中央空调机组DDC电气控制系统[五篇]

第一篇：中央空调机组DDC电气控制系统

空调DDC控制系统

自动化系统是智能建筑的一个重要组成部分。楼宇自动化系统的功能就是对大厦内的各种机电设施，包括中央空调、给排水、变配电、照明、电梯、消防、安全防范等进行全面的计算机监控管理。其中,中央空调的能耗占整个建筑能耗的50%以上，是楼宇自动化系统节能的重点[1]。由于中央空调系统十分庞大，反应速度较慢、滞后现象较为严重，现阶段中央空调监控系统几乎都采用传统的控制技术，对于工况及环境变化的适应性差，控制惯性较大，节能效果不理想。传统控制技术存在的问题主要是难以解决各种不确定性因素对空调系统温湿度影响及控制品质不够理想。而智能控制特别适用于对那些具有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性、不存在已知算法和变动性大的系统的控制。“绿色建筑”主要强调的是:环保、节能、资源和材料的有效利用，特别是对空气的温度、湿度、通风以及洁净度的要求，因此，空调系统的应用越来越广泛。空调控制系统涉及面广，而要实现的任务比较复杂，需要有冷、热源的支持。空调机组内有大功率的风机，但它的能耗很大。在满足用户对空气环境要求的前提下，只有采用先进的控制策略对空调系统进行控制，才能达到节约能源和降低运行费用的目的。以下将从控制策略角度对与监控系统相关的问题作简要讨论。2 空调系统的基本结构及工作原理

空调系统结构组成一般包括以下几部分[2] [3]:(1)新风部分

空调系统在运行过程中必须采集部分室外的新鲜空气(即新风)，这部分新风必须满足室内工作人员所需要的最小新鲜空气量，因此空调系统的新风取入量决定于空调系统的服务用途和卫生要求。新风的导入口一般设在周围不受污染影响的地方。这些新风的导入口和空调系统的新风管道以及新风的滤尘装置(新风空气过滤器)、新风预热器(又称为空调系统的一次加热器)共同组成了空调系统的新风系统。

(2)空气的净化部分

空调系统根据其用途不同，对空气的净化处理方式也不同。因此，在空调净化系统中有设置一级初效空气过滤器的简单净化系统，也有设置一级初效空气过滤器和一级中效空气过滤器的一般净化系统，另外还有设置一级初效空气过滤器，一级中效空气过滤器和一级高效空气过滤器的三级过滤装置的高净化系统。

(3)空气的热、湿处理部分

对空气进行加热、加湿和降温、去湿，将有关的处理过程组合在一起，称为空调系统的热、湿处理部分。在对空气进行热、湿处理过程中，采用表面式空气换热器(在表面式换热器内通过热水或水蒸气的称为表面式空气加热器，简称为空气的汽水加热器)。设置在系统的新风入口，一次回风之前的空气加热器称为空气的一次加热器;设置在降温去湿之后的空气加热器，称为空气的二次加热器;设置在空调房间送风口之前的空气加热器，称为空气的三次加热器。三次空气加热器主要起调节空调房间内温度的作用，常用的热媒为热水或电加热。

在表面式换热器内通过低温冷水或制冷剂的称为水冷式表面冷却器或直接蒸发式表面冷却器，也有采用喷淋冷水或热水的喷水室，此外也有采用直接喷水蒸汽的处理方法来实现空气的热、湿处理过程。

(4)空气的输送和分配、控制部分

空调系统中的风机和送、回风管道称为空气的输送部分。风管中的调节风阀、蝶阀、防火阀、启动阀及风口等称为空气的分配、控制部分。根据空调系统中空气阻力的不同，设置风机的数量也不同，如果空调系统中设置一台风机，该风机既起送风作用，又起回风作用的称为单风机系统;如果空调系统中设置两台风机，一台为送风机，另一台为回风机，则称为双风机系统。

(5)空调系统的冷、热源

空调系统中所使用的冷源一般分为天然冷源和人工冷源。天然冷源一般指地下深井水，人工冷源一般是指利用人工制冷方式来获得的，它包括蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷以及蒸汽喷射式制冷等多种形式。现代化的大型建筑中通常都采用集中式空调系统, 这种形式的结构示意图如图1所示。

图1 空调系统结构示意图

其工作原理是当环境温度过高时，空调系统通过循环方式把室内的热量带走，以使室内温度维持于一定值。当循环空气通过风机盘管时，高温空气经过冷却盘管的铝金属先进行热交换，盘管的铝片吸收了空气中的热量，使空气温度降低，然后再将冷冻后的循环空气送入室内。冷却盘管的冷冻水由冷却机提供，冷却机由压缩机、冷凝器和蒸发器组成。压缩机把制冷剂压缩，经压缩的制冷剂进入冷凝器，被冷却水冷却后，变成液体，析出的热量由冷却水带走，并在冷却塔里排入大气。液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器进行蒸发吸热，使冷冻水降温，然后冷冻水进入水冷风机盘管吸收空气中的热量，如此周而复始，循环不断，把室内热量带走。当环境温度过低时，需要以热水进入风机盘管，和上述原理一样，空气加热后送入室内。空气经过冷却后，有水分析出，空气相对湿度减少，变的干燥，所以需增加湿度，这就要加装加湿器，进行喷水或喷蒸汽，对空气进行加湿处理，用这样的湿空气去补充室内水汽量的不足。中央空调自动控制系统

