plc在中央空调变频节能系统中的应用

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1、热点论坛Column专栏小型PLC应用PLC在中央空调变频节能系统中的应用ApplicationofPLCUsedinCenterAir-conditionEconomizeEnergyControllingSystem南京化工职业技术学院自动控制系江苏南京210048钱丹浩南京化工职业技术学院机械技术系江苏南京210048刘萍萍钱丹浩1979由水泵的工作原理可知男江苏姜堰人学士工程师讲师研水泵的流量q与其转速n成正比究方向为计算机测控PLC应用等方面的研究q=k1n水泵的压力p与其转速的平方n2成正比p=kn22水泵轴功率

2、P等于流量q与压力p的乘积1引言P=qp随着我国经济的进一步发展和WTO的不断深化空调设所以P=kkn3故水泵轴功率与其转速的三次方成正比12备已被广泛应用于工业生产民用建筑及各行各业如电子工又感应交流电机的转速在级数不变的情况下与电源频率成业药品烟草生产宾馆饭店医院乃至小区住宅等正比n=kv3然而空调设备是能耗大户消耗着大量的电能特别是在近年所以P=kkkv3123来电荒频频告急的情况下中央空调用户的生产和生活明即降低电源频率就可以降低水泵的转速从而使得水泵的显受到影响另一方面中央空调是按照一年中气温最高负功率下降得更多本

3、文根据上述原理提出了中央空调变频节能荷最大并乘以相当大的安全系数来设计且留有相当的设计余系统的节能方案及控制系统结构量美国制冷工程师协会给出的建筑物全年实际运行负荷的统3系统节能方案计数字表明中央空调在全年的运行时间里实际负荷低于设计能力75%而无论在什么情况下中央空调系统中的冷冻水3.1节能方案泵冷却水泵循环系统都在额定状态下运行远远超过实际所中央空调机组中有冷却水系统和冷冻水系统中央空调实需的负荷即通常所说的大马拉小车既不合理也无必要际运行时在每台机组的蒸发器及冷凝器的进出口管路集水箱因此按实际负荷适时调节冷却水冷冻水系

4、统运行效率增分水箱和对空调系统有特殊要求的末端处分别安装温度传感大或减少冷冻冷却水量降低能耗较大且运行时间较长的设器用以检测系统的实际负荷根据需要设定系统的正常工作备的工作时间就可以节约相当数量的电能温度并给出最高和最低的运行水温差在此范围内可以随时在触屏终端调节运行所需温差作为调节裕度在设定值和2节能原理实际运行值比较后即给出调节指令根据热量(r)=流量(Q)温中央空调系统机组中有冷却水系统和冷冻水系统传统的差(T)的原理当系统负荷增加时温差增大则提高电动机方案是通过改变压缩机机组水泵风机启停台数或者改变电源频率/电压增加

5、水泵转速反之温差变小则降低频室内送风系统中的风门或水泵系统中的节流阀开度以达到调率/电压降低水泵转速从而达到节能的目的系统变频节温度的目的这样的调节方式虽然简单易行但是它们的缺节能结构图如图1所示左边为冷冻系统右边为冷却系统点却十分明显前一种是以频繁开启电机影响其使用寿命为代二者和变频器组成控制系统回路价且温度调节波动大舒适感差后一种是以增加管网损耗(1)冷冻系统由于低温冷冻水温度取决于蒸发器的运行耗费大量能源在风门阀门上为代价且对空调的调节是阶段参数设定冷冻水出水温度为8因此只需控制高温冷冻性的易使空调系统工作在波动状态稳

6、定性差本文针对这水回水的温度T即可控制温差现采用温度传感器在1种弊端在中央空调的循环系统冷却泵和冷冻泵中接入变冷冻水入口测量水温T并与PLC变频器及水泵组成闭环1频系统利用变频技术调节电机转速来调节流量和压力的变化控制系统将冷冻水回水温度控制在T例如5当1以达到调节温度的目的并且整个系统处于平滑调节状态稳T-8>T时系统将自动调整变频器的输出频率使冷11定性好节能效果突出冻水泵的转速相应于负载的变化而变化42自动化博览2006年8月刊万方数据专栏Column热点论坛(2)冷却系统预先通过触屏设定冷却水出口温度为35大经过一段

7、时间的调节如温度还高这时PLC通过采用温度传感器PLC和变频器及冷却水泵组成闭环控制系统二号变频器选择启动二号泵或者三号泵加强水量的循环输在冷却水入口测量其温度T确保冷却水温差控制在T例出当温度达到触屏设定的上限报警值时PLC的PID模块22如5使冷却水泵的转速相应于负载的变化而变化将冷自动降低变频器频率使得水泵的输出减小下来如此循环却水的温差保持在设定值内确保系统高效节能运行往复使整个系统工作在变频节能中4控制系统的硬件配置及软件设计4.1硬件配置(1)PLC的配置可编程控制器采用SIEMENS的S7-200系列CPU-2

8、24主机1个8位数字量扩展模块2个4路模拟量输入模块3个4路模拟量输出模块CPU-224和触摸屏之间通过RS-485进行通信(2)触摸屏触摸屏选用EVIEW公司的人机界面EB500它自身具有丰富的操作系统可以和PLC通过RS-485电缆进行通信通过触摸屏可以实时显示水泵运转情况变频器的运转