基于楼宇自动化控制空调系统的方案及设计(附件)【字数：4984】
日期 2020年10月1日 随着人们物质生活的提高，居住环境的舒适性变得愈发重要，因此空调系统在建筑物中得到越来越多的应用，办公楼，酒店等普遍采用中央空调的自动化系统来方便物业管理，楼宇自动化系统将对空调系统进行集中监测提高管理水平，降低设备故障几率，减少维护成本，同时可以减少能耗和管理费用。
目录
引言 1
一、系统方案设计 2
（一）系统功能介绍 2
（二）系统控制方式及原理 2
（三）空调控制系统的框架 .2
（四）系统设备选型 2
（五）控制器设备选型 2
二、系统设计电路 3
（一）空调控制系统电路图 3
三、系统设计 4
（一）PLC主程序流程图 4
（二）中央空调控制系统的IO分配表 5
（三）冷却水泵控制原理 6
（四）PLC的初始设定 6
（五）机房操作系统的界面设计 7
（六）调试 7
四、产品效果及其功能 8
总结 9
参考文献 10
谢辞 11
附录 12
引言
设计楼宇空调自动化系统的主要目的是将建筑物内的空调设备进行统一管理、对问题设备进行处理，采用这种控制手段，对各设备集中监控和管理，使建筑物的管理更加现代化，服务更加便捷，从而优化物业处理能力，效率更高。
一、系统方案设计
（一）系统功能介绍
自动化控制空调系统将由敏感元件、控制器、执行机构、调节机构等几个部分组成，敏感元件首先发现温度异常，将异常温度调节正常这套系统将实现自动化控温。
（二）系统控制方式及原理
1、恒温控制：在空调出风口安装温度传感器，将检测信号接入PLC编程控制器中，自动对温度异常情况进行处理，自动调节空调出风温度，实现温度恒定。
原理说明：将空调温度经传感器转化为控制指令传输到PLC系统内上 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
，与PLC系统设定值进行比较，将低于或者高于设定值的指令从PLC控制站传输至变频器控制冷却泵工作，从而保证达到预想的温度。
远程控制启停：当自动控制系统故障时，值班人员可远程实现对其中一台故障空调进行远程启停操作，遇到报警或运行条件不满足这类情况时，设备将无法启动。通过以上措施，该系统可以拥有极高的可靠性，便捷的操作，提供可以自动调节温度的能力。
空调控制系统的框架
如图11所示。控制系统由PLC以及所需要的一些传感器组成，其中监控系统与PLC系统相互关联，将监控到的异常情况反馈给PLC系统，然后系统根据现实情况去调节温度、湿度、风机出风以及冷却泵的输出。
图11 空调控制系统框架图
（四）系统设备选型
西门子S7200PLC
控制器：MK508系统数字恒温控制器
温度传感器：JCJ176数字显示温度传感器
DDC直接数字控制器：VLC853C3
FP1: AFU3 防冻开关
湿度传感器：HTU21D数字显示湿度传感器
空气质量传感器:MP503空气质量传感器
（五）控制设备选型
温度传感器
温度传感器用来检测室内温度，温度传感器分很多种类，热电偶虽然成本低廉，但是精确度不够只有3%，RTD虽然精确度极高但是成本太高所以综合成本以及便捷性这里我选用JCJ176数字显示温度传感器，它尺寸小，精度高，易于系统集成。
湿度传感器
湿度传感器将采集室内湿度送进PLC中，经PLC的数据转换后传输到空调设备，与系统设定值比较，加以除湿或加湿。半导体陶瓷湿度传感器用来检测室内湿度，因为它基本上可以实现全湿环境测湿，所以这里我选用?HTU21D温湿度传感器,价格优惠。
压力传感器
空调出风口的风速和出风量都是需要考虑的因素，将压力传感器安装在出风口位置，同样压力传感器也有很多种，有扩散硅、压电式、应变电式以及陶瓷压力传感器这里我选用陶瓷压力传感器，它具有很高的温度稳定性和时间稳定性，并且可与大多介质直接接触。
空气质量传感器
现在大多数人追求生活的质量，空气质量的好坏也是需要考虑的因素。 用于有害有毒气体的浓度检测，最常见的是半导体型。这里我选用MP503空气质量传感器，它的成本相对较低，当环境空气中有被检测气体存在时空气质量传感器电导率发生变化，该气体的浓度越高，空气质量传感器的电导率就越高。采用简单的电路即可将这种电导率的变化转换为与气体浓度对应的输出信号。主要用于检测酒精、烟雾、异丁烷、甲醛等气体。
二、系统设计电路
（一）空调控制系统电路图
如图21所示。该系统分为手动和自动模式，手动模式按下开关就可以控制电机的运转，自动模式，需要通过PLC和变频器控制，启动时1#冷却泵变频启动，当温度条件不满足时，工频触点闭合1#冷却泵变成工频运行，2#冷却泵等待指令，变频启动，假设仍不满足时，工频触点闭合，2#冷却泵也进行工频运行，以此类推，当工频运行设备满足温度要求时，工频触点断开，变频触点吸合，工频设备变成变频设备继续运行，以此类推。
图21 控制电路系统电路图
系统程序设计
PLC主程序流程图
图22 PLC主程序流程图
如图22所示。假设，房间内有三台空调。当开启其中一台空调时，首先启动的是空调系统内的冷热源系统，此时冷却塔风机先启动然后冷却水泵启动，开始工作，假如冷却泵运转失败，这时可以选择启动备用冷却泵，从而保证冷却机组的顺利启动，当空调冷负荷不足时，系统将自动开启另一台空调，不足的情况下，继续开启三号空调，总之需要满足空调的冷热源系统运行的稳定性，总的顺序就是冷却塔风机启动冷却水泵冷却泵冷却机组。
