放式的设计和网络成为主流；PLC技术正与PC技术融合；系统控制向分散发展；容错系统；小型化、智能化。
我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。目前中国PLC市场主要厂商为Siemens、Mitsubishi、Omron、Rockwell、Schneider、GE-Fanuc等国际大公司，欧美公司在大、中型PLC领域占有绝对优势，日本公司在小型PLC领域占据十分重要的位置，韩国和中国台湾的公司在小型PLC领域也有一定市场份额，中国大陆PLC厂商的市场份额几乎可以忽略。
大型PLC的目标用户在选用PLC时一般不会把价格作为首要考虑因素，而是更关注产品性能、质量和品牌，对价格不是十分敏感，故日本产品很难进入该领域。韩国和中国台湾的产品从一开始就是模仿日本产品，基本沿袭日本产品的技术路线，其在中国的市场策略、行业影响基本是步日本厂商的后尘，只不过比日本产品滞后一段时间。 对中、小型PLC的目标用户而言，市场上主要厂商的PLC产品均能满足其要求，所以在产品选型时价格是十分重要的因素。因此，日本产品在该领域占有绝对优势。Siemens在推出新一代小型PLC产品S7200后其价格与日本产品相差不大，最近几年其小型PLC的市场增长迅速，已经与日本主要产品（Mitsubishi和Omron）在小型PLC领域取得了类似的市场地位。近年来，由于具有明显的价格优势，中国台湾的部分PLC厂商在小型PLC领域发展势头十分强劲，抢占了原来日本产品的一部分低端市场。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。
1.3 本文的主要研究内容
PLC在中央空调中的应用可以从2个方面考虑，一方面是中央空调系统原理分析及控制要求；另一方面是可编程控制器(PLC)系统的设计。
各章节的主要内容如下：
第一章绪论：阐述了PLC的发展和研究现状；提出了论文的研究内容。
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第二章：通过分析中央空调的工作原理，将PID算法及变频技术引入中央空调的控制。
第三章：分析各厂家PLC的特性，选定西门子PLC，再根据中央控制系统的具体要求选定西门子PLC的具体型号S7-200。并对其选定的S7-200进行简单的阐述。并画出中央空调系统的PLC控制的硬件图。
第四章：根据选定的S7-200，选定与其相对应的编程软件STEP-7MICRO/WIN32 V3.1，并画出流程图。
第五章总结：总结了本文的主要工作，包括得出的主要结论。
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2 系统工作原理及控制要求
2.1 系统的工作原理
图2-1 中央空调系统原理图
Fig.2-1 The schematic of the central air conditioning system
中央空调系统如图2-1所示，是由一系列驱动流体流动的动件（如水泵及压缩机），各种型式的热交换器（如冷却风机，蒸发器，冷凝器及中间热交换器等）及连接各种装置的管道，阀件和电气控制装置组成。
冷水机组是中央空调的“制冷源”，“心脏”，通往各个房间的循环水由冷水机组进行“内部交换”，在蒸发器中吸热后的制冷剂通过压缩机压缩成高温高压气体，送至冷凝器与冷却水热交换后变成常温高压液体，经节流阀（膨胀阀）进入蒸发器蒸发吸收冷媒水的热量，然后又回到压缩机，如此形成制冷剂循环过程。冷媒水循环系统，由冷媒水泵及冷媒水管道组成，从冷水机组流出的冷
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媒水由冷媒泵加压送入冷媒水管道，在各个房间内进行热交换，带走房间内热量。使房间内的温度下降。冷却水循环系统，由冷水泵和冷却水管道及冷却塔组成，冷水机组进行热交换，在水温冷却的同时，必将释放大量的热量，该热量被冷却水吸收，使之在冷却塔中与大气进行热交换，然后再将讲了问的冷却水，送回到冷水机组，如此不断循环，带走冷水机组释放的能量。冷却风机安装于所需要降温的房间内，用于将由冷媒水冷却了的空气吹入房间，加速房间内的热交换。 2.1.1 PLC控制下变频调速系统的工作原理
