù)據(jù)采集模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。S7-200 PLC(CPU 226)將數(shù)據(jù)采集得到的溫度數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)和預(yù)定的水溫度值作為溫度控制算法方程的參數(shù)，由軟件根據(jù)算法方程確定開啟機(jī)組的數(shù)量、對應(yīng)的機(jī)組編號(hào)和對應(yīng)開啟機(jī)組的能調(diào)百分比，將能調(diào)百分比傳輸至機(jī)組PLC，由機(jī)組PLC調(diào)節(jié)壓

26、縮機(jī)的能調(diào)百分比，實(shí)現(xiàn)主輸水管道中的水溫控制。</p><p>　　控制算法是該環(huán)節(jié)的核心，為了能夠?qū)崿F(xiàn)通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的能調(diào)百分比調(diào)節(jié)水溫，需要明確提供機(jī)組壓縮機(jī)能調(diào)百分比與機(jī)組出水溫度的關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)。</p><p>　　2.4.3一次泵的控制</p><p>　　由于一次泵為定頻泵，它們的控制實(shí)際是供電與斷電的切換，控制程序根據(jù)確定的冷水機(jī)組開啟臺(tái)數(shù)

27、，確定相應(yīng)一次水泵的開啟或關(guān)閉，并控制對應(yīng)閥門的開關(guān)?？刂朴芍骺刂破鬏敵隹刂菩盘?hào)經(jīng)由驅(qū)動(dòng)模塊控制一次水泵的供電與斷電。</p><p><b>　　2.4.4閥門控制</b></p><p>　　閥門由$7-200 PLC(CPU 226)的軟件通過數(shù)字I／O或模擬量輸出模塊實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)閥門由數(shù)字I／0模塊控制，比例閥由模擬量輸出模塊控制。</p><

28、;p><b>　　3 監(jiān)控方案</b></p><p>　　監(jiān)控系統(tǒng)為集散測控系統(tǒng)。包括三大部分：中央集中監(jiān)控環(huán)節(jié)，現(xiàn)場檢測及控制環(huán)節(jié)，和冷水機(jī)組。</p><p>　　1)中央集中監(jiān)控環(huán)節(jié)</p><p>　　該環(huán)節(jié)位于遠(yuǎn)地主控室，是本系統(tǒng)的中央控制環(huán)節(jié)，由中央控制用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和適配器等構(gòu)成，在整個(gè)系統(tǒng)中處于核心的控制環(huán)節(jié)，主要功能

29、是監(jiān)控整個(gè)供水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。</p><p>　　2)現(xiàn)場檢測及控制環(huán)節(jié)</p><p>　　該環(huán)節(jié)由現(xiàn)場PLC，溫度、流量和壓力傳感器，調(diào)節(jié)閥門，交流接觸器，變頻器及水泵組成。</p><p><b>　　3)冷水機(jī)組</b></p><p>　　冷水機(jī)組是提供冷水的設(shè)備，其內(nèi)置的PLC控制機(jī)組的運(yùn)行，通過調(diào)節(jié)機(jī)組壓

30、縮機(jī)的能調(diào)百分比調(diào)節(jié)機(jī)組的出水溫度。機(jī)組PLC可以向中央控制計(jì)算機(jī)傳輸工況數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行狀況的中央監(jiān)測，同時(shí)可以接收中央控制計(jì)算機(jī)的機(jī)組運(yùn)行設(shè)定參數(shù)設(shè)定或改變機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。</p><p><b>　　3.1 監(jiān)控原理圖</b></p><p>　　中央空調(diào)冷水機(jī)組系統(tǒng)由冷媒水循環(huán)泵、通過管道系統(tǒng)所連接的制冷機(jī)蒸發(fā)器及用戶所使用的各種冷媒水設(shè)備（如空調(diào)機(jī)和風(fēng)機(jī)盤管

31、）而組成?？照{(diào)冷水機(jī)組監(jiān)測與控制系統(tǒng)的核心任務(wù)是：</p><p>　　保證制冷機(jī)蒸發(fā)器通過足夠的水量以使蒸發(fā)器正常工作，防止凍壞。</p><p>　　向冷媒水用戶提供足夠的水量以滿足使用要求。</p><p>　　在滿足使用要求的前提下盡可能減少循環(huán)水泵電耗。</p><p>　　下圖3-1為設(shè)計(jì)的一臺(tái)冷卻塔時(shí)冷水機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)（DDC）原

