1 項目簡介
中央空調系統是現代大型建築特別是大賣場必不可少的配套設施之一，其電能消耗之大，約佔建築物總電能消耗的50%。降低空調系統的電能消耗對於節能減排意義和作用是不言而喻的。
本項目是為國內某大型超市連鎖店中央空調設計的自動控制系統。該店中央空調設備由2台冷凍機組和10台AHU空調機以及相匹配的冷卻泵、冷凍泵和冷卻塔風機等組成。
2 工藝流程介紹
整個超市中央空調的控制系統是在西門子公司的SIMATIC系統軟硬體平台上，通過系統集成、自主開發，研製成一套適宜的、穩定的、先進的控制系統，使該店各樓的中央空調設備達到運行平穩、高效節能的應用效果。
整個控制系統的結構框圖如下：
（一） 冷凍機控制系統
該超市中央空調有二台450冷噸的冷凍機。採用西門子s7-1200PLC，根據季節和氣溫溫差的變化，用比例積分控制（PID演演算法）來調節冷凍機的負載。
（二） AHU控制系統
該超市的每台AHU空調機都有一個AHU控制箱單獨控制，整個系統共有10個AHU控制箱,具體分佈為：一層1個，二層3個，三層4個，四層2個。系統對這些分佈在各個樓層的空調機實現一對一單獨控制。
根據區域溫度與設定值之偏差，用比例積分控制來調節送風機的頻率和水閥的開度，使溫度達到設定值，以致達到最佳工作狀態。送風機頻率降低，按照P=U*I的計算公式，那麼電能是按平方關係減少。而水閥的自動調節，可以有效的節省冷凍機的冷量輸出，使之運行在最佳的負載狀態下，這是手動控制沒法滿足的。
根據CO2的濃度，用比例積分控制來調節新風閥的開度，引入室外新風，讓室內活動的人感到舒適，同時可保證室外新風對溫度影響降到最小，以達到節能效果。
（三） 水循環控制系統
與中央空調匹配的冷卻水循環系統和冷凍水循環系統，分別由三台55KW的冷卻泵和三台55KW的冷凍泵、二個冷卻塔及其冷卻風機組成。
根據冷卻水回水溫度和供水溫度差，來調節冷卻泵的頻率，只要滿足冷凍機的負載輸出就可以，此時冷卻泵頻率的降低就是能量的節省（必須滿足冷凍機的最小冷卻水流量，否則會引起喘振）。根據冷凍水回水溫度和供水溫度，可調節冷凍機負載的輸出，而根據冷凍水流量來調節冷凍泵的頻率，同時滿足冷凍機的最小冷凍水流量，此時可通過調節旁通閥保證。通過調節中央空調系統最大的用電設備冷凍機的負載，那麼電能的節省空間還是蠻大的，畢竟滿負荷運轉的條件不多。
上位機監控系統
在西門子工業組態軟體WinCC的平台上，我們專門開發了一套能源監控軟體。除了空調外，該軟體還有與照明、配電、消防等系統的通訊介面，該軟體可以實時監控這些設備的運行情況，及時調整耗電設備的運行參數，定時記錄運行數據，為以後作進一步的能源分析和管理提供原始數據。
3 方案確定
由於系統是在一棟大樓里分散式分佈的，所以要使用分散式IO或者多個控制之間通訊完成控制工藝。方案一s7-300PLC或s7-400PLC通過Profibus-DP網路連接遠程IO。方案二S7-1200直接通過乙太網實現通訊。
方案一可以實現功能和工藝要求，但需要布置PROFIBUS-DP網路線，S7-300或S7-400主站出現問題的話會使整個系統處於癱瘓狀態。
方案二，由於大樓內有現成的乙太網網路，通過S7-1200集成的PROFINET介面就能將若干個S7-1200組成一個網路，省去了布線的成本。網路中的任意一個S7-1200站出問題的話不會影響其他站點的正常工作。
4 產品硬體配置
5 軟體開發
系統組成，一個冷凍機房，和10個空調機房。
（1）冷凍機房變頻控制系統
（2）空調機房控制系統
本系統個主要目的是在保證超市舒適度的前提下節約更多的能源（電能），節能主要分成
1， 冷凍機的節能
主要通過急時的加減機，或提高，降低冷凍機的出水溫度節約能源，通過S7-1200的RS485介面和冷凍機進行通訊。
2， 循環系統的節能
通過調整冷凍泵，冷卻泵的頻率和冷卻塔的控制，提高主機運行效率。
3， 空調末端的節能
根據溫度調整風機的頻率和冷凍水閥的開度（PID控制）。
6 應用體會
本次使用S7-1200，節約了整個項目的成本，和施工的難度（不用布置網路線路）節約了項目周期。由於之前本人經常使用S7-300的PLC，覺得S7-1200比S7-200更兼容於S7-300PLC基本不用熟悉就能上手應用。
使用PROFINET，使調試項目變得更容易和簡便。省去了每次下載程序都要拿著編程電纜去現場。
7 意見與建議
S7-1200中沒有上載指令要分兩次將項目上傳比較麻煩，沒有語句表功能不能使用指針。不能與WINCC直接連接要通過PC-Access連接。
