中央自动控制系统技术

中央自动控制系统技术（精选十篇）

中央自动控制系统技术篇1

1.1 基本构成

图1为最典型的中央空调系统之一, 主要包括冷冻水循环系统、主机和冷却水循环系统。

从图1中可看出, 主机蒸发器中的低温冷冻水经冷冻泵加压后送到冷冻水管道, 在室内完成热交换后, 将热量从室内带走, 从而实现室内降温的目的, 最后循环至主蒸发器。上述热量经主机内冷媒传给冷却水, 使其温度上升。当冷却泵将升温后的冷冻水压至冷却塔中, 会与大气实现热交换, 在景观降温后再将其送到主机冷凝器, 循环运行后可实现降温的目的。

1.2 节能机理

对于中央空调系统而言, 变频调速的主要控制依据为:循环系统 (2个) 完成外部热交换后进行热交换。在实践中, 可根据出水、回水之间的温差, 对循环水流速进行管控, 这样可有效控制热交换速度。在控制冷冻水循环系统时, 因冷冻水出水温度为冷冻结果, 所以, 温度相对稳定, 通过测量回水温度即可得知房内温度。对于冷冻泵内的变频调速系统而言, 回水温度越高, 则房内温度越高, 应相应提高冷冻泵的转速, 并加快冷冻水的循环速度, 从而实现节能的目的。此外, 在中央空调系统的管控过程中, 还可以采用有效的自动控制技术, 以提高其节能、管控效率。

2 中央空调系统中的自动控制技术

2.1 冷热源和水管系统的调节

对于主机系统而言, 其带有单元控制器, 可提供蒸发器、冷凝器等进出口温度和水流开关压缩机的压力等。在此过程中, 机组采用群控模式, 从而实现对热泵的自动连锁管控, 具有监视、查询和报警等功能。在机组运行的过程中, 一旦机组出现故障, 则会在主控制器上及时显示并报警。根据工况, 可改变系统设定的相关数值, 比如, 白天办公期间与夜间无人时间段的设定值存在较大的差异。根据命令要求对压缩机进行操作, 以冷冻机房出口设定值为依据, 对压缩机入口导叶阀进行适当调整。在此过程中, 可对冷冻水出口温度进行设定。通过水温传感器、流量传感器可有效监视主机的运行状态。对于监控信息数据的收集、管控而言, 实践中由1台DDC控制器即可实现。

2.2 新风和空调机组的参数测量

对于中央空调系统而言, 为了有效提高室内舒适度、空气的洁净度和新鲜度, 需及时补充新风, 且新风量在冷、热负荷中的比例非常大。在新风空调机组风道、重要区域的送风道位置, 需安装温、湿度传感设备。通过对机组盘管水流量的调节、采用加湿法控制流量, 可使温度满足设计要求。中央空调系统根据室内温、湿度计算负荷, 并自动对风机进行换挡, 从而实现对风量的有效管控。在机组运行过程中, 根据室内、外的温、湿度和预设的温、湿度对风阀开度进行适当调整, 并对排风阀进行联动控制, 从而实现节能降耗的目的。当机组运行停止后, 新风阀和排风阀应处于关闭状态, 且回风阀应全开。应用DDC控制器可实现对中央空调系统的自动化管控, 可根据设计要求对新风机进行启停控制。在实践中, 根据新风的温度, 通过PID对水阀进行适当调节, 从而保持送风温度为设定值、对干蒸汽加湿阀的控制, 最终使冬季风机出口空气温度达标。自动化控制技术的应用可对新风机运行状态、问题故障状态进行监控。同时, 还能测量风机出口空气的温、湿度参数, 并对新风过滤器两侧的压差进行测量。当这些参数达到极限值后会自动报警。

2.3 中央空调系统中的风机盘管监控

对于中央空调系统而言, 冷暖设备有新风机组、空调机组, 且还有大量的应用风机盘管。从当前的市场情况看, 主要有2种风机盘管控制器:1DDC控制器。其可与主机进行有效通讯, 可实现有效的中心管控, 能对调节冷水、冷机进行控制, 但其价格相对较高。2不具备通讯能力的盘管控制器。对于该种类型的控制器而言, 建议根据水系统的连接状况对风机盘管进行分组, 每一组支路的入口位置需安装流量计、供回水温度传感器和供回水压差变送器等。目前, 在中央空调系统自控过程中, 还无法完全利用DDC技术进行控制, 进而在系统风量调试、制冷效果调节过程中, 无法通过各风阀的自动调节来使风量均匀达到设计要求。针对该问题, 常用的方法为“基准风口法”, 即采取手动操作的方式对风量进行适当调整。一般而言, 在调整中央空调系统的风量前, 应先对所有风口的风量进行初测, 计算出每一个风口的初测值、设计风量比, 确定比值最小的风口, 并将其作为基准风口。