32、理圖。該冷水機(jī)組系統(tǒng)由一臺(tái)制冷機(jī)組、兩臺(tái)臺(tái)冷卻水泵、一臺(tái)冷卻塔和兩臺(tái)冷媒水泵組成。</p><p><b>　　圖3-1 監(jiān)控圖</b></p><p>　　下圖3-2為設(shè)計(jì)的兩臺(tái)冷卻塔時(shí)冷水機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)（DDC）原理圖。該冷水機(jī)組系統(tǒng)由兩臺(tái)制冷機(jī)組、三臺(tái)冷卻水泵、兩臺(tái)冷卻塔和三臺(tái)冷媒水泵組成。</p><p><b>　　圖3-2

33、監(jiān)控圖</b></p><p>　　3.2 冷水機(jī)組監(jiān)控內(nèi)容</p><p>　　3.2.1 監(jiān)測內(nèi)容</p><p>　　1）冷卻水供、回溫度</p><p>　　2）冷媒水、冷卻水供回水管水流開關(guān)信號(hào)</p><p>　　3）冷媒水供、回水壓差信號(hào)及回水流量信號(hào)</p><p>

34、　　4）制冷機(jī)組正常運(yùn)行、故障及遠(yuǎn)程/本地轉(zhuǎn)換狀態(tài)</p><p>　　5）冷卻水泵、冷媒水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)工作、故障及手/自動(dòng)狀態(tài)。</p><p>　　以上內(nèi)容能在中央站上顯示。</p><p>　　DDC將冷卻水泵、冷媒水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)主電路上交流接觸器的輔助觸點(diǎn)作為開關(guān)量輸入（DI信號(hào)），輸出DDC監(jiān)控冷媒水泵的運(yùn)行狀態(tài)；主電路上熱繼電器的輔助觸點(diǎn)信號(hào)作

35、為冷媒水泵過載停機(jī)報(bào)警信號(hào)。</p><p>　　3.2.2 聯(lián)鎖及保護(hù)</p><p>　　根據(jù)排定的工作程序表，DDC按時(shí)起停機(jī)組。順序控制如圖：</p><p>　　通過DDC對各設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的積累，實(shí)現(xiàn)同組設(shè)備的均衡運(yùn)行。當(dāng)其中某臺(tái)設(shè)備故障時(shí)，備用設(shè)備會(huì)自動(dòng)投入運(yùn)行，同時(shí)提示檢修。</p><p>　　DDC對冷卻水泵、冷媒水泵、冷卻

36、塔風(fēng)機(jī)的起停控制時(shí)間應(yīng)與制冷機(jī)組的要求一致。</p><p>　　水泵啟動(dòng)后，水流開關(guān)監(jiān)測水流狀態(tài)，發(fā)生斷水故障，自動(dòng)停機(jī)。</p><p>　　設(shè)置時(shí)間延時(shí)和冷量控制上下限范圍，防止機(jī)組頻繁起動(dòng)。</p><p><b>　　3.2.3 控制</b></p><p>　　測量冷媒水系統(tǒng)供、回水溫度及回水流量，計(jì)算空調(diào)實(shí)

37、際冷負(fù)荷，根據(jù)冷負(fù)荷確定制冷機(jī)組起停臺(tái)數(shù)，已達(dá)到最佳節(jié)能效果。</p><p>　　根據(jù)冷卻水回水溫度，決定冷卻塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，自動(dòng)起停冷卻塔風(fēng)機(jī)。并通過控制其旁路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，調(diào)節(jié)流入冷卻塔的水量。</p><p>　　測量冷媒水系統(tǒng)供、回水總管之壓差，控制其旁通閥開度，以維持壓差平衡。</p><p><b>　　4 PLC控制</b>

38、;</p><p>　　4.1 PLC工作原理</p><p>　　4.1.1 工作原理</p><p>　　可編程控制器，英文稱Programmable Logic Controller，簡稱PLC。PLC是基于電子計(jì)算機(jī)，且適用于工業(yè)現(xiàn)場工作的電控制器。它源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實(shí)現(xiàn)控制，而主要靠運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序，進(jìn)

