基于PLC多台空调机组的自动控制设计的论文

“小雨公主裙”通过精心收集，向本站投稿了15篇基于PLC多台空调机组的自动控制设计的论文，下面是小编给各位读者分享的基于PLC多台空调机组的自动控制设计的论文，欢迎大家分享。

篇1：基于PLC多台空调机组的自动控制设计的论文

基于PLC多台空调机组的自动控制设计的论文

摘要：当前屋顶式空调机组被电厂等使用单位广泛应用于集控宣，电子设备间等场所，在此环境下，通常有多台屋顶式空调机组需要进行集中控制，控制系统需要安全可靠、性能优越、操作方便等特点。基于此，本文通过吉荣牌屋顶式空调机组的应用实例，对采用PLC模块式实现多台空调机组的自动控制设计方法进行相关探讨和简要论述。

关键词：PLC；硬件配置；控制要求；控制方法；网络读写

一、概述

吉荣牌屋顶式空调机组被广泛应用于电厂、医药、军工、写字楼、商场等场所。对于电厂来说通常有多台屋顶式空调机组需要进行集中控制，可以通过使用SIEMENS（西门子）公司生产的S7―200CN中CPU226控制器的网络读写功能，对多台屋顶式空调机组进行全天候自动控制，实现智能无人操作管理。华能某电厂工业空调项目使用了多台吉荣牌屋顶式空调机组，本文以此项目为例，对基于PLC多台空调机组的自动化设计方法进行相关探讨和论述。

二、系统硬件配置

S7―200CN通讯端口采用RS―485信号标准9针D型连接器，同时西门子公司提供了两种类型的网络连接器，你可以很轻松的把多台设备连接到一条总线上，这些连接器有一个开关，可以选择网络所需的合适终端匹配。（具体连接方式见《s7―200可编程序控制器系统手册》。）

根据上述特点以及吉荣牌屋顶式空调机组的结构控制特点，我们采取如下的控制方案：一台触摸屏KTP178直接与其中一台PLC相连，以这台PLC为桥梁，其他三台PLC通过这台PLC与KTP178交换数据，通讯通过网络读/写指令来实现，程序既可独立运行又可以四台相联系。（这种方式在没有使用中继器的情况下，可以直接连接31台PLC，如果加上中继器则可以扩展至125台。）

此方案的.硬件配置为触摸屏KTPl78一台、CPU226四台，其中一台屋顶式空调机组为主模块单元。配有一个模拟量扩展模块EM235、温湿度传感器及相应的电器控制部分，其余三台屋顶式空调机组作为从模块单元。由于此方案中KTPl78直接与主模块单元交换数据，主模块单元的PLC通过网络读写与其它PLC通讯，因此其优势在于成本相对较低，可以连多台PLC，结构灵活，控制简便：但同时随着PLC数量的增加，网络通讯速率降低，出现异常的可能性也会相应增加。

三、输入输出信号

四、控制要求反方法

（一）系统控制要求

1、根据当前温湿度及设定温湿度对系统采取相应控制措施。

2、具有故障检测与报警功能，能查询当前故障和历史故障。

3、系统具有定时控制，能自动开／关机组。

4、四台压缩机要求有轮换功能。

（二）触摸屏KTPl 78要求

1、能查看各模块的输入输出状态。

2、查看当前报警和历史报警。

3、显示当前温湿度，并能查看温湿度曲线。

4、对温湿度设定等参数能进行修改。

5、能开／关机组，并能进行定时设定。

6、能对显示的温湿度参数进行校正。

（三）控制方法的实现

1、机组运行控制程序的实现。

温湿度探头采样进来的是0―5V的信号，分别对应0―50℃与0―100％。计算公式为：T=A／3×50，H=A／32000×100（A表示采样值）。然后根据温湿度设定值控制压缩机、加热器、加湿器的运行。

2、报警处理

在KTPl78的报警信息栏里写上如下信息：

0001机组1送风机过载

0002机组1风压故障

0017机组2送风机过载

0018机组2风压过载

对于历史故障，在KTPl78里的list（history alarm）中写上：

1 机组1送风机过载

2 机组1风压故障

13 机组2送风机过载

14 机组2风压故障

48 机组4积水报警

3、设定温湿度等参数、当前温湿度读取处理

在主模块中，将采样得到的温湿度值用网络写指令写入从模块。在从模块中。用网络读指令读取温湿度设定值等其他一些参数设定值。

4、压缩机轮换处理

在从模块中，用网络写指令将压缩机运行时间写入主模块，在主模块中，根据每台压缩机运行时间，分别列出四种不同的压缩机启动顺序分别进入四个不同的控制子程序。

5、输入、输出状态处理

在每个从模块中分别列出它的输入输出状态，再用网络写指令写入主模块中。

在KTPl78中再做一个模块选择点，根据用户选择模块，将相应模块的I／O状态信息显示在触摸屏KTPI 78上。

五、流程图

主模块：

六、结论

对于屋顶式空调机组，其特点在于现场安装方式简易，组合方式灵活多样，可以满足不同用户的不同需求，西门子PLC模块式的设计、灵活多样的组网方式恰好符合多台屋顶式空调机组的控制要求。吉荣牌屋顶式空调机组采用西门子控制器及相应组网方式后，能很好的达到控制要求，充分体现屋顶式空调机组的优点，完成其相应的功能。

篇2：论文空调机组温湿度分区控制原理

论文空调机组温湿度分区控制原理

空调机组是由各种空气处理功能段组装而成的一种空气处理调节设备，其功能包含过滤、杀菌、冷却、加热、除湿、加湿等多种，在涂装车间、医药车间、电子厂房等场合多有应用，根据实用需要，可自由选择其功能，其中空气的温湿度调节，是最常见的功能应用之一。

一、温湿度控制基础理论

为了有效控制空气温湿度，需要采用一定的方法对空气处理过程进行分析。在工程上，为了使用方便，绘制了湿空气的湿空气焓湿图。焓湿图表示一定大气压下，湿空气的各参数，即焓h（kJ/kg干空气）、含湿量d（g/kg干空气）、温度t （℃） 、相对湿度（%）和水蒸气分压力的值及其相互关系。焓湿图可以根据两个独立的参数比较简便的确定空气的状态点及其余参数，更为重要的是它可以反映空气状态在热湿交换作用下的变化过程。

1.湿空气主要参数

1.1 相对湿度：是指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。湿空气的绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比。也可表示为湿空气中水蒸气分压力与相同温度下水的饱和压力之比。

1.3 干球温度：用温度计在空气中直接测出的温度。

1.4 湿球温度：等焓值状态下，空气中水蒸汽达到饱和时的空气温度。

1.5 焓：湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其所带水蒸汽的焓之和，它与湿空气中水蒸汽的含量和湿空气当前的温度有关。

