西门子6ES216-2BD23-0XB8大量现货
一、引言
中央空调是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，据统计电能的消耗约占建筑物总消耗的50%。中央空调系统在设计上都是按大负载并增加10%至20%的余量设计，由于季节、昼夜及用户负荷的变化，实际负载比设计负载小的多，满负载运行时间不到1%，虽然中央空调冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，但是系统匹配的冷冻泵、冷却泵及冷却塔风机却不能自动调节负载，长期在负载下运行，造成了能量的极大浪费，具有很大的节能空间。
二、中央空调系统
如图1所示为典型的中央空调系统图，主要由冷冻水循环系统、冷却水循环系统及冷冻主机三部分组成：
图1 中央空调系统原理图
冷冻水循环系统
该部分主要由冷冻水泵、终端风机盘柜机及冷冻水管道等组成。从主机蒸发器流出的低温冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，进入室内进行热交换，带走房间内的热量，后回到主机蒸发器。室内风机盘柜用于将空气吹过冷冻水管道，降低空气温度，加速室内热交换。
冷却水循环系统
该部分由冷却泵、冷却水管道及冷却水塔等组成。冷冻水循环系统进行室内热交换的同时，必将带走室内大量的热能。该热能通过主机内的冷媒传递给冷却水，使冷却水温度升高。冷却泵将升温后的冷却水压入冷却水塔，使之与大气进行热交换。
制冷主机
中央空调主机部分由制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、节流阀及冷媒等组成，其工作循环过程为，首先低温低压气态冷媒被压缩机加压成高温高压液体，进入冷凝器中经冷却循环水冷却并通过室外冷却塔把热量释放到大气中。随后经过节流阀节流降压变成低压气液混合物进入蒸发器，冷媒在蒸发器中不断气化，同时吸收冷冻循环水中的热量形成冷水。后，蒸发器中气化后的冷媒又变成了低压气体，重新进入了压缩机，如此循环往复。
三、中央空调节能理论
由流体力学理论可知，离心式流体传输设备（如离心式水泵、风机等）的输出liuliang Q与其转速 n 成正比；输出压力 P（扬程）与其转速 n 的平方成正比；输出功率 N 与其转速 n的三次方成正比，用数学公式可表示为：
Q=K1×n
P=K2×n2
N=P×Q =K3×n3 （K1 K2 K3 为比例常数）
由上述原理可知，采用变频无极调速技术控制水泵的转速方式调节liuliang，当liuliang下降时，电能消耗将以三次方的比例下降。如将电机的供电频率由50Hz 降为40Hz，则理论上，电能消耗将减少48.8%。
四、中央空调改造方案
1、循环水系统的控制方案
冷冻水循环系统采用稳定温差（实时根据用冷量，调整变频器的输出频率来稳定温差）、压差（保证高供冷处压力满足要求）等参数控制；冷却水循环系统采用稳定温差、及冷却塔环境温湿度等参数控制，冷却系统温差及环境温湿度控制，主机性能明显优于冷却水出水温度控制。将冷冻和冷却水的进、出水温差控制在4.5～5℃，控制系统根据负荷变化的反馈信号经PID调节与变频器组成闭环控制系统，PLC根据监控值控制变频器工作频率和水泵运行台数，从而调节循环水liuliang，控制中央空调系统热交换的速度。
2、冷却塔散热系统控制方案
冷却塔散热系统温度传感器检测冷却塔出水温度值，将冷却塔出水温度控制在27~29℃，PLC根据出水温度控制冷却塔风机的运行台数及变频器的工作频率，使冷却水出水温度达到设定值。
3、电气控制方案
某大厦中央空调机组数据如下表：
改造之前工频运行，冷冻和冷却进出水平均温差在3.5℃左右，温差越小改造节能空间越大。
图2 冷冻泵变频电气原理图
冷冻泵变频电气原理如图2所示，控制原理为：（PLC）先控制0#变频器软启动电机M1，当M1到达额定转速时，仍未达到设定温差值时，(PLC)控制M1切换工频电网运行，然后再控制0#变频器启动M2，当M2到达额定转速时，仍未达到设定温差值时，(PLC)控制1#变频器启动M3，此时0#变频器给定50HZ额定频率，主要控制1#变频器调节电机转速，控制冷冻水的循环速度；当M3工作在下限转速时，如果检测值大于设定值，(PLC)控制电机M3停机，同时控制0#变频器调节，当M2工作在下限转速时，如果检测值大于设定值，停止M1电机，0#变频器通过调节M2水泵从而达到设定要求。
