1、建筑自动化 课课 程程 设计说设计说 明明 书书专业 : 建筑环境与设备工程班级 : 建环一班姓名 : s学号 : 0817000xxx指导老师 : 王非1设计对象（1）设计建筑环境与设备工程实验室环境室空调系统的温度自动控制。附图为该系统得系统原理图。系统采用典型的冷水机组集中空调系统和全空气变风量形式的系统，包括空气处理系统，水冷冷水机组系统。冷冻水系统：冷冻水经冷冻水泵进入空调箱进行热交换后冷冻回水进冷水机组。系统中装有三通阀可以调节进入空调箱的冷冻水量，从而达到控制露点温度的目的。空气处理系统：回风与新风混合后，经过滤段过滤后，再经表冷器处理至露点，然后再经过加热段加热处理和加湿段加湿
2、处理至送风状态点后送入房间。其中加热段采用电加热，可以通过 SSR 调节占空比来调节加热量。加湿段采用干蒸气加湿器，可以同过可控硅来控制蒸气阀门开关时间来调节加湿量。系统各设备型号及设计参数：房间：环境与建筑学院 415空调箱：设计风量：2700m3/h；表冷器：590(长)640(高)140(厚)mm，冷却能力：16000W，设计迎面风速：2.27 m/s；电加热功率：7.2kW；电加湿功率：6kW；风机：上海通用风机，型号：T472，1.5kW-2p，（风量 2631m3/h，全压：924Pa，静压：817Pa）风管： 送风总管：450250mm；回风总管：450250mm；新风道：450
3、250mm；排风管：450250mm；冷冻水系统：设计水量：3.0m3/h；主管道：DN32； 设计流速：1.04m/s；水泵：上海凯泉立式离心泵 KQL32/125-0.75/2，（流量 5m3/h 时，扬程 20m 水柱，功率 0.75kW）冷水机组：压缩机：上海日立，SHW33TC4-U；制冷剂：R22；名义制冷量：5990W； 额定电压：220V，额定频率：50Hz；冷凝器：强化传热管制作的套管式换热器；热力膨胀阀：Danfoss，TEX2-1.5；不锈钢板式换热器：阿法拉伐 CB26-24H；高低压控制器：Danfoss，KP15。2 控制要求控制冷冻水泵，压缩机，送风机，冷却风扇，
4、及其联动保护。压缩机吸气压力、排气压力报警、空调箱温度过热报警、房间温度过热报警、电加湿液位报警。（1）空气处理系统：控制送风压力 1501000Pa5Pa（2）室内环境系统：室内温度 10-400.5，室内相对湿度 30803。3 控制方案介绍冷却水系统冷却水系统的控制方案采用定温度控制方法，将冷却水塔的出水温度控制在 20351。通过温度传感器及温度模块将冷却水的出水温度读入内存，根据出水温度值来控制变频器的转速，调节冷却水的流量，控制热交换的速度。温度大，说明冷冻机组产生的热量大，应提高冷却泵的转速，加大冷却水的循环速度；温度小，说明冷冻机组产生的热量小，应降低冷却泵的转速，减缓冷却水的
5、循环速度，达到节能的目的。空气处理系统空气处理系统的控制方案通过改变风机功率进行调节。送风管上装有压力传感器进行监测。当监测到的送风压力高于控制送风压力范围时，则送风风机的功率开始改变，从而调节送风压力来满足所需的送风压力的要求。室内环境系统方案一室内环境系统的控制方案采用电加热和电加湿进行调节。本设计采用一次回风系统，混合后的新风与回风进行热交换后通过风机送入室内。设定室内温度和湿度，通过温湿度传感器进行检测。当室内的温度低于设定值时，电加热开启，且室温越高，电加热功率越大，此时送风温度开始提高，当室内达到或低于设定值时，电加热停止工作；同样，当室内湿度低于设定值时，电加湿开启，且湿度越低，
6、电加湿功率越大，此时送风湿度开始提高，当室内达到或低于设定值时，电加热停止工作。控制原理图送风温度送风设定温度 +-偏差控制电加热 PLC 电加热开启温度传感器送风湿度送风设定湿度 +-偏差控制电加湿 PLC 电加湿开启湿度传感器方案二室内环境系统的控制方案采用变风量风阀和电加湿进行调节。本设计采用一次回风系统，混合后的新风与回风进行热交换后通过风机送入室内。设定室内温度和湿度，通过温湿度传感器进行检测。当室内的温度低于或高于设定值时，送风阀的阀门执行器启动调节送风阀门的开度，从而改变送风量的大小，温度高时则阀门开度变大，温度低时则相反。对于室内湿度的控制，当室内湿度低于设定值时，电加湿开启，