2.湿空气经过各种调节后状态的变化

2.1 加热：湿空气经过加热后，状态的变化是一样的，都是沿着绝对含湿量线上升，在此过程中，湿空气的绝对含湿量不变，干球温度上升，相对湿度减少，焓值增大。

2.2 表冷：湿空气经过表冷后，状态的变化分两种情况：一是当降温较少时，降温未达到露点，没有水凝结出来的情况，湿空气的状态沿着绝对含湿量线下降，在此过程中，湿空气的绝对含湿量不变，干球温度下将，相对湿度增大，焓值减少；二是降温较大，降温达到露点，有水凝结出来的情况，湿空气的状态沿着绝对含湿量线下将到露点，然后开始有水凝结出来，沿着100%相对湿度线下将，在此过程中，湿空气的绝对含湿量减少，干球温度下将，相对湿度增大（基本达到100%），焓值减少。但需注意，由于表冷器在换热时空气换热不均，所以实际在表冷过程中无论降温多少，均会有水凝结出来。

2.3 加湿段：目前空气调节加湿方式多为喷淋等焓加湿，空气经过加湿后，在理论上是沿着等焓线移动的，由湿度较低的一点变化动到湿度较高的一点，在此过程中，湿空气的绝对含湿量增加，干球温度下降，相对湿度增大，焓值保持不变。但需注意，由于加湿水温的影响，实际喷淋加湿过程并不是完全沿着等焓线移动，而是根据水温高低而波动，只能说近似为等焓。

二、温湿度控制分区

焓湿图基本涵盖了湿空气的所有状态点，我们以此为依据，按照温湿度控制初始点与目标点的参数对比，将焓湿图分为三个区，即为将待处理空气按状态分划到三个不同的控制区间，区分对待。

当d初始 < d目标，h初始 < h目标时，初始空气点位于1区；

当d初始 < d目标，h初始 > h目标时，初始空气点位于3区；

当d初始 > d目标时，初始空气点位于3区；

三、温湿度控制过程及方式

在空气进风位置及送风位置分别设置温湿度仪，自动检测空气温湿度变化，并实时将数据反馈至PLC控制器，通过计算得出初始点与目标点空气的“焓值”hm 和“含湿量”dm，通过比对判断当前状态位于哪个控制区间，并求出Δh、Δd、Δt。

1.当初始点位于1区时，此时一般是温度低、湿度小，需运行一次加热和喷淋加湿，先通过升温，将状态点移动到等焓线上，然后通过等焓加湿，即可达到目标点，该状态基本都在冬季出现。

3.当初始点位于3区时，此时一般是温度高、湿度大，需运行表冷和二次加热，先通过降温除湿，将状态点移动到目标点下方，然后通过二次加热回调，即可达到目标点，该状态基本都在夏季出现。

4.根据分区，温湿度控制对应也分以下三种操作模式

5.空气热湿处理各功能的控制方式

一次加热：通过Δh，利用PID计算并控制一次加热燃气阀的开度；

制冷：通过Δh，利用PID计算并控制冷水阀的开度；

加湿：通过Δd，利用PID计算并控制加湿泵的频率；

二次加热：通过Δt，利用PID计算并控制二次加热燃气阀的`开度；

四、温湿度分区的优点

由于温湿度自动控制采用了分区控制的理念，在不同的区域，根据需要启用不同的能源和功能段。

1.有效的减少了系统的输入变量，避免温湿度超调的出现和反复的波动，可以大大缩短温湿度稳定所需的时间；

2.可以实时根据温湿度控制所需，对能源种类做出调整，比如当外界状态点位于冬季状态时，就不需要启动中央制冷站，二次加热也可以关闭，这样既方便了设备的操作，同时也达到节能降耗的目的；

五、结语

空调温湿度分区控制，采用比较简单清晰的控制思路，即避免了全自动状态下，某些时段各控制功能相互掣肘，造成无端的能源消耗，又考虑了所有状态的控制精度及稳定性，简单实用，便与实现。

篇3：航空器地面空调装置PLC控制系统设计

航空器地面空调装置PLC控制系统设计

论述了航空器地面空调装置PLC控制系统的研究与开发,对比各种控制方式,阐述了新型航空器地面空调装置PLC控制系统的'原理及主要系统组成.该系统可实时对机组的运行进行本地或远程控制.

篇4：plc控制论文-----基于PLC的机械手控制设计

随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完善， 使机械手技术快速发展，其中气动机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境、组件价格低廉、维修方便和系统安全可靠等特点，已渗透到工业领域的各个部 门，在工业发展中占有重要地位。本文讲述的气动机械手有气控机械手、XY轴丝杠组、转盘机构、旋转基座等机械部分组成。主要作用是完成机械部件的搬运工 作，能放置在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。

一 四轴联动简易机械手的结构及动作过程

机械手结构如下图1所示，有气控机械手（1）、XY轴丝杠组（2）、转盘机构（3）、旋转基座（4）等组成。

图1 机械手结构图

其运动控制方式为：（1）由伺服电机驱动可旋转角度为360的气控机械手（有光电传感器确定起始0点）；（2）由步进电机驱动丝杠组件使机械手沿X、 Y轴移动（有x、y轴限位开关）；（3）可回旋360的转盘机构能带动机械手及丝杠组自由旋转（其电气拖动部分由直流电动机、光电编码器、接近开关等组 成）；（4） 旋转基座主要支撑以上3部分；（5）气控机械手的张合由气压控制（充气时机械手抓紧，放气时机械手松开）。

其工作过程为：当货物到达时，机械手系统开始动作；步进电机控制开始向下运动，同时另一路步进电机控制横轴开始向前运动；伺服电机驱动机械手旋转到达正好抓取货物的方位处，然后充气，机械手夹住货物。

步进电机驱动纵轴上升，另一个步进电机驱动横轴开始向前走；转盘直流电机转动使机械手整体运动，转到货物接收处；步进电机再次驱动纵轴下降，到达指定位置后，气阀放气，机械手松开货物；系统回位准备下一次动作。