PLC控制下变频调速系统的工作原理，可编程控制器PLC是变频调速控制系统的关键部件。其作用的协调各机组与变频器柜之间的电气连接，通过接触其与变频器柜的继电器和接触器进行逻辑切换来实现系统的控制方案。PLC的输入信号有机组选择信号、运行方式选择信号、冷却塔和主机开/关信号、冷冻泵和冷却泵的起/停信号等。输入信号经程序运算，发出相应的动作信号，经微型继电器及相应的常闭、常开触头分别控制变频器及中央空调系统的运行，以及声、光报警器件的动作。PLC软件程序设计采用梯形图语言编程，直观易懂。
通常情况下，变频调速系统主要由变频器、可编程控制器、主接触器、水泵机组及温度检测装置组成闭环自动控制系统。每台电机都可以运转在工频和变频两种状态下，这由PLC系统根据需要进行切换控制。可编程控制器用I/O扩展接口分别接入A/D和D/A模块。A/D模块通过PLC将温度模拟量转换为数字量，D/A模块将PLC输出的开关量转换为模拟量，以控制变频器升速过程及江苏过程。需要注意的是，在水泵进行工频和变频电网的切换过程尽可能快，各接触器间互锁和动作时间要设置好。 使用可编程控制器取代继电接触器控制系统，电气系统故障大为减少。有完善的故障处理功能及电源顺停（或大幅降压）后自动再启动功能。
2.1.2 PID算法在变频调速中的应用：
1） 常规PID
PID在温度控制中已使用数十年，是一种成熟的技术，它具有结构简单，易于理解和实现，且一些高级控制都是以PID为基础改进的。在工业过程控制中，40%以上的控制系统回路具有PID结构。在目前的温度控制领域，应用时分广泛。
PID调节器又称为比例积分微分调节器，它具有比例、积分、微分三种调节，
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可见，温度PID调节器有三个可设定参数，即比例放大系数、积分时间常数、微分时间常数。对一个控制系统而言，合理的设置这三个参数，可取得较好的控制效果。
PID控制器各个部分的作用及其在控制中的调节规律如下：
1.比例曾一部分（P）用于保证控制量的输出含有与系统偏差成线性关系的分量，能够快速反应系统输出偏差的变化情况。由经典控制理论可知，比例环节不能彻底消除系统偏差，系统偏差随比例系数的增大而减少，但比例系数过大将导致系统不稳定。
2.积分部分（I）表明控制器的输出不仅与输入控制的系统偏差的大小有关，还与偏差持续的时间有关，即与偏差对时间的积分成线性关系。只要偏差存在，控制就要发生改变，实现对被控对象的调节，直到系统偏差为零。因此积分作用主要是用来消除系统的静态偏差，提高精度，改善系统的静态特性。积分作用的强弱取决于积分时间常数T，T越大，积分作用越弱，反之则越强。然而，单纯的积分作用速度太慢，无法及时对系统的偏差变化做出快速反应。
3.微分部分（D）可以对输入的变化趋势作出反应，即它的输入与输出的大小无关，但与输入量的导数成线性关系。它是用来控制被调量的震荡，减小超调量，使系统趋向稳定，见笑调节时间，用来改善系统的动态特性。由于微分环节在系统传递函数中引入了一个零点，如果使用不当会使系统不稳定。
PID的三种作用是各自独立的，互不影响的。改变一个调节参数，只影响一种调节作用，不会影响其它的调节作用。显然，对于大多数系统来说，单独使用上面任意一种控制规律都难以获得良好的控制性能。如果能将它们的作用作适当的配合，可以使调节器快速、平稳、准确的运行，从而获得满意的控制效果。一般来说，系统是使用它们的组合，如PI控制算法，PD控制算法和PID控制算法。
2）PLC的PID模块分析研究
在我们使用的PLC中，是通过PID调节器来调节输出，保证偏差值为零，使系统达到稳定状态。在系统中，偏差，是给定值SP（希望值）和过程变量PV（实际值）的差。PID控制的原理基于公式（4.1）所示的方程，它描述了输出M(t)作为比例项、积分项和微分项的运算参数关系。
t ?(t)?Kc?e?KC?edt?Kc?dedt?M0 （4.1）
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