3 智能控制技术的应用

以某大型酒店为例, 其安装了3台冷却水泵, 电机容量为65 k W, 电机负荷率达90%;安装了3台冷冻水泵, 电机容量为55 k W, 电机负荷率达89%.该中央空调系统采用上位机为监控软件, 下位机为S7-300PLC, 系统中需完成信息数据采集、算法实现、状态控制和向上位机传输数据信息和状态信号。中央空调系统变频器节能示意图如图2所示。

在上述案例中, 中央空调系统管控中应用的智能控制技术有2种, 即模糊控制技术、神经网络控制技术。在当前自动控制理论的指导下, 自适应模糊控制算法通过模拟人的思维, 对无法构造的模型进行管控;在应用PLC、变频技术的基础上, 对于非线性、时变和大时滞复杂空调管控对象而言, 采用模糊控制器比传统PID控制模式的效果更明显。

3.1 在定风量空调系统中的有效应用

在定风量空调系统的运行过程中, 当风量确定后, 无论负荷如何变化, 风机均会全风量运转, 并随着送风温度改变, 可有效满足室内冷、热负荷的变化, 从而维持室内的温、湿度。对于中央空调系统而言, 其既具有供暖、供冷、除湿、加湿等功能, 又可采用智能控制技术手段对排风口、回风机和电动风门等进行有效管控, 从而实现自动混合式、循环式运行, 节能效果非常好。对于定风量空调系统而言, 其控制要点在于空调回风温、湿度自动调节、新风阀、排风阀和回风阀应用比例的管控等。

3.2 在变风量空调系统中的有效应用

对于变风量系统而言, 当空调房间的冷、热负荷变化时, 不会改变送风温度, 而是改变风量, 这样可维持室内的温、湿度。对于该系统而言, 每一个房间的送风入口位置均需布设末端设备, 即可自动管控的风阀。在实践中, 通过调节 (增大、减小) 室内送入的风量, 可对每个房间的温、湿度进行单独管控, 变风量空调系统的特点是送风温度不变, 即表冷器回水调节阀的开度不变。

4 结束语

在中央空调系统设计的过程中, 多以最大冷负荷作为最大功率驱动, 因此, 造成实际所需的冷负荷与最大功率输出相互矛盾, 能源严重浪费。自动化控制技术的应用可实现节能、提高控制效率等目的, 因此, 其在中央空调系统中的应用前景非常广阔。

参考文献

中央自动控制系统技术篇2

随着城市建设的不断完善，各种展示人文、历史、城市发展的规划、展示馆、博物馆更趋现代化、智能化和人性化。

一个现代化的展览馆要形象直观的向观众展示相关展品，通常会同时运用声、光、电等多种手段来烘托效果，也就是说，几乎每一件展品都包含了显示、照明、效果灯光、音响及其他一些机械动作，这些多媒体效果的体现，大部分是依靠投影机、LED、电脑摇头灯、染色灯、成像灯和喇叭等设备共同完成的。

一个上规模展览馆，通常会有多个展区，而每个展区又分为多个版块，总体面积达到好几千平方，这样算下来，一个城市规划展览馆就会有几十甚至上百件多媒体展品，要同时控制这么多的设备，让所有的多媒体装备都能听从操作人员或者讲解员的指令，全凭单个设备的手动操作简直就是天方夜谭。另外，从环保的角度来考虑，整个展览馆的设备同时开启的时候，用电量也大得惊人，在能源紧缺的当今，如果某个展区暂时没有游客参观而任凭所有的设备在那里唱唱跳跳，也实在是一件非常不环保的事，但是要工作人员随时守在各个展位前面开关设备对人力资源更是极大的浪费，最好是让设备能够“聪明”起来，做到“人来即开、人走即关”，这样才能体现出现代化和智能化的科技发展趋势。