7、且湿度越低，电加湿功率越大，此时送风湿度开始提高，当室内达到或低于设定值时，电加热停止工作。控制原理图方案一采用 PLC 方案二采用 DDC控制原理图和控制点位图见附图4 设备选型（1）温湿度传感器品牌：SIMENS 型号：QFA31室内温度室内设定温度 +-偏差控制 VAV 末端 DDC 调节 VAV 阀门温度传感器送风湿度送风设定湿度 +-偏差控制电加湿 PLC 电加湿开启湿度传感器温度测量范围：070 湿度测量范围：0.100 %信号输出：DC 0.10 V 工作电源：DC24V（2）二氧化碳传感器品牌：EYC 型号：GS03测量范围：0-10000PPM 信号输出：DC 0.10 V工
8、作电源：DC24V（3）防冻保护开关品牌：Johnson 型号：270XT-95008工作电源：DC24V 温度测量范围：-2418（4）PLC 控制器品牌：三菱 型号：FX2N-48MR技术参数：I/O 范围，24-128 点（基本单元：24/40/60 点） 高速演算：基本命令：0.55-0.7us/命令 应用命令：3.7-数 100us/命令 记忆体容量：内藏 8K EEPROM （5）压差传感器品牌：SIMENS 型号：QBM65-251C 信号输出：DC 0.10 V 工作电源：DC24V（6）阀门执行器品牌：SIMENS 型号：GQD121.1A力矩 ：2Nm 工作电源：DC24V
9、电机驱动开启时间：30s（7）三通阀门品牌：SIMENS 型号：MXF461信号输出：DC 0.10 V 工作电源：DC24V（8）变频器品牌：三菱 型号：FR-540-2.2K-CH接收信号：；05V， 420mA 调节范围：060Hz(9)PID 控制器：品牌：宇电 型号：AI-70PID接收信号：05V， 420mA，010V ，热电偶控制算法：标准 PID 控制算法，自整定 PID 算法。输出控制信号：05V ，420mA，010V通道数：单通道 通讯：485 通讯（10）DDC 控制器：品牌：Honeywell 型号：VLC1600电源：24VAC， 输入：16个 10位分辨率通用输
10、入。 处理器与内存：内置闪存的高性能处理器内置闪存可驻存可编程。通讯：BACnet MS/TP 网络速率可达76.8Kbps。BACnet 一致性等级：符合 ASC 设备等级；通过 BTL 测试与认证，见一致性等 级（PICS） 。（11）DDC 控制器：品牌：Honeywell 型号：VLC853电源：24VAC 输入：8个 10位分辨率通用输入。数字输出：5个 24VAC 可控硅输出，24VAC 0.5A。模拟输出：3个 8分辨率通用输出。 处理器与内存：内置闪存的高性能处理器，内置闪存可驻存，可编程。通讯：BACnet MS/TP 网络，速率可达 76.8 Kbps。BACnet 一致性
11、等级：符合 ASC 设备等级；通过 BTL 测试与认证。见一致性等级（PICS） 。5 程序编写及监控界面设计PLC 程序编写本设计采用三菱 FX2N-48MR 型号的 PLC 控制器和 PLC 扩展模块，功能如下：控制风机，电加热，电加湿，压缩机的启动和停止;在风机未启动时不能启动电加热，电加湿，压缩机；压缩机高低压报警时停止压缩机运行，空调箱过热报警时停止电加热和电加湿运行。具体编程见 PLC 附图DDC 接线使用了 Honeywell 的 DDC 控制器，具体接线图见 DDC 附图，然后采用配套的 CARE软件进行编程监控界面监控系统采用 EB8000 软件，制作完的界面再由 photoshop 进行加工，具体设计见监控界面附图