3.1 中央空调自动控制的内容与被控参数

中央空调系统由空气加热、冷却、加湿、去湿、空气净化、风量调节设备以及空调用冷、热源等设备组成。这些设备的容量是设计容量，但在日常运行中的实际负荷在大部分时间里是部分负荷，不会达到设计容量。所以，为了舒适和节能，必须对上述设备进行实时控制，使其实际输出量与实际负荷相适应。目前，对其容量控制已实现不同程度的自动化，其内容也日渐丰富。被控参数主要有空气的温度、湿度、压力(压差)以及空气清新度、气流方向等，在冷、热源方面主要是冷、热水温度，蒸汽压力。有时还需要测量、控制供回水干管的压力差，测量供回水温度以及回水流量等。在对这些参数进行控制的同时，还要对主要参数进行指示、记录、打印，并监测各机电设备的运行状态及事故状态、报警。

中央空调设备主要具有以下自控系统:风机盘管控制系统、新风机组控制系统、空调机组控制系统、冷冻站控制系统、热交换站控制系统以及有关给排水控制系统等。

3.2 中央空调自动控制的功能(1)创造舒适宜人的生活与工作环境

·对室内空气的温度、相对湿度、清新度等加以自动控制，保持空气的最佳品质;·具有防噪音措施(采用低噪音机器设备);·可以在建筑物自动化系统中开放背景轻音乐等。

通过中央空调自动控制系统，能够使人们生活、工作在这种环境中，心情舒畅，从而能大大提高工作效率。而对工艺性空调而言，可提供生产工艺所需的空气的温度、湿度、洁净度的条件，从而保证产品的质量。

(2)节约能源

在建筑物的电器设备中，中央空调的能耗是最大的，因此需要对这类电器设备进行节能控制。中央空调采用自动控制系统后，能够大大节约能源。

(3)创造了安全可靠的生产条件

自动监测与安全系统，使中央空调系统能够正常工作，在发现故障时能及时报警并进行事故处理。

3.3 中央空调自动控制系统的基本组成

图2[4]为一室温的自动控制系统。它是由恒温室、热水加热器、传感器、调节器、执行器机构和(调节阀)调节机构组成。其中恒温室和热水加热器组成调节对象(简称对象)，所谓调节对象是指被调参数按照给定的规律变化的房间、设备、器械、容器等。图2所示的室温自动调节系统也可以用图3所示的方块图来表示。室温就是室内要求的温度参数，在自动调节系统中称为被调参数(或被调量)，用θa表示。在室温调节系统中，被调参数就是对象的输出信号。被调参数规定的数值称为给定值(或设定值)，用θg表示。室外温度的变化，室内热源的变化，加热器送风温度的变化，以及热水温度的变化等，都会使室内温度发生变化，从而室内温度的实际值与给定值之间产生偏差。这些引起室内温度偏

差的外界因素，在调节系统中称为干扰(或称为扰动)，用f表示。在该系统中，导致室温变化的另一个因素是加热器内热水流量的变化，这一变化往往是热水温度或热水流量的变化引起的，热水流量的变化是由于控制系统的执行机构—调节阀的开度变化所引起的，是自动调节系统用于补偿干扰的作用使被调量保持在给定值上的调节参数，或称调节量q。调节量q和干扰f对对象的作用方向是相反的。

图2 室温自动调节系统示意图

图3 室温自动调节系统的方块图 4 中央空调系统控制中存在的问题 4.1 被控对象的特点

空调系统中的控制对象多属热工对象，从控制角度分析，具有以下特点[3]:(1)多干扰性

例如，通过窗户进来的太阳辐射热是时间的函数，受气象条件的影响;室外空气温度通过围护结构对室温产生影响;通过门、窗、建筑缝隙侵入的室外空气对室温产生影响;为了换气(或保持室内一定正压)所采用的新风，其温度变化对室温有直接影响。此外，电加热器(空气加热器)电源电压的波动以及热水加热器热水压力、温度、蒸汽压力的波动等，都将影响室温。

如此多的干扰，使空调负荷在较大范围内变化，而它们进入系统的位置、形式、幅值大小和频繁程度等，均随建筑的构造(建筑热工性能)、用途的不同而异，更与空调技术本身有关。在设计空调系统时应考虑到尽量减少干扰或采

取抗干扰措施。因此，可以说空调工程是建立在建筑热工、空调技术和自控技术基础上的一种综合工程技术。

(2)多工况性

空调技术中对空气的处理过程具有很强的季节性。一年中，至少要分为冬季、过渡季和夏季。近年来，由于集散型系统在空调系统中的应用，为多工况的空调应用创造了良好的条件。由于空调运行制度的多样化，使运行管理和自动控制设备趋于复杂。因此，要求操作人员必须严格按照包括节能技术措施在内的设计要求进行操作和维护，不得随意改变运行程序和拆改系统中的设备。