多媒体设备智能控制的实现

要实现上述的功能，我们就需要有很多聪明的投影机、聪明的LED、聪明的电脑摇头灯、染色灯、成像灯和聪明的喇叭等等多媒体设备，那如何将这些原本毫不相干的设备联合在一起实现集中控制和智能模糊控制呢？又如何在一个多楼层的展馆中实现无线触摸屏的整体跨楼层控制呢？首先，中控系统主机包含多种控制接口：RS232、RS485、红外和IO。常用的多媒体设备一般都可以通过这些途径来获得控制。另外，中控主机可以接驳多种周边控制设备，如电源管理器、调光器、DXM512灯光重演器、数字音频处理器等等，有了这些周边控制设备，中控就可以轻松地控制灯光及设备电源的开关、电脑摇头灯的各种变光摆动、多通道音频信号的切换及调节音量大小。当外围设备较多或者楼层跨度较大时，通常在每一个楼层都放置一台中控主机，主机与主机之间通过双向RS232互相连接，这样即使控制距离超过了无线触摸屏的控制范围，我们的智能中控主机也可以轻松应对。

通常在一个高度现代化和自动化的展览馆里，我们力求对受控设备实现无人值守的完美控制。首先，系统指定时间对某些特定的照明、图标进行定时开关，开馆时间提供常规照明和标志、铭牌的指示，闭馆期间提供基本通道的照明。其次，一般的展览设备可以对一些长期开机的设备如服务器进行定时重启。另外根据实际的需求，可以做到人来即开、人走即关等等多种多样的实用效果，比如在一个大型城市仿真模型上方，当讲解员在边上讲解时，需要调暗整体照明灯光、聚光灯适时的照亮某一个区域，大屏幕同时播放相关的视频片段，背景音乐声减小。当讲解员介绍完毕由观众自由参观时，需要打开整体照明，关闭聚光灯指示、增大背景音乐，大屏幕同时播放总体介绍的视频片段。这一系列动作可以由讲解员或操作人员通过便携的手持无线触摸屏进行一键操作，方便快捷并且大大节约了操作成本。另外，有一些小型的展板，在上方安装红外感应器，通过对人流量的检测，中控主机对当前状况进行判断，即有人经过还是驻足停留，行人经过时仅开启展板的照明灯光，当观众在前面停留参观时开启大屏幕开始播放介绍短片。当观众离开，所有的设备经过预定的时间以后又会自动关闭，仅保持基本的照明灯光。有了这样的效果，整个展览馆才能真正的体现出我们的城市向现代化发展大步迈进的信号。

新一代中控系统（JCJK-2012U型）在展览馆中的完美应用

我公司有着多种大型展览馆的多媒体中控系统的设计和施工经验，通过新一代中控系统（JCJK-2012U型）中央控制主机和无线Wi-Fi ipad或安卓系统平板电脑，有效地克服了多媒体展厅中空间大、区域多、形状不规则而引起的控制信号不稳定等无线射频中控系统经常出现的问题，通过编程，全新的JCJK-2012U型中控可以达到跨楼层、跨主机超远程控制的效果，另外其双向信号反馈功能可以让操作人员在人性化的触摸界面上对所有设备的开启和关闭的状态一目了然，这大大减轻了操作人员工作的劳动强度，在很大程度上提高了工作效率，另外所有设备可通过预设的程序来开关，避免了人工手动操作的不规范性，某种程度上也延长了展厅内多媒体设备的使用寿命，对环保对节能更是一大贡献。无线双向的Wi-Fi触摸屏还可以通过密码的设置来防止无意的误操作，也可以有效地设置使用和操作权限，做到专人专管，对设备的使用和日常维护都是非常有好处的。

JCJK-2012U型中控系统所有硬件和软件均为自主开发，我们会根据每一个现场的实际情况来设计整体方案、控制电路PCB和软件，所有电脑全部联网，以下介绍的所有各项功能均可网络主控电脑操作，同时主控电脑可配置为WEB服务器，在任意一台联网的电脑上都可以做对任意其它电脑的任意操作。

一、电脑开机控制器

1、功能简介：使用独立的硬件控制器，可以唯一确定性的控制电脑的开机、关机、重启动，并且知道电脑的开机状态，关机状态，开机过程中，关机过程中，知道电脑的开机时间和关机时间，并且这些状态都做数据库记录，当开机时间过长或者关机时间过长时提示工作人员检查相应的电脑。这种唯一确定状态的控制功能和简单的只是把电脑开机键引出到继电器端口相比，具有稳定可靠操作简单的优点。

