#PLC中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)

1、PLC中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)可行性研究報告編寫日期： 2018 年 7 月目錄一、技術領域及研發(fā)必要性分析 3技術相關 3PLC中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 3技術必要性分析 4二、內(nèi)容與可行性分析 5技術基本原理 5系統(tǒng)概述 5中央空調(diào)新風機組的控制 8送風溫度控制 9室內(nèi)溫度控制 9相對濕度控制 10技術內(nèi)容 13總體流程 13各個模塊梯形圖 19監(jiān)控系統(tǒng) 25關鍵技術及創(chuàng)新點 28三、市場需求與風險分析 28市場需求分析 28風險分析與對策 293.2.1 風險分析 29風險對策 31四、經(jīng)濟效益與社會效益 344.1 經(jīng)濟效益分析 34社會效益分析 35五、總結 36一、技術領域及研發(fā)

2、必要性分析技術相關技術名稱： PLC中央空調(diào)智能控制系統(tǒng) 持 有 人：陳君、陳梅/ 35PLC 中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著科學技術的不斷發(fā)展和進步以及人們生活水平的提高，人們在日常的 生活和勞動生產(chǎn)中對空氣環(huán)境的要求也不斷提高，特別是對空氣的溫度、濕 度、通風以及潔凈度的要求，使空調(diào)系統(tǒng)的應用越來越廣泛。空調(diào)控制系統(tǒng)涉 及面廣，要實現(xiàn)的任務復雜，它通過空調(diào)系統(tǒng)為建筑物的不同區(qū)域提供滿足不 同使用要求的環(huán)境。其次，空調(diào)控制系統(tǒng)需要有冷熱源的支持，空調(diào)機組內(nèi)有大功率的風機， 它的能耗很大。在滿足用戶對空氣環(huán)境要求的前提下，采用先進的控制策略對 空調(diào)系統(tǒng)進行控制，達到節(jié)約能漂和降低運行費用成

3、為空調(diào)控制系統(tǒng)的最終目 標。特別是近幾年來，“綠色建筑”、“環(huán)保建筑”的提出，使得對空調(diào)控制 系統(tǒng)的控制模式的研究顯得尤為重要。現(xiàn)階段的中央空調(diào)系統(tǒng)的控制幾乎仍采 用傳統(tǒng)的控制模式。傳統(tǒng)的控制模式主要存在以下幾方面的問題。1傳統(tǒng)的控制理論都是建立在以微分和積分為工具的數(shù)學模型之上的，迄 今為止，還未見直接使用自然語言知識描述系統(tǒng)和解決問題的方法。不能靈活 配置聯(lián)動控制功能；2在實際項目中，尤其在工業(yè)過程控制中，被控對象的嚴重非線性，數(shù)學 模型的不確定性，系統(tǒng)工作點變化劇烈等因素都是傳統(tǒng)控制理論無法解決的；3傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)輸入信息比較單一，而現(xiàn)代的復雜系統(tǒng)要以各種形式一視覺的、聽覺的、觸覺的以及

4、直接操作的方式，將周圍的環(huán)境信息作為系統(tǒng)輸 入，并將各種信息進行融合、分析和推理，相應地采取對策或行動。對這樣的 控制系統(tǒng)就要求有自適應、自學習和自組織的功能，因而需要新一代的控制理 論和技術支持。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會高度信息化，新的高科技技術不斷應用到 各個方面中，使得智能化已成為一種發(fā)展的必然趨勢。智能化也往往是從設備 自動化系統(tǒng)開始。本系統(tǒng)在空調(diào)自控中應用 PLC控制技術。不但用邏輯編程取/ 35 代硬連線邏輯，還增加了運算、數(shù)據(jù)傳送和處理等功能，使其真正成為一種電 子計算機工業(yè)控制設備，既可編程序控制器。可編程控制器 PLC）具有編程方 便，維修簡單，體積小，可靠性高等一系列的

5、優(yōu)點，它在工業(yè)控制方面的作用 越來越大 ，是一個理想的控制裝置。在空調(diào)技術中應用 PLC控制適應空調(diào)技術 的發(fā)展趨勢。由國內(nèi) PLC在中央空調(diào)中的應用研究開發(fā)情況及國外 PLC的發(fā)展情況看， 中央空調(diào)開發(fā)的重點是 PLC。新材料、新器件、新技術的應用，會促使中央空 調(diào)向操作簡單化、功能豐富、運行可靠等方面發(fā)展。技術必要性分析因為智能建筑的迅猛發(fā)展，并且已成為 21 世紀建筑行業(yè)的發(fā)展主流而空調(diào) 系統(tǒng)則是此類建筑中自動化方面的一個重要組成部分，因此在各個行業(yè)、部門 中得到了廣泛的應用， PLC以其體積小、成本低和功能專一等特點在工業(yè)控制 方面的應用已日趨明顯，并在發(fā)電、化工、電子等行業(yè)的電氣控制

6、方面得到了 廣泛的應用。利用 PLC實現(xiàn)對中央空調(diào)系統(tǒng)的控制，可以確保大廈內(nèi)中央空調(diào) 系統(tǒng)處于高效、節(jié)能、最佳運行狀態(tài)。采用 PLC來控制中央空調(diào)系統(tǒng)，可以完成以下功能。 1）檢測用戶房間的 溫度。 2）控制功能。例如，控制中央空調(diào)系統(tǒng)的手動 /自動工作方式、啟動與 停止、控制冷水機組的啟動與停止、控制冷卻風機、冷卻水泵的啟動和停止、 控制冷凍水泵的啟動和停止、控制冷卻水和冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、控制用戶房間的 溫度。在確定采用 PLC控制后，應對被控對象 、必要的保護和聯(lián)鎖等，系統(tǒng)采用 控制流程圖或系統(tǒng)框圖的形式來描述。/ 35在明確了控制任務和要求后，選擇電氣傳動方式和電動機、電磁閥等執(zhí)行 機構的

