空调实验报告

实验目的 2实验原理 2一、通用空调机组原理图 2二、空调机组控制方案 3三、实验中的控制对象介绍 3四、本实验中的控制策略 4(一) 、方框图： 4(二) 、水阀控制： 5(三) 、风阀的控制 6五、Care软件使用过程6实验过程 7一、创建一个新的工程、项目、设备7二、绘制设备原理图 7三、点属性编辑 8四、增加软件点 9五、绘制控制策略图 91、线路示意图 10六、软件点的定义(开关逻辑) 111、加湿控制的开关逻辑(Luo_HumidEn)： 122、送风机启停控制(Luo_FanEn)： 123、排风机启停控制的开关逻辑(EF_FanEn)： 124、新风阀的开关逻辑(luo_FaDmpr)： 125、回风阀的开关逻辑(luo_RaDmpr)： 126、水阀的开关逻辑(luo_Vlv)：12七、时间程序编写： 131、创建时间程序 132、编写日程序： 133、编写周程序： 14十一、端子位分配界面 15实验目的1、通过本实验了解空调机组的控制和工作原理，并能通过实验仿真，模拟实际 工况。2、通过本实验加深对PID算法的理解，掌握利用PID算法对空调温湿度的控制 方法。3、学会CARE软件的使用方法，能够独立完成整个实验过程。实验原理、通用空调机组原理图空调机组基本原理图如上图所示，其各点所注释如下：1. 模拟量温度传感器-用于测量区间温度.2. 数字量输入压差开关-用于检测风机状态.3. 数字量输入防霜冻传感器-用于防霜冻检测.4. 数字量输入压差开关-用于检测滤网状态（清洁或报警）.5. 模拟量输入温度传感器-用于检测混合风温度.6. 模拟量输出新风风门驱动器-用于控制新风风门的开关状态及开关位置.7. 模拟量输出混合风风门驱动器-用于控制混合风风门的开关及开关位置.8. 数字量输出风机运行控制-用于控制风机的启动/停止.9. 数字量输入风机故障状态-用于检测风机故障（正常/故障）.10. 模拟量输出冷水阀驱动器-用于控制冷水阀的开度.11. 模拟量输出热水阀驱动器-用于控制热水阀的开度.二、空调机组控制方案1、空调机，新风阀门，水阀联锁动作。2、空调机启动顺序为：打开新风阀门，启动风机，确认风机运行，调节水阀控 制送风温度。空调机停止顺序为：关闭冷水阀门，停止风机，关闭新风阀门。3、通过安装的温度传感器，测量出风温度，充分利用风量，节约能源。夏季、冬 季工况时，室外温度值远高于或低于新风温度值时，新风风门按最小换气次数决 定最小开度，与风机同步开启，在保证室内空气的卫生标准的前提下，最大限度 地节约能源。在过渡季节时，调整风门预设开度，最大程度地利用室外空气的焓 值。三、实验中的控制对象介绍控制对象实景图及其说明如上图所示：为本实验所要控制的控制对象（即真实的空调系统），最终通过本实验能够对 系统实现实时的控制和监测，从而实现空调系统的自动控制。其各点的对象 属性表如下图所示：对象名称数量安装位置测量值/控制量点类型温度传感器2新风口新风温度AI送风口送风温度AI温/湿度传感器1回风风道回风温/湿度AI压差开关1机组上，过滤网附近过滤网压差报警信号DI防冻开关1机组上，换热器附近低温报警信号DI送风机1机组内部（通过配电盘/动力盘控制或给DDC信号）手/自动模式DI风机故障信号DI风机运行状态DI风机启停控制DO排风机1排风风道（通过配电盘/动力盘控制或给DDC信号）手/自动模式DI风机故障信号DI风机运行状态DI风机启停控制DO风阀2新风风道新风阀开度AO回风风道回风阀开度AO水阀1盘管上水阀开度AO加湿阀1加湿器上加湿阀开关DO总计18点监控对象属性表四、本实验中的控制策略（一）、方框图:本实验中通过调节水阀和风阀的开度实现对温度发控制，同时还可以实现冬夏季 不同工况的切换。（二）、水阀控制:PID图标的输入X应连接送风温度检测值（点AHU_DaTemp）,输入点W应连接温度设定值。但温度设定值有冬夏季之分，必须想办法使冬季温设和夏季温设都能连接进W,这需要一个切换开关，切换的依据是冬、夏季节的转换，即Win_Sum 值的变化。所以在温度设定值连进W前用一个模拟量切换开关图标 该图标的两个模拟量输入端与软件点AHU_WinSP和AHU_SumSP相连，数字量输入 端与Win_Sum相连，这样就保证了不同的季节切换输出不同的温设值。PID图标的输出Y根据冬夏季的不同处理要求分两路连接其他图标。冬季时，温 度检测值越高，水阀开度应越小，要求水阀最小开度不能小于30%。故此处用一MAX个II图标,PID的Y端连接MAX图标的X2输入端，XI输入端则设为30,这样就能实现：当Y<30时，MAX输出30；当Y>=30时，MAX输出Y。即MAX的输 出不小于30。夏季时，温度检测值越高，水阀开度应越大，这与冬季情况相反。故应在PID的输出端连接一个减计算图标，该图标的输入端X2连接PID 的 Y，XI输入端则设为100,这样就输出100-X2。和MAX的输出还需再经过一个切换开关作用后才能去控制水阀。应慎重考虑的是：连接至模拟量切换开关的输入点X2、X3应怎样和及MAX的输出对应。判断依据是：模拟量转换开关图标的特性为：若XD1=1, 则Y=X2；若XD1=O,则Y=X3。