lsb390螺杆冷水机组控制系统的设计与调试
LSB390螺杆冷水机组控制系统的设计与调试是以冷水机组的硬件系统为基础，PLC为控制的一套中央空调设备。首先，本设计从机组的整体制冷系统的硬件和机组工作原理上奠定控制系统设计的基础，由此确定以西门子S7-200CN中央处理器模组为机组控制核心，采用TD400C作为人机界面的文本显示器，设计中完成程序的i/o表并根据工作原理写出流程图，采用STEP7-MicroWIN V4 SP3软件完成冷水机组的控制程序的编写和完成TD400C的组态，完成设置使得TD400C与S7-200CN能够正常通信。由人机界面可控制机组的运行状态，提高了对压缩机的保护和机组使用的便利。最后调试结果表明设计提高了用户对机组运行状态的把控和对机组的保护。
目录
引言 1
一、制冷系统概述 2
（一）制冷系统 2
（二）工作原理 2
二、机组硬件概述 4
（一）机组性能及主要参数 4
（二）型号编制说明 5
三、控制系统程序编制 6
（一）PLC型号选用 6
（二）PLC程序I/O表 6
（三）PLC控制流程图 7
（四）PLC程序 8
四、人机界面 10
（一）人机界面设计说明 10
（二）人机界面故障显示详解 13
五、出厂调试 14
（一）调试流程 14
（二）主要故障分析及排除 15
总结 16
参考文献 17
致谢 18
引言
现如今，随着中国工业的蓬勃发展，中国的制冷行业也正在摆脱欧美企业的垄断，在大型制冷设备中，冷水机组炸制冷王国中占得一席之地，水冷式螺杆冷水机组作为中央空调系统的主机，广泛应用于各种大型建筑空调系统中，按照所采用的蒸发形式分，水冷螺杆式机组主要分为三大类 ：干式水冷螺杆式冷水机组，满液式水冷螺杆式冷水机组，降膜式水冷螺杆式冷水机组，本文中所设计的是满液式水冷螺杆式冷水机组。水冷式螺杆冷水机组正在向着高效，节能和精准的控制方式所发展，其中提高换热器的换热效率是此设备发展的主要途径，节流机构的发展也向着发应速度更快，控制精度更精确的方向发展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
，电子膨胀阀的应用也促进了主机系统的升级，使机组的运行更加宽广，机组的运行效率也得到了显著地提升。本设计研究是为了让机组拥有更加合理的能量控制，让机组在运行过程中的能量调节具有柔性实现无级能量调节并且让设备的控制模式也更加全面由人机界面实现对设备的多重保护，可按预定的计划自动实现无人操作管理。
一、制冷系统概述
（一）制冷系统
螺杆式冷水机组是由半封闭式螺杆压缩机，蒸发器，冷凝器，热力膨胀阀，电气控制箱，干燥过滤器，油分离器，油泵，安全保护装置，能量调节装置和干燥过滤器组成等组成，该设备提供给空调和工艺过程中所需的512℃的冷媒水，冷水机组的制冷量范围为120到2200千瓦。螺杆式冷水机组也有开启式和半封闭式之分。半封闭式机组可以有效地避免轴封的地方泄露问题，减少了油冷却器和油泵，不仅降低了噪声，而且还减少了体积，如图11所示。
图11 产品主要结构
（二）工作原理
机组是利用卡诺循环原理来实现制冷循环的。制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成，用管道将其连成一个封闭系统，内部充注一定量的制冷剂（R22）。
机组工作时，由蒸发器出来的低温低压蒸汽进入压缩机，由压缩机压缩成高温、高压气体，排入冷凝器，被流经冷凝器的冷却水带走热量。高温、高压的气体被冷凝成过冷液体，经过滤器、球阀进入热力膨胀阀被节流减压后，变为低温低压的汽液两相混合物进入蒸发器，在蒸发器内制冷剂不断蒸发并吸收流经蒸发器的冷冻水中的热量，从而使水温降低，蒸发器内的制冷剂吸热汽化为低温低压蒸汽后，被压缩机吸入。进入下一次循环，如此不断循环，从而达到降低冷冻水温度的目的。
图12 单压机机组制冷系统流程图
二、机组硬件概述
（一）机组性能及主要参数
表21 主要参数表
设备型号
LSB390
名义冷量kW
390
电源
380V,50Hz，三相五线制
名义功率kW
56
COP
4.3
压缩机形式
半封闭螺杆式压缩机
压缩机数量
1
能调范围
0%、50%、75%、100%
水
冷
冷
凝
器
形式
壳管式换热器
冷却水流量m3/h
53
冷却水压降kPa
＜90kPa
接管管径DN
2DN100
水侧工作压力mPa
0.8MPa
蒸
发
器
形式
壳管式换热器
冷冻水流量m3/h
43
冷冻水压降kPa
＜90kPa
接管管径DN
2DN80
水侧工作压力mPa
1.0MPa
外形尺寸