7、類型和數(shù)量，擬定電動機起動、運行、調(diào)速、轉向、制動等控制要求， 確定輸入、輸出設備的種類和數(shù)量，分析控制過程中輸入、輸出設備之間的關 系，了解對輸入信號的響應速度等。、內(nèi)容與可行性分析技術基本原理2.1.1 系統(tǒng)概述中央空調(diào)是提供新鮮空氣的一種空氣調(diào)節(jié)設備。功能上按使用環(huán)境的要求 可以達到恒溫恒濕或者單純提供新鮮空氣。工作原理是在室外抽取新鮮的空氣 經(jīng)過除塵、除濕 或加濕）、降溫 或升溫）等處理后通過風機送到室內(nèi)，在進 入室內(nèi)空間時替換室內(nèi)原有的空氣。當然以上所提到的功能得根據(jù)使用環(huán)境的 需求來定，功能越齊全造價越高。中央空調(diào)系統(tǒng)由主機、風道、排風口、窗進器及其它附件組成。主機運轉 時，污濁空

8、氣通過排風口、排風道至室外，室外新鮮空氣從窗進器引入，在主 機形成的壓力場作用下，至室內(nèi)活動區(qū)域，滿足人員活動的需要；氣流組織方 式科學合理，持續(xù)低風量設計，運行時低噪音低能耗，并保證最佳的空氣品 質。雙向流熱回收新風系統(tǒng)由熱回收主機、送風管道、排風管道、送風口、排 風口及其它附件組成。主機運轉時，新鮮空氣從室外引入，通過送風風道送至 各房間；污濁空氣通過排風風道從排風主機排出室外。排風經(jīng)過主機時與新風 進行熱回收交換，回收大部分能量通過新風送回室內(nèi)。中央空調(diào)的傳輸方式采用置制換式，而非空調(diào)氣體的內(nèi)循環(huán)原理和新舊氣 體混合的不健康做法，戶外的新鮮空氣會自動吸入室內(nèi)，通過安裝在臥室、室 廳或起居

9、室窗戶上的新風口進入室內(nèi)時，會自動除塵和過濾。同時，再由對應/ 35的室內(nèi)管路與數(shù)個功能房間內(nèi)的排風口相連，形成的循環(huán)系統(tǒng)將帶走室內(nèi)廢 氣，集中在排風口 “呼出 ”，而排出的廢氣不再做循環(huán)使用，新舊風形良好的循 環(huán)。而且，考慮到能源的節(jié)約和再利用，排走的空氣都會被做熱回收，而回收 率達到 80%以上，作為新的能源。中央空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代社會中，是對高品質生活的一種追求，是最有效的空 氣污染解決方案，相信在不久的將來，新風換氣機將步入千家萬戶。中央空調(diào)系統(tǒng)是根據(jù)在密閉的室內(nèi)一側用專用設備向室內(nèi)送新風，再從另 一側由專用設備向室外排出，則在室內(nèi)會形成 “新風流動場 ”的原理，從而滿足 室內(nèi)新風換氣的需

10、要。實行方案是：采用高壓頭、大流量小功率直流高速無刷 電機帶動離心風機、依靠機械強力由一側向室內(nèi)送風，由另一側用專門設計的 排風新風機向室外排出的方式強迫在系統(tǒng)內(nèi)形成新風流動場。在送風的同時對 進入室內(nèi)的空氣進新風過濾、滅毒、殺菌、增氧、預熱 冬天）。借用大范圍形 成潔凈空間的方案，保證進入室內(nèi)的空氣是潔凈的。以此達到室內(nèi)空氣凈化環(huán) 境的目的。 新風換氣效果圖如圖 2-1圖 2-1 中央空調(diào)換氣效果圖中央空調(diào)系統(tǒng)特點1、排出室內(nèi)每一個角落的渾濁空氣；2、將室外新鮮空氣經(jīng)過濾后輸入室內(nèi)各處；3、通過能量交換，節(jié)約能源；/ 354、低噪音設計。中央空調(diào)系統(tǒng)的作用：可持續(xù)、高效地為室內(nèi)提供人體所必需

11、的新鮮空氣，對人體健康和兒童 成長發(fā)育有利；不用開窗即可實現(xiàn)室內(nèi)通風換氣，緩解了開窗通風換氣與室外噪音影響 的矛盾，解決了在大風、雨雪天氣里，或無人在家，或室內(nèi)開啟空調(diào)或取暖設 施等不宜開窗時室內(nèi)通風換氣的難題；可減少或消除廚房和衛(wèi)生間的異味；可減少或消除室內(nèi)裝修后長期緩釋的有害氣體；可減少或消除社會上廣泛議論的“裝修病”和“空調(diào)病”的發(fā)生；可減少或消除因為長時間通風不暢而導致的室內(nèi)墻壁、家具、衣物的發(fā) 霉現(xiàn)象。中央空調(diào)換氣機的設計原則原則一：確定新風路徑，新風從空氣較潔凈區(qū)域進入，由污濁處排出。一 般污濁空氣從浴室、衛(wèi)生間及廚房排出，而新鮮空氣則從起居室、臥室等區(qū)域 送入。條件許可盡量遵循下