二 控制器件选型

为达到精确控制的目的，根据市场情况，对各种关键器件选型如下：

1. 步进电机及其驱动器

机械手纵轴（Y轴）和横轴（X轴）选用的是北京四通电机技术有限公司的42BYG250C型两相混合式步进电机，步距角为0.9/1.8，电流 1.5A。M1是横轴电机，带动机械手机构伸、缩；M2是纵轴电机，带动机械手机构上升、下降。所选用的步进电机驱动器是SH-20403型，该驱动器采 用10～40V直流供电，H桥双极恒相电流驱动，最大3A的8种输出电流可选，最大64细分的7种细分模式可选，输入信号光电隔离，标准单脉冲接口，有脱 机保持功能，半密闭式机壳可适应更恶劣的工况环境，提供节能的自动半电流方式。驱动器内部的开关电源设计，保证了驱动器可适应较宽的电压范围，用户可根据 各自情况在10～40VDC之间选择。一般来说较高的额定电源电压有利于提高电机的高速力矩，但却会加大驱动器的损耗和温升。本驱动器最大输出电流值为 3A/相（峰值），通过驱动器面板上六位拨码开关的第5、6、7三位可组合出8种状态，对应8种输出电流，从 0.9A到3A以配合不同的电机使用。本驱动器可提供整步、改善半步、4细分、8细分、16细分、32细分和64细分7种运行模式，利用驱动器面板上六位 拨码开关的第1、2、3三位可组合出不同的状态。

2. 伺服电机及其驱动器

机械手的旋转动作采用松下伺服电机A系列小惯量MSMA5AZA1G，其额定输出50W、100/200V共用，旋转编码器规格为增量式（脉冲数 2500p/r、分辨率10000p/r、引出线11线）；有油封，无制动器，轴采用键槽连接。该电机采用松下公司独特算法，使速度频率响应提高2倍，达 到500Hz ；定位超调整定时间缩短为以往松下伺服电机产品V系列的1/4。具有共振抑制功能、控制功能、全闭环控制功能，可弥补机械的刚性不足，从而实现高速定位， 也可通过外接高精度的光栅尺，构成全闭环控制，进一步提高系统精度。具有常规自动增益调整和实时自动增益调整两种自动增益调整方式，还配有RS-485、 RS-232C 通信口，使上位控制器可同时控制多达16个轴。伺服电机驱动器为A系列MSDA5A3A1A，适用于小惯量电动机。

3. 直流电机

可回旋360的转盘机构有直流无刷电机带动，系统选用的是北京和时利公司生产的57BL1010H1无刷直流电机，其调速范围宽、低速力矩大、运行平稳、低噪音、效率高。无刷直流电机驱动器使用北京和时利公司生产的BL-0408驱动器，其采用24～48V直流供电，有起停及转向控制、过流、过压及堵 转保护，且有故障报警输出、外部模拟量调速、制动快速停机等特点。

4. 旋转编码器

在可回旋360的转盘机构上，安装有OMRON公司生产的E6A2增量型旋转编码器，编码器将信号传给PLC，实现转盘机构的精确定位。

5. PLC的选型

根据系统的设计要求，选用OMRON公司生产的CPM2A小型机。CPM2A在一个小巧的单元内综合有各种性能，包括同步脉冲控制、中断输入、脉冲输 出、模拟量设定和时钟功能等。CPM2A的CPU单元又是一个独立单元，能处理广泛的机械控制应用问题，所以它是在设备内用作内装控制单元的理想产品。完 整的通信功能保证了与个人计算机、其它OMRON PC和OMRON可编程终端的通信。这些通信能力使四轴联动简易机械手能方便的融合到工业控制系统中。

三 软件编程

1. 软件流程图

流程图是PLC程序设计的基础。只有设计出流程图，才可能顺利而便捷地编写出梯形图并写出语句表，最终完成程序的设计。所以写出流程图非常关键也是程序设计首先要做的任务。依据四轴联动简易机械手的控制要求，绘制流程图如图2所示。

图2 软件流程图

2. 程序部分

由于论文篇幅有限，这里只列出了开始两段程序，供读者参阅，见图3。

图3 程序列表

四 结束语

四轴联动简易机械手的各个动作和状态都由PLC控制，不仅能满足机械手的手动、半自动、自动等操作方式所需的大量按扭、开关、位置检测点的要求，更可通过接口元器件与计算机组成

PLC工业局域网，实现网络通信与网络控制。使四轴联动简易机械手能方便地嵌入到工业生产流水线中。

附另一篇论文：

摘要：介绍可编程控制器在工业控制领域的应用以及PLC在应用过程中，要保证正常运行应该注意的一系列常见问题，并给出一些合理的建议及解决方法。

关键词：PLC 工业控制 抗干扰 布线 接地 建议

一、简述

多年来，可编程控制器(以下简称PLC)从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。

二、PLC的应用领域

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：

1.开关量逻辑控制；2.工业过程控制；3.运动控制；4.数据处理；5.通信及联网。

三、PLC的应用特点

1.可靠性高，抗干扰能力强。2.配套齐全，功能完善，适用性强。3.易学易用，深受工程技术人员欢迎。4.系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造。

(1)安装与布线。动力线、控制线以及PLC的电源线和I／O线应分别配线，隔离变压器与PLC和I／O之间应采用双胶线连接。

PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能与高压电器安装在同一个开关柜内。PLC的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。

(2)I／O端的接线。输入接线：输入接线一般不要太长。输入／输出线不能用同一根电缆，输入／输出线要分开。尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。

输出连接：输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。

由于PLC的'输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板。

使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。

PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制四、PLC应用中需要注意的问题

PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施就可以直接在工业环境中使用。然而，当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，因此在使用中应注意以下问题：

1.工作环境

(1)温度。PLC要求环境温度在0～55℃，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。

(2)湿度。为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85％(无凝露)。

(3)震动。应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10～55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。

(4)空气。避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。

(5)电源。PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。

2.控制系统中干扰及其来源

现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头。

(1)干扰源及一般分类。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。

(2)PLC系统中干扰的主要来源及途径

强电干扰：PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。

柜内干扰：控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。

来自接地系统混乱时的干扰：接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰。

来自PLC系统内部的干扰：主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。

变频器干扰：一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。

3.主要抗干扰措施

(1)电源的合理处理，抑制电网引入的干扰。对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。

(2)正确选择接地点，完善接地系统。良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。

安全地或电源接地：将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。

五、结束语

随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。21世纪，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用

篇5：PLC恒压供水系统优化设计的论文

PLC恒压供水系统优化设计的论文

一、项目选题背景及研究内容

变频技术不仅仅是异步电动机，结构坚固，易于维护，更重要的是由于采用变频技术的异步电动机的机械性可以达到了直流电动机调压调速的功能。这样子可以很好的解决国内供水的很多问题。从而人们可以按照序曲自行研发一个合适的而且比较方便环保的调速控水系统。恒压供水系统改变原有的调速方式，实现了无极控制恒压供水，依据用水量的变化自动控制调节系统运行的参数，保证了供水的安全可靠。随着电子技术的不断深入，恒压变频器的日益完善，功能越来越强，即可利用恒压变频的各种功能对其变频调速恒压供水系统提供更多的服务，从而保证恒压供水系统的更多功能，供水的更稳定，更好的为人类服务。