冷却水循环系统和冷却塔系统变频控制原理和冷冻水循环系统变频控制原理相同，在方案中保留原工频系统的基础上加装变频控制系统，与原工频系统之间仅设置连锁以确保系统工作安全。
调试参数设置
1）F0.1 =6，CC 模拟量4～20mA输入给定频率，调节电机转速；
2）F0.4 =0001，选择端子运行命令控制电机正转、停止；
3）F0.6 =0110，禁止水泵、风机反转运行；
4) F0.6 =30，变频器下限频率设为30HZ，为确保水泵风机有效liuliang及电机合适的温升；
5）F4.0=1，变频器启动方式设置为转速跟踪再启动，避免冷却塔风机由于外界风力作用使风机自转而造成再生电能损坏变频器。
调试主要事项
1、整改设备安装完毕后，先将编好的程序写入PLC，设定变频器参数，检查电器部分并逐级通电调试；
2、投入试运行时，人为地减少负荷，观察liuliang是否因频率的降低而减小，并找到制冷机报警时的低变频器频率，以及liuliang降低后管道末端的循环情况，使变频器工作在一个低的稳定工作点；
3、用温度计及时检测各点温度，以便检验温度传感器的jingque度及校验各工况状态。
五、中央空调系统变频改造的优点
1、采用变频器闭环控制，可按需要进行软件组态并设定温度进行PID调节，使电机输出功率随热负载的变化而变化，在满足使用要求的前提下达到大限度的节能；
2、变频器具有软启软停，减少了振动、噪音和磨损，延长了设备维修周期和使用寿命，并减少了对电网冲击，tigao了系统的可靠性；
3、变频器对电机具有过压、欠压、过流、接地等多项保护措施，使系统的运转率和安全可靠性大大tigao；
4、变频器中直流电容器的隔离作用使输入的功率因数接近于1，电动机的励磁无功电流由电容器提供，可节约电网容量；
5、变频调速闭环控制系统与原工频控制系统互为互锁，不影响原系统的运行，且在变频调速闭环控制系统检修或故障时，原工频控制系统照样可以正常运行。
随着硫化机自动控制水平的不断tigao，硫化机的温度压力数据采集记录方法经历了圆盘记录仪、打点式记录仪、智能化无纸记录仪乃至目前较先进的上位机监控系统。上位机监控系统界面友好、控制安全可靠、精度高、数据存储量大，已越来越受用户青睐。笔者采用电阻式触摸平板电脑作为上位机，把现场数据通过传感器采集经PLC处理后送入上位机，组成一个监控系统。
1 监控系统构成
整个监控系统由A／D模块、D／A模块、CPU、传感器、电气转换器、平板电脑组成，如图1所示。
上位机对数据进行分析、存盘、综合处理、打印、报警、图形显示、人机对话，并可通过数据传送对PLC进行控制。
2 监控软件的设计
2．1 窗体设计
在软件的编程过程中，人机界面(MM，)非常重要，因为它直接与操作员产生信息交流，友好的人机界面要求能真实再现控制设备的状态以及准确的采集所需参数的数据，这主要依靠VB 6.0的控件组合及原代码完成。整个人机界面包括硫化状态画面(主画面)、实时曲线画面、数据查看画面、历史曲线画面、工艺编辑画面、报警画面、口令画面、开关状态画面，各画面间可以相互切换。当然也可根据用产习惯编辑不同的人机界面，具有很好的灵活性。
主画面如图2所示，它实时采集硫化机温度压力信号，并将其保存在以日期为名称的数据库里。显示每锅轮胎硫化的时间、步序参数数据，产量、胶囊计数、本机目前的信息也一目了然，棒图控件能动态表明每条轮胎的硫化进程，并有百分数提醒操作员。如果某一阀门打开，主画面中相应阀门名称的颜色变化，管路里就会有液体流动的动画，形象再现了阀门状态的变化，这可以在picture控件中应用API函数实现。清零菜单可分别对左右计数和产量进行清零。单击”通讯”按钮通过串口与PLC通信，进行数据交换，数据采集频率可在Timer控件中设定。主画面为监控系统的窗口，基本上所有操作员需要了解的数据都集中在这里，其画面的友好程度及功能的完整性直接影响人机界面成功与否。