此时XD1连的是软件点Win_Sum，该点在点属性定 义时被定义了 Win ter为Ac tive（1）状态，Summer时为Passive（O）状态。综上可MAX知II的输出Y应连X2, 的输出Y应连X3，这样才能保证前后的一致性。（三）、风阀的控制用到的图标是卩D"1"和IDT，将软件点AHU_RaDmprSP作为的输入。卩DT I的一路输出直接连接至回风阀AHU_RaDmpr，100减去另一路输出值后的结果再连接到新风阀AHU_FaDmpr，这要靠来实现，用下面 的图4-44来说明该控制任务下图标的连接关系:AHU_FaDmpr（回凤阀）AHU_RJaDirif）rf新凤阖）*RysAHU_RaDniSPf设定值）五、Care软件使用过程使用CARE对控制器进行编程开发的完整步骤总结如下:（1）创建新工程（Project）；2）创建新控制器（Controller）；3）创建新设备（Plant）；4）将设备Attach到相关控制器；开发5）为每个设备绘制原理图（Schematic）；6）点属性编辑；7）为每个设备开发控制策略（Con trol St ra tegy）；8）为每个设备开发开关逻辑（Switching Logic）；9）编写时间程序（每个控制器最多支持20个时间程序）;10）编译程序；11）进入Live CARE进行运行仿真并调试；12）将调试完成的程序重新编译，下载进控制器。实验过程-函叭一、创建一个新的工程、项目、设备C HxcaI CAKE E.0 - bunahEi Pr&*j*rt 匚g±r13" PL tnh LOH Lta ihe Lii t F*i»v Yi-nlov :HiIt- 9 M.c用订q丨-i呂卡十亍 硏評旨lc/|刨醐刖列團la）l Malfl <1 evi：.mKi4-iiki i-rj*i poidi'j-勺阿"jzi界芍吒酣-|. 1 ia禹鞫鲨|宙|£|去 1X|曰 iBNFiopwiiK | j-Sc-horriAbc | 章卫otlcTFIw luoFlvt Njtip:EFlu界应:卜1匚。心曲旳二1Flirt OS唤皿04创曲til E誕加.1 11 ” TLI l EH =h>20+ >L5ffiEd呼 E>!LEflWML二Jfra=OlPdffTwd rsgrtlfD广注atidMI/O广 QisiifajHI托I厂 Eiwciw &带 QpLffl创建完成后如上图所示:、绘制设备原理图点击Plant->Schematic，进入原理图绘制环境：当所有设备段都已选择完毕后，完成的设备原理图如下所示:厢 Ena«jF»« 1 ORE - F rajac-t CIwuh> Fl ut < Luhi>-HFI.MHlBQ_FfinEnHj*_nsM Isrn.Dfimwip EF_F*nSieli*n_FariiM _AIud>_JR 話 iTeimfiEF_FbjiM_Al*o_Ffln©is-EF-FoEmhiD_Fa*AAniiHiM_FL=iD¥nprEF_Fa*AlmlO-Fsm 崛.IU*_F|HSt1：luo_FaDrrtpr图中各点的意义如下表所示:点名称点的功能uo FaTemp室外温度传感器uo FaDmpr新风阀uo FiltSts过滤网压差开关uo FrzSts防冻开关uo Vlv风机盘管uo HumidEn加湿器uo FanEn新风机启动uo FanM A新风机手自动调节uo FanAlm新风机故障报警点名称点的功能luo FanSts新风机状态监测luo RaRh回风湿度传感器luo RaTemp回风温度传感器luo RaDmpr送风阀luo DaTemp送风温度传感器EF FanEn排风机启动EF FanM A排风机手自动调节EF FanAlm排风机故障报警EF FanSts排风机状态监测三、点属性编辑Eiirnrl CUJF 5. 0 tnig口问凶点属性编辑完成之后如上图所示:本实验中需要编辑的属性点包括实际存在的点（如防冻开关、阀门开度），也包 括添加的软件点（如冬夏季切换标志点等）；四、增加软件点User Address类型含义luo Sum数字量（VD）冬夏季切换标志点luo WinSP模拟量（VA）冬季温度设定值luo SumSP模拟量（VA）夏季温度设定值luo RaDmprSP模拟量（VA）回风阀开度设定值分析如下：仅仅靠实际存在的点远远不能实现对空调的自动控制，因此需要增加相应的软件点，如上表所示。根据软件点的功能需要对点属性进行编辑，各点的具体功能和使用方法祥见绘制控制策略图。五、绘制控制策略图1、线路示意图1、水阀控制Imo wirbsp+j2、风阀控制.luo RaDmpr-1luo RaDmprSP*-1luo FaDn-ipr-t-1II>TV2厂wI-V33、完成控制策略图:根据线路示意图绘出控制策略图如下:空!LV； : :11IIIII I I I I I.IIIIIlliI! i I "JJJMHnni nTIDTIIIII湖 M I 也 II VA*<> Cr *時sastiJE oi 口3中虫空凹.