39、行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。</p><p>　　PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息交換，多只考慮信息本身，信息的入出，只要人機(jī)界面好就可以了。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性，以及信息的使用等問題。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，抗干擾等問題。</p><p>　　4.1.2 調(diào)試方法</p><p>　　PLC程

40、序的調(diào)試可以分為模擬調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試兩個(gè)調(diào)試過程，在此之前首先對PLC外部接線做仔細(xì)檢查，這一個(gè)環(huán)節(jié)很重要。外部接線一定要準(zhǔn)確無誤。也可以用事先編寫好的試驗(yàn)程序?qū)ν獠拷泳€做掃描通電檢查來查找接線故障。不過，為了安全考慮，最好將主電路斷開。當(dāng)確認(rèn)接線無誤后再連接主電路，將模擬調(diào)試好的程序送入用戶存儲(chǔ)器進(jìn)行調(diào)試，直到各部分的功能都正常，并能協(xié)調(diào)一致地完成整體的控制功能為止。</p><p><b>　　1）程

41、序的模擬調(diào)試</b></p><p>　　將設(shè)計(jì)好的程序?qū)懭隤LC后，首先逐條仔細(xì)檢查，并改正寫入時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。用戶程序一般先在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，實(shí)際的輸入信號(hào)可以用鈕子開關(guān)和按鈕來模擬，各輸出量的通／斷狀態(tài)用PLC上有關(guān)的發(fā)光二極管來顯示，一般不用接PLC實(shí)際的負(fù)載(如接觸器、電磁閥等)。可以根據(jù)功能表圖，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用開關(guān)或按鈕來模擬實(shí)際的反饋信號(hào)，如限位開關(guān)觸點(diǎn)的接通和斷開。對于順序控制程序，調(diào)試

42、程序的主要任務(wù)是檢查程序的運(yùn)行是否符合功能表圖的規(guī)定，即在某一轉(zhuǎn)換條件實(shí)現(xiàn)時(shí)，是否發(fā)生步的活動(dòng)狀態(tài)的正確變化，即該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步是否變?yōu)椴换顒?dòng)步，所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒?dòng)步，以及各步被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載是否發(fā)生相應(yīng)的變化。</p><p>　　在調(diào)試時(shí)應(yīng)充分考慮各種可能的情況，對系統(tǒng)各種不同的工作方式、有選擇序列的功能表圖中的每一條支路、各種可能的進(jìn)展路線，都應(yīng)逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時(shí)修改梯形圖和PLC中的

43、程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求。</p><p>　　如果程序中某些定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的設(shè)定值過大，為了縮短調(diào)試時(shí)間，可以在調(diào)試時(shí)將它們減小，模擬調(diào)試結(jié)束后再寫入它們的實(shí)際設(shè)定值。</p><p>　　在設(shè)計(jì)和模擬調(diào)試程序的同時(shí)，可以設(shè)計(jì)、制作控制臺(tái)或控制柜，PLC之外的其他硬件的安裝、接線工作也可以同時(shí)進(jìn)行。</p><p><

44、b>　　2）程序的現(xiàn)場調(diào)試</b></p><p>　　完成上述的工作后，將PLC安裝在控制現(xiàn)場進(jìn)行聯(lián)機(jī)總調(diào)試，在調(diào)試過程中將暴露出系統(tǒng)中可能存在的傳感器、執(zhí)行器和硬接線等方面的問題，以及PLC的外部接線圖和梯形圖程序設(shè)計(jì)中的問題，應(yīng)對出現(xiàn)的問題及時(shí)加以解決。如果調(diào)試達(dá)不到指標(biāo)要求，則對相應(yīng)硬件和軟件部分作適當(dāng)調(diào)整，通常只需要修改程序就可能達(dá)到調(diào)整的目的。全部調(diào)試通過后，經(jīng)過一段時(shí)間的考驗(yàn)，系統(tǒng)