12、進上出的空氣流動原理。及新鮮空氣從較低的位置 送入室內(nèi) 離地不低于 800mm），室內(nèi)廢氣從較高位置排出。新風進出風口盡 量不在一個平面，對立面為最佳。原則二：確定住房內(nèi)最小排風量以滿足人們?nèi)粘９ぷ鳌⑿菹r所需的新鮮 空氣量。按國家通風規(guī)范，每人每小時必須保證 30立方 M。或每小時換氣一 次。兩者取大值。中央空調(diào)換氣機的功效新風換氣機是一種新型的通風排氣設備，新風換氣機把室內(nèi)污濁的空氣排/ 35放出去的同事也將室外的新鮮空氣輸入室內(nèi)，新風換氣機與其他空氣凈化設備不同，新風換氣機屬于開放式的循環(huán)系統(tǒng)，可以為室內(nèi)提供新鮮的經(jīng)過過濾的室外空氣，有了足夠的新風量，人們在室內(nèi)也可以呼機到高品質的，新鮮

13、的， 干凈的空氣，這些空氣富含新鮮氧氣，有利于人體健康。2.1.2 中央空調(diào)新風機組的控制新風機組控制包括：送風溫度控制、送風相對濕度控制、防凍控制、 CO2 濃度控制以及各種聯(lián)鎖內(nèi)容。如果新風機組要考慮承擔室內(nèi)負荷 如直流式機 組），則還要控制室內(nèi)溫度 或室內(nèi)相對濕度）。圖 2-2 新風組成圖2.1.3 送風溫度控制送風溫度控制即是指定出風溫度控制，其適用條件通常是該新風機組是以 滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求而不是負擔室內(nèi)負荷來使用的。因此，在整個控制時間內(nèi)， 其送風溫度以保持恒定值為原則。因為冬、夏季對室內(nèi)要求不同，因此冬、夏/ 35 季送風溫度應有不同的要求。也即是說，新風機組定送風溫度控制時，全年

14、有 兩個控制值 冬季控制值和夏季控制值，因此必須考慮控制器冬、夏工況的 轉換問題。送風溫度控制時，通常是夏季控制冷盤管水量，冬季控制熱盤管水量或蒸 汽盤管的蒸汽流量。為了管理方便，溫度傳感器一般設于該機組所在機房內(nèi)的 送風管上。2.1.4 室內(nèi)溫度控制對于一些直流式系統(tǒng)，新風不僅能使環(huán)境滿足衛(wèi)生標準，而且還可承擔全 部室內(nèi)負荷。因為室內(nèi)負荷是變化的，這時采用控制送風溫度的方式必然不能 滿足室內(nèi)要求 有可能過熱或過冷）。因此必須對使用地點的溫度進行控制。由 此可知，這時必須把溫感器設于被控房間的典型區(qū)域。因為直流系統(tǒng)通常設有 排風系統(tǒng)，溫感器設于排風管道并考慮一定的修正也是一種可行的辦法。除直流

15、式系統(tǒng)外，新風機組通常是與風機盤管一起使用的。在一些項目 中，因為考慮種種原因 如風機盤管的除濕能力限制等），新風機組在設計時承 擔了部分室內(nèi)負荷，這種做法對于設計狀態(tài)時，新風機組按送風溫度控制是不 存在問題的。但當室外氣候變化而使得室內(nèi)達到熱平衡時 如過渡季的某些時 間），如果繼續(xù)控制送風溫度，必然造成房間過冷 供冷水工況時）或過熱 供 熱水工況時），這時應采用室內(nèi)溫度控制。因此，這種情況下，從全年運行而 言，應采用送風溫度與室內(nèi)溫度的聯(lián)合控制方式。2.1.5 相對濕度控制新風機組相對濕度控制的主要一點是選擇濕度傳感器的設置位置或者控制 參數(shù)，這與其加濕源和控制方式有關。1） 蒸汽加濕對于要

16、求比較高的場所，應根據(jù)被控濕度的要求，自動調(diào)整蒸汽加濕量。/ 35 這一方式要求蒸汽加濕器用間應采用調(diào)節(jié)式閥門 直線特性），調(diào)節(jié)器應采用 PI 型控制器。因為這種方式的穩(wěn)定性較好，濕度傳感器可設于機房內(nèi)送風管道 上。對于一般要求的高層民用建筑物而言，也可以采用位式控制方式。這樣可 采用位式加濕器 配快開型閥門）和位式調(diào)節(jié)器，對于降低投資是有利的。采用雙位控制時，因為位式加濕器只有全開全關的功能，濕度傳感器如果 還是設在送風管上，一旦加濕器全開，傳感器立即就會檢測出濕度高于設定值 而要求關閥 因為通常選擇的加濕器的最大加濕量必然高于設計要求值）；而一 旦關閉，又會使傳感器立即檢測出濕度低于設定值