二、项目介绍

恒温恒压供水控制系统由可编程控制器、可视化触摸屏显示器、变频器、交流电动机、压差传感器、液位变送器、温度变送器、板式换热器、继电器、辅助加热器、以太网线及相应模块、等其它电控设备、以及5台循环水泵和一台小流量隔膜泵等构成。在整个系统中，可编程控制器与可视化显示器安装在中控室，远程可使用以太网络监控现场模块。在水箱入空和出口安装压差传感器，检测水压。在水箱底部安装液位变送器。在水箱里安装温度变送器。可编程控制器中的模拟量模块采集液位变送器、温度变送器送来的4-20mA信号电流。将测量信号与PLC设置的信号进行比较，经过PID模糊运算后，由PLC控制变频器输出的频率来调节交流电动机的转速，改变循环泵的流量，来保证供水水压恒定。箱体水温温度由板式换热器供给。温度控制阀来调节温度。辅助加热器用来保证温度的恒定。这样就构成了以设定压力温度为基准的恒压恒温闭环系统。触摸屏显示器用于显示供电电压、工作电流、变频器实际频率、供水压力及各循环泵的工作状态等；可以通过触摸屏以太网络在线修改供水压力和温度控制恒温供水系统的运行。

三、程序设计原理

3.1整套热水供给系统采用西门子CPU226PLC控制

软件使用西门子S7-200进行控制程序编辑。可视化面板使用西门子Smart1000显示屏，软件使用WinCCflexible。同一公司系列产品，兼容性好，协议一致利于通讯。STEP7是用于SIMATIC可编程控制器组态和编程的标准软件。它是SIMATIC工业软件的组成部分。为功能模板和通讯处理器赋值参数、强制和多处理器模式、全局数据通讯、使用通讯功能块的事件驱动数据传输、组态连接。WinCCflexible项目包括能让系统接受操作和监视的所有组态数据。在WinCCflexible中，组态数据根据主题类别进行编译。每个类别都在单独的编辑器中进行处理。编辑器的可用性取决于所用的WinCCflexible版本和要组态的HMI设备。WinCCflexible的工作环境只显示当前使用的HMI设备所支持的编辑器。也就是说，组态工作非常简单且易于进行。

3.2稳定运动状态的自动控制系统设计

系统为了解决水压波动，流量变化对供水系统的扰动。采集管网压力、温度、电流等信号。参考传统的PID调节器算法，即：U(T)=Kp[e(t)++T]

关于P值，I值，D值的设定可采用测试法

最短短时间内完成参数设定，避免造成不良影响。设定的依据：增益P值大，有利于减少供水管网的实际压力与恒压给定值的差值，但是P值过大，系统将产生振荡，稳定性变差。积分I值越小振荡作用越强烈，适当增大I值，使系统更加稳定，但是时间长又会发生难以迅速恢复的情况，系统的动态响应变差。微分D愈短，微分作用越弱。P,I,D经验值和参数设定依据，在测试过程中依照先比例后积分的原则对系统进行调节。在程序控制中使用比较指令函数运算等先关算法更精准的计算调整相关参数，实时精确的控制恒温恒压供水系统。

3.3变送器的安装、电气连接、调试和维护必须由通过培训、有资格的专业人员操作

如果在管系上需要进行焊接工作，不要将焊接设备的.接地接在本测量设备上。安装者必须保证仪表根据接线图正确接线。如果电源不隔离，变送器必须接地。在打开和修理电气设备时请遵守当地所有相关规定。

四、工作流程介绍

该系统具有手动操作模式和自动工作模式两种运行方式

4.1手动操作模式

选择手动模式时，操作可视画界面。可实现单独设备的启动和停止，这种方式用于检修或控制系统出现故障时使用。

4.2自动运行模式

4.2.1系统补水

4.2.1.1地下储水池由一台7.5KW的深井潜水泵供水，当蓄水池水位达到最低下限（通过压力传感器测量水位）1米时，启动深井补水泵开始补水。（蓄水池深度2米）达到最高水位2米时，停止供水。

4.2.1.2由地下蓄水池为1号水箱供水（冷水）（5.5KW水泵2台，由变频器控制），1号水箱高度3米，2号水箱高度2米，1、2号水箱之间落差1.5米；1、2号水箱由管道相连实现自动补水，补水时当1号水箱水位达到1.5米时，自动开始为2号水箱补水，2号水箱加满后，再为1号水箱加水，直至1号水箱加满为止。（2.8米）

4.2.1.3当1号水箱水位达到最低保持水位（热水）1米时，启动1、2号之间的补水泵（1台2.2KW）开始由2号水箱为1号水箱补水（热水）；当2号水箱水位达到最低保持水位1米时，停止为1号水箱补水，关闭2号水箱为1号水箱补水的补水泵；同时开启冷水水箱上水电动阀门为1号水箱补水（冷水）.1号水箱水位达到2.8米时，关闭水箱进水电动阀门。

4.2.1.4当1号或2号水箱水温达到80℃以上时，启动水箱上水电动阀门，水位达到2.8米，温度达到70℃时，关闭水箱上水电动阀门。设置一个最高水位，起保护作用，达到这个高度时停止所有上水。

4.2.2系统循环

4.2.2.1对1、2号集热器采集热能，通过与1号水箱相连的管道将热能传导进入1号水箱当1号水箱水温与1号或2号集热器水温的温差超过10℃时，启动1、2号集热器循环水泵。温差低于5℃时关闭.；1号、2号集热器循环泵各自独立可单独启停。

4.2.2.2冬天当1号、2号集热器室外管道温度低于5℃时，启动集热器和1号水箱之间的循环泵，室外管道温度高于10℃时循环泵停止。当1号水箱水温与板式换热器的温差超过15℃时，启动板式换热器循环水泵；温差低于5℃是循环泵停止。当1、2号水箱水温的温差达到10℃时启动1、2号之间的循环水泵；达到温差5℃范围内停止循环泵。

五、总结

PLC可视化控制变频器恒温恒压供水系统同其它供水方式相比较，除具有的节能效果外，还有以下优势：操作界面简单明了，易于学习培训。通过变频器调速控制循环泵的水流量，改变老式的调节节流阀来控制流量的方法，减低了管道阻力，延长元件的使用寿命。可编程控制器可实现软启动，对交流电动机的分时分步启动，躲开高峰电流避免对电网的冲击。PLC自动控制，不需要人员频繁操作，降低了人员劳动强度提高生产力。基于PLC的恒温恒压供水系统，应广泛推广使用。

