中央空调节能远程控制系统设计及实践

发布时间：2014-12-25 11:02

 

【摘要】 本文是基于一套针对三菱自动化工厂中央空调控制系统实施项目,以中央空调的远程网络管理系统为研究开发对象。使用的画面开发工具是三菱的GT Designator(一款基于三菱HMI一体机画面设计的组态软件),PLC梯形图编程开发工具使用Gx work2。主要通过运用以太网通信技术,使上位机(G150HMI、PC机)与下位机(中央空调的控制系统GOT一体机,及L、Q系列三菱网络通信用PLC)进行数据通信。首先是下位机收集中央空调各设备的工作参数,并将这些参数从下位机传输给上位机,上位机对这些工作参数进行分析处理,如果没有异常的参数出现,则将接收到的各参数放入到上位机的数据库中,如果发现有监视参数出现异常,就通过Internet网络将异常参数传送到中央控制处理系统,中央控制处理系统通过对异常参数及时的分析后,再将处理指令通过上位机传送发回给下位机,从而实践中央空调的远程网络控制过程。整个系统由四部分组成：中央控制平台(G150HMI空调系统控制器、安装综合管理软件TG-2000的PC服务器),收集状态信息,根据预先设定逻辑自动控制空调系统。现场图形化监视器、设置用GOT一体机,通过图形化界面,动态反应空调系统运行状态,也可以通过它更改空调系统的设置参数。通过PLC对空调控制及现场数据收集处理,把空调各种传感器收集的到信息进行处理,并发送给上位机和监控器。以太网通信,通过以太网传输数据可以有效地减少布线和增强信息传输的抗干扰能力。本系统通过远程对关键环节控制、空调运行环境状态的监视,以及温控过程的优化,达到节能的目的。该系统可以通过监视环境状态(温度,湿度),自动调整对空调的设定,达到在人体舒适感,设备装置运行的必要环境前提下实践节能的目的。本系统在已经在三菱工厂中投入使用,而且节能效果明显,每年节省电费10%,生产制品的不良率也有所下降。

引言

远程空调控制技术已经成为商业空调发展的趋势。大型工厂用空调系统结构复杂，而且根据工厂车间环境，往往一些设备被安装在地下室或楼等位置较偏、空间狭小场所。设备比较分散，维护工作极为繁琐导致维修维护成本非常大，因此一些有战略眼光的企业已经开始注重远程控制系统功能方面的研发。美的空调在大型商用空调的终端硬件设备上连接现有的电话网络，通过电话网络使其具备远程通信，设置和监视功能。终端空调的运行情况实现集中监控，集中管理，集中设置。提髙了维护的效率，降低了保养的成本。同时也提高了客户体验的质量。使其产品更具有竞争力。远程控制功能的应用为制造商和用户带来极大的方便的同时，不仅提高了服务质量，也成为制造商有利的竞争武器。不仅是美的空调，国内外其他知名空调企业也讲中央空调远程控制系统作为技术研发重点。海尔格陵兰中央空调设备主机、风机盘管、囤货商售后服务等。另外，空调厂家如今更加注重比拼节能技术。格力空调也为其空调的大型商用系列空调的基础上通过安装模拟控制系统，使用电话线作为数据传输媒介，通过网络传输技术实现对每台机组状态监视的目的。在确保其在良好的状态下运行。不难看出，不久在中大型空调系统中，远程控制系统已逐渐成为中央空调企业的基本技术，是中央控制空调系统的一部分。另外，大型空调耗电量巨大的问题一直是困扰空调系统发展的一大难题，空调问世百年以来，人们一直从各个技术角度去完善，提高空调的节能效果，降低空调的能源消耗。所以，对于空调企业来说如果在节能技术上有显著的优势，起在空调市场上的竞争优势就越大。各家空调制造商于是对节能，节电技术领域的研究将成为博弈的舞台。
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1空调远程控制系统概述

1.1课题研究的意义、目标及主要内容
众所周知，日本在节能技术方面的发展处于世界的先进水平。有幸在公司的幵发项目中接触到一个关于日本大型工厂的中央空调的远程控制系统开发的中型项目。这个项目从有效对空调机组和末端设备控制的角度来实现节能的目的；同时通过实时准确控制生产环境的最适温度、湿度达到提髙产品品质和生产效率的目的。为了达到项目开发的目的，如何实现在工厂复杂的网络环境下，快速有效的处理大量数据，并实时，安全，稳定地控制空调系统是对我们如何设计这个系统架构的一个课题。