17、而要求打開加濕器，這樣必 然造成加濕器閥的振蕩運行，動作頻繁，使用壽命縮短。顯然，這種現(xiàn)象是因 為從加濕器至出風管的范圍內(nèi)濕容量過小造成的。因此，蒸汽加濕器采用位式 控制時，濕度傳感器應設于典型房間 區(qū)域）或相對濕度變化較為平緩的位置， 以增大濕容量，防止加濕器閥開關動作過于頻繁而損壞。2） 高壓噴霧、超聲波加濕及電加濕這三種都屬于位式加濕方式。因此，其控制手段和傳感器的設置情況應與 采用位式方式控制蒸汽加濕的情況相類似。即：控制器采用位式，控制加濕器 啟?；蜷_關），濕度傳感器應設于典型房間區(qū)域。3） 循環(huán)水噴水加濕循環(huán)水噴水加濕與高壓噴霧加濕在處理過程上是有所區(qū)別的。理論上前者 屬于等培加濕

18、而后者屬于無露點加濕。如果采用位式控制器控制噴水泵起停 時，則設置原則與高壓噴霧情況相似。但在一些項目中，噴水泵本身并不做控 制而只是與空調(diào)機組聯(lián)鎖起停，為了控制加濕量，此時應在加濕器前設置預熱 盤管。通過控制預熱盤管的加熱量，保證加濕器后的 “機器露點 ”tLL點為 dN 線 與 =80% 85%的交點），達到控制相對濕度的目的。4）二氧化碳濃度控制/ 35通常新風機組的最大風量是按滿足衛(wèi)生要求而設計的 考慮承擔室內(nèi)負荷的 直流式機組除外），這時房間人數(shù)按滿員考慮。在實際使用過程中，房間人數(shù) 并非總是滿員的，當人員數(shù)量不多時，可以減少新風量以節(jié)省能源，這種方法 特別適合于某些采用新風加風機組

19、盤管系統(tǒng)的辦公建筑物中間隙使用的小型會 議室等場所。為了保證基本的室內(nèi)空氣品質，通常采用測量室內(nèi) CO2濃度的方法來衡 量。各房間均設 CO2濃度控制器，控制其新風支管上的電動風閥的開度，同 時，為了防止系統(tǒng)內(nèi)靜壓過高，在總送風管上設置靜壓控制器控制風機轉速。 因此，這樣做不但新風冷負荷減少，而且風機能耗也將下降。很顯然，這一控制屬于變風量控制 關于變風量控制詳見后述）、這種控制 方式目前應用并不很多，一個重要原因是 CO2濃度控制器產(chǎn)品并不普及 僅有 少數(shù)廠家生產(chǎn)），同時，這種控制方式的投資較大，其綜合經(jīng)濟效益需要進行 具體分析。5） 防凍及聯(lián)鎖在冬季室外設計氣溫低于 0的地區(qū)，應考慮盤管的

20、防凍問題。除空調(diào)系 統(tǒng)設計中本身應采用的預防措施外，從機組電氣及控制方面，也應采用一定的 手段。1）限制熱盤管電動閥的最小開度在盤管選擇符合一定要求的情況下，才能限制熱盤管電動閥的最小開度。 尤其是對兩管制系統(tǒng)中的冷、熱兩用盤管更是如此，最小開度設置后應能保證 盤管內(nèi)水不結冰的最小水量。2）設置防凍溫度控制這是防止運行過程中盤管凍裂的又一措施。通常可在熱水盤管出水口或盤管回水連箱上）設一溫度傳感器 控制器），測量回水溫度。當其所測值低到 5左右時，防凍控制器動作，停止空調(diào)機組運行，同時開大熱水閥。/ 353）聯(lián)鎖新風閥為防止冷風過量的滲透引起盤管凍裂，應在停止機組運行時，聯(lián)鎖關閉新 風閥。當機

21、組起動時，則打開新風閥 通常先打開風閥、后開風機、防止風閥壓 差過大無法開啟）。無論新風閥是開啟還是關閉，前述防凍控制器始終都正常 工作。除風間外，電動水閥、加濕器和噴水泵等與風機都應進行電氣聯(lián)鎖。在冬 季運行時，熱水閥應優(yōu)先于所有機組內(nèi)的設備的起動而開啟。技術內(nèi)容2.2.1 總體流程根據(jù)模塊式空調(diào)的控制要求，控制過程分為手動控制模式和自動控制模 式。手動控制模式手動控制模式是指用戶根據(jù)自身的要求，分別啟動和停止各個模塊：冷卻 水系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、變頻調(diào)速模塊、制冷、制暖系統(tǒng)等幾個系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)的工作過程包括以下幾個方面。1）按下冷卻風機啟動按鈕，系統(tǒng)上電，風機啟動。2）然后按下冷卻泵啟動按

22、鈕，水泵開始工作。3）然后通過按下冷卻風機的加 / 減速按鈕，可以控制風機的轉速。4）按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作。冷卻水系統(tǒng)工作流程圖如圖 4-1 所示。/ 35冷凍水系統(tǒng)的工作過程包括以下幾個方面。1）按下冷凍泵啟動按鈕，系統(tǒng)上電，水泵工作。2）然后通過按下冷凍水泵加 / 減速按鈕，可以控制水泵的轉速。3）按下停水按鈕，系統(tǒng)工作。冷凍水系統(tǒng)工作流程圖如圖 2-3 所示。在空調(diào)運行過程中，需要根據(jù)溫度變化的情況來控制冷卻風機和冷凍水泵 的工作狀態(tài)，所以使用變頻器控制著兩個設備的運行。其工作過程包括以下幾 方面:1）啟動冷卻風機或冷凍水泵使變頻器工作，輸送個啟動頻率給控制設 備。2）根據(jù)控制面板