篇6：空调系统优化设计的论文

1工程概况

该工程是集客房、餐饮、宴会、会议办公为一体的多层公共建筑，地下一层、地上五层，建筑体总高度22.46米，总建筑面积13735平方米。本建筑各层平面主要功能为:地下1层为厨房、库房及设备用房等，首层为餐饮、会议功能，二层～四层为客房层，五层为设备层。该工程的酒店级别定为五星级标准。

篇7：空调系统优化设计的论文

2.1冷热源设计

该工程空调计算冷负荷为1058kW，计算热负荷为423kW。由于该项目的功能特性决定了其空调设备同时开启的情况极少，故在冷热源装机容量的选择上取同时使用系数为较小值，制冷时的同时使用系数约为0.8，制热时约为0.6。由此，该工程选用了2台60冷吨(211kW)的螺杆式水冷冷水机组(其中有1台为热回收型机组)、1台120冷吨(422kW)热回收型螺杆式水冷冷水机组作为冷源，集中放置于地下一层空调主机房。热源选用2台额定制热量为130kW模块式风冷热泵机组作为热源，同时该风冷热泵机组可兼作过渡季节或夜间的极低负荷以及高峰负荷时的冷源。冷源系统的冷却塔及风冷模块式热泵机组放置于二层露天平台处，水泵则统一置于地下一层主机房内，方便集中统一管理。如图1所示为空调冷热源系统流程图。

2.2空调水系统设计

结合本工程业主方的要求及整体管理水平，该空调水系统以方便有效的管理为原则，以合理的节能运行为目的进行设计。空调水系统采用分区两管制，按照建筑功能，分为客房区域、餐饮区域及办公会议区域。各区供冷/供热转换在主机房内分集水缸的各环路总管上设手动蝶阀实现手动切换。空调冷却水、冷冻水、供暖热水系统均为水泵与主机一对一的一次泵定流量系统。冷冻水/冷却水/供暖水系统均采用二管制异程式系统。冷冻水供回水温度为7℃/12℃;冷却水供回水温度为32℃/37℃;供热系统供回水温度为45℃/40℃。

2.3热回收系统设计

为了降低能耗，酒店建筑一般需要设计空调热回收系统，利用回收其冷水机组的冷凝热来获得免费的生活热水，而广东地区明确规定采用集中空调系统的大面积酒店建筑应当配套设计和建设空调废热回收利用装置［1］。本工程空调热回收系统分别由1台制冷量为60RT(211kW)的热回收型螺杆式冷水机组和1台制冷量为120RT(422kW)的热回收型螺杆式冷水机组、2台热回收循环水泵以及2个梯级蓄热水罐组成。空调热回收热水系统主要为该工程的客房区及厨房区提供生活热水，同时综合考虑了热水管网的回水加热循环。空调热回收系统的设计热水供/回水温度为60℃/35℃。如图2、图3所示分别为冷凝热回收系统流程图(空调主机侧)及冷凝热回收系统流程图(水专业侧)。

3系统节能性分析

3.1冷源系统节能分析该空调系统的冷源具有大小主机搭配、并且与风冷热泵机组互为备用，基本可以满足该项目的各种不同运行工况，同时有效避免了冷源容量配置过大，可降低初投资成本，其运行也比较节能。

3.2空调水系统节能分析空调水系统根据项目特点设计为分区两管制系统，实现客房区及餐厅区不同时段冷热负荷需求，在满足实际需求的同时运行更加节能。冷冻水泵、冷却水泵及热水泵与主机采用一对一的连接方式，以达到合理的流量分配及稳定的运行效果，同时采用定流量系统运行，减少了系统控制的复杂性，运行更加可靠，但是系统节能性相对变流量系统会差一些。

3.3热回收系统节能分析

3.3.1热回收的基本原理本工程的空调热回收系统采用了回收冷水机组的'冷凝热。冷水机组冷凝热回收系统就是把制冷循环中制冷工质冷凝放热过程释放的热量利用来制备生活热水。所示为冷水机组排气热回收系统原理图。由文献［2］及相关厂家的实际测试数据可知，标准测试条件下(热水供回水温度一般为55℃/30℃)冷水机组的显热回收量约为制冷量的12.5%～15%范围内，很多时候可按照15%计算。当热水的供回水工况与测试工况不一致时则需根据实际情况分析，具体方法可按照文献的分析方法计算得出总热回收量。

3.3.2热回收系统设计分析由于传统热回收系统存在一系列的问题，故本文在文献的热回收系统基础上进行了以下几点的优化设计。

(1)为了减少热水罐的蓄水时间以及为了避免进水温度对主机性能系数产生较大的影响，设计工况下的进出水温度为35℃/60℃，温差25℃。

(2)蓄热水罐采用立式水罐，更好的实现了水温分层作用及热水的梯级利用。

(3)本工程的热回收系统考虑了热水管网的回水加热循环，更加充分地利用了冷水机组的冷凝热，更加节能。

(4)控制方面，在热回收系统的回水管上设置温度传感器，当回水温度超过58℃时，输出信号关闭热回收水泵，同时在用水点最远段的回水管上设置温度传感器，当回水温度低于55℃时，输出信号开启水专业的回水循环水泵。按照一台120RT(422kW)的热回收机组来分析，由文献］的计算方法可得，该热回收机组的显热回收量为63.3kW，热回收水流量为2.47m3/h，从而根据此水流量及25℃的设计供回水温差即可求出总热回收量为71.8kW，热回收系统设计的总热回收量为制冷量的17%左右。由此可知，供回水温差越大，同等制冷量的情况下的热回收量就越大，但相应的对冷水机组的性能系数影响也就越大。由以上分析可知，热回收系统的实际供回水工况是一直在不断变化的，其热回收量也是一个变数，严格来说分析一个工况范围内的热回收量才更有参考价值，这部分还有待于下一步做更详细的分析计算。

4总结

冷热源系统是中央空调系统的核心部分，其能耗情况的关注应当放在首要地位，在实际工程的设计中应该着重优化设计。在酒店类型的建筑中，因有稳定的热水需求量，其中央空调系统中冷水主机侧的热回收设计是硬性要求，也是重要的节能手段，必须重视和落实。

