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PLC控制器进行切换和控制的。该系统对电机实现了软起动，大大降低了起动电流，避免了对电机和电网的冲击。另外系统具备报警和保护功能，当系统发生异常时，能够自动报警和停机保护。
为满足纺织车间送风要求，降低送风能耗，实现自动、可靠、稳定的送风，需要采用变频恒压送风技术，并辅以计算机来进行远程监控、管理及故障报警。因此，课题内容如下：
(1) 研究并完成利用PLC、变频器和多台风机等主要设备构建变频调速恒压送风系统的方案设计与设备选型。为提高变频器的使用效率，减少设备投资，采用一台变频器拖动多台风机变频运行的方案。
(2) 深入分析变频恒压送风系统的工况变化过程，确定工况转换方式，完成PLC控制程序的设计，保证风机工频、变频的可靠、安全切换。
(3) 研究 PLC和计算机的通信模式，确定通信协议，实现送风系统的远程监控、管理与报警。
(4) 加强系统的可靠性设计，提高系统的冗余度，设计手动、自动、工频、变频运行方式。通过该项目的研究和实施可以极大地改善纺织车间中央空调的可靠性和稳定性，而且可以降低能耗及维护成本，方便管理。
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第二章 中央空调送风系统整体方案设计
2.1系统整体设计思想
该设计以纺织车间为设计背景，纺织车间空气调节的作用大体可分为二个：其一、满足纺织生产工艺所适合的温度、湿度条件；其二、保证生产工人拥有一个良好、健康的工作环境，这两点具有同等的重要性。为了保证整个车间的温、湿度控制质量，首先需要一个总控开关按照一定控制要求来启动和关闭中央空调系统，利用中央空调系统内部安装的传感器，随时检测车间和织机的温、湿度状况，而后将信号送给控制机构，控制的对象就是几台风机，风机启动之后，通过一个阀门根据需要来决定给车间或织机送风，也就是使系统由局部送风来满足织机的湿度要求，或使整个车间按照舒适性空调的要求进行全面送风，同时根据需风量的大小，利用变频技术使局部送风在恒压状态下进行。在用风量小的情况下，如果一台风机连续运行超过一定工作时间，则按照控制要求自动切换到下一台风机，即系统具有“风机转换功能”，避免因一台风机工作时间过长，降低生产效率和影响风机工作寿命。同时，系统启动时采用软启动来提高系统性能，在应急或检修时，系统配备手动控制功能，最后，为了保证系统安全、顺利的工作，还需设置完善的报警功能。
基于以上的设计思想，中央空调恒压送风系统原理图如图2-1所示。
局部送风电磁阀YV2电磁阀YV1总控风量控制器全面送风1#2#3#中央空调
图2-1 中央空调恒压送风系统原理图
在该系统设计中，采用了1#、2#、3#三台风机，首先由总控来控制电磁阀YV1,根据需求启动和关闭中央空调, 平时电磁阀YV2处于失电状态，也就是关闭局部送风阀。中央空调的局部送风或全面送风，由传感器将检测到的信号（采用人工模拟实现）直接送给控制机构，来选择正确的送风方式。局部送风和全面送风共用1#、2#、3#三台风机，一般情况下，三台风机根据全面送风的需求多少，利用变频器按一定的控
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制逻辑运行，使全面送风在恒压状态下进行。此时处在运行中的织机，当传感器检测到其湿度不足时，电磁阀YV2得电，此时关闭全面送风阀，打开局部送风阀，1#、2#、3#风机开始提供局部送风，以此来满足织机的湿度需求，并根据需风量的大小，利用变频器使局部送风也在恒压状态下进行。系统经过一段时间的工作，织机湿度合适后，三台风机再次转换为全面送风使用。
2.2 系统控制方案的设计与选择
长时间以来，自动控制系统存在着多种控制方式，比如继电接触器控制方式、逻辑电子电路控制方式、单片机控制方式、可编程序控制器(PLC)控制方式等四种主要的控制方式。其特点分别如下： （1）继电接触器控制的特点
该控制电路硬件接线多，体积大，连线复杂，修改困难。触点开、闭速度为几十毫秒，难以实现对控制执行速度要求高的场合，而且容易出现触点抖动。时间继电器在限时控制方面，精度不高，易受环境影响。系统设计、施工、调试周期长，可靠性与可维护性差，寿命短。因价格低廉，该系统可用于要求不高的控制场合。 （2）逻辑电子电路控制的特点
该控制电路往往采用一台电机固定于变频状态，其余电机均为工频状态的方式，难以实现电机机组全部软启动、全流量变频调节，控制精度较低，工频启动时有冲击，抗干扰能力较弱。
（3）单片机控制的特点
尽管单片机控制优于逻辑控制，但在对不同管网调试麻烦，扩展功能时往往要对主电路进行修改，不够灵活方便。 （4）可编程序控制器控制的特点
PLC (Programmable Logic Controller)是一种面向生产过程控制的数字电子装置，它使用了可编程序的存贮器以存贮指令，用以执行诸如逻辑、顺序、定时、计数及算术运算等功能，并通过数字或模拟的输入、输出接口控制机械或生产过程。这种控制电路跟踪快、控制精度高、抗干扰能力强、扩展功能灵活方便，可实现恒压 (或变压)全流量变频调节，具有稳定性好、高效节能、调试方便等显著优点。