(3)温、湿度相关性

描述空气状态的两个主要参数为温度和湿度，它们并不是完全独立的两个变量。当相对湿度发生变化时会引起加湿(或减湿)动作，其结果将引起室温波动;而室温变化时，使室内空气中水蒸气的饱和压力变化，在绝对含湿量不变的情况下，就直接改变了相对湿度(温度增高相对湿度减少，温度降低相对湿度增加)。这种相对关联着的参数称为相关参数。显然，在对温、湿度都有要求的空调系统中，组成自控系统时应充分注意这一特性。

4.2 控制中存在的主要问题

目前中央空调系统主要采用的控制方式是PID控制，即采用测温元件(温感器)＋PID温度调节器＋电动二通调节阀的PID调节方式。夏季调节表冷器冷水管上的电动调节阀，冬季调节加热器热水管上的电动调节阀，由调节阀的开度大小实现冷(热)水量的调节，达到温度控制的目的。为方便管理，简化控制过程，把温度传感器设于空调机组的总回风管道中，由于回风温度与室温有所差别，其回风控制的温度设定值，在夏季应比要求的室温高(0.5～1.0)℃，在冬季应比要求的室温低(0.5～1.0)℃。

PID调节的实质就是根据输入的偏差值，按比例、积分、微分的函数关系进行运算，将其运算结果用于控制输出。现场监控站监测空调机组的工作状态对象有:过滤器阻塞(压力差)，过滤器阻塞时报警，以了解过滤器是否需要更换;调节冷热水阀门的开度，以达到调节室内温度的目的;送风机与回风机启/停;调节新风、回风与排风阀的开度，改变新风、回风比例，在保证卫生度要求下降低能耗，以节约运行费用;检测回风机和送风机两侧的压差，以便得知风机的工作状态;检测新风、回风与送风的温度、湿度，由于回风能近似反映被调对象的平均状态，故以回风温湿度为控制参数。根据设定的空调机组工作参数与上述监测的状态数据，现场控制站控制送、回风机的启/停，新风与回风的比例调节，盘管冷、热水的流量，以保证空调区域内空气的温度与湿度既能在设定范围内满足舒适性要求，同时也能使空调机组以较低的能量消耗方式运行。PID调节能满足对环境要求不高的一般场所，但是PID调节同样存在一些不足，如控制容易产生超调，对于工况及环境变化的适应性差，控制惯性较大，节能效果也不理想，所以对于环境要求较高或者对环境有特殊要求的场所，PID调节就无法满足要求了。

对于像中央空调系统这样的大型复杂过程(或对象)的控制实现，一般是按某种准则在低层把其分解为若干子系统实施控制，在上层协调各子系统之间 的性能指标，使得集成后的整个系统处于某种意义下的优化状态。在控制中存在问题主要表现在:(1)不确定性

传统控制是基于数学模型的控制，即认为控制、对象和干扰的模型是已知的或者通过辩识可以得到的。但复杂系统中的很多控制问题具有不确定性，甚至会发生突变。对于“未知”、不确定、或者知之甚少的控制问题，用传统方法难以建模，因而难以实现有效的控制。

(2)高度非线性

传统控制理论中，对于具有高度非线性的控制对象，虽然也有一些非线性方法可以利用，但总体上看，非线性理论远不如线性理论成熟，因方法过分复杂在工程上难以广泛应用，而在复杂的系统中有大量的非线性问题存在。

(3)半结构化与非结构化

传统控制理论主要采用微分方程、状态方程以及各种数学变换作为研究工具，其本质是一种数值计算方法，属定量控制范畴，要求控制问题结构化程度高，易于用定量数学方法进行描述或建模。而复杂系统中最关注的和需要支持的，有时恰恰是半结构化与非结构化问题。

(4)系统复杂性

按系统工程观点，广义的对象应包括通常意义下的操作对象和所处的环境。而复杂系统中各子系统之间关系错综复杂，各要素间高度耦合，互相制约，外部环境又极其复杂，有时甚至变化莫测。传统控制缺乏有效的解决方法。

(5)可靠性

常规的基于数学模型的控制方法倾向于是一个相互依赖的整体，尽管基于这种方法的系统经常存在鲁棒性与灵敏度之间的矛盾，但简单系统的控制可靠性问题并不突出。而对复杂系统，如果采用上述方法，则可能由于条件的改变使得整个控制系统崩溃。

归纳上述问题，复杂对象(过程)表现出如下的特性: ·系统参数的未知性、时变性、随机性和分散性;·系统时滞的未知性和时变性;·系统严重的非线性;·系统各变量间的关联性;·环境干扰的未知性、多样性和随机性。

