摘要：为满足企业节能需求，并实现在保障中央空调系统正常运行的前提下，需要对中央空调系统进行变流量控制设计。首先，针对中央空调系统变流量运行工况下的压力波动问题，进行了管路压力变化机理分析，并采用模糊自适应 PID控制对变流量泵机组进行变流量节能控制。其次，根据变流量节能控制系统特点及实际工程需要，对中央空调系统的变频控制流程进行了设计；同时针对目前中央空调系统缺乏必要的安全保护措施，以及中央空调系统控制方式及自控设备选用问题，对基于PLC、PLC触摸屏及变频器的控制方案进行了设计。
餐具架关键词：中央空调；集控变流量；节能控制
引言
根据相关数据，中国每年需要消耗大量电力是的，总量比发达国家高约1768.3亿千瓦时单个国家产值的能耗远远高于全球平均水平。通过这些从数据中不难看出，中国公司还没有达到很大的节能差距之间据初步估计，中国的节能潜力约为300亿元/年，其中约50%来自空调节能。面对能源的严重短缺，人们越来越重视节能技术的开发和应用。特别是在建筑行业，中
央空调系统是建筑的一个组成部分，也是一个巨大的能源消耗者。技术人员应该关注如何降低中央空调的能耗。因此，中央空调节能系统集控变流量节能的研究和实践逐渐增多。
1.节能控制系统硬件设计
变流量节能控制系统硬件主要由变送器、温度传感器、微处理器（MCU）、变频器、 PLC控制器等组成。根据中央空调系统的特性，设计了中央空调系统的变流量节能控制方案，采用模糊自适应 PID控制，通过调节电动机转速，从而改变水泵电机输出功率来改变系统流量。实现对变流量水泵的动态节能控制，通过 PLC控制器根据冷水主机实时数据来改变水泵转速，从而达到对管路内压强进行有效调节的目的。中央空调系统变流量节能控制系统是一个复杂的、多变量的控制系统。 电梯线束1.1 系统过程简要分析
折叠篮变流量节能控制系统采用了变流量水泵变频调速运行，当冷水主机的供回水温差不变时，冷水水泵流量也不变，即水泵电流恒定。当冷水主机供回水温差增大时，由于末端的热负荷相应增大，就要求冷水水泵流量要相应加大，以保证末端设备的稳定运行，但此时水泵
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转速不变，流量却增大了。由于管道阻力的增加使管道阻力相应增大，这时管路内的压强就会发生波动。当系统流量和压力波动幅度较大时，系统能耗将增加。同时由于系统能耗增加还将引起风机、水泵等设备的发热而使温度升高。因此要进行系统节能控制就必须降低变流量泵组转速以保持稳定的流量。如图1所示。
图1(空调系统监控原理图)
1.2 未端变流量控制
不管采用哪种控制方式，变流量首先是从末端开始变的，每个末端设备，原则上来说都是按照设计最大负荷来进行选型的，那就必然会出现设备大部分时间实际是运行在部分负荷状态的。以最常用的末端设备风机盘管为例，供回水管除了设置手动调节阀以外，回水侧还安装了电动阀，当房间温度达到设定值的时候，控制器会给电动阀信号，关闭或者调小阀门，从而减少流量供应。具体到阀门选择可以采用开关型电磁阀或者调节型电动阀，两种阀门都可以实现末端的控制，但控制方式和对系统的影响就不太一样了。
折弯机上模1.开关型电磁阀工作状态要么全开要么全关，不需要进行开度调节，所以也没有阀权度（调节阀全开时，阀门的压力损失占该调节支路总压力损失的百分率）的要求，阻力一般比较小；
2.防爆电动紧急切断阀调节型电动阀工作状态需要不断调节阀门开度，因此有阀权度的要求，阻力会明显大于开关型电磁阀，因此采用调节型电磁阀的末端系统，需要配置的水泵扬程会高一些；
1.3 温度以及压力采集
