隨著科技和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,建筑內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備越來越多,越來越復(fù)雜,對(duì)機(jī)電設(shè)備的控制和管理要求也越來越高。因此,對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制和管理的暖通樓宇自控系統(tǒng)就產(chǎn)生了,標(biāo)志著智能建筑時(shí)代的開始。在目前高科技迅速發(fā)展的時(shí)代,節(jié)水、節(jié)電、節(jié)能,創(chuàng)造綠色工作環(huán)境、生活環(huán)境,已成為廣大業(yè)主的一致要求,只有設(shè)計(jì)完整的暖通樓宇自控系統(tǒng),才能建成的智能建筑。智能建筑目前已成為樓宇建設(shè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在其發(fā)展過程中,暖通樓宇自控系統(tǒng)經(jīng)歷了從分散控制到集中控制,再到集散控制的幾個(gè)階段。現(xiàn)在,暖通樓宇自控系統(tǒng)正向開放式現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)發(fā)展。
暖通樓宇自控系統(tǒng)是建筑設(shè)計(jì)的一部分,并與建筑設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行的。在我國設(shè)計(jì)圖紙完成后,機(jī)電設(shè)備要進(jìn)行設(shè)備招標(biāo),中標(biāo)后才能確定設(shè)備品牌,暖通樓宇自控系統(tǒng)設(shè)備選擇就是這樣確定的。因此,在工程的整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,確定不了設(shè)備品牌。在工程設(shè)計(jì)中,要根據(jù)業(yè)主的投資額和使用要求,確定暖通樓宇自控系統(tǒng)的控制范圍、控制點(diǎn)數(shù)及整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成。該系統(tǒng)與土建施工有關(guān)部分全要做好預(yù)留和預(yù)埋。我們把設(shè)計(jì)院完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容稱為一次設(shè)計(jì)
系統(tǒng)方案主要的組成部分為:1、空調(diào)自控監(jiān)控計(jì)算機(jī)和監(jiān)控軟件平臺(tái),這是為監(jiān)管和維護(hù)使用的決策層面的功能需求;2、控制層的DDC空調(diào)自控控制器,通過編程設(shè)置,使空調(diào)自動(dòng)按設(shè)定模式運(yùn)行;3、傳感層的信號(hào)接入和自動(dòng)控制閥,通過對(duì)溫濕度的采集和回饋,DDC空調(diào)控制器通過內(nèi)置的PID算法,實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門的自動(dòng)化開閉或流量的控制,達(dá)到使溫濕度恒定的狀態(tài) 空氣溫度控制
一般空氣的溫度調(diào)節(jié)有以下幾種方式:
?。?)夏季制冷
A.采用噴水室噴冷水冷卻空氣的溫度調(diào)節(jié)
B.采用水冷式冷卻器冷卻空氣的溫度調(diào)節(jié)
?。?) 冬季加熱
A. 熱水加熱器的加熱量調(diào)節(jié)
B.蒸汽加熱器的加熱量調(diào)節(jié)
各種溫度控制方式都有其特點(diǎn),針對(duì)不同項(xiàng)目實(shí)際情況,要分析后采用合適的溫度控制方案。由于溫度控制分為夏季冷卻和冬季的加熱兩種情況,其控制方式也會(huì)有所不同。
空氣溫度控制方案:
在空調(diào)系統(tǒng)中,需要送風(fēng)溫度進(jìn)行控制與調(diào)節(jié),送風(fēng)溫度通過溫度傳感器得到與溫度相關(guān)的模擬量輸入到PLC,這樣,PLC對(duì)送風(fēng)溫度的控制形成了一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng),使得控制變得更加。
溫度控制有冬夏兩種控制模式,夏季采用冷凍水降溫、冬季采用蒸汽加熱的方式來控制送風(fēng)溫度,兩種模式用轉(zhuǎn)換開關(guān)來手動(dòng)控制為1狀態(tài),則為夏季控制模式,為0則為冬季控制模式。
溫度傳感器檢測(cè)送風(fēng)管內(nèi)的送風(fēng)溫度,將檢測(cè)值送與給定值22℃進(jìn)行比較,若檢測(cè)值與給定值相等則冷卻水/蒸汽的閥門開度保持不變。若檢測(cè)值大于給定值,夏季控制模式時(shí)加大冷卻水的閥門開度,冬季控制模式時(shí)減小加熱蒸汽的閥門開度,使溫度恢復(fù)到設(shè)定值。若檢測(cè)值小于給定值,在夏季控制模式時(shí)減小冷卻水的閥門開度,冬季控制模式時(shí)加大加熱蒸汽的閥門開度,使溫度恢復(fù)到設(shè)定值?!穸瓤刂疲?br />
在空調(diào)節(jié)能自控系統(tǒng)中,需要對(duì)送度進(jìn)行控制與調(diào)節(jié),送度通過濕度傳感器得到與濕度相關(guān)的模擬量輸入到PLC。這樣,PLC對(duì)送度的控制形成了一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng),使得控制變得更加。
送風(fēng)管內(nèi)的濕度傳感器檢測(cè)送度,將檢測(cè)值與給定值進(jìn)行比較,若檢測(cè)值與給定值相等,則加濕閥的開度保持不變,若檢測(cè)值大于給定值,通過PI控制關(guān)小加濕閥的開度,若檢測(cè)值小于給定值,則通過PI運(yùn)算加大加濕閥的開度,使送度滿足要求。濕度控制在85%。
送風(fēng)壓力控制:
在空調(diào)節(jié)能自控系統(tǒng)中,需要對(duì)送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效控制與調(diào)節(jié),從而控制送風(fēng)壓力。送風(fēng)壓力通過壓力變送器得到與壓力相關(guān)的模擬量輸入到PLC,PLC通過變頻器來控制送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這樣, PLC對(duì)送風(fēng)壓力的控制形成了一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng),使得控制變得更加。