2、硬件结构，控制器通过用网线做的485总线或RS232和主控电脑想连,通过串口和被控电脑相连，同时把电脑开机线并出一根接到控制器的开关机接口上。

二、软件控制影机开关机

1、功能简介：将投影机和对应的电脑通过串口连接，软件可以实现电脑开机后自动打开投影机，电脑关机时自动关闭投影机，本软件通过交换机网络和主控电脑相连,一般情况投影机和他相连的视频电脑同步自动开关机就可以了。视频电脑开机后中控系统软件可控制每台投影机的任意开关机。

三、电视开关机控制硬件

1、功能简介：使用独立的硬件控制器控制电视的220V电源，利用电视上电时自动开机，断电后自动关机的特性实现中控系统可控制开关机,同时可通过红外学习对电视进行更深入的操作。

四、中控软件订制

配合电脑开机控制器，利用该软件可以实现对所有终端设备及联网电脑的开关机重启等操作，并可以自定义时间轴，按照时间轴节点来自动控制任意多台机器在任意时间的开关机操作。同时具体状态监视和异常情况报警的功能。比如当某台电脑开机时间过长时则自动报警，提示工作人员检查相应的电脑。

五、IPAD终端全程控制

为了工作人员方便，可以在IPAD系统上通过WIFI无线遥控中控软件来控制所有电脑和投影机的开关机，视频播放，自动演示，手动控制等操作。

六、主控电脑开关机定时器

功能简介：控制器内部具有电池和万年历时钟电路，通过电脑上的中控软件可以设置成每天几点开机，关机，可以设置周六，周日不同的开关机时间。

七、中控软件其它控制

本软件主要针对大型展馆中的多台电脑多个视频多路灯光的复杂控制需求，1、本软支持在一台电脑上同时播放4个高清视频，其中一个高清视频的文件长度可以大8G。

2、本软件支持普通灯光和摇头灯的实时控制。

3、支持调用外部EXE程序接口

4、支持接收本站的电脑遥控器，开关量信号，激光笔等设备。

5、支持FLASH做显示界面（VB和FLASH完善结合传传递参数，不是传统的低速调用方法，利用此方法FLASH控制灯光的速度可以达到每秒100次以上，而普通的传统调用方法只能达到每秒2次）

5、支持网络通信控制其它电脑的视频播放和灯光控制等所有操作。

6、支持在主控电脑上远程关机或者重启其它电脑。

7、支持本站的终端电源管理模块，可以实现对其它电脑，投影机，电视的电源开关。

8、支持本站的红外遥控器，可以通过遥控来控制所有红外遥控类电气设备。

9、完全兼容歌词秀格式，可以象歌词秀一样实现在任意时间点对上述任意一项功能指令的发送。

11、网络播放器增加测试功能，点击标签视频0~9可以用于视频播放测试

12、支持系统音量调节功能。

13、支持网络播放器增加外部EXE调用功能，用于暴风高清播放。

14、支持WEB远程操作。

八、视频显示终端控制监视器

1、具有一路继电器接口，可以控制投影机或电视的220V电源。

2、具有一个控制串口可以通过串口来控制投影机的开关机。

3、具有红外学习接口，可以学习投影机或者电视机的遥控器信号。

4、具有红外发射口，可将学习到的遥控器信号发送给投影机或者电视，实现对投影机或者电视的自动控制。

5、具有两路温度检测功能，可以检测环境温度和投影机或者电视的机体温度。

6、具有VGA信号检测功能，可以检测出VGA信号是否正常，本功能是连续检测的，在任意时候VGA信号出现异常都可以检测到并且反馈给主控电脑。

7、具有显示画面检测功能，通过自主研发的光学检测模块可以检测出显示画面是否正常，此功能需要和主控软件配置工作，在电脑开机后，运行本功能，当画面检测成功后，开始播放正常的视频文件。

十、来人感应自动播放控制硬件和软件

1、以实现观众走进某一区域就自动播放相应视频。可以设置一段时间内有人活动一直播放，超过设置的时间后无人活动则播放待机视频。

2、具体选择来人感应自动播放还是讲解员通过遥控器触发播放可以收讲解员遥控设置。

九、中央空调开关机及温度大小与模式控制

通过红外学习或电路改造而通过ipad对中央空调进行控制，十、显示器键盘鼠标远程切换设备

浅述中央空调系统的自动控制篇3

关键词：空调机房露点温度风机盘管

一、工程概况

本工程位于山东，为山东冠世榴园酒店二期工程酒店部分，属一类高层建筑。本建筑地上24层，地下4层，总建筑面积约3.5万㎡，建筑高度99.7m。地下部分包括冷冻站、锅炉房、热交换间、发电机房、水泵房等，一～四层为酒店裙房，五层为娱乐用房，六～二十三层为酒店客房，二十四层为宴会厅及厨房，屋顶为机电用房。酒店大堂、中（西）餐厅、宴会厅等大空间采用全空气单风道定风量系统，过渡季节可全新风运行。会议室、健身房、办公室、客房等小房间均采用风机盘管+独立新风系统。