45、就可以投入實(shí)際的運(yùn)行了。</p><p>　　4.2 PLC控制系統(tǒng)</p><p>　　4.2.1 起停控制過程分析</p><p>　　在空調(diào)冷媒水系統(tǒng)的起動(dòng)或停止過程中，冷水機(jī)組與相應(yīng)的輔助設(shè)備進(jìn)行電氣聯(lián)鎖。只有當(dāng)所有的附屬設(shè)備及附件都正常運(yùn)行之后，冷水機(jī)組才能起動(dòng)，停車過程則順序相反。起停順序及聯(lián)鎖控制如下圖所示：</p><p>　

46、　圖4-1 起停順序流程圖</p><p>　　4.2.2 I/O點(diǎn)數(shù)</p><p>　　4.2.3 PLC型號(hào)選用</p><p>　　SIMATIC S7-200系列PLC為單體式結(jié)構(gòu)，配有RS-485通信接口、內(nèi)置電源系統(tǒng)和部分I/O接口。它體積小、運(yùn)算速度快、可靠性高，具有豐富的指令，系統(tǒng)操作漸變、便于掌握，可方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的I/O擴(kuò)展，性能價(jià)格比高，是目

47、前中小規(guī)模控制系統(tǒng)的理想控制設(shè)備。</p><p>　　S7-200系列PLC的硬件系統(tǒng)配置靈活，既可用單獨(dú)的CPU模塊構(gòu)成簡單的開關(guān)量控制系統(tǒng)，也可通過I/O擴(kuò)展或通信聯(lián)網(wǎng)功能構(gòu)成中等規(guī)模的控制系統(tǒng)。主要包括如下幾部分：</p><p>　　PLC基本單元（即CPU模塊）：是PLC系統(tǒng)的核心，包括CPU、存儲(chǔ)器系統(tǒng)、部分輸入/輸出接口、內(nèi)置5V和24V直流電源、RS-485通信接口等。&

48、lt;/p><p>　　擴(kuò)展單元：用于PLC系統(tǒng)的I/O擴(kuò)展，包括數(shù)字量I/O模塊和模擬量I/O模塊。</p><p>　　變成設(shè)備：可使用手持式編程器，也可使用裝有SIMATIC S7系列PLC編程軟件的計(jì)算機(jī)。變成設(shè)備可實(shí)現(xiàn)用戶程序的編制、編譯、調(diào)試和下載。</p><p>　　人機(jī)界面：常用的有觸摸屏和文本顯示器，也可通過裝有工業(yè)組態(tài)軟件的微機(jī)實(shí)現(xiàn)。通過人機(jī)界面可

49、實(shí)現(xiàn)對工業(yè)控制過程的監(jiān)控。</p><p>　　通信模塊：可通過CPU模塊自帶的RS-485接口與上位機(jī)或其他PLC通信，也可通過專用的通信模塊與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成各種通信網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，如通信處理器模塊CP243-2或PROFIBUS-DP模塊EM277等。</p><p>　　其他設(shè)備：各種特殊功能模塊，具有獨(dú)立的運(yùn)算能力，能實(shí)現(xiàn)特定的功能，如位置控制模塊、高速計(jì)數(shù)器模塊、閉環(huán)控制模

50、塊、溫度控制模塊等。</p><p>　　4.2.4 梯形圖程序</p><p>　　5 組態(tài)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通?？梢苑譃樵O(shè)備層、控制層、監(jiān)控層、管理層四個(gè)層次結(jié)構(gòu)構(gòu)成了一個(gè)分布式的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，其中設(shè)備層負(fù)責(zé)將物理信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字或標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)，控制層完成對現(xiàn)場工藝過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制，監(jiān)控層通過對多個(gè)控制設(shè)備的集中管理，

51、以完成監(jiān)控生產(chǎn)運(yùn)行過程的目的，管理層實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、統(tǒng)計(jì)和查詢。監(jiān)控組態(tài)軟件一般是位于監(jiān)控層的專用軟件，負(fù)責(zé)對下集中管理控制層，向上連接管理層，是企業(yè)生產(chǎn)信息化的重要組成部分。</p><p>　　5.1 組態(tài)軟件簡介</p><p>　　組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的