送風(fēng)管尾端的壓力傳感器檢測(cè)送風(fēng)壓力,將檢測(cè)值與給定值進(jìn)行比較,若檢測(cè)值與給定值相等則保持送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,若檢測(cè)值大于給定值則通過變頻器減小送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,若檢測(cè)值小于給定值則通過變頻器加大送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而使送風(fēng)壓力滿足系統(tǒng)的要求。
新風(fēng)回風(fēng)比例控制:
按下中央空調(diào)控制系統(tǒng)的啟動(dòng)按鈕和回風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)按鈕,則中央空調(diào)系統(tǒng)就會(huì)按照設(shè)定的方式自動(dòng)運(yùn)行,監(jiān)測(cè)送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)、過濾網(wǎng)有無故障報(bào)警,若有,則停止整個(gè)系統(tǒng),若無則按設(shè)定值開啟新風(fēng)回風(fēng)閥門的開度,調(diào)用子程序溫濕度控制系統(tǒng)、送風(fēng)壓力控制系統(tǒng)進(jìn)行溫濕度調(diào)節(jié)和送風(fēng)壓力調(diào)節(jié)。而一旦按下系統(tǒng)停止按鈕,則中央空調(diào)系統(tǒng)就會(huì)停止工作。
潔凈間空調(diào)自控系統(tǒng)構(gòu)成
1、模擬儀表自動(dòng)控制
模擬控制儀表由于其理論成熟、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、易于調(diào)整等因素,過去在空調(diào)、冷熱源及給排水等系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。一般模擬控制器為電氣式或電子式,只有硬件部分,無需軟件支持。因此,在調(diào)整、投運(yùn)過程中比較簡(jiǎn)單。其組成一般為單回路控制系統(tǒng),只能適用于小規(guī)??照{(diào)系統(tǒng)。從發(fā)展趨勢(shì)來說,己經(jīng)較少采用,在此不作進(jìn)一步說明。
2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
由于計(jì)算機(jī)枝術(shù)、控制技術(shù)、通信技工及圖像技術(shù)的發(fā)展,使微計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在制冷空調(diào)自動(dòng)控制的應(yīng)用愈來愈普遍。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)在引人微計(jì)算機(jī)后,就可以充分利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大算術(shù)運(yùn)算、邏輯 運(yùn)算及記憶等功能,運(yùn)用微機(jī)指令系統(tǒng),編制出符合控制規(guī)律的軟件。微機(jī)執(zhí)行這些程序,就能實(shí)現(xiàn)被控參數(shù)的控制與管理,如數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理等。計(jì)算機(jī)的控制過程可歸納為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)決策和實(shí)時(shí)控制三個(gè)步驟。這三個(gè)步驟不斷地重復(fù)進(jìn)行就會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)按照給定的規(guī)律進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)。同時(shí),也對(duì)被控變量及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障等進(jìn)行監(jiān)測(cè)、超限報(bào)警和保護(hù),記錄歷史數(shù)據(jù)等。應(yīng)該說,計(jì)算機(jī)控制在控制功能如精度、實(shí)時(shí)性、可靠性等方面是模擬控制所無法擬控制所無法比擬的。更為重要的是,由于計(jì)算機(jī)的引入而帶來的管理功能(如報(bào)警管理,歷史記錄等)的增強(qiáng)更是模擬控制器根本無法實(shí)現(xiàn)的。因此,近年來,在制冷空調(diào)自動(dòng)控制的應(yīng)用上,尤其在大中型空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制中,計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)占主導(dǎo)地位。
A、直接數(shù)字控制
所謂在接數(shù)字控制是以微處理機(jī)動(dòng)為基礎(chǔ)、不借助模擬儀表而將系統(tǒng)中的傳感器或變送器或的輸出信號(hào)直接輸入到微型計(jì)算機(jī)中,經(jīng)微型計(jì)算機(jī)按預(yù)先編制的程序計(jì)算處理直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器的控制方式,簡(jiǎn)稱DDC(Direct Digital Control),這種計(jì)算機(jī)稱為直接數(shù)字控制器,簡(jiǎn)稱DDC控制器。DDC控制器中的CPU運(yùn)行速度很快,并且其配置的輸入出端口(I/0)般較多。因此,它可以同時(shí)控制多個(gè)回路,相當(dāng)于多個(gè)模擬價(jià)格比高等特點(diǎn)。
B、集散型控制系統(tǒng)
集散型控制系統(tǒng)Total Distributed System縮寫為TDS。與過去傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制方法相比,它的控制功能盡可能分散,管理功能盡可能集中。它是由中央站、分站、現(xiàn)場(chǎng)傳感器與通信通道連接起來。分站就是上述以微處理為核心的DDC控制器。它分散于整個(gè)系統(tǒng)各被控設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng),與現(xiàn)場(chǎng)的傳感器及執(zhí)行器等直接連接,實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的檢測(cè)與控制。中央站實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和管理功能,如集中監(jiān)視、集中啟停控制、集中參數(shù)修改、報(bào)警及記錄處理等。可以年看出,集散型控制系統(tǒng)的集中管理功能由中央站完成,而控制與調(diào)節(jié)功能由分站即DDC控制器完成。