实时曲线画面实时跟踪硫化机的温度压力参数，可分为圆盘型和直线型。圆盘型尊重原有圆盘记录仪的习惯，以为单位，实时记录每一时间的数值，在实时数据与上一时间数据间画圆弧，这样能准确显示数值的变化情况。直线型以一小时(一般轮胎硫化时间在一小时内)为单位显示，如果采集完一个小时数据，则实时曲线以采集频率从右向左漂移，这时在Picture控件右端显示当前数值对应的曲线，这种动态漂移效果可由bbbbbbS API函数实现。这两种曲线方式各有千秋，前者可以直观了解当天所有轮胎的曲线情况，但上位机的显示屏显示数据，图形就显得小，分辨率不高。者清晰度高，但只能显示当前一段时间的映线，如果需要更长时间的曲线，得从历史画面中查看。一般来讲，两者兼顾应用，相得益彰。
每天采集的数据都存放在当天的数据库里，要查看哪天的曲线只要打开该天的数据库就可以画出该天的历史曲线。
工艺编辑画面：所有需要修改的参数都集中在工艺编辑画面里，步序、分步时间、阀门状态、PID参数、延时设定、硫化规格、机号都可修改。该画面功能多，操作较为复杂，但主要还是围绕数据库做文章。建立一个数据库与Treeview控件联接，数据库中包括各种工艺号，每个工艺号为一个表(Table)。单击表名，该表的内容显示在Datagrid控件中，可以通过键盘修改表的内容。
其它画面不再详述。
2．2 上位机与PLC间的通信
在上位机链接通信中，上位机多是以主态同PLC进行通信，命令一般从上位机发至PLC，任何数据都能从PLC发送至上位机。两者间的通信通过上位机的串口与连接实现，并遵循RS-232协议，其命令格式为：
响应码为：
用V 8 6．0编写通信程序时，要用通讯控件（Mscomm)。将通讯控件调入后，还需编通信代码，如PLC采集的内温、内压、外温、外压存芯正数据区DMOOOONDM0003，主画面的内温、内压、外温、外压分别显示在Label 1(0)～Label 1(3)中。则在VB6.0下建立的通信代码如下：
Private Sub Timer 1-Timer()
bbbb l. MSComm l. CommPort=1使用COM l端口
bbbb l. MSComm l. Settings=“600,e,7,2“设置通信条件
bbbb l. MSComm l. Port Open=True打开串口
R$=”@ 00RD00000004“读PLCDM0000-DM 0003的内容
RD$=R$+fcs(R$)
bbbb 1. MSComm 1.In Buffer Count=0
bbbb 1. MSComm 1.Output=RD$+Chr$(13)发送命令
Do
Dummy=Do Everts(1)
Loop Until bbbb 1. MSComm 1. In Buffer Count>=27
Inbbbbbb$=bbbb1. MSComm 1. bbbbb接受数据
Label 1(0). caption=MID$(inbbbbbb$,8,4)
Label 1(1). caption=MID$(inbbbbbb$,12,4)
Label 1(2). caption=MID$(inbbbbbb$,16,4)
Label 1(3). caption=MID$(inbbbbbb$,20,4)
From1. MSComm 1. Port Open=Faise
End Sub
数据是以帧为单位发送的，每次接受一帧时计算FCS并将结果与包含在帧中的FCS比较使之能检查帧中的数据错误。FCS是转换成2个ASC Ⅱ字符的8位数据，这8位数据是对帧开始数据直到此帧正文结束的数据进行异或运算的结果。VB 6.0下的FCS函数代码如下：
Function fcs(O$)
Dim B％，I％，Ⅱ％，FF$
B％=0
Ⅱ％=Len(O$)
For I％= I TO Ⅱ％
B％=B％×or Asc(Mid(O$，I％，1))
Next I％
FF$二He×$(B％)
1f Len(FF$)=1 Then
FF$=“0”+FF$
End If
Fcs=FF$+“*”
End Function
3 结束语
本例已成功地应用于硫化机自动控制系统中，从实际运行情况，状态良好。当然，它有待不断完善，使之画面更丰富，功能更强大
一、引言