23、上按鈕的控制，增加或減少輸出地頻率值。3）急停按鈕按下后，變頻器的頻率值復位，即輸出為0。變頻器工作流程圖如圖 2-4 所示。制冷系統(tǒng)是空調(diào)控制系統(tǒng)的核心部分，主要是對制冷設備的啟動過程，因 為對冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)進行了自適應控制，實現(xiàn)了保持室內(nèi)空氣條件穩(wěn) 定的功能，因此這個部分的控制過程比較簡單，工作過程主要包括以下兩方 面。1）按下制冷機組啟動按鈕，制冷機組開始工作。2）急停按鈕按下后，制冷機組停止工作。制冷機組工作流程圖如圖 2-5 所示。/ 35圖 2-2 冷卻水系統(tǒng)工作流程圖13 / 35圖 2-3 冷凍水系統(tǒng)工作流程圖14 / 35按下冷卻風機或冷凍水泵啟動按鈕？變頻器啟動按下

24、冷卻泵按鈕？加速按鈕按下？ 冷卻泵啟動 減速按鈕按下？所控設備加速所控設備減速急停按鈕按下？變頻器復位圖 2-4 變頻器工作流程圖15 / 35按下制冷機組按鈕？制冷機組啟動急停按鈕按下 ？圖 2-5 制冷機組工作流程圖按下采暖機組按鈕？采暖機組啟動急停按鈕按下 ？圖 2-6 采暖機組工作流程圖16 / 352.2.2 各個模塊梯形圖在設計程序過程中，會使用許多寄存器、繼電器、定時器等軟元件，為了 便于變成及修改，在程序編寫應先列出所用到的軟元件，如表 2-1 所示。表 2-1 元件設置表編號意義內(nèi)容備注M0.0急停標志On有效M0.1手動標志On有效M0.2自動標志On有效M0.3自動過程啟

25、動標志On有效M0.4冷卻風機啟動標志On有效M0.5冷卻水泵啟動標志On有效M0.6冷卻水系統(tǒng)啟動標志On有效M1.2冷凍水泵啟動標志On有效M1.3采暖泵啟動標志On有效M1.4制冷系統(tǒng)啟動標志On有效M1.5采暖系統(tǒng)啟動標志On有效M1.6冷卻水溫度高于設定值On有效M1.7冷卻水溫度低于設定值On有效M2.0冷凍水溫度高于設定值On有效M2.1冷凍水溫度低于設定值On有效M3.0冷卻水風機切換到工頻標志On有效M3.2冷卻水風機切換到變頻標志On有效T37等待冷凍水系統(tǒng)啟動時間101sT38等待制冷系統(tǒng)啟動時間101sT39等待冷凍水系統(tǒng)停止時間50.5sT40等待冷卻水系統(tǒng)停止時間2

26、02sVW14有效誤差值VW20變頻器 1 頻率存儲單元VW22變頻器 2 頻率存儲單元/ 35冷卻水系統(tǒng)在自動和手動狀態(tài)下，冷卻水系統(tǒng)的控制過程，冷卻水控制系統(tǒng)梯形圖程序如圖 2-7 所示。/ 35圖 2-7 冷卻水控制系統(tǒng)梯形圖程序/ 35冷凍水系統(tǒng)在手動自動狀態(tài)下，冷凍水系統(tǒng)控制過程，其梯形圖程序如圖 2-8 所示圖 2-8 冷凍水控制系統(tǒng)梯形圖程序制冷設備在手動和自動狀態(tài)下，制動設備的控制過程，制冷控制系統(tǒng)梯形圖如圖 2-9 所示。/ 35圖 2-9 制冷控制系統(tǒng)梯形圖程序變頻模塊在控制過程中，變頻器控制模塊梯形圖如圖 2-10 所示。/ 35圖 2-10 變頻器控制模塊梯形圖程序22

27、 / 35停止控制圖 2-11 停止控制梯形圖程序2.2.3 監(jiān)控系統(tǒng)2.2.3.1 組態(tài)軟件的特點隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，計算機在工業(yè)領域的廣泛應用，人們對 工業(yè)自動化的要求越來越高，種類繁多的控制設備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領域 的應用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。在開發(fā)傳統(tǒng)的 工業(yè)控制軟件時，當工業(yè)被控對象一旦有變動，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程 序，導致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又因為每個控制項目的不同而 使其重復使用率很低，導致它的價格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時， 倘若原來的編程人員因工作變動而離去時，則必須同其他人員或新手進行源程 序的修改，因而

28、更是相當困難。通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實 際項目問題提供了一種嶄新的方法，因為它能夠很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件 存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài)，完成 最終的自動化控制項目。/ 35常見組態(tài)軟件的比較從目前國內(nèi)組態(tài)軟件市場看，是國內(nèi)組態(tài)軟件品牌和國外品牌同時并存的 局面。這種局面，應該說在今后相當長的一段時期內(nèi)還要長期存在。組態(tài)軟件 市場經(jīng)過 10 余年的培育和發(fā)展，目前正處在一個蓬勃發(fā)展的成長階段，用戶對 組態(tài)軟件產(chǎn)品接受程度也日益增加。用戶正面臨從產(chǎn)品接受度到品牌接受度的 轉變期。隨著市場競爭的加劇和一些先期發(fā)展的品牌市場推廣力度的加大，組 態(tài)軟