二、空调系统的调节方式

一般根据空调房间的温度允许波动范围和技术经济分析来选择，对于波动范围大于1摄氏度的系统，采用手动调节可满足要求；而对于波动范围小于1摄氏度的系统可采用自动调节。从空调系统空气处理过程明显地看出，要想使空调房间内的空气参数稳定地维持在允许的波动范围内，必须对露点（或湿球温度），二次加热器后空气温度及温室进行调节。因此，空调自动调节系统是由“露点”（或湿球温度），二次加热器及室温调节等环节组成。

自动调节系统投入运行前，应对自动调节系统的联锁，信号，距离检测和控制等装置及调节器，检测仪表进行检查与试验调整，在它联动后，需要测定调节对象的基本特性，给调节系统在运行调整时创造有利的条件。

常见的中央式空调系统自动调节原理，为维持空调房间的温度恒定，自动调节系统应由“露点”，二次加热后温度和室温三个各自独立的环节组成。从整个空气处理过程来看，这些环节是相互联系的统一体，且前一环节直接影响到后一环节的工作。

三、电气仪表控制

1夏季：在室内或回风道内设温度敏感元件下，通过温度调节器比例控制空气冷却器CC的电动三通阀V1（在直接蒸发式冷却器中可以用双位控制电磁阀的方式）。室内温度降低，则三通阀关小通往冷却器的水路，开大旁通水路，于是送风温度就上升。但是这时去湿能力也降低，室内温度也会上升，当相对温度上升到允许的上限值时，设在室内的相对湿度调节器H1，就使电动三通阀开大通往冷却器的水路，冷水进入空气冷却器的量增多，去湿能力又增加，使室内温度又下降。而温度下降，T2就命令空气再加热器HC工作，比例控制电动双通阀V2关小，以防室内过冷。但一定要注意这个方案夏季需要热源。

2冬季：通过室内或回风道内设置的T2比例控制HC的电动双通阀V2通过H2比例控制喷雾加湿器AW的喷雾水加热器WH的蒸汽电动阀V3这个加湿装置的滞后较大，当室内温度上升后H2虽然会命令V3关小，但室内湿度还会继续上升的倾向，所以一般都要再设一个H3进行上限控制，只要室内相对湿度超过某个预先设定的上限值，那么就立即停止喷雾水的水泵，若加湿装置采用喷蒸汽的方法，用电磁阀进行双位控制，则不存在这个问题，可以不要H3这种方式中T2在夏季与冬季的给定值不同时，要用人工改变设定值。不能实现冬夏连续动作。

四、新风量控制调节

新风量控制调节与冬季的控制方法完全相同，所不同的是增加了新风阀及回风阀的控制，这两个阀连动但一开一关，并且与风机连锁，风机一停，新风阀就要全关，风机一开新风阀就要开，但其开度由S预先设定。为了使这个风阀控制更有效，在过渡季节里，还可以通过T1及调节器，控制风阀的电机，用新风来给室内降温，另外还在新风道内设有T4，当新风温度逐渐升高，失去冷却作用时，就命令新风阀开到最小开度，节省能量。

五、新风与旁通风的调节

新风与旁通风的调节在新风量控制调节的基础上又加了冷却器前的旁通风门的控制。主风阀与旁通阀应连动（一开一关），通过T1来控制风门开度，室内温度下降时，M4动作相反一开一关，在新风道内设置的T5就会令M3全关闭，采用夏季最小新风量，这个新风量的大小由M5决定，M5的开度由手动操作器S1设定。回风道内设了一个下限温度敏感元件T6，以便在冬季刚一开动空调器时，室内温度很低，为了尽快使室温上升要使新风阀M5全关闭，待升到要求的室温时再恢复到原定的开度。当空调系统中没有排风机时，控制与此也大体相同，但是在排风管上要加一个控制阀，控制排风量。排风阀的启闭应与新风阀相反。