变送器由温度传感器和压力传感器组成，通过变送器把冷水主机的温度和压力信号传送给
PLC控制器。而 PLC控制器通过信号调理电路将变送器送来的冷水主机的温度和压力信号进行放大、滤波处理，根据采集的冷水主机数据计算出冷水主机所需的流量和功率。然后将这一数据通过内部的 PID控制算法实现对水泵转速的控制，达到对冷水主机流量进行有效调节的目的。当水温或压力变化时， PLC控制器可通过内部运算，通过采集系统中各种传感器（如流量传感器、温度传感器）采集到的信号，按照一定的算法对系统进行调节，从而保证系统运行平稳。
1.4 微处理器
微处理器是一种智能逻辑运算单元，能够实现对系统的控制。通过输入端把采集到的温度信号、压力信号等各种信号进行处理，计算出冷水主机所需的流量和功率，然后将这一计算结果通过一定的运算和处理方式传送给 PLC控制器。微处理器的作用是根据冷水主机的流量、功率计算出所需变流量泵组所需的水泵功率。然后再通过不同算法计算出不同工况下所需的水泵功率，当各工况下水泵功率相等时，只有电机功率与转速有关。在电机转速不变时，只有水泵总功率与电机总功率有关。这样就可在保证系统稳定运行的前提下降低变流量泵组转速，从而达到节能目的。
1.5 变频器控制
变频器主要通过改变电机转速的方式，让水泵、风机等设备转速与流量之间达到平衡，从而达到节能的目的。目前变频器最常用的形式是可编程控制器（PLC）通过高速脉冲信号来实现对电机转速的控制。根据不同工况下风机、水泵等设备所需的流量和电机转速，采用不同变频器。比如：当冷水主机供回水温差不变时，采用定速泵即可满足要求。当供回水温差增大时，水泵电机输出功率随之增大，所以这时需要采用变频调速装置；当供回水温差变小时，水泵电机输出功率降低，可以减小水泵转速，从而达到节能目的。同时变频器还具有故障报警功能，以便及时发现故障并进行处理。由于变频器采用了无级调速，因此，可以根据需求任意设定运行速度。这一优点对于中央空调系统而言非常重要，因为它可实现无极调速，并且当运行速度调节到一定位置时，电机的功率与转速成正比。所以采用变频器控制会在一定程度上节约能源。在实际运行中，由于系统内部及外部各种干扰因素影响较多，因此系统中还需加入抗干扰措施。另外由于系统内部各设备的动态特性不同，在运行过程中需要采用不同的控制策略使其能够互相配合，实现整个控制系统的良好运行。
2.中央空调系统集控变流量节能控制设计
中央空调系统主要由冷冻水系统、排风系统、风机盘管、空气处理机组等组成，整个空调系统是一个复杂的非线性、时变及强耦合系统，且由于空调机组一般安装在建筑内的相对比较隐蔽的地方，从而很难检测其工作状态。通过现场安装的变流量水泵及变频器，可以在线实时监控空调系统中各设备的运行工况。随着生产自动化水平不断提高，要求中央空调在较短时间内投入生产或投入使用，一般工厂只需一套空调机组即可完成其冷负荷和热负荷的控制。所以对中央空调系统进行变流量节能控制设计具有很强的实际意义。
2.1 冷冻水系统
冷冻水系统主要包括冷冻水泵、冷却水泵加电磁阀及冷却塔等组成。其中冷冻水系统包括水泵的流量、扬程及转速的调节，通过变频调速将流量控制在合理范围内，以达到节能效果。目前采用较多的是变频控制技术，包括变频调速控制技术、模糊 PID控制技术和模糊神经网络等。冷冻水系统是一个复杂的非线性系统，冷冻水系统中的水流量和扬程是随空调机组负荷变化的，冷冻水流量的变化将引起冷水机组的负荷发生改变，因此在中央空调系统中通常需要一个自动调节系统来解决在一定时间内维持各个末端负荷需求最小（或最大）。
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