29、件市場對新進入者會增加越來越高的門檻。從各家組態(tài)軟件市場看，現(xiàn)在 主要有以下品牌：1)國際品牌： iFix 、 Intouch 、WinCC。2)國內(nèi)品牌：組態(tài)王、 MCGS、 力控、 FameView 、世紀星。從使用方便和性價比的角度來說，選取國內(nèi)組態(tài)軟件還是不錯的。組態(tài)王 是國內(nèi)最早、裝機量最多的組態(tài)軟件。主要優(yōu)勢如下： (1品牌知名度，在許多 項目中，往往是國外組態(tài)軟件的替代品，而且只要是接觸過組態(tài)軟件，基本上 都知道組態(tài)王； (2辦事處多，本地化服務能力強； (3驅動豐富而且一般都比 較可靠?？梢娊M態(tài)王完全能夠完成本次設計的組態(tài)部分。仿真本設計監(jiān)控系統(tǒng)的部分監(jiān)控仿真圖如下圖 2-12

30、 所示：/ 35圖 2-12 系統(tǒng)運行主界圖在系統(tǒng)主畫面中，組態(tài)了系統(tǒng)所用的的所有設備，并能夠顯示設備狀態(tài)工作人員只需在監(jiān)控室，就能夠掌握所有設備的運行狀況以及所需要的信息圖 2-13 空調(diào)控制系統(tǒng)/ 35關鍵技術及創(chuàng)新點本系統(tǒng)主要包括空調(diào)主機，風機盤管系統(tǒng)、水系統(tǒng)及相應的控制系統(tǒng)。通 過統(tǒng)一考慮，全面控制的方式，使全系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行，以實現(xiàn)最優(yōu)的綜合性能。 實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)負荷的跟隨性變流量控制系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)中央空調(diào)冷媒系統(tǒng)的運 行方式，通過對中央空調(diào)運行系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測和閉環(huán)控制，將空調(diào)主機的定流 量運行改為變流量運行，實現(xiàn)空調(diào)主機冷媒流量跟隨末端負荷需求而同步變 化，在空調(diào)系統(tǒng)的任何負荷條件下，既

31、能確保中央空調(diào)系統(tǒng)的舒適性，又實現(xiàn) 最大的節(jié)能。該 PLC中央空調(diào)智能調(diào)控系統(tǒng)具有功能強、速度快、擴展靈活，具有模塊 化、緊湊的結構等特點。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的 自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測、自動化控制有關的工 業(yè)及民用領域，包括電力設施、民用設施、機械、機床等領域。此外，系統(tǒng)具有極高的可靠性、極豐富的指令集、易于掌握、操作便捷、 內(nèi)置豐富的集成功能、實時特性，強勁的通訊能力、豐富的擴展模塊。該系統(tǒng) 的強大功能使其無論是在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡都能實現(xiàn)復雜控制功能。 所以它具有極高的性價比。三、市場需求與風險分析市場需求分析在傳統(tǒng)的設計中，中央空

32、調(diào)的制冷機組、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系 統(tǒng)、冷卻塔風機系統(tǒng)、風機盤管系統(tǒng)等都是按照建筑物最大負荷制定的，且留 有充足余量。不管在什么時間，負荷的多少，各電機都長期處在工頻狀態(tài)下全 速運行，雖然可滿足最大的用戶負荷，但不具備隨用戶負荷動態(tài)調(diào)節(jié)的功能， 而在大多數(shù)時間里，用戶負荷是較低的，這樣就造成很大的能源浪費。有個例 子可以很好的說明這些，中央空調(diào)系統(tǒng)中的冷凍水泵和冷卻水泵，一年四季長 期在固定的最大流量下工作，但因為季節(jié)、晝夜和用戶負荷的變化，在絕大部/ 35 分時間內(nèi)，空調(diào)的實際熱負載與決定水泵流量和壓力的最大設計負載相比，一 年中負載率在 50以下的小時數(shù)約占全部運行時間的 60%以

33、上。一般冷凍水設 計溫差為 57，冷卻水的設計溫差為 45，在系統(tǒng)流量固定的情況下，全 年絕大部分運行時間溫差僅為 1 3，即在低溫差、大流量情況下工作，從而 增加了管路系統(tǒng)的能量損失，嚴重浪費了水泵運行的輸送能量。也就是說，中 央空調(diào)系統(tǒng)存在著至少 30以上的節(jié)能空間。本系統(tǒng)通過冷凍水供回水溫度、壓差，冷卻水泵的流量等工藝參數(shù)進行調(diào) 整并對空調(diào)設備進行優(yōu)化起停，使空調(diào)系統(tǒng)高效、節(jié)能運行，將產(chǎn)生非常明顯 的經(jīng)濟效果。另外，根據(jù)交流電機的特性，要實現(xiàn)連續(xù)平滑的速度調(diào)節(jié)，最佳 的方法就是采用變頻器調(diào)速，采用變頻器進行風機、水泵的節(jié)能改造，不僅避 免了因為采用擋板或閥門造成的電能浪費，而且還會極大提

34、高調(diào)節(jié)和控制的精 度，從而方便地實現(xiàn)恒溫空調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)節(jié)能的目的是有效利用能源，以最小 的能耗創(chuàng)造出一個適合人居住、工作的室內(nèi)環(huán)境?？照{(diào)水系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能運行可 以有效地減少空調(diào)系統(tǒng)能耗和建筑總能耗，提高能源利用率，對減少溫室氣體 排放，減輕環(huán)境污染，實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展，從而創(chuàng)造更為巨大的經(jīng)濟 效益。此系統(tǒng)將更為廣泛的應用于各大辦公樓，寫字樓，以及高檔居民社區(qū)， 憑借其獨特的技術可以獲得更大的發(fā)展和適用空間。風險分析與對策3.2.1 風險分析投資風險技術的投資風險是指投資者在投資活動中發(fā)生失誤，以致投資活動失敗的 可能性，包括投資項目的流產(chǎn)、中止、撤消、延期、效益不足、虧本、因事故 而放棄等