面对上述空调系统的特性，因其属于不确定性复杂对象(或过程)的控制范畴，传统的控制方法难以对这类对象进行有效的控制，必须探索更有效的控制策略。控制策略的选取

对于复杂的不确定性系统而言，由于被控对象(过程)的特性难于用精确的数学模型描述。用传统的基于经典控制理论的PID控制和基于状态空间描述的近代控制理论方法来实现对被控对象的高动静态品质的控制是非常困难的，一般都采用黑箱法，即输入输出描述法对控制系统进行分析设计，大量引入人的能量与智慧、经验与技巧。控制器是用基于数学模型和知识系统相结合的广义模型进行设计的，也就是说对不确定性复杂系统的控制一般采用智能控制策略[5]。这类控制系统具有以下基本特点:(1)具有足够的关于人的控制策略、被控对象及环境的有关知识以及运用这些知识的“智慧”;(2)是能以知识表示的非数学广义模型和以数学描述表示的混合过程，采用开闭环控制和定性及定量控制相结合的多模态控制方式;(3)具有变结构特点，能总体自寻优，具有自适应、自组织、自学习和自协调能力;(4)具有补偿和自修复能力、判断决策能力和高度的可靠性。

智能控制策略的突出优点是充分利用人的控制性能，信息获取、传递、处理性能的研究结果和心理、生理测试数据，建立控制者—“人”环节的模型，以便与被控制对象—机器的模型相互配合，设计人机系统，为系统分析设计提供灵活性。例如，当建立被控制对象模型很困难时，可以建立控制者模型，如建立控制专家模型、设计专家控制器等;当建立控制者模型很困难时，可以建立被控制对象模型;而设计被控对象模型有困难时，又可建立“控制者—被控制对象”的联合模型，即控制论系统模型，如“人—人”控制论系统的对策论模型。由于现代传感变换检测技术和计算机硬件相关技术的发展基本上已经妥善地解决了控制系统中的硬件问题，难点在于信息的处理和信息流的控制，因此其控制目标的实现和控制功能的完成往往采用全软件方式。不同的控制策略所构造出的算法其复杂程度、鲁棒性、解耦性能等差别是很大的，在技术实现上软硬件资源成本也不同，人们期待的是成本最低的控制策略，在这方面仿人智能控制[6]策略具有其独特的优势。仿人智能控制是总结、模仿人的控制经验和行为，以产生式规则描述人在控制方面的启发与直觉推理行为，其基本特点是模仿控制专家的控制行为，控制算法是多模态的和多模态控制间的交替使用，并具有较好的解耦性能和很强的鲁棒性。从复杂系统控制工程实践的经验看，选取仿人智能控制策略还是明智之举。除了仿人智能控制策略，还有模糊控制策略、专家系统控制策略等。工程实现与监控信息平台的选择

大型复杂系统控制的工程实现中除了低层的DDC控制外，由于各子系统需要结集协调，有大量的信息需要实时处理和存储。从控制论层次考虑，无论管理信息还是控制信息，控制的本质都是对信息流的控制和信息的处理，因此信息平台的选取是至关重要的，应从系统工程角度妥善处理工程实现问题，既要使建设系统的软硬件成本最低，又要考虑系统运行维护升级换代及扩展与发展的长期效益，对系统进行优化配置，保证系统的长期可靠稳定运行。硬件固然是控制系统实现的基础，但在大型复杂系统控制中强调的应不再是硬件，如传感装置、仪器仪表、传动装置、执行机构等，应改变某些由于技术背景等原因造成的轻视软件重硬件的倾向，避免因信息平台选取不当而形成大量的自动化“孤岛”，给

企业的信息化留下隐患，使大量的宝贵信息资源沉淀、流失。目前市场上可供使用的国内外工业控制组态软件不少，但用于大型复杂系统未必都那么合适。事实上，各软件厂商在设计系统时各有侧重，实现技术与设计方案也各有自己的鲜明特点，都是为了解决自动化控制问题提供手段与方案，但解决问题的深度和广度是有较大差别的，这正是设计中有待解决的问题。结束语

由于中央空调系统在楼宇自动化系统节能中占据的特殊地位，显示出了对中央空调系统控制模式进行研究的重要意义。本文针对该系统温、湿控制问题进行了较为详细地分析，并介绍了智能控制策略的突出优点，为同类系统的设计提供了有益的帮助。

第二篇：输煤机组控制系统

目录

第1章 PLC控制系统设计 ……………………………………………………4 1.1.PLC控制系统设计的基本原则 …………………………………4 1.2.PLC机型选择 …………………………………………………… 5 第2章 输煤机组控制系统设计要求 …………………………………………7 第3章 输煤机组控制系统硬件的选择 …………………………… …………8 第4章 输煤机组系统的设计 …………………………………………………10 4.0 输煤机组控制系统设计思路………………………………………10 4.1.主电路的设计………………………… 10 4.2.PLC硬件控制电路设计 …………………………………………12 4.3.PLC控制程序设计……………………………………………… 15 4.4.梯形图程序调试…………………………………………………20 第5章 课程设计总结

…………………………………………………………21 参考文献 ………………………………………………………………………21

第1章 PLC控制系统设计

1.1 PLC控制系统设计的基本原则

任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

1.最大限度地满足被控对象的控制要求

充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。

2.保证PLC控制系统安全可靠

保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。

3.力求简单、经济、使用及维修方便

一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，2

而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。

4.适应发展的需要

由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。实际上PLC控制系统的设计，按照国外发达国家的标准：首先考虑的是系统的安全性、可靠性设计，然后才是根据控制工艺要求进行控制流程设计，然后就是编写切实可行、高效的PLC程序，这里在安全性、可靠性设计要求的前提下，编写相应的PLC程序非常重要，硬件上保证的安全性，以及软件PLC程序中的安全考虑应该同步进行。