篇8：变风量空调系统设计分析论文

任何事物都是与周围环境相互影响的，变风量空调系统的设计也必须综合考虑建筑物的实际情况以及周围环境的影响因素。这样才能将空调系统的设计与所处的环境结合起来，真正实现空调系统适用、实用的效果。同时在设计的过程中还要坚持节能的原则，充分利用各种有利的环境因素。在当前社会，变风量空调系统已经成为建筑物的一个基本组成部分，因此空调系统的设计不能只考虑空调本身的运行，还要根据所依托的建筑物进行可行性分析。我国的相关政策和规范也对变风量空调系统在环境保护方面做出了相关规定，要求变风量空调系统的设计必须满足建筑物所处环境的长期、变化的情况。在气候、温度变化较大的地区，或者其他工艺性变风量空调设计比较特殊的项目，变风量空调系统在设计时要做细致深入的工况分析，以确保空调系统能够正常运行。具体来说，在变风量空调系统的设计过程中，应严格参考以下几方面的因素：①在进行设计前，要实际考察建筑物的位置，及周围建筑物及其供热、供水尤其是空调系统的具体情况，并结合当地的气候、地形等客观因素，同时还要考虑到风力、日照等自然因素，综合分析这些因素，才能做好变风量空调系统的设计，如供热入口的设计，入口及大门的朝向设计等；②设计时还要认真了解建筑物的使用性质、类型，估算出使用空调的'人员数量、使用时间等，如居民建筑夜晚及节假日使用较多，而写字楼等建筑则工作日白天使用较多。综合分析这些因素，才能设计出空调系统的负荷，确保使用无碍；③设计时还要考虑建筑物的楼层及高度，对于高层建筑，在设计时还要遵守国家规定的高层建筑防火规范。

篇9：变风量空调系统设计分析论文

3.1新风量控制难题

变风量调系统设计面临的最大的难题之一就是对新风量的控制。由于空调系统在使用过程中，不同使用区域对新风量的需求量也不相同。新风量还是一个变化的数值，有时空调系统的总风量能够达到要求，但是分配到各个区域的却不一定能满足其需求。当前变风量空调系统在设计新风量的控制时主要有两种方式：①设置二氧化碳探测器，根据二氧化碳的浓度变化确定新风量；②设置VAV（或CAV）box，定时输送一定的新风量。

3.2空气净化难题

现在的空调一般都有空气过滤的功能，变风量空调系统自然也不例外。但是一些小型的空调主要采用尼龙锦凸网来过滤空气，很难起到空气净化的效果，有时甚至会造成二次污染。变风量空调系统是一种全空气运行系统，并且采用了初、中效两级过滤甚至三级过滤，能够有效净化空气。但是设定一个合适的过滤效率是空调系统设计的一个难题，还需研究解决。

3.3在推广使用中遇到的问题

变风量空调系统虽然具有众多优点，但是由于配件很多需要进口，价格昂贵，使用户较难接受。例如，变风量末端装置（VAVbox）、直接数字式控制器（DDC）、变频器等主要配件目前全部需要进口，经济压力较大。因此必须加强变风量空调系统的科技研发，配件国产化是推进变风量空调系统普及的关键。同时变风量空调系统的从业人员素质也亟需提高，以在施工、调试、管理方面实现有序、高效。总而言之，技术问题是最大的难题，国家和相关单位应加大投入，推进变风量空调系统的研发和普及。

4结束语

随着科技的发展，人们对生活得舒适度要求也越来越高，同时环保节能的意识也在加强，因此变风量空调系统有其出现和使用的必然性。但是变风量空调系统的设计还有很多问题亟待解决，希望国家和相关工作人员能够积极探索，吸收国外的先进经验，利用科学的设计方法和设计模式，完善和提高变风量空调系统的设计。

参考文献：

[1]曹艳鹏,冀兆良.几种控制方式在空调系统运行节能中的应用[J].制冷,,(1):46-50.

[2]曾艺,龙惟定.变风量空调系统的新风[J].暖通空调,,(6):35-38.

[3]邱少陵,李哲,沈国民.变风量空调系统中的控制技术[J].鄂州大学学报,,(3):3-9.

篇10：变风量空调系统设计分析论文

1.1分析空调系统所处环境

变风量空调系统是一个复杂的系统，是基于专业知识技术上的一种先进的科学技术产物。因此在变风量空调系统的设计过程中，要认真分析空调系统所处的具体环境，结合考虑实际情况的影响因素，利用先进的技术手段进行分析、控制和管理。

1.2控制模式

变风量空调系统作为一种先进的空调系统，仍然具有一般空调系统必备的结构模式，如空气处理机（即空调箱）、消音器、送回风机等。变风量空调系统将其先进的科学技术应用于空调系统的设计模式和处理过程。当前比较常见的变风量空调系统的数字化控制过程和组成模式是利用无关性单风道来进行的。在这个技术出现之前，变风量空调系统大多采用变温度变静压方式来控制，这种控制技术存在多种技能缺陷，因此逐渐被先进的控制模式取代。

1.3送风系统

变风量空调系统的送风系统一般设置有三级消音，即空调箱带消音段、送风总管设消音器、变风量箱出口设消音静压箱。送风口散流器一般采用条缝散流器和方形散流器。为了保证房间内的压力正常，减小回风管内压力的变化，回风口一般采用吊顶回风，条形或格栅式风口。

篇11：多台电机同时控制的电控系统设计的论文

多台电机同时控制的电控系统设计的论文

摘要：变频器加变频电机这种调速方式，以低廉的价格和稳定的性能，很快的在自动化设备制造和设备改造中应用。PLC的功能强大、使用容易、可靠性高，常用于控制系统中。本文主要介绍一个变频器控制两个变频电机，实现超宽速度调节的一种方法及电控设计。

关键词：调速；变频器；离合器PLC

随着自动控制理论，工业网络技术，计算机技术和通信技术的发展，在实际的工业生产过程中，单台电机的控制已经不能满足实际的需求，越来越多的生产设备需要多台电机同时控制，所以多电机的控制问题已经成为控制行业发展研究的一个重要内容。

1背景介绍

近年来，随着工业发展对各种机械性能，电控要求和产品质量越来越高，单台电机的控制已经不能满足工艺参数的要求。本文遇到的问题为：一个移动平台有快速运动和慢速运动两种模式，两种速度的跨度非常大。慢速工位要求0.1 mm/min至5mm/min,快速工位要求200 mm/min至700 mm/min.经研究一台电机是不能满足该工况需求。同时面临两台电机又怎样控制一个输出，是否能用一台变频器控制两台电机。

2机械系统设计

2.1机械机构组成

系统由机械部分和电气部分组成。其中机械系统由两台同型号同功率电机，两个不同型号的摆线针减速器，两个磁粉离合器，两个联轴器、一套丝杠和导向滑轨组成。其结构见图1.