目前，电能表远程抄表及远控系统越来越受到电力部门的重视。使用Modem与计算机结合，利用公用电话网进行远程控制，不仅可以很方便地实现控制信息的传递问题，而且控制信息可以非常复杂和丰富。但系统造价较高，且结构复杂。本设计采用PLC实现供电系统的电量采集及控制，通过公用电话网与上位计算机相连。整个系统控制灵活、工作可靠，且成本较低，有广阔的应用前景。
二、系统结构
本设计采用电量定时采集方式，根据用户要求分时段进行数据采集和记录。通过脉冲电表将电量信号变成脉冲信号，并使其成正比关系，便于电量计量。假设每天分为7个时段采集数据，则每路每天要记录16个字，即：标志及年1个字，月、日1个字，时、分共7组14个字。这些数据存于DM中， 若每个周期按一个月记，需使用内存16×31大概500字。
存在DM中的数据，由上位计算机定时读取。系统结构如图1所示。
本系统的关键是要存储大量数据，并要有通讯能力。对PLC来讲，只需少量输入点，不用输出点，但应有系统时钟。CQM1系列PLC带有通讯口，且DM区较大，可配置带有系统时钟的内存单元。本设计中的具体配置如下：
CPU：CQM1-CPU41（自带 $?点输入模块），并带有RS-232接口；
内存：CQM1-ME04R，可存4K用户程序，带有系统时钟；
电源：CQM1-PA206，交流电源，并提供24V直流电源，供输入点使用；
通过MODEM及公用电话网即可实现电量的任意远程计量。
三、数据采集
本系统采用定时采集方式，分别按时间分时段记录实际电量值，并存入DM数据区。具体过程为：
设置A17为实时时钟，代表时、分，与1000相比较，判断是否到了10点00分，若到，则相等标志ON，同时把要采集的通道的内容存于DM区中，存后指针加1，然后再判断指针是否超出数据区范围。若不超，则什么都不做；若超，则把0000再赋给指针，即令其再从存贮区开始处存数，开始下一循环。
本设计中，为确保电量采集精度，不丢脉冲，采取定时不断的办法执行采集子程序，每10ms采集一次。由于采用定时采集方式，存数的格式固定，且存贮区的长度与存数的长度协调，在存数的同时，可不存时间。因为从指针值可知当前的数存到什么位置，而数据的不同位置，又代表不同时刻的数，规律性较明显，很易弄清楚该数据存放的时间。
四、远程控制
为节省投资，tigao控制效率，可采取远程控制方法。CQM1机以通过适当配置，可方便地实现远程控制，但不增加可控制的 I/O总点数。
通过接口单元与输入或输出终端相连，大距离可达500m，此方案称为“接终端”。其结构如图2所示。
该控制方式大传输距离为500m，但实际距离与传输时延及电源配线方式有关。在CQM1主体部分接B7A接口单元，而在远程接相应终端。终端与接口间靠双绞线连接。
接口单元的结构与CQM1的I/O模块类似，可用与I/O模块相同的方法，接在CQM1主系统中。接口单元分为接输入终端和接输出终端两种；终端分输入、输出两大类。
用此种方法，一台PLC可连接64-96户电表。
五、数据的显示
除采用上位机监视与记录以外，采用七段译码方式可以很方便的监视用电情况。本设计中，将电量数据直接由输出单元输出给七段译码器， 译码后显示所采集的电量值。
一个数字占4个点，采用OMRON动态输出单元（一个单元可输出128点），外部硬件译码作成带锁存方式的，则一个单元可稳定地显示32位数字。
六、结束语
本设计中，PLC系统采用脉冲记数，不使用模拟量单元，使系统的抗干扰能力大大tigao。此外，也可在数据采集过程中，把A17的内容存于修改后的指针指向的DM字，然后再修改，再判断控制指针。不仅A17，有时还可把年、月、日以及一些标志也预存贮，其方法与存数方式相同。
本系统经仿真研究和实际应用证明：系统运行可靠，电费计量jingque。
章 绪论
中央空调是现代大型建筑物如宾馆、商场、办公楼、居民小区、工厂和其它大型建筑不可缺少的基础设施之一，它能带给人们四季如春，温馨舒适的每。中央空调是一种通过集中制冷，然后分别将冷量输送到各空调房间的设备，以调节各个空调房间内温度达到适合人办公或者生活。