1．2 PLC机型选择

PLC产品的种类繁多。PLC的型号不同,对应着其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等均各不相同,适用的场合也各有侧重。因此,合理选用PLC,对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。

PLC机型的选择

PLC的选择主要应从PLC 的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。选择时应主要考虑到合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可靠性的要求,机型尽量统一等因素。一 合理的结构型式

PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。

整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便,一般于较复杂的控制系统。二 安装方式的选择

PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、成本低；远程I/O式适用于大型系统,系统的装置分布范围很广,远程I/O可以分散安装在现场装置附近,连线短,但需要增设驱动器和远程I/O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制,又要相互联系的场合,可以选用小型PLC,但必须要附加通讯模块。三 相应的功能要求

一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量控制的设备都可满足。

对于以开关量控制为主,带少量模拟量控制的系统,可选用能带A/D和D/A转换单元,具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。

对于控制较复杂,要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小及复杂程度,选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。四 响应速度要求

PLC是为工业自动化设计的通用控制器,不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC,或者某些功能或信号有特殊的速度要求时,则应该慎重考虑PLC的响应速度,可选用具有高速I/O处理功能的PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。五 系统可靠性的要求

对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。六 机型尽量统一

一个企业,应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题：

1)机型统一,其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。

2)机型统一,其功能和使用方法类似,有利于技术力量的培训和技术水平的提高。3)机型统一,其外部设备通用,资源可共享,易于联网通信,配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。

第2章 输煤机组控制系统设计要求

输煤机组控制系统示意图如图所示。

磁选料器输煤方向给料器输煤方向YA(15kVA)送煤机P1破碎机M4(5kW)提升机送煤机P2煤送至卸煤仓M1(3kW)M2(3kW)M3(13kW)煤回收方向M5(75kW)回收机P2M6(3kW)

输煤机组的拖动系统由6台三相异步电动机M1～M6和一台磁选料器YA组成。SA1为手动/自动转换开关，SB1和SB2为自动开车/停车按钮，SB3为事故紧急停车按钮，SB4～SB9为6个控制按钮，手动时单机操作使用。HA为开车/停车时讯响器，提示在输煤机组附近的工作人员物煤机准备起动请注意安全。HL1～HL6为Ml～M6电动机运行指示，HL7为手动运行指示，HL8为紧急停车指示，HL9为系统运行正常指示，HL10为系统故障指示。

输煤机组控制要求：

(1)手动开车/停车功能：可对输煤机组单台设备独立调试与维护使用，任何一台单机开车/停车时都有音响提示，保证检修和调试时人身和设备安全。

(2)自动开车/停车功能：

1)正常开车 按下自动开车按钮SB1，音响提示5s后，回收电动机M6起动运行并点亮HL6指示灯；10s后，2#送煤电动机M5电动机起动运行并点亮HL5指示灯；10s后，提升电动机M4起动运行并点亮HL4指示灯；10s后，破碎电动

机M3起动运行并点亮HL3指示灯；10s后，1#送煤电动机M2起动运行并点亮HL2指示灯；10s后，给料器电动机M1和磁选料器YA起动运行并点亮HL1指示灯；10s后，点亮HL9系统正常运行指示灯，输煤机组正常运行。

2)正常停车 按下自动开车按钮SB2，音响提示5s后，给料器电动机M1和磁选料器YA停车并熄灭HL1指示灯，同时，熄灭HL9系统正常运行指示灯；10s后，1#送煤电动机M2停车并熄灭HL2指示灯；10s后，破碎电动机M3停车并熄灭HL3指示灯；10s后，提升电动机M4停车并熄灭HL4指示灯；10s后，2#送煤电动机M5电动机停车并熄灭HL5指示灯；10s后，回收电动机M6停车并熄灭HL6指示灯；输煤机组全部正常停车。

3)过载保护 输煤机组有三相异步电动机M1～M6和磁选料器YA的过载保护装置热继电器，如果电动机、磁选料器在输煤生产中，发生过载故障需立即全线停车并发出报警指示。系统故障指示灯HL10点亮，HA电铃断续报警20s，HL10一直点亮直到事故处理完毕，继续正常开车，恢复生产。

4)紧急停车 输煤机组正常生产过程中，可能会突发各种事件，因此需要设置紧急停车按钮，实现紧急停车防止事故扩大。紧急停车与正常停车不同，当按下红色蘑菇形紧急停车按钮SB3时，输煤机组立即全线停车，HA警报声持续10s停止，紧急停车指示灯HL8连续闪亮直到事故处理完毕，回复正常生产。

5)系统正常运行指示 输煤机组中，拖动电动机M1～M6和磁选料器YA按照程序全部正常起动运行后，HL9指示灯点亮。如果有一台电动机或选料器未能正常起动运行，则视为故障，系统故障指示灯HL10点亮，输煤机组停车。

