專利名稱：節(jié)能生態(tài)型智能化蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組自控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于空調(diào)制冷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能生態(tài)型智能化蒸 發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組的自控裝置。
技術(shù)背景蒸發(fā)冷卻技術(shù)憑借其在環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟及改善室內(nèi)空氣品質(zhì)方面的獨 特優(yōu)勢，成為現(xiàn)代空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向，而空調(diào)的快速發(fā)展使節(jié)能越來越受到重視，空調(diào)系統(tǒng)的能耗通常占整個建筑能耗的45%甚至55 %以上，因此對空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能控制研究具有極大的經(jīng)濟效益。實際運行中室外氣象參數(shù)隨季節(jié)交替變換，且時時變化，以致絕大多數(shù) 時間偏離設計計算參數(shù)。室內(nèi)冷、熱、濕散發(fā)量也經(jīng)常改變，并且往往室外 氣象條件的變化以及空調(diào)房間人員的出入、照明的啟閉、發(fā)熱設備工作狀況 的變化會同時發(fā)生，引起空調(diào)負荷的變化。由于季節(jié)變化和室內(nèi)外熱、濕負 荷變化影響，為了保障空調(diào)機組工作的穩(wěn)定性需要其自身運行狀態(tài)要隨著室 外空氣狀況的改變而自我調(diào)節(jié)，以確保室內(nèi)溫度、濕度和風速等參數(shù)在所要 求的范圍內(nèi)，空調(diào)系統(tǒng)應設置監(jiān)測與控制系統(tǒng)，包括參數(shù)檢測、參數(shù)與設備 狀態(tài)顯示、自動調(diào)節(jié)與控制、工況自動轉(zhuǎn)換、設備聯(lián)鎖與自動保護、能量計 算以及中央監(jiān)控與管理等?？照{(diào)監(jiān)測與控制系統(tǒng)的設置目的是提高能源有效 利用率、保證能源按需分配、減少和節(jié)省不必要能耗的一個重要措施之一。目前傳統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻空調(diào)自動控制系統(tǒng)難以實現(xiàn)蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)的
分時分室控制，而且在空調(diào)控制系統(tǒng)中DDC和DCS占有很大比重。由于 DDC里面很多程序都是固化的，DDC的固有的程序模式與實際應用模式一 樣，才可以選用，所以其通用性差。DCS系統(tǒng)雖然有其良好的集散控制性， 但造價昂貴，維護煩瑣。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種節(jié)能生態(tài)型智能化蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào) 機組自控裝置，采用PLC可編程控制器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中末端數(shù)量多的 分時分室控制問題，達到了一定的節(jié)能目的。本實用新型所采用的技術(shù)方案是，節(jié)能生態(tài)型蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組 自控裝置，包括控制柜，控制柜內(nèi)設置有控制器，控制器與觸摸屏相連接， 控制器采用PLC可編程控制器，在PLC可編程控制器內(nèi)預裝入控制程序軟 件。其中的PLC可編程控制器采用西門子可編程控制器S7200。 與傳統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻空調(diào)自動控制系統(tǒng)相比，本實用新型具有如下特點-(1)智能化本實用新型的自控裝置對空調(diào)機組實現(xiàn)了全面的自動化控制，整個系統(tǒng) 隨著全年自然氣候的動態(tài)變化自行調(diào)節(jié)空調(diào)機組的運行狀態(tài)并對其予以監(jiān)測。蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)系統(tǒng)運行工況可分為夏季空氣處理過程、冬季空氣 處理過程以及過度季節(jié)空氣處理過程來考慮。通過對蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機 組電氣線路原理的設計和控制程序的編寫，完成了對空調(diào)設備的自動控制和 故障保護。人機界面的設計對系統(tǒng)溫度、濕度及各種模擬量參數(shù)的采集，完 成了對運行參數(shù)的時時監(jiān)測；控制平臺的設計簡化了操作過程，使空調(diào)機組 操作簡單實用。(2) 節(jié)能環(huán)保全面采用最優(yōu)啟?？刂?、焓值控制、定"露點"溫度控制等有效節(jié)能運行控制，可以減少約20%左右的能耗，具有十分重要的經(jīng)濟環(huán)境保護意義。(3) 采用PLC的優(yōu)勢PLC可編程控制器性價比高，運算速度快，可靠性高，而且具有功能 強大的自由編程功能，體積小、功耗低，設計施工周期短。本實用新型采用 PLC可編程控制器來實現(xiàn)對蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組的自動控制，即對風 機、水泵、風闊及冷水閥進行控制，優(yōu)化控制策略和控制流程，解決末端數(shù) 量多的分時分室控制問題，使控制系統(tǒng)準確而穩(wěn)定的反映末端負荷變化，進 而對該空調(diào)系統(tǒng)進行溫、濕度及風機總風量的控制，達到有效的節(jié)能效果。 可編程控制器PLC在蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組自動控制系統(tǒng)中的應用 將蒸發(fā)冷卻空調(diào)的具體應用和自動控制緊密的結(jié)合起來，增強了蒸發(fā)冷卻系 統(tǒng)在不同室外工況下工作的穩(wěn)定性，提高了其節(jié)能效果。