目录
引言 1
一、系统方案设计 2
（一）系统功能介绍 2
（二）系统控制方式及原理 2
（三）空调控制系统的框架 .2
（四）系统设备选型 2
（五）控制器设备选型 2
二、系统设计电路 3
（一）空调控制系统电路图 3
三、系统设计 4
（一）PLC主程序流程图 4
（二）中央空调控制系统的IO分配表 5
（三）冷却水泵控制原理 6
（四）PLC的初始设定 6
（五）机房操作系统的界面设计 7
（六）调试 7
四、产品效果及其功能 8
总结 9
参考文献 10
谢辞 11
附录 12
引言
设计楼宇空调自动化系统的主要目的是将建筑物内的空调设备进行统一管理、对问题设备进行处理，采用这种控制手段，对各设备集中监控和管理，使建筑物的管理更加现代化，服务更加便捷，从而优化物业处理能力，效率更高。
一、系统方案设计
（一）系统功能介绍
自动化控制空调系统将由敏感元件、控制器、执行机构、调节机构等几个部分组成，敏感元件首先发现温度异常，将异常温度调节正常这套系统将实现自动化控温。
（二）系统控制方式及原理
1、恒温控制：在空调出风口安装温度传感器，将检测信号接入PLC编程控制器中，自动对温度异常情况进行处理，自动调节空调出风温度，实现温度恒定。
原理说明：将空调温度经传感器转化为控制指令传输到PLC系统内上 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
，与PLC系统设定值进行比较，将低于或者高于设定值的指令从PLC控制站传输至变频器控制冷却泵工作，从而保证达到预想的温度。
远程控制启停：当自动控制系统故障时，值班人员可远程实现对其中一台故障空调进行远程启停操作，遇到报警或运行条件不满足这类情况时，设备将无法启动。通过以上措施，该系统可以拥有极高的可靠性，便捷的操作，提供可以自动调节温度的能力。
空调控制系统的框架
如图11所示。控制系统由PLC以及所需要的一些传感器组成，其中监控系统与PLC系统相互关联，将监控到的异常情况反馈给PLC系统，然后系统根据现实情况去调节温度、湿度、风机出风以及冷却泵的输出。
图11 空调控制系统框架图
（四）系统设备选型
西门子S7200PLC
控制器：MK508系统数字恒温控制器
温度传感器：JCJ176数字显示温度传感器
DDC直接数字控制器：VLC853C3
FP1: AFU3 防冻开关
湿度传感器：HTU21D数字显示湿度传感器
空气质量传感器:MP503空气质量传感器
（五）控制设备选型
温度传感器
温度传感器用来检测室内温度，温度传感器分很多种类，热电偶虽然成本低廉，但是精确度不够只有3%，RTD虽然精确度极高但是成本太高所以综合成本以及便捷性这里我选用JCJ176数字显示温度传感器，它尺寸小，精度高，易于系统集成。
湿度传感器
湿度传感器将采集室内湿度送进PLC中，经PLC的数据转换后传输到空调设备，与系统设定值比较，加以除湿或加湿。半导体陶瓷湿度传感器用来检测室内湿度，因为它基本上可以实现全湿环境测湿，所以这里我选用?HTU21D温湿度传感器,价格优惠。
压力传感器
空调出风口的风速和出风量都是需要考虑的因素，将压力传感器安装在出风口位置，同样压力传感器也有很多种，有扩散硅、压电式、应变电式以及陶瓷压力传感器这里我选用陶瓷压力传感器，它具有很高的温度稳定性和时间稳定性，并且可与大多介质直接接触。
空气质量传感器
现在大多数人追求生活的质量，空气质量的好坏也是需要考虑的因素。 用于有害有毒气体的浓度检测，最常见的是半导体型。这里我选用MP503空气质量传感器，它的成本相对较低，当环境空气中有被检测气体存在时空气质量传感器电导率发生变化，该气体的浓度越高，空气质量传感器的电导率就越高。采用简单的电路即可将这种电导率的变化转换为与气体浓度对应的输出信号。主要用于检测酒精、烟雾、异丁烷、甲醛等气体。
二、系统设计电路
（一）空调控制系统电路图
如图21所示。该系统分为手动和自动模式，手动模式按下开关就可以控制电机的运转，自动模式，需要通过PLC和变频器控制，启动时1#冷却泵变频启动，当温度条件不满足时，工频触点闭合1#冷却泵变成工频运行，2#冷却泵等待指令，变频启动，假设仍不满足时，工频触点闭合，2#冷却泵也进行工频运行，以此类推，当工频运行设备满足温度要求时，工频触点断开，变频触点吸合，工频设备变成变频设备继续运行，以此类推。
图21 控制电路系统电路图
系统程序设计
PLC主程序流程图
图22 PLC主程序流程图
如图22所示。假设，房间内有三台空调。当开启其中一台空调时，首先启动的是空调系统内的冷热源系统，此时冷却塔风机先启动然后冷却水泵启动，开始工作，假如冷却泵运转失败，这时可以选择启动备用冷却泵，从而保证冷却机组的顺利启动，当空调冷负荷不足时，系统将自动开启另一台空调，不足的情况下，继续开启三号空调，总之需要满足空调的冷热源系统运行的稳定性，总的顺序就是冷却塔风机启动冷却水泵冷却泵冷却机组。
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