第3章 输煤机组控制系统硬件的选择

PLC型号的选择

FX2n系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。由于FX2n系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力，另外FX2n系列有大量的输入和输出适合本次设计（两组输入和三组输出）和它的大内存足够编写这些程序

FX2n系列：

电机选用需要注意事项: 在选用电机时，考虑负载需要多大的起动扭距，比如像带负载起动的就比空载起动的需要扭距就大。如果是大功率大负载起动，还要考虑降压启动（或星三角启动）；至于在决定了电机极对数后和负载的转速匹配问题，则可考虑用不同直径的皮带轮来传动或用变速齿轮（齿轮箱）来匹配。如果由于决定了电机极对数后经过皮带或齿轮传动后达不到负载的功率要求，那就要考虑电机的使用功率问题了

以下为电机部分配件图片

24v的指示灯

220v的报警器

第4章 输煤机组系统的设计

4.0 输煤机组控制系统设计思路

（1）将设计要求分为6个部分： 手动控制，自动控制，正常启动，正常停车，紧急停车，过载保护

（2）分别针对六个部分设计，其中正常启动和正常停车用步进指令设计可以有效防止干扰。

（3）根据实验要求将6各部分组合，在组合过程要注意干扰的产生。（4）程序设计成功之后，开始仿真，在仿真中可以发现程序中存在的问题，不断修改程序，反复试验，直到成功。

第三篇：中央空调机组清洗工艺流程

中央空调清洗工艺流程

1。粘泥剥离剂。在膨胀水箱和冷却塔处加入粘泥剥离剂，启动循环泵，循环6到8个小时，当液体浊度趋于平衡时，将清洗液排掉，加入清水冲洗干净，使用浓度为1-1.5%，温度常温

2。除垢除锈。将冷凝器两端阀门关闭，另设一循环管路，将10%的除垢剂加入，然后进行循环，每隔20分钟检测一次PH值，保持PH1-1.5，当PH值在合适范围而清洗液气泡没有或很少时，则除垢结束，排掉清洗液，加入清水冲洗干净

3。钝化覆膜。除垢后的金属表面处于活化状态极易被腐蚀，因此除垢后必须进行钝化处理，加入钝化剂，循环约8小时后，排掉，加入清水冲洗干净。使用浓度1.5-2%，常温

4。盘管水过滤网清洗。将过滤网拆下，冲洗掉固体污垢，保证管路畅通。

5。系统过滤网清洗

6。表冷器清洗

第四篇：风力发电机电气控制系统

电气控制系统

电气控制系统的作用是确保风力机运行过程的安全性和可靠性，提高机组的运行效率和发电供电质量。离网型风力发电机组电气控制系统分为直流和交流系统。直流系统是由风力机驱动直流发电机、经过调压限流器向蓄电池充电及向电阻性负载供电。交流系统包括交流发电机、整流装置、控制器、分流卸载电阻箱、蓄电池组、逆变器和负载。它是一个由交流发电机经整流装置整流后向蓄电池充电及向电阻性负载供电，还可以在蓄电池之后连接逆变器向交流负载供电的交直流供电系统。发电机 按类型分为同步和异步发电机；励磁和永磁发电机；直流和交流发电机。按运行方式又分为内转子和外转子。现有国产离网型风力发电机多采用同步三相永磁式交流发电机，而且是直接驱动的低转速、内转子运行方式。这种发电机为永磁体转子，无励磁电流损耗，它比同容量电励磁发电机效率高、重量轻、体积小、制造工艺简便、无输电滑环，运转时安全可靠，容易实现免维护运行。它的缺点是电压调节性能差。

一种爪极无刷自励磁交流发电机，具备励磁电流自动调节功能。在为独立运行的小型风力发电机配套时，可以有效的避免因风速变化，发电机转速变化而引起的端电压波动，使发电机的电压和电流输出保持平稳。控制器功率容量几千瓦的离网型风电系统常配置简易的控制器。它包括三相全桥整流、电压限制、分流卸载电阻箱、对蓄电池充电时的充放保护和容量10kVA以下逆变电源。逆变电源输出的交流电波形分正弦波和方波，感性负载宜采用正弦波形的逆变电源。

比较完善的控制器采用：PWM斩波整流，使电气控制系统具备了AC-DC/DC-AC双向变换功能；（2）PWM升压型（Boost型）整流，弥补了永磁发电机在低风速、低转速时电压偏低的缺陷；（3）根据风力发电机的运行特性切入了最大功率跟踪技术（PTTP）；（4）向蓄电池智能充电功能；（5）通过改善输出的交流波形，大幅提高风力发电系统的运行效率和年发电量；（6）设置风速及风力机转速传感器并在风速和转速达到限定值时启动执行机构实施制动停机；（7）设置了状态显示和主参数通讯接口。功能完善的控制系统能保障风力机技术性能可靠，运行稳定安全。