35、。企業(yè)技術創(chuàng)新中的投資風險主要來自金融環(huán)境的變動，投資過程不 規(guī)范，投資項目管理水平低，企業(yè)經(jīng)營管理不善等原因。技術風險/ 35技術風險主要來自技術創(chuàng)新的構思和實行階段。企業(yè)的技術包括物化技術 和組織管理技術，以及準確和可靠地對創(chuàng)新技術對象、水平、結構、發(fā)展過程 的預測和確定能力。因為技術創(chuàng)新的主體受技術水平和其他多方面因素的影 響，不可能對創(chuàng)新技術的成果轉化和投放市場的前景做出完全預測，從而產(chǎn)生 技術風險。技術風險的種類很多，其主要類型是技術不足風險、技術開發(fā)風 險、技術保護風險、技術使用風險、技術取得和轉讓風險。其成因一方面源于 技術開發(fā)自身規(guī)律的影響，這些規(guī)律包括技術創(chuàng)新外部環(huán)境的不確定

36、性，如國 家產(chǎn)業(yè)政策、能源政策、生產(chǎn)力布局政策等的變化，社會經(jīng)濟環(huán)境的變化，替 代技術的出現(xiàn)，消費者需求的變化，競爭對手的出現(xiàn)，企業(yè)生產(chǎn)條件的變化 等。商務風險商務風險主要來自于創(chuàng)新的技術成果轉讓或轉化階段。即使是一項成熟的 技術，要轉化為實際的生產(chǎn)活動，也還有大量的組織工作要做。一是要檢驗技 術的生產(chǎn)現(xiàn)實性，需要不斷搜索和確定生產(chǎn)的環(huán)境參數(shù)、連續(xù)生產(chǎn)的設備參 數(shù)，為調(diào)整工藝設計購置設備提供準確依據(jù)；二是要確定合理的原料、動力等 消耗參數(shù)；三是要組織連續(xù)的、規(guī)?；a(chǎn)。只有創(chuàng)新技術本身具有可行性、 適用性、先進性、完備性、可靠性，再加上相應的配套技術，技術轉化或者轉 讓才是低風險的。市場風險市

37、場風險包括兩個方面：技術性風險市場化，即因為產(chǎn)品技術本身的不成 熟，使得新產(chǎn)品在市場推廣過程中有被消費者拒絕或被競爭產(chǎn)品攻擊的風險。 這主要是因為在技術創(chuàng)新的構思和實行階段未對技術的市場適應性、先進性和 收益性做出科學的預測，從而把創(chuàng)新技術的技術風險帶到了市場的商品化階 段。商業(yè)化風險，即技術開發(fā)是成功的，但新產(chǎn)品投放市場后未收到預期回 報。決策風險/ 35技術創(chuàng)新決策風險實質是一種選擇風險。決策風險是在不完全信息下，對 可能出現(xiàn)某種風險障礙的經(jīng)濟和技術方向與目標的選擇。技術創(chuàng)新中的非完全 信息主要包括：對投資估算的不準。實際投資大大超過預期投資是常見的一種 現(xiàn)象；對國家宏觀經(jīng)濟形勢與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟

38、政策的不準確預期；對技術產(chǎn)品生命周 期的估算不準；對市場需求量預測不準，對競爭對手情況不完全了解，掌握信 息較少的一方在競爭中面臨較大的風險。財務風險公司的快速發(fā)展需要有完善的財務制度和財務體系的保證，對現(xiàn)金流的有 效管理和控制是控制財務風險關鍵。對市場開發(fā)人員依賴的風險主要的銷售人員掌握公司重要的客戶渠道資源，一旦喪失也將帶來不可估 計的損失。3.2.2 風險對策投資風險防范針對投資風險，企業(yè)可選擇把風險進行轉移。風險轉移有兩種形式，即技 術創(chuàng)新風險的財務轉移和技術創(chuàng)新的客體轉移。實行風險的財務轉移有兩種常 用的方法：一種是參與保險，此時技術創(chuàng)新項目的承擔主體不變，但風險損失 的承擔主體發(fā)生

39、了變化，當技術創(chuàng)新項目失敗時，保險公司將承擔部分損失。 另一種是吸收風險投資，此時項目的承擔主體仍是企業(yè)，風險投資公司主要是 參與風險損失和風險收益的分攤。技術創(chuàng)新的客體轉移是指創(chuàng)新活動的一部分 或全部由一個承擔主體向另一個承擔主體轉移，有利于充分有效地利用有限的 資金和技術力量。其方式包括：技術轉讓、委托開發(fā)、聯(lián)合開發(fā)等。技術風險對策針對技術風險，可采用如下策略：首先是重視技術方案的咨詢論證，就技/ 35 術方案的可行性進行研究，對項目方案的風險水平與收益水平進行比較，對方 案實行后的可能結果進行預測。其次，應改善內(nèi)部組織，建立有利于技術創(chuàng)新 的生產(chǎn)過程組織。第三，通過選擇合適的技術創(chuàng)新項目