圖1是本實用新型的蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組自動控制裝置構(gòu)成圖； 圖2是本實用新型的控制系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本實用新型中PLC模塊電氣接線圖； 圖4是本實用新型蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組自動控制原理框圖。 圖中，1.觸摸屏，2.控制器，3.控制柜。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。 參照圖l，本實用新型的蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組自控裝置，包括控制 柜3，在控制柜3內(nèi)，控制器2和觸摸屏1相連接，控制器2采用PLC可編 程控制器。本實用新型控制系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)如圖2所示，PLC可編程控制器選用 西門子可編程控制器S7200， CPU226CN集成24輸入/16輸出共40個數(shù)字量I/0 點。可連接7個擴展模塊，最大擴展至248路數(shù)字量I/0點或35路模擬量I/0點。 26K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。6個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的 20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個RS485通訊/編程口，具有PPI通 訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/0端子排可很容易地整體拆卸。 用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點，更強的模塊擴展能力， 更快的運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能。圖3為PLC模塊電氣接線圖。從圖中可以看出輸入、輸出點及模擬量 輸入輸出點的確定。可編程控制器PLC對輸入、輸出點的確定以及模擬量 輸入輸出的數(shù)據(jù)采集保證了控制系統(tǒng)對蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)系統(tǒng)的集中監(jiān) 測和控制，完成系統(tǒng)的控制任務。PLC外部對風機、水泵、風閥、冷水閥進 行控制，對風機、水泵電機、冷機進行故障保護以及故障報警。對溫度、濕 度的位置信號進行采集和處理。本實用新型的工作原理如圖4所示通過自控裝置時時采集空調(diào)房間的 溫度、濕度、風速等參數(shù)信號，并將蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組自身的信號通 過A\D轉(zhuǎn)換器進行模\數(shù)轉(zhuǎn)換輸入自控裝置，自控裝置通過預裝入的程序軟 件對各種信號進行統(tǒng)計、運算，再通過D\A轉(zhuǎn)換器進行數(shù)\模轉(zhuǎn)換將控制信 號輸送給蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組，完成空調(diào)機組隨時根據(jù)外界情況的改變 而實現(xiàn)自動控制的功能。本機組對風系統(tǒng)和水系統(tǒng)采用了獨立控制。對風系統(tǒng)的控制采用總風量 控制方法實現(xiàn)對風機總風量的控制。風閥的電動執(zhí)行機構(gòu)從全開到全閉都有
固定的時間，新風、回風在不同的運行工況都有自己不同閥位，可以控制電動執(zhí)行器的通電時間達到對閥位的給定。PLC的輸出控制點接到風閥執(zhí)行機 構(gòu)的開點和閉點來控制風閥的開啟和關(guān)閉，在不同空調(diào)運行工況調(diào)節(jié)風闊的 角度滿足控制的需要，以此來實現(xiàn)新風和回風的比例關(guān)系。水系統(tǒng)的控制采用了冷水閥進行控制，PLC的輸出控制點接到冷水閥執(zhí) 行機構(gòu)的開點和閉點來控制冷水閥的開啟和關(guān)閉，在不同空調(diào)運行工況調(diào)節(jié) 冷水閥的角度滿足控制的需要。本控制裝置對末端溫度控制器釆用了模糊控 制理論。避開風量、水量傳感檢測環(huán)節(jié)，從而準確且穩(wěn)定的反映出末端負荷 的變化，進而通過模糊算法實現(xiàn)閥位信號的輸出來調(diào)節(jié)風閥和冷水閥的開 度。解決了現(xiàn)有技術(shù)中末端數(shù)量多的分時分室控制問題。利用本實用新型的自動控制裝置，可根據(jù)全年自然氣候的動態(tài)變化設計 蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)系統(tǒng)的運行工況，把其分為夏季空氣處理過程、冬季空 氣處理過程以及過度季節(jié)空氣處理過程，在不同的處理過程選擇性地開啟本實用新型的各個功能段。夏季空氣處理過程對應開啟的功能段為熱管間接 段+管式間接段+機械表冷段；冬季空氣處理過程對應開啟的功能段為熱管 間接預熱段+直接蒸發(fā)冷卻段+再熱段；過度季節(jié)空氣處理過程對應開啟的功能段為熱管間接段+直接蒸發(fā)冷卻段或熱管間接段+管式間接段+直接蒸發(fā)冷卻段。對直接蒸發(fā)冷卻段和表冷段采用焓值控制法，對管式間接段和熱管 間接段采用定"露點"控制法。即是對夏季和冬季采用焓值控制法，對過度 季節(jié)采用定"露點"控制法。起到了很好的節(jié)能效果。
權(quán)利要求1. 節(jié)能生態(tài)型蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組自控裝置，包括控制柜(3)，其特征在于，所述的控制柜(3)內(nèi)設置有控制器(2)，控制器(2)與觸摸屏(1)相連接，所述的控制器(2)采用PLC可編程控制器，在PLC可編程控制器內(nèi)預裝入控制程序軟件。
2. 按照權(quán)利要求l所述的自控裝置，其特征在于，所述的PLC可編程 控制器采用西門子可編程控制器S7200。
專利摘要本實用新型公開的一種節(jié)能生態(tài)型蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組自控裝置，包括控制柜，控制柜內(nèi)設置有相連接的控制器與觸摸屏，控制器采用PLC可編程控制器，在PLC可編程控制器內(nèi)預裝入控制程序軟件。本實用新型的自控裝置，將蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組的具體應用和自動控制緊密的結(jié)合起來，通過對PLC可編程控制器軟硬件設計和對蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)機組電氣線路原理的設計及控制程序的編寫，實現(xiàn)對蒸發(fā)冷卻空調(diào)機組的風機、水泵、風閥、冷水閥及新風量進行控制，增強了蒸發(fā)冷卻組合式空調(diào)系統(tǒng)在不同室外工況下工作的穩(wěn)定性，提高了其節(jié)能效果。
文檔編號G05B19/05GK201215369SQ20082002896
公開日2009年4月1日 申請日期2008年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者強天偉, 力 文, 殷清海, 理 熊, 翔 黃 申請人:西安工程大學