Thiết kế hệ điều khiển hệ thống điều hoà không khí công suất lớn dùng máy lạnh kiểu Water chiller

MỞ ĐẦU Chương 1: giới thiệu tổng quan về hệ thống điều hoà tại viện vệ sinh dịch tễ trung ương 1.1. Vị trí địa lý, khí hậu và đặc điểm của không gian cần điều hoà: 3 1.2. Các đặc điểm của hệ thống điều hoà không khí lớn dùng máy lạnh Water Chiller tại Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương 4 1.3. Hệ thống điều khiển của điều hoà không khí tại Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương 11 1.3.1. Các bộ cảm biến đo lường 13 1.3.2. Hệ thống điều chỉnh năng suất lạnh 17 1.3.3. Hệ thống điều chỉnh nhiệt độ tại OAH, AHU 20 1.3.4. Các hệ thống bảo vệ 22 Chương 2: Khái niệm về điều khiển quá trình và hệ thống điều khiển cho một số hệ thống nhiệt lạnh 2.1. Khái niệm chung về điều khiển quá trình 26 2.2. Mục đích và chức năng điều khiển quá trình 28 2.3. Các thành phần cơ bản của hệ thống điều khiển quá trình 28 2.4. Mô hình hoá đối tượng điều khiển 30 2.4.1 Quá trình điều chỉnh nhiệt độ tại OAH và AHU 30 2.4.2 Điều khiển năng suất máy nén 31 2.5. Các hệ thống điều hoà không khí và phương pháp điều khiển tương ứng: 32 2.5.1. Hệ thống điều hoà cục bộ 32 2.5.2. Hệ thống điều hoà đặc chủng 35 2.5.3. Hệ thống điều hoà dùng máy lạnh kiểu Water Chiller Chương 3: Bộ điều khiển khả lập trình – PLC Giới thiệu Thiết bị điều khiển PLC S7 – 300 của hãng Siemens 47 A. Bộ điều khiển khả lập trình -PLC 47 3.1. Tổng quan về PLC: 47 3.1.1. Khái niệm chung về PLC 47 3.1.2. Cấu trúc chung của PLC 47 3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của PLC 49 3.2.1. Module nguồn cấp 49 3.2.2. Module xử lý trung tâm (module CPU) 49 3.2.3. Các module vào/ra (Input/Output module) 52 3.2.4 Module ghép nối (Interface module – IM) 53 3.2.5. Các module chuyên dùng (Function Module) 53 3.2.6. Module phục vụ truyền thông trong mạng (Communication module – CP) 53 3.3. Các đặc điểm khác của PLC 54 3.3.1. Các thông số kỹ thuật cơ bản của PLC 54 3.3.2. Một vài ưu điểm của PLC 54 3.4. Cơ chế hoạt động và xử lý tín hiệu trên PLC 55 3.4.1 Cơ chế hoạt động 55 3.4.2. Phương pháp xử lý tín hiệu 56 3.5. Lập trình cho PLC 57 3.5.1. Bộ lập trình 57 3.5.2. Ngôn ngữ lập trình cho PLC 58 3.6. Các bước xây dựng một hệ thống điều khiển dùng PLC 60 3.7. Lựa chọn hãng sản xuất 62 B. Giới thiệu Thiết bị điều khiển PLC S7 – 300 của hãng Siemens 62 3.8. Module CPU 62 3.8.1.Cấu tạo và hoạt động 62 3.8.2. Ghép giữa module CPU với các module khác 65 3.9. Cấu trúc bộ nhớ của CPU 67 3.10. Lập trình cho PLC S7-300 68 3.10.1. Ngôn ngữ lập trình 68 3.10.2. Địa chỉ và phương pháp đánh địa chỉ 69 3.10.3 Cấu trúc chương trình của S7-300 70 3.10.4. Các nhóm lệnh cơ bản của PLC S7 - 300 Chương 4: các phương pháp xác định tham số làm việc của hệ thống điều chỉnh 4.1. Phương pháp Reinisch 75 4.2. Phương pháp thực nghiệm Ziegler và Nichols 77 4.3. Phương pháp tính theo mô hình đối tượng đơn giản 79 4.4. Phương pháp chỉ số biên độ M 81 4.5. Phương pháp chỉ số dao động nghiệm m 83 4.6. Phương pháp chỉ số dao động mềm “ mM" CHƯƠNG 5: Bộ điều khiển sử dụng trong hệ thống 87 5.1. Một số thiết bị chấp hành trong hệ thống điều khiển mới 87 5.1.1. Cấu trúc cơ bản của một thiết bị chấp hành 87 5.1.2. Loại thiết bị được sử dụng 88 5.2. Xây dựng phần cứng 93 5.2.1. Mô tả hệ thống 93 5.2.2. Bộ điều chỉnh mới 91 5.3. Xây dựng phần mềm 98 5.3.1. Hàm truyền đạt của các vòng điều khiển với các thông số tối ưu. 98 5.3.2. Phân tích sự làm việc của hệ thống. 99 5.3.3. Lưu đồ thực hiện 101 5.3.4. Lựa chọn chế độ làm việc cho PLC 101 5.3.5. Soạn thảo chương trình 104 5.4. Mở rộng hệ thống với DCS 115 5.4.1. Hệ thống DCS là gì ? 116 5.4.2. Cấu hình của hệ DCS 116 5.4.3. Cấu trúc của bộ điều khiển 118 5.4.4. Độ tin cậy của hệ thống điều khiển phân tán 118 5.4.5. Chức năng của hệ DCS 120 5.4.6 Ngôn ngữ lập trình cho DCS 122 5.4.7. Truyền thông trong hệ DCS 125 Kết luận 129