40、組合，進行組合開發(fā)創(chuàng) 新，降低整體風險。第四，建立健全技術開發(fā)的風險預警系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)技術 開發(fā)和生產(chǎn)過程中的風險隱患。第五，建立健全有關技術管理的內(nèi)部控制制 度，加強對技術資產(chǎn)的監(jiān)督管理。商務風險對策針對商務風險，企業(yè)可以將承擔的風險部分或全部轉移給他人承擔。其途 徑主要有：進行風險擔保。企業(yè)向保險公司擔保，交納一定的保險金，若新產(chǎn) 品失敗，則在責任范圍內(nèi)由保險公司負責部分損失補償。通過技術轉讓、技術 交易等方式，向其他主體轉讓風險。在技術創(chuàng)新過程的不同階段進行風險轉 移。當新產(chǎn)品在生產(chǎn)階段失敗時，可將技術賣給有能力生產(chǎn)的企業(yè)。市場風險對策技術性風險市場化，針對此類風險，可以在技術創(chuàng)新的構思

41、和實行階段對 技術的市場適應性、先進性和收益性做出科學的預測，從而把創(chuàng)新技術的技術 風險帶到了市場的商品化階段。而針對商業(yè)化風險，要拓展市場開拓團隊建 設，使成功的技術產(chǎn)品在短周期內(nèi)實現(xiàn)市場優(yōu)勢。決策風險對策針對企業(yè)技術創(chuàng)新過程中的決策風險，企業(yè)應在充分分析外部環(huán)境和內(nèi)部 條件的基礎上，通過提高信息獲取能力、改善組織結構體系、建立風險監(jiān)控機 制，采用及時有效的方法進行防范和控制，用經(jīng)濟合理可行的方法進行處理， 以降低企業(yè)技術創(chuàng)新風險，提高企業(yè)技術創(chuàng)新活動的成功率，以及減少企業(yè)技 術創(chuàng)新的風險損失。財務風險制定完善的財務制度和財務體系，定期考核財務指標可有效避免財務風險/ 35發(fā)生對市場開發(fā)人員

42、依賴的風險將對銷售人員采取相應激勵措施，保持其工作積極性和穩(wěn)定。通過交叉管 理盡可能避免某一個人員獨自掌握公司的渠道資源，建立風險防范機制，預防 可能出現(xiàn)的依賴的風險。其他風險對策建立有效的風險控制的組織機構23其主要職責是在制訂與評估規(guī)劃時，從風險管理的角度對項目規(guī)劃或計劃 進行審核并發(fā)表意見，不斷尋找可能出現(xiàn)的任何意外情況，試著指出各個風險 的管理策略及常用的管理方法，以隨時處理出現(xiàn)的風險，風險管理者最好是由 項目主管以外的人擔任。風險管理崗位的人數(shù)依據(jù)項目大小來決定，一般 人較為適合。建立有效的風險控制管理過程風險管理過程包括培訓，風險識別、風險分析、風險計劃、執(zhí)行計劃、跟 蹤計劃等活動

43、，有效的風險管理過程應是學習型的、持續(xù)的和不斷改進的。根據(jù)企業(yè)和項目的實際情況，進行科學的項目風險和控制，對項目的成功 研發(fā)有著舉足輕重的意義。在項目開發(fā)的過程中，進行必要的項目風險分析， 制定符合項目特點的風險評估和監(jiān)督機制，特別是要定期對項目的風險狀況進 行評估和監(jiān)管，發(fā)現(xiàn)意外風險或者是風險超出預期的一定要重點關照。發(fā)現(xiàn)問 題要立即上報，盡快解決。并建立風險監(jiān)管日志，實行“崗位負責制”，將風 險降到最低。建立暢通的溝通渠道和溝通策略需求的不確定性風險很大程度上是由溝通不暢引起的。因此，要加強客戶 與開發(fā)團隊的凝聚力，適應變化。另外，可以在客戶現(xiàn)場辦公，在調(diào)研的同時/ 35 做需求，根據(jù)系統(tǒng)

44、架構和功能劃分邊做設計邊做開發(fā)。在用戶、管理者和開發(fā) 人員三者之間使用統(tǒng)一的術語，使交流更加清晰。加強各項目組織間的以及項 目組中各成員之間的交流，安排一個業(yè)務信息指導員，作為業(yè)務部門和開發(fā)部 門之間的翻譯。配備高素質的項目管理人員最好由具有豐富的項目管理經(jīng)驗，或是經(jīng)過系統(tǒng)的項目管理知識訓練的人 員來擔任項目經(jīng)理，通過其制定有效的項目管理計劃，并認真執(zhí)行落實，提高 項目的可控性。四、經(jīng)濟效益與社會效益4.1 經(jīng)濟效益分析PLC中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)廣泛應用于大廈樓宇的中央空調(diào)智能調(diào)控，憑借其高效可靠，成本合理，維護簡便等優(yōu)點可以得到更廣泛的應用。如果該技術進一步推廣，可以獲得以下的經(jīng)濟效益。根據(jù)現(xiàn)行的財務制度、法規(guī)及政策，以及目前中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)相 關的設計數(shù)據(jù)和運行情況，進行了經(jīng)濟效益分析。主營業(yè)收入：生產(chǎn)第一年約為 1200 萬元。各種稅率營業(yè)稅，稅率 5%所得稅，稅率 25%主營業(yè)務成本、管理費用、