鉴于以上四种方案的特点比较，故该设计采用可编程序控制器控制方式。在硬件设计上，只需确定PLC的硬件配置和I/O的外部接线，不需要诸如继电器之类的固体电子器件和大量繁杂的硬接线电路。当控制要求改变，需要变更控制系统的功能时，只要改变存贮器中的控制程序即可。PLC的输入、输出可直接与交流220V、直流24V等强电相连，并有较强的带载能力, PLC抗干扰能力强、可靠性高。在PLC的电源电路和 I/O接口中，还设置了多种滤波电路，以抑制高频干扰信号。软件上，PLC设置
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了故障检测及自诊断程序，用来检测系统硬件是否正常，程序是否正确，便于自动地做出相应的处理，如报警、封锁输出、保护数据等。通过计算机或编程器可以方便的对PLC控制程序进行写入、读出、检测、修改等;还可对PLC的工作进行监控，使PLC的操作及维护变得容易。PLC还具有很强的自诊断能力，能随时检查出自身的故障，并显示给操作人员，使操作人员能迅速检查、判断故障原因。由于用软件编程取代了继电器硬接线，实现控制，使得工作量大为减少，缩短了施工周期。
该系统主要的设计任务就是利用恒压控制单元使一台变频器同时控制多台风机，或者循环控制多台风机，实现送风的恒定和风机的软起动，以及风机的工频与变频的切换，同时还要能对运行数据进行传输。根据系统的设计任务要求，结合系统的使用场所，该设计决定采用“PLC+变频器+传感器”的核心控制模式。
该控制方式灵活方便，具有良好的通信接口，可以方便地与其他的系统进行数据交换，而且由于PLC产品的系列化和模块化，所以可灵活组成各种规模和要求不同的控制系统。同时由于PLC的抗干扰能力强、可靠性高，因此该系统能适用于各类不同要求的恒压送风场合，并且与送风机组的容量大小无关。该控制方案既有扩展功能灵活方便、便于数据传输的优点，又能达到系统稳定性及控制精度的要求。
2.3 系统设计内容
由上一节选择、设计的系统方案，可以看出该设计实质上就是PLC与变频器及传感器的一个应用系统，所以系统的设计主要包括硬件设计、软件设计两部分，具体设计内容有： （1）硬件设计
要进行硬件的设计，首先要正确选取硬件的组成部分，硬件选择主要是对变频器、风机机组、传感器、控制柜及操作台、PLC及扩展模块的选择。由于该系统应用了PLC,这里需要对控制系统的I/O及地址分配做一定的工作，除此之外，系统还对主电路、控制电路及变频调速电路作了具体的设计。 （2）软件设计
应用软件是根据指令系统及系统功能的要求进行的，因此，选择的指令系统，其功能好坏对应用系统软件设计影响很大。该系统软件设计，主要是为配合硬件控制要求编写的PLC程序及一些相关变频参数的设置。当接下来调试系统时，也主要是对系统中的PLC程序及变频器关键参数进行一番调试。
为了直观的体现该系统的方案设计，和进一步检验设计的正确性，系统借助自动化系MM430变频器实验室已有的控制设备，从实际应用的角度，在正确连接控制线路的基础上，通过PLC编程和MM430参数设置，简单的模拟了一下该系统基本的主要控制功能。
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第三章 系统硬件设计
3.1系统组成及各部分的分析选择
3.1.1 系统组成
系统所需的主要硬件有: 软启动器、变频器、风机机组、传感器、PLC及扩展模块、控制柜及操作台等。其组成框图如图3-1所示。
软启动器PLC及扩展模块传感器变频器风机机组图3-1 系统硬件组成
3.1.2 系统各部分的分析选择 （1）PLC
PLC是整个变频恒压送风控制系统的核心，它要完成对系统中所有输入信号的采集、所有输出单元的控制、恒压的实现以及对外的数据交换。
西门子S7-200 PLC 系统是紧凑型可编程序控制器。系统的硬件构架由丰富的CPU模块和扩展模块组成，它能够满足各种设备的自动化控制需求。S7-200 除具有PLC基本的控制功能外,更在以下方面有独到之处: ①功能强大的指令集。 ②丰富而强大的通讯功能。③编程软件的易用性。
CPU 226，24点输入，16点输出，DC24V，集成了以下丰富的内置功能：①高速记速器输入 ②短暂脉冲捕捉功能 ③高速脉冲输出 ④I/O硬件中断事件 ⑤PID控制，PID自整定功能 ⑥支持多种工艺配方 ⑦数据记录（归档）。
选择PLC时，考虑到了西门子PLC S7-200的指令执行速度、指令丰富程度、内存空间、通讯接口及协议、带扩展模块的能力和编程软件方便等多方面因素。所以,系统选用了西门子PLC S7-200作为中央空调送风系统的程序控制平台。
（2）变频器和风机机组
变频器和风机机组作为系统的执行机构，完成系统对外的送风量输送。风机是输出环节，变频器是对风机进行转速控制的单元，变频器根据传感器送来的控制信号改
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