1.2系统概述
该系统设计时考虑了硬件配置的可扩展性，可按用户要求调整系统中的硬件配置，切换或调整运行参数，开关空调等。随着节能技术的发展、细化，改变中央空调的管理粗放式管理，降低能耗，已经成为了摆在我们面前的一个课题。通过网络通信技术，实时地远程监视和改变空调终端的状态设置，以达到真正实现节能环保的目的，从而有效地消除了因为监管不力，造成的人为浪费，提高中央空调系统运行效率、达到显着节能环保的效果。使空调房间达到舒适的温度的同时整个中央空调系统能够平稳地运行⑴。釆用该系统后，笔耕文化传播，用户可在节能减排以及舒适的工作环境方面得到如下实惠：根据空调组运行状态调整空调负荷；空调设置温度大幅度偏离政府倡导的温度，可以通过以太网对空调温度的上限或下限温度进行设置；对于工作日中，长时间无人的办公室，通过以太网温度监控，自动调整省电模式；根据所设定的正常工作时间，对非工作时间段的在无人的房间自动关机，这样避免了因为下班忘记关空调所产生的资源浪费；通过日志文件及报表，为系统维护人员提供故障诊断以及科学、准确的分析依据，并根据长期的环境数据收集，分析出最佳生产环境的温度湿度，可提高产品的生产效率及质量。

3中央空调远程控制系统的软件实现.......................23
3.1GOT图形编程...............23
3.2PLC通信部分梯形图编程....................27
4空调远程控制系统的测试与维护........................42
4.1软件测试的概述.......................42
4.2测试的方法................42

4.3测试的实施.........................42
结论................45

4空调远程控制系统的测试与维护

4.1软件测试的概述
测试的原则是尽早的和不断的对软件进行测试，也就是说从项目立项到把产品交到客户手上为止的这段时间都是测试的生命期。测试应该以数据作为驱动，测试用例应以输入数据和预想结果组成。测试时要交叉测试避免自己写自己测的情况出现。在设计测试用例的时候要考虑到有效的情况和无效的情况。充分注意测试的群体现象。严格执行测试计划，排除测试随意性。对每个测试的接结果都要做检查，避免没有测到的地方。妥善保存测试计划，测试用例，测试结果和错误分析报告。

4.2测试的方法
单元测试釆用白盒测试的方法，把模块内的程序绘制成程序流程图。根据流程图来设计测试用例，尽量最大可能覆盖代码的每条分支。系统测试采用黑盒测试方法。测试用例是以数据作为驱动，在一定的条件下经过一定的顺序的操作从而达到预想结果。数据的选取釆用一般等价类，极限值，有效和无效数据等方式。性能测试，采用自动测试工具对系统进行压力测试等性能测试，生成测试报告。在项目的需求确定之后，测试人员就根据需求来编写测说明书。这样可以更能保证需求的准确性。先把整个系统分成几个大的功能，再分别对这些功能细化，以数据作为驱动细化成一个测试用例。测试分成单元测试和系统测试。测试用例包括：测试编号，测试的内容，测试的条件，测试的操作顺序，预想结果，实际结果。为了保证测试的质量还要标注测试用例的作成者，作成日期还有检查者。
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结论

为达到节能的目的空调系统设计时应该以下几个方面进行考虑：设备的选配，功能的组合及系统的运行监控管理。具体节能方案应根据工厂现场的环境、产品生产过程中的要求、自然环境条件等因素，在对大量数据分析的研究基础上确定。随着技术的发展，空调性能的提高，在空调系统的设计过程中不断更新，提高空调系统的节能效果。综上所述，经过控制系统的设计和实践的证明，在工厂大型中央空调控制节能系统不仅能够有效运行，而且具有较高的产品的品质和生产效率，该系统使用方便节能效果较好，基本能够满足工厂空调系统节能的需要。同时，中央空调系统的实时监控能力和稳定性也能够得到保证，在目前工厂生产环保成本提高的前提下，节能中央空调系统中具有较大的发展空间和使用价值。
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参考文献:

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本文编号：10871