作为建筑内部重点耗能设备，中央空调系统的耗电一般要占整座建筑电耗的40%以上。而中央空调机组是以满足使用场所的大冷热量来进行设计的，而在实际应用中绝大多数用户在使用时，冷热负荷是变化的，一般与大设计供冷热量存在着很大的差异，系统各部分90%以上运行在非满载额定状态。传统的中央空调水、风系统均采用调节阀门或风门开度的方式来调节水量和风量，这种调节方式的缺点不仅是消耗大量能量，而且调节品质难以达到理想状态而导致空调的舒适度不良。
中央空调变频节能改造投资价值极高，用户用于该产品的全部投资，可在很短的时间内通过减少能耗支出予以回收。投资收益率根据日运行时间不同，在25—40%之间。 应用交流变频技术通过对中央空调的末端空调风机箱、冷却塔风机、冷冻水/冷却水水泵、甚至主机驱动电机转速等进行控制调节，从而使空调各子系统风量、水liuliang等负荷工况参数按负荷情况得到适时调节，不但能改善系统的调节品质，达到阀门、风门节/回流调节、变极调速等落后调节方式所不能相比的调节性能，改善空调的舒适性；更能达到节约大量电能，降低设备运行噪声，延长设备使用寿命、减轻设备维护工作量及费用的理想运行效果。
通过变频控制调节，中央空调系统的水、风系统耗电水平可降低30%~60%，主机系统可节电10%以上，总体系统节电可达40%左右。用户可在设备投运后几个运行期后，即可从节省的电费支出中收回投资。因此中央空调用户应用变频节能控制系统不仅有着良好的直接经济收益，还能达到节约能源消耗、有利于环境保护的社会效益。
第二章 中央空调系统介绍
§2.1中央空调系统简介
中央空调一般包含以下组成部分：制冷系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统以及风机盘管系统，某些中央空调系统还有新风机，通过控制室内CO2含量适量引入室外新风，让在室内活动的人感到舒适。
中央空调系统耗电量很大，一般占整个建筑物耗电量的40%左右，尤其是早期设计的中央空调系统，存在很大的冗余，这也是中央空调的节能之所在。
§2.2中央空调原理图及各结构的作用
图1-1 中央空调结构原理图
制冷主机：
制冷主机通过压缩机让制冷剂迅速冷冻循环水的温度快速降低（一般经过制冷主机制冷后的水温在7℃左右），这是中央空调冷源提供的地方，通过制冷主机冷冻的冷媒水由冷冻水泵送入空调房间。
冷冻水泵：
制冷主机的制冷剂被降到冷却水的温度后，经过节流阀，温度变的更低，这时用水将冷量带走，这部分水称为冷冻水，冷冻水带走制冷剂的冷量后，再到空调系统末端（如风机盘管，空调机组）与空气换热，温度升高后再回到冷水机组内带走制冷剂冷量，这样构成冷冻水循环系统，在这个系统上的泵称为冷冻水泵。
冷却水泵：
制冷剂在冷水机组里循环，经过压缩机是温度升高，这时用水将温度降下来，这部分水称为冷却水，冷却水通过冷冷却水泵把制冷主机所产生的热量带走，再经过冷却塔把热量释放到空气中，然后回到冷水机组，这样构成一个冷却水循环系统，在这个系统上的泵是冷却水泵。要清楚，空调系统通过三个循环把室内的热量传到室外：冷冻水循环，制冷剂循环，冷却水循环。
冷却塔：
冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去制冷主机所产生的废热的一种设备。通过冷却水泵将温度较高的水送上冷却塔，通过冷却塔喷头，让水自上而下流动，一方面，通过自然空气带走水中热量；另一方面，通过冷却风机带动空气加速运动，通过空气带走热量的同时加快蒸发，让水温降低。温度降低后的冷却水再次循环进入制冷主机，带走制冷主机产生的废热，如此循环。
风机盘管：
风机盘管空调系统是将由风机和盘管组成的机组直接放在房间内，工作时盘管内根据需要流动热水或冷水，风机把室内空气吸进机组，经过过滤后再经盘管冷却或加热后送回室内，如此循环以达到调节室内温度和湿度的目的。
第三章 中央空调系统节能可行性分析
§3.1 中央空调现状
通常在中央空调系统设计中，建筑物的中央空调系统通常按极端环境条件去计算空调负荷，即以其大冷（热）负荷的1.1~1.5倍去确定空调主机及外围设备的额定容量。然而由于气候条件、环境温度、使用时间、空调房间内人数等因素的变化，实际出现大冷（热）负荷的时间，每年不超过10h~20h。空调冷冻、冷却水泵设计扬程和liuliang比实际需要的扬程和liuliang高出很多，空调风机的设计供风量也比实际需要的风量大