离网型风力发电系统对配套控制系统的基本要求如下：

（1）整流器件的耐电压、耐电流的高限值要有充足的裕度，推荐3倍以上；

（2）向蓄电池充电的控制系统，以充电电流为主控元素，控制蓄电池的均充、浮充转换，以均充电流、浮充电压、充电时间作为控制条件，按蓄电池的充电、放电技术规范进行充、放电；

（3）向逆变器供电的控制系统应满足逆变电源所需直流电压和容量的要求；

（4）卸荷分流要兼容电压调控分流和防止风力机超转速加载两项控制；

（5）检测风力机转速、输出电压、输出电流、机组振动等状态超过限定值或允许范围时，控制系统自动给风力机加载，同时实施制动；

（6）应具备短路、直流电压“+”、“-”反接、蓄电池过放电、防雷击等安全保护功能。蓄电池组风能是随机性的能源，高峰和低谷落差甚大，且具有间歇性，极不稳定。为有效地利用风能必须配备蓄能装置。当前风力发电系统可选择的蓄能方式有：蓄电池蓄能、飞轮蓄能、提水蓄能、压缩空气蓄能、电解水制氢蓄能等几种。离网风力发电系统广泛采用蓄电池作为蓄能装置。蓄电池的作用是当风力强劲、风力机发电量大，或用电负荷少时，将电能存入蓄电池；当风力较弱，或用电负荷较大时，蓄电池中的电能向负荷供电，以补充风电的不足，保持风力发电系统持续稳定供电的运行状态。

目前，离网风力发电系统较多采用储能型（固定）铅酸蓄电池，它的单体电动势为2V，单体容量从几百安时到数千安时。电池组配套时可根据风力发电系统的要求，以串、并联接方式组合成所需要的端电压（V）和总容量（Ah）。

蓄电池经多次充放电之后，其充放电转换效率和电池容量会迅速降低，寿命即终结，继续使用已很不经济。

影响蓄电池使用寿命的因素很多，其中主要有：

（1）未按技术规范配制符合要求的电解液；

（2）未严格实行均充、浮充分阶段充电规程；

（3）蓄电池过度充电、深度放电；

（4）蓄电池在亏电状态下，久置未及时充电。

参考书目

《风力发电》中国电力出版社2003年3月 王承煦张源 主编

《风力发电机组原理与应用》机械工业出版社2011年6月 姚兴佳 宋俊编著

《风能技术》[美]Tony Burton 等著 武鑫等译科学出版社

第五篇：600MW机组协调控制系统设计解析

600MW机组协调系统控制设计

1引言

单元机组协调控制的任务是快速跟踪电网负荷的需要和保持主要运行参数的稳定。当电网负荷变动时，从汽轮机侧看，只要改变汽机调速汽门的开度，就能迅速改变进汽量，从而能立即适应负荷的需要。但锅炉即使马上调整燃料量和给水量，由于锅炉固有的惯性及迟延，不可能立即使提供给汽轮机的蒸汽量发生变化。如果汽轮机调汽门开度已改变，流入汽机的蒸汽量相应发生变化，那么此时只能利用主汽压力的改变来弥补或储蓄这个蒸汽量供需差额，此时，主汽压力将产生较大的波动。因此，提高机组负荷适应能力与保持主要参数稳定存在一定的矛盾。协调控制系统设计时将锅炉、汽轮机和发电机作为一个整体来考虑，使锅炉、汽机同时响应负荷要求，协调锅炉及其辅机与汽机的运行，以迅速、准确、稳定地响应负荷要求。

协调控制系统保证机组出力适应电网的负荷变化要求、维持机组稳定运行。具体地说就是对外保证单元机组有较快的功率响应和有一定的调频能力，对内保证主蒸汽压力偏差在允许范围内。协调控制系统是协调地控制锅炉燃料量、送风量、给水量等，以及汽机调节阀门开度，使机组既能适应电网负荷指令的要求，又能保持单元机组在额定参数下安全、经济地运行。单元机组协调控制系统可认为是一种二级递阶控制系统。处于上位级的机炉协调级，也叫作单元机组主控系统，是整个系统的核心部分。处于局部控制级的子系统包括锅炉以及汽机子控制系统。

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2.2协调控制系统控制方式

在此方式下，汽机和锅炉两侧并行地接受负荷指令。锅炉侧通过改变燃烧率来维持主汽压力，汽机侧通过改变调汽门开度来调整机组出力的大小。当汽机机前压力与设定值偏差超过一定限值时，汽机调汽门开度将受到限制。属于以锅炉跟随为基础的协调控制方案。

协调控制系统适用于定压或滑压运行，定压运行：是指无论机组负荷怎样变动，始终维持主蒸汽压力以及主蒸汽温度为额定值，通过改变汽轮机调节汽门的开度，改变机组的输出功率。有四种控制方式：（1）协调控制方式

在此方式下，汽机和锅炉两侧并行地接受负荷指令。锅炉侧通过改变燃烧率来维持主汽压力，汽机侧通过改变调汽门开度来调整机组出力的大小。当汽机机前压力与设定值偏差超过一定限值时，汽机调汽门开度将受到限制。属于以锅炉跟随为基础的协调控制方案。