2.2机械机构原理

由于两种工位不会同时工作，本系统最终选择一个变频器控制两台电机，实现两种工作状态。

快速工况：快速慢速转换开关切换到快速位，快速位磁粉离合器工作，连接输出轴，按动正转或者反转按钮，快速电机工作，调节调速旋钮，实现快速工况速度调节。按动停止按钮，电机停止工作。

慢速工况：快速慢速转换开关切换到慢速位，慢速位磁粉离合器工作，连接输出轴，按动正转或者反转按钮，慢速电机工作，调节调速旋钮，实现慢速工况速度调节。按动停止按钮，电机停止工作。

3系统电控系统设计

3.1系统电气控制原理

根据机械工作原理，其电控的基本原理见图2.

从图2可以看出，如果采用传统的接线，会产生大量的工作量，线路也容易出现问题，不便于后期的系统维护。PLC的出现，以可靠的性能，较强的抗干扰能力，扩充方便，组合灵活等特点慢慢的`替代着传统的控制电路。系统电控系统由PLC,按钮，指示灯，接触器，变频器组成。

3.2 PLC系统电控设计

一台变频器控制两台同型号电机。PLC和变频器通过RS485接口进行通信，通过接触器的切换将变频器的输出分配到快慢电机。再通过输入到PLC模拟量接口的电压变化实现两台电机的快慢速调节。其PLC接线见图3.

4应用效果与结论

根据现场使用情况，该方法已经解决宽范围调速的问题。通过使用PLC让本来庞大的配电柜变得小巧而整齐，后期的维护和检修也变得更加容易。但是快速和慢速切换的时候需要将电机停止后才能切换到另外一种工况。通过后期对控制系统的改进与提升可以不需停止的实现0.1 mm/min至700 mm/min的宽范围调速。

参考文献：

[1]王晓芳，变频器同步控制解决方案[J],科技创新与应用，（30）。

[2]朱秀斌。基于PLC控制的机械电气传动同步控制器研发设计[J].煤炭技术。 （06）。

[3]黄晓红，金一兵，黎绍发。 PLC在电梯变频控制系统中的应用[J].机电工程技术。 （01）。

[4]魏召刚。工业变频器原理及应用[M].电子工业出版社，.

篇12：基于冗余PLC的井下排水自动控制系统的设计的论文

摘 要：本文针对目前井下排水系统的故障出现在PLC硬件或者外围线路上的问题，提出了一种基于冗余PLC的井下排水自动控制系统的设计方案，介绍了系统的硬件设计和软件设计。实际应用表明，设计方案提高了井下排水自动控制系统的安全性、可靠性，具有显著的实际意义。

关键词：自动控制 冗余PLC 自动控制系统

随着国家煤矿工业的发展,井下排水系统作为矿山的六大系统之一，承担着排除井下积水的重要任务。井下排水自动控制系统的技术性能，直接影响着煤矿生产的安全运行。在传统的井下排水控制系统中，一般采用继电器或者PLC控制的方法，不具有冗余控制的功能，一旦PLC发生故障或者外围硬件出现问题，严重影响整个煤矿企业的安全性能。因此，本文设计了冗余型井下自动排水系统，实现了冗余控制，有效地保证系统的稳定性。

1 系统总体设计结构

篇13：基于冗余PLC的井下排水自动控制系统的设计的论文

该系统采用S7-400H冗余系统PLC，一套PLC系统正常运行，另一套PLC系统同步运行。当其中一套PLC出现故障时，同步地切换到另一套PLC系统，实现了PLC系统切换的快速性，保证了硬件和软件的冗余，提高系统的安全运行效率。整个冗余系统采用工业以太网通讯，将水泵机组子模块ET200中的检测信号(电动阀门、水泵运行状态、电机电压、电流、温度、流量、液位等)通过以太网传输到冗余控制箱，在井下通过显示操作台控制和监控排水系统的工作状况，可通过光纤网络将数据传输到地面的调度室上位机，实现排水系统的远程控制功能。

2 系统硬件设计

篇14：基于冗余PLC的井下排水自动控制系统的设计的论文

图2 硬件系统结构

排水自动控制系统硬件部分由冗余PLC、触摸屏、上位机、交换机、检测传感器等组成。其中冗余系统的I/O输入量：水泵工作方式、启停信号、控制方式、主副真空泵的选择、真空泵的启停、急停、复位、液位开关、排水闸阀、电磁阀的到位信号等;I/O输出量：水泵的启动停止信号、故障指示、水泵运行指示、水位超限指示、排水闸阀和电磁阀开关控制信号等;模拟量输入信号：出水口正压力、水泵吸水口负压力、电机电压、电流、水泵轴温、电机轴温、管路流量、水位等。触摸屏采用西门子公司生产的MP277，通过以太网与冗余S7-400通讯，当一套PLC系统发生故障时，触摸屏自动切换到另一套PLC系统，保证与触摸屏的正常通讯。

3 系统软件设计

冗余PLC的排水系统软件程序有冗余切换子程序、避峰就谷子程序、模拟量采集子程序、水泵启停子程序和故障检测子程序组成。冗余切换程序完成对PLC通讯系统的检测，当主PLC发生故障，程序自动切换到备用系统;避峰就谷子程序根据用电部门提供的'不同时间段的电价和数字液位开关的信号自动控制水泵的启停数量;模拟量采集完成对电机参数、水泵进水出水压力、液位、温度等的检测;故障检测程序完成对电机温度、水位报警等的检测;水泵的自动启停有水仓的液位完成，控制流程如图3所示。

图3 水泵自动控制流程

排水泵房控制系统上位机监控软件采用组态王6.55软件进行开发，电机参数、水泵的启停状态、通讯状态、压力、流量、液位等数据，展现在上位机上，实现井下排水系统的远程控制。排水自动化集控系统监控画面如图4所示。

图4 排水自动化集控系统监控画面

4 结语

基于冗余PLC 的井下排水自动控制系统采用完善的硬件和软件思想实现了电机参数、压力、温度、液位、水泵启停状态、工作方式等功能，完全满足煤矿安全生产的要求。实际应用表明，设计的排水自动控制系统安全可靠，故障处理容易，维护简单，大大提高了排水系统的安全性、可靠性，完善了排水系统的控制功能，具有一定的实际意义。

参考文献：

[1]王华东,李世光,高正中.基于 PLC 和 WinCC 的井下泵房监控系统[J].工矿自动化，(6):51-52.

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[3]谢苗苗,李华龙.基于LPC2292的煤矿井下排水分站设计[J].煤矿机械,(5): 227-228.

[4]谭国俊,韩耀飞,熊树.基于PLC的中央泵房自动化设计[J].工矿自动化，(2):48-50.