罚 92 Hl caroEsft D .l-eTitrcl Str六、软件点的定义（开关逻辑）1、PLANT-SWITCHING LOGIC-SOFTWARE POINTS-PSEUDO ANALOG 定义 Luo_HumidSP2、 Plant-Switching Logic Software Points-Pseudo Digital 定义 EF_Timer, Luo_Timer。3、在点属性定义中定义点的工程单位，定义EF_Timer, Luo_Timer九、开关逻辑编辑：1、加湿控制的开关逻辑(Luo_HumidEn)：lu«：i_HuiTiid Eri1iriiiri_Surri1lu«：i_F3nSts1luo_Ra Rh-=:=1lu-：i_HuiTiid S P52、送风机启停控制(Luo_FanEn)：IULi_F3nEriTe=2s1luo_TirTier1liJu_Fanru1_A0In 口 _F 曰i 鬥 rri0luo_Fr2Gts0延时参数设置:Select Tise Period.UnitSecondsMinutesHoursValue:|T叩et* On delayOlf delayF CyclicK |Cancel3、排风机启停控制的开关逻辑(EF_FanEn)：kM.RiDtnpr1 TOkn.FanSliOl4、新风阀的开关逻辑(luo_FaDmp r)： 5、回风阀的开关逻辑(luo_RaDmp r)：EF FviEn1BFJRTb1口BF_F*n*n06、水阀的开关逻辑(luo_Vlv)胶-阳|11|!JOX)°|七、时间程序编写:1、创建时间程序Ti>e Projra>H|ti>e Progra* fimeiProqAdd.EF_TimerPrug旦 enaire.delete.Edit.Closeluo TimerProo£dd.EF_TimerPr 口 gR ename.Delete.Edit.Close2、编写日程序：点 Luo_TimerProg 的编辑：(1) 新建两个日时间程序(2) 日时间程序设置Luo_TimerProg1设置为8:00on;18:00。ff;此时间程序表示工作日空调8: 00开始工作，晚上16: 00停止工作。luo_TimerProg2设置为12:00一on ；16:00off ；此时间程序表示周末空调12: 00开始工作，晚上16: 00停止工作。T imeUser AddressValue/Status ptimize8:00Luo TinerOn16:00Lua TimerOFfE<lxiz tlaily< 1 ucj_Txne rP r u g 1 >'!' in firt colurnn indicates that Ihs nurnb&r oF stages has been changed. Please ressEiqn Vslue'Gtatue !Edit daily prograM： <luo_TiwerProg2>T imcU se r .AddressValu e/3 tatus：u pdmizeT in firs：t colurnn indicates that th已 number of stages has been changed. Please reassign Value/Stalus !3、编写周程序：点击Weekly Program菜单，选择“Monday",点击“Assign”按钮，弹出时间程 序名显示对话框，选择欲分配到“Monday"的时间程序Luo_TimerProg1，再点 击“0K”。完成图如下：Daily FrograsIuq TimerPraqlluo_TimerPro 口 2Monday-luo TinerProqlTuesday-luoTinerProglUednesday-luoTinerProglThursday-luoTinerProglFriday- luo_TinerProg1Saturday-luo TinerProg2day-luo TinerProg2讪亡亡 kdayDBilypnzgramAssign daily prograA（s） to veek days编写周程序的目的在于把每周根据实际情况排好空调的工作状态，也可以继续创 建月程序和年程序。点击“return”返回，按照同样的步骤对另一个点EF_TimerProg进行编辑，分 配结果如下：EF_TimerProg2Assign daily prDgra>(s) to veek daysMondau-EF TimerProqlTuesday-EF_TimerProg1UedneEdai-EF_TimerProg1Thursday-EF_TimerProg1Friday-EF_TimerProg1Saturdai|-EF TimerProg2Eun dai|-EF TimerProg2"vd 亡亡 kd 可)DBilypgydnn八、端子位分配界面试验完成后，Care会自动分配DDC的I/O点，用户可以自行调整，也可以采用 默认。由于本实验软件存在问题，未能进行最终的仿真。