（2）锅炉跟随方式

汽机主控手动，锅炉主控回路处于自动方式，通过改变锅炉燃烧率进行主汽。（3）汽机跟随方式

锅炉主控手动，汽机主控回路处于自动方式，通过改变汽机调汽门开度进行主汽压力调节。

（4）手动方式

锅炉和汽机主控回路均处于手动方式。

滑压运行 ：则是始终保持汽轮机调节汽门全开，在维持主蒸汽温度恒定的同时，通过改变主蒸汽压力改变机组的输出功率。单元机组滑压运行时有2种机炉负荷控制方式。（1）锅炉跟随控制方式。（2）协调控制方式。

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3.2机、炉主控制器

机、炉主控制器是协调控制系统的控制机构，机、炉主控制器的主要功能是根据机组的运行条件和要求，运行人员可选择协调、锅炉跟随、汽机跟随等控制方式，给出合理的控制方案提供机组全面的协调控制。

根据锅炉和汽轮机的运行条件和要求，选择合适的负荷控制方式，按照实际负荷指令N0与实发功率信号NE 的偏差和主汽压力的偏差P以及其它信号，进行控制运算，分别产生对锅炉子控制系统和汽轮机子控制系统的协调动作的指挥信号，分别称为锅炉指令(Boiler Demand)NB 和汽轮机指令(Turbine Demand)NT。

机炉主控制器的主要任务是产生各种控制策略和控制方式的切换。控制策略是前馈控制、反馈控制、非线性元件以及多变量控制理论综合的应用。机炉主控制器主要有以下两部分组成

(1)机炉正常运行情况下的负荷指令NB、NT的形成。(2)机炉的实际负荷指令NB’、NT’的形成。

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4.2 负荷速率限制及反馈

当负荷指令产生时，速率限制器将对负荷调节进行限制，如图5.2。

负荷指令P0产生以后通过速率限制器进行限制并根据限制前后信号进行比较得出负荷指令是否平衡。由sh3-5取值决定T，为0则由T1(SP0设定的速率值)决定。

速率上线由主汽压力设定＜实际压力、燃料量设定＜实际燃料量、汽包水位设定＞实际水位任一情况发生时，T为2。否者T为1，由修正参数和设定平均值相加决定。下限Sh5 是由负荷指令限制决定尤其决定T是1还是2。上限T是由主汽压力设定＜实际压力、燃料量设定＜实际燃料量、汽包水位设定＞实际水位都不发生一个T为1，任意发生一个T为2。

图4.2 负荷指令速率限制原理图

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4.4 主汽压力设定

主汽压力设定回路适用于定压和滑压二种运行方式，如图4.4所示。

SP1 手动方式时为定压运行方式，此时运行人员可以手动设定主汽压力定值。

SP1 投入自动方式后为滑压运行方式，此时将根据机组负荷指令自动调整主汽压力定值。

SP2 有二个作用，在滑压运行方式时，提供运行人员对滑压运行时的主汽压力定值进行适当的修正；而在定压运行方式时，自动跟踪定压、滑压运行主汽压力定值的差值，保证从定压运行方式无扰切到滑压运行方式。当发生 MFT、RUNBACK 或锅炉、汽机主控全部处于手动方式时，SP1 将切至手动方式，并跟踪实际主汽压力。

图4.4 主汽压力设定图

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5.6 气机主控

当汽机主控(A/M)投入自动方式时，调节回路提供二种调节方式，如图4.6。

PID1 为汽机跟随方式调节器，以主汽压力作为被调量，保持主汽压力稳定。PID2 为协调控制方式汽机调节器，此时汽机调节器保持负荷，锅炉调节器保持主汽压力；在机组负荷指令发生变化时，以负荷指令的惯性环节作为汽机调节器的前馈信号，迅速改变汽机调门的开度，以适应机组对负荷的要求；另外，在协调控制方式，如果主汽压力与设定值的偏差过大时，将通过C1、C2、T1、T2 对 PID2 进行上或下限制，避免快速响应负荷时，主汽压力过分偏离设定值。当发生 RUNBACK 时，汽机主控在一段时间内将处于保持状态，然后再调节主汽压力；当汽机 DEH 没有处于遥控方式时，汽机主控将切至手动方式，并跟踪 DEH 的负荷参考，保证手、自动无扰切换；另外，在发生主汽压力信号(机侧)坏质量、MFT或锅炉主控自动时发电机有功功率信号全部坏质量时，汽机主控也将切至手动。

图4.6 汽机主控图

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致谢

首先非常感谢老师的耐心知道和严格要求。本论文在马老师与张老师的悉心指导下圆满完成本次课设。本课题在选题及进行过程中得到马老师的悉心指导。论文行文过程中，马老师多次帮助我分析思路，开拓视角，在我遇到困难想放弃的时候给予我最大的支持和鼓励。马老师严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，将使我终生受益。再多华丽的言语也显苍白。在此，谨向马老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在这里我也感谢我的组员们的团结合作使这次课程设计圆满完成，希望我们以后有更多的合作。最后，再次对老师道一声：老师，谢谢您!

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附录

设定值给定站图

.与或非门图

模拟量输入输出图

加法减法器图

越线报警器