52、使用方法，其預(yù)先設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，并能同時(shí)支持各種硬件廠家的計(jì)算機(jī)和I／O設(shè)備，與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成。</p><p>　　工業(yè)組態(tài)軟件主要有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1)有較好的人機(jī)交互界面，提供豐富的圖形功能；</p><p>　　(2)支持多

53、種數(shù)據(jù)類型；</p><p>　　(3)提供網(wǎng)絡(luò)連接與工業(yè)總線通信接口；</p><p>　　(4)擁有完整的管理與報(bào)表等功能；</p><p><b>　　(5)開發(fā)簡單。</b></p><p>　　組態(tài)軟件主要用于提供工業(yè)現(xiàn)場控制、樓宇控制的自動(dòng)化解決方案，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場生產(chǎn)的遠(yuǎn)程可視化過程，現(xiàn)場數(shù)據(jù)獲取和監(jiān)控等功能。&

54、lt;/p><p>　　本次課設(shè)為基于力控（Force Control）組態(tài)軟件的冷水機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此采用力控組態(tài)軟件。</p><p>　　5.2 力控（Force Control）組態(tài)軟件</p><p>　　力控監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)

55、界面和簡捷的工程實(shí)現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，比如在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，所有應(yīng)用（例如趨勢曲線、報(bào)警等）對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地?cái)?shù)據(jù)完全相同，通過“組態(tài)”的方式可以大大縮短了自動(dòng)化工程師的系統(tǒng)集成的時(shí)間，提高了集成效率。</p><p>　　力控監(jiān)控組態(tài)軟件能同時(shí)和國內(nèi)外各種工業(yè)控制廠家的設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，它可以與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)

56、系統(tǒng)結(jié)合，達(dá)到集中管理和監(jiān)控的目的，同時(shí)還可以方便的向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，實(shí)現(xiàn)與“第三方”的軟、硬件系統(tǒng)進(jìn)行集成。</p><p><b>　　5.3 系統(tǒng)工藝圖</b></p><p>　　以單臺(tái)冷水機(jī)組為例，系統(tǒng)總體工藝畫面如下圖：</p><p>　　圖5-1 單臺(tái)冷水機(jī)組工藝畫面</p><p>

57、;　　以兩臺(tái)冷水機(jī)組，其系統(tǒng)工藝畫面如下圖：</p><p>　　圖5-2 多臺(tái)冷水機(jī)組及輔助設(shè)備工藝畫面</p><p><b>　　6 總 結(jié)</b></p><p>　　本次建筑設(shè)備自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)是在課程學(xué)完結(jié)束后的一次實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過本次課程設(shè)計(jì)，我們加深了對課程基本知識(shí)的理解，提高了綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，掌握了本課程的主要內(nèi)容、工程設(shè)計(jì)或

58、撰寫論文的步驟和方法。圍繞課本內(nèi)容培養(yǎng)了我們獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)。掌握了冷水機(jī)組的起停控制順序及其工作原理，還根據(jù)冷水機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的要求，制定了合理的啟停方案。并且在此次設(shè)計(jì)中繪制了冷水機(jī)組的監(jiān)控原理圖的圖紙，掌握了PLC工作原理、編程、調(diào)試方法及PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法以及在生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用技術(shù)。并且使用了ForceControl設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)控界面。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)過程中，衷心的感謝老師在百忙之中對我

59、的設(shè)計(jì)給予了細(xì)致的指導(dǎo)和建議。同時(shí)，還要感謝和我同組的同學(xué)，是你們的細(xì)心才能讓我們共同完成這次課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　在此，我對你們表示最衷心的感謝，我將在今后的工作中不斷追求新知識(shí)、繼續(xù)努力，不辜負(fù)老師們對我們悉心的培養(yǎng)。</p><p><b>　　7 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1].何波.《電氣控制與PLC應(yīng)用》.中

60、國電力出版社.</p><p>　　[2].孫景芝.《樓宇電氣控制》.中國建筑工業(yè)出版社.</p><p>　　[3].王可崇.《建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)》.人民交通出版社.</p><p>　　[4].馬小軍.《建筑電氣控制技術(shù)》.機(jī)械工業(yè)出版社.</p><p>　　[5].李玉云.《建筑設(shè)備自動(dòng)化》.機(jī)械工業(yè)出版社.</p>&