篇15：工程机械空调制冷的设计要点论文

工程机械空调制冷的设计要点论文

【摘要】工程机械在实际运行中，工作环境相对恶劣，加上露天作业带来的长时间的太阳辐射以及设备本身散发的热量，对于空调智能系统的影响巨大。在这种情况下，需要从实际情况出发，做好空调制冷系统的设计工作。本文对工程机械空调制冷系统的设计要点进行了简要分析。

【关键词】工程机械;空调制冷系统;设计要点

1前言

科学技术的飞速发展，使得越来越多的工程机械得到了普及和应用，不仅极大的减轻了人工作业的负担，而且提高了作业效率，保证了作业的质量和安全。为了给工程机械操作人员提供一个良好的作业环境，需要在设置相应的空调制冷系统，确保工程机械的稳定安全运行。

2输入条件确认

在针对空调制制冷系统进行设计前，需要首先对系统的输入条件进行明确，具体来讲，一是主机的工况，要求确定压缩机以及发动机胶带轮的尺寸、额定转速等参数，依照主机使用工况的环境条件，对空调配置所必须匹配的工况进行合理定位;二是驾驶室环境，空调制冷系统的运行效果受驾驶室中温度、湿度、空气洁净度以及流动速度等因素的影响较大，而这些因素主要是由驾驶室容积、密封性、风道结构以及玻璃面积等决定的。

3系统制冷量计算

现阶段，多数空调设备的生产厂家在对空调制冷系统的制冷量进行计算时，采用都是如下方法:Q=1．05×η(QS+QG+QP)/0．7在公式中，QS表示太阳辐射热量，QG表示玻璃渗入热量，QP表示驾驶员在作业过程中本身散发的热量，η则表示热量损失修正系数。其中，前两者可以根据具体的计算公式进行计算，QP可以参考相应的行业标准，设置估算值850W，考虑密封不严导致的热量损失问题，可以依照相应的标准，运用热量损失修正系数η进行修正［1］。

4核心构件选择

4．1压缩机

对于空调制冷系统而言，压缩机可以说是心脏，可以对制冷剂蒸汽进行压缩和输送。根据结构和性能的差异，可以将压缩机分为两种不同的'类型，一是定排量压缩机，设备每一转的排气量在很小的范围内波动，认为其基本固定，随着发送机转速的提升，排气频率也会成比例提高，不过不能根据实际制冷需求来进行输出功率的自动改变。从实际应用的角度分析，定排量压缩机连续高转速一般会被控制在2200－2500r/min，间歇性高转速则相对较高，通常在2800r/min左右。二是变排量压缩机，这种设备能够根据压缩机吸气腔的压力，进行输出功率的自动调节，根据吸气腔压力的变化，每一转的排气量都可能会有所不同。事实上，变排量压缩机也具备定排量压缩机的性质，在运行过程中，活塞从定行程到变行程的临界转速多为2200r/min。考虑到工程机械的特殊需求，部分压缩机的输出转速可能达到3000－4000r/min，若选择定排量压缩机，需要配套设置相应的蒸发器和冷凝器等设备，在主机空间有限的情况下，容易出现蒸发器结霜的问题，继而引发电磁离合器的频繁起跳;而若选择变排量压缩机，则需要考虑成本问题。在对压缩机进行安装时，必须合理选择安装位置，确保安装支架的刚度和精度足够，避免由于振动导致的支架变形问题，保证压缩机的正常使用。在安装完成后，需要确保压缩机与发动机胶带轮共面，同时确保压缩机胶带可以根据实际情况进行松紧度的调节［2］。

4．2蒸发器

蒸发器能够通过制冷剂，对空气中的热量进行吸收，从而降低周边环境的温度。在工程机械空调制冷系统中，蒸发器根据结构类型划分，包括管带式、管片式、层叠式以及平行流式，不同的结构类型适用于不同的主机工况，需要技术人员根据实际情况进行选择和使用。而在一般情况下，蒸发器的安装必须能够保证驾驶室内部的热风能够顺畅的回流到蒸发器芯体中，保证良好的制冷效果。

4．3冷凝器

冷凝器的主要作用，是通过向车外散发热量的方式，将压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽冷凝成高压液体。在工程机械中，冷凝器的尺寸规格应该参考热负荷计算的相关数据，考虑外界环境因素对制冷效果的影响。在对冷凝器进行安装时，可以采用的方法有几种，一是将冷凝器与发动机的水散热器进行串联，换言之，就是在水散热器的前迎风面安装冷凝器，结构布局简单，检修维护方便，同时也不需要引出单独的风机，不过缺点也十分明显，即冷凝器排放的热风会经过发动机的水散热器，应该其散热效果;二是自带风机安装，包括吹风式和吸风式两种类型，后者的散热效果更好，在安装时应该采用立式放置，对于空间有一定的要求;三是将冷凝且平放或者倾斜放置，不过这种安装方式常见于汽车行业，在工程机械中并不适用。考虑工程机械本身结构的限制，从美观性和实用性出发，一般情况下都会将冷凝器设置为内部悬挂式。而在对冷凝器进行固定时，必须保证吸风与排风区具备足够数量的散热孔，保证空气的正常流通。在条件允许的情况下，可以将冷凝器设置在工程机械的外部，加盖罩体，一方面可以保证美观，确保冷凝器与工程机械外观的相互融合，另一方面也可以对冷凝器进行保护，避免太阳辐射、外部环境等因素的影响，在满足实际工作要求的同时，也不会形成与其他散热部件的相互干涉［3］。

5驾驶室布置

在对工程机械的空调制冷系统进行设计时，驾驶室的布置是非常关键的环节，无论是其密封性、隔热性还是出风口位置的合理性和出风的通畅性，又或者蒸发器芯体回风的流畅性，都会影响系统的制冷效果。通常来讲，在对驾驶室进行布置时，需要保证布线孔洞的大小合适，同时利用橡胶、海绵等对底板周边的缝隙进行填充，对驾驶室的密封性进行改善，也可以安装双层隔热玻璃、设置遮阳窗帘，或者在内饰内侧填充隔热材料，对驾驶室的隔热性能进行改善。必须确保出风口设计合理，减少出风阻力。

6结语

在工程机械空调制冷系统设计完成后，需要做好全面细致的检查工作，确保设计方案合理可行，同时在实验室环境下进行验证，分析其是否能够满足工程机械的实际应用需求。应该注意的是，实验室中的各种参数仅为理论数值，在验证时应该留出足够的裕量，确保在实际应用中，空调制冷系统同样能够达到设计的要求，提升系统的制冷效果。

参考文献:

［1］赵剑领．工程机械空调制冷系统设计要点［J］．房地产导刊，2015(1):44～45．

［2］赵夫建．在LGB53B型装载机上加装空调制冷系统［J］．工程机械与维修，2014(10):143～144．

［3］许凯．空调制冷技术在机械工程中的应用分析［J］．赤子:上中旬，2015(10):249.