WinCC触摸屏的中央空调水系统监控系统设计(8)
随着电力电子技术、微电子技术的发展，应用变频调速技术与PLC自动控制系统可以大幅度节约电能和提高系统的自动化程度，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，能有效地达到节能目的。其节能效率通常都在40%以上，并使系统具有运行可靠、结构简化、文护文修方便等优点，因此可用于新建的中央空调中也可用于对大量旧式中央空调的技术改造，具有广泛的应用领域。
随着工业自动化控制的发展 ,一种新的工控产品人机界面又称触摸屏出现 ,给予工业设备现场控制一种全新的图形操作界面。它采用能高速通信的32位RISC芯片 ,具有交互性好 ,编程灵活,并且与 PLC之间的连接简便 ,在工业设备控制中已经得到了广泛的应用。
综上所述，本课题的研究意义在于：
a. 通过对中央空调系统的集中控制的研究，可以提高能量利用率，降低文护费用，减少劳动强度，智能控制，对于当今能源短缺的形势具有重要意义。
b. 空调能耗的降低相应的对以下方面也有重要作用：解决当前电力供需矛盾、提高电网的负荷率和发电设备及输电设施利用率、保证电力系统安全经济运行、减小国家电力投资。
1.3 本课题研究的内容及主要工作
本课题，针对中央空调水系统的工艺特点和控制要求,设计基于WinCC flexible的监控系统，主要任务有：
（1）根据对监控系统的实际要求的分析以及对各种组态软件的对比分析,选择组态软件WinCC。
（2）基于WinCC完成对上位监控系统功能设计,包括监控界面制作,组态报警设计,报表系统设计。
（3）研究上位监控软件WinCC与下位PLC实现通信的方法。
2 中央空调水系统监控系统总体设计
2.1 中央空调基本原理
2.1.1 基本介绍
中央空调系统可以分为三类，中央空调水系统、氟系统和风系统。水系统中央空调以水为冷媒，比传统氟系统空调更舒适。
水系统型即为一小型的半集中式风机盘管系统，将室内负荷全部由冷热水机组来承担。各房间风机盘管通过管道与冷热水机组相连，靠所提供的冷热水来供冷和供热。水系统布置灵活，独立调节性好，舒适度非常高，能满足复杂房型分散使用、各个房间独立运行的需要。另外，目前新型的水系统空调也是地板采暖系统应用的最佳的解决方案之一，通过与地板采暖的有效结合，采用中低水温大面积低温辐射采暖的方式，比传统的风机盘管采暖系统更加舒适节能。
2.1.2工作原理
典型中央空调机组主要由冷冻水循环系统、冷却水循环系统及主机三部分组成：
图2.1 中央空调水系统工作原理图
a、冷冻水循环系统
该部分由冷冻泵、室内风机及冷冻水管道等组成。从主机蒸发器流出的低温冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道（出水），进入室内进行热交换，带走房间内的热量，最后回到主机蒸发器（回水）。室内风机用于将空气吹过冷冻水管道，降低空气温度，加速室内热交换。
b、 冷却水循环部分
该部分由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔及冷凝器等组成。冷冻水循环系统进行室内热交换的同时，必将带走室内大量的热能。该热能通过主机内的冷媒传递给冷却水，使冷却水温度升高。冷却泵将升温后的冷却水压入冷却水塔（出水），使之与大气进行热交换，降低温度后再送回主机冷凝器（回水）。
c、 主机
主机部分由压缩机、蒸发器、冷凝器及冷媒（制冷剂）等组成，其工作循环过程如下：
首先低压气态冷媒被压缩机加压进入冷凝器并逐渐冷凝成高压液体。在冷凝过程中冷媒会释放出大量热能，这部分热能被冷凝器中的冷却水吸收并送到室外的冷却塔上，最终释放到大气中去。随后冷凝器中的高压液态冷媒在流经蒸发器前的节流降压装置时，因为压力的突变而气化，形成气液混合物进入蒸发器。冷媒在蒸发器中不断气化，同时会吸收冷冻水中的热量使其达到较低温度。最后，蒸发器中气化后的冷媒又变成了低压气体，重新进入了压缩机，如此循环往复。