（长×宽×高）mm
2870*1036*1653
净重kg
1550
冷媒/充注量
R22/49kg
（二）型号编制说明
LS B 390 D
LS：水冷冷水机组代号。
B：半封闭螺杆压缩机代号为B，全封闭涡旋压缩机代号为Q，活塞压缩机代号为H。
390：名义制冷量。（单位:kW）
目录
引言 1
一、制冷系统概述 2
（一）制冷系统 2
（二）工作原理 2
二、机组硬件概述 4
（一）机组性能及主要参数 4
（二）型号编制说明 5
三、控制系统程序编制 6
（一）PLC型号选用 6
（二）PLC程序I/O表 6
（三）PLC控制流程图 7
（四）PLC程序 8
四、人机界面 10
（一）人机界面设计说明 10
（二）人机界面故障显示详解 13
五、出厂调试 14
（一）调试流程 14
（二）主要故障分析及排除 15
总结 16
参考文献 17
致谢 18
引言
现如今，随着中国工业的蓬勃发展，中国的制冷行业也正在摆脱欧美企业的垄断，在大型制冷设备中，冷水机组炸制冷王国中占得一席之地，水冷式螺杆冷水机组作为中央空调系统的主机，广泛应用于各种大型建筑空调系统中，按照所采用的蒸发形式分，水冷螺杆式机组主要分为三大类 ：干式水冷螺杆式冷水机组，满液式水冷螺杆式冷水机组，降膜式水冷螺杆式冷水机组，本文中所设计的是满液式水冷螺杆式冷水机组。水冷式螺杆冷水机组正在向着高效，节能和精准的控制方式所发展，其中提高换热器的换热效率是此设备发展的主要途径，节流机构的发展也向着发应速度更快，控制精度更精确的方向发展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
，电子膨胀阀的应用也促进了主机系统的升级，使机组的运行更加宽广，机组的运行效率也得到了显著地提升。本设计研究是为了让机组拥有更加合理的能量控制，让机组在运行过程中的能量调节具有柔性实现无级能量调节并且让设备的控制模式也更加全面由人机界面实现对设备的多重保护，可按预定的计划自动实现无人操作管理。
一、制冷系统概述
（一）制冷系统
螺杆式冷水机组是由半封闭式螺杆压缩机，蒸发器，冷凝器，热力膨胀阀，电气控制箱，干燥过滤器，油分离器，油泵，安全保护装置，能量调节装置和干燥过滤器组成等组成，该设备提供给空调和工艺过程中所需的512℃的冷媒水，冷水机组的制冷量范围为120到2200千瓦。螺杆式冷水机组也有开启式和半封闭式之分。半封闭式机组可以有效地避免轴封的地方泄露问题，减少了油冷却器和油泵，不仅降低了噪声，而且还减少了体积，如图11所示。
图11 产品主要结构
（二）工作原理
机组是利用卡诺循环原理来实现制冷循环的。制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成，用管道将其连成一个封闭系统，内部充注一定量的制冷剂（R22）。
机组工作时，由蒸发器出来的低温低压蒸汽进入压缩机，由压缩机压缩成高温、高压气体，排入冷凝器，被流经冷凝器的冷却水带走热量。高温、高压的气体被冷凝成过冷液体，经过滤器、球阀进入热力膨胀阀被节流减压后，变为低温低压的汽液两相混合物进入蒸发器，在蒸发器内制冷剂不断蒸发并吸收流经蒸发器的冷冻水中的热量，从而使水温降低，蒸发器内的制冷剂吸热汽化为低温低压蒸汽后，被压缩机吸入。进入下一次循环，如此不断循环，从而达到降低冷冻水温度的目的。
图12 单压机机组制冷系统流程图
二、机组硬件概述
（一）机组性能及主要参数
表21 主要参数表
设备型号
LSB390
名义冷量kW
390
电源
380V,50Hz，三相五线制
名义功率kW
56
COP
4.3
压缩机形式
半封闭螺杆式压缩机
压缩机数量
1
能调范围
0%、50%、75%、100%
水
冷
冷
凝
器
形式
壳管式换热器
冷却水流量m3/h
53
冷却水压降kPa
＜90kPa
接管管径DN
2DN100
水侧工作压力mPa
0.8MPa
蒸
发
器
形式
壳管式换热器
冷冻水流量m3/h
43
冷冻水压降kPa
＜90kPa
接管管径DN
2DN80
水侧工作压力mPa
1.0MPa
外形尺寸
（长×宽×高）mm
2870*1036*1653
净重kg
1550
冷媒/充注量
R22/49kg
（二）型号编制说明
LS B 390 D
LS：水冷冷水机组代号。
B：半封闭螺杆压缩机代号为B，全封闭涡旋压缩机代号为Q，活塞压缩机代号为H。
390：名义制冷量。（单位:kW）
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