六、风机盘管机组

风机盘管机组是按最大负荷选用的，但最大负荷出现的时间是很短的，负荷少时，房间内会出现过冷或过热的现象，虽然可以用人去开停风机或调速，但往往因为嫌麻烦而不去调节，结果不仅浪费了冷量，室温达不到要求，而自动控制的风机盘管比不加控制的夏季一个月可节省冷量达38%，所以最好还是加自动控制。风机盘管机组可以采用下列两种控制方法，一是用室内温度调节器控制风机转数或开停；另一种是用室内温度调节器控制水阀。控制风机的做法较简单，因为风机盘管机组的风机就带有三种速度，改为自动控制时只是继电器的通断问题，但当风机盘管水平吊在顶棚下时，风机停止转动后，室内气流循环会变坏，冬天从门窗缝隙进来的冷风会停留在地极附近，从而使室内温度梯度变大，这时最好用窗台下放置的立式风机盘管。

若使风量保持一定，用控制水路的办法来改变送风温差，那么室内气流循环就不会变差。在舒适性空调系统中，水路采用双位控制已经足够，水路若采用双通电磁阀时，当一个系统中有许多风机盘管的水路都关闭时，总水流需要量减少，管内的压力会升高，甚至产生振动和破坏，这时应设水压调节器相应改变系统内的循环水量，若采用前面讲的三通阀，当关闭通向盘管的水路时，水由旁路直接回到回水管，这样可以保持总水量没有太大变化。这种定流量的方法系统稳定，但因水泵流量不变，耗电更大。因为风机盘管机组的风机是三速电机，可以用手动调节一定范围，所以也不一定每台机组都设水路调节装置，因为在一座大的建筑物中，风机盘管的水路最好是分区成为系统，比如南向的一个系统，北向的又一个系统，顶层一个系统，中向标准层一个系统，地下室又一个系统等等。这样每个区负荷变化比较一致，只要每区设一个水温调节装置即可。

当负荷减少，每个区要的冷水量少时，会使总供水管中压力升高，然而管道中流量小，阻力损失又变小，于是大部分的阻力消耗都要加到每区的调节阀上，这样可以使控制性能变坏，解决的办法可以在蒸发器出口处加一恒压阀，把水泵出水口与吸水口用带恒压阀的管道连接，当蒸发器出口处由于流量减少，水压升高达到一定值时，恒压阀自动打开，使一部分水旁路，但流经水泵及蒸发器的水量变化不大，同时管中水压也不致升高。

七、制冷机的自动控制

在空调系统中，空调负荷一般都是随着时间而不断变化的，所以也要求冷冻机能随着负荷的变化而进行范围较广泛的制冷量调节。对制冷量调节的要求应该是调节范围广，对负荷的变化反应迅速，在低负荷时所要的动力要小，而且装置要简单可靠。一般空调的场合，最终都是为了保持室内温度或湿度为一定值。所以简单的空调装置中也有直接用室内湿度调节器或室内温度调节器进行冷冻机能量控制的，但是，在大型装置中或系统滞后很大，空调房间很多的时候或温度要求精度较高时，用上述直接控制的方法就很困难了，这时一般是用压缩机的吸气压力或蒸发器的冷冻水出水温度作为制冷机组的待调参数。

八、结语

中央自动控制系统技术篇4

观澜生产基地夏季空调用电量约占生产基地总用电量的60%左右, 冷冻站用电量约占生产基地总用电量的45%左右, 节能空间非常大。

按照国家GMP的相关规定, 药品生产过程中需要对车间的环境温度、湿度进行有效的控制, 以保证药品的生产质量。观澜生产基地的6个生产车间分别单独配备了DDC直接对各自的风柜进行控制。但是, 该系统控制功能分散, 需要人工控制大量设备, 对药品生产过程中环境温度、湿度的控制不够精确。为解决这方面的问题, 在经过多方面的分析和认证后, 决定采用中央空调系统BA智能控制技术对原有的DDC控制系统进行改造。

2 原中央空调系统状况

2.1 F区制冷站系统

原中央空调系统F区制冷站系统配置如表1所示。

2.2 C区制冷站系统

原中央空调系统C区制冷站系统配置如表2所示。

2.3 末端风柜系统

原中央空调系统的末端风柜系统配置如表3所示。

2.4 原制冷站运行状况

原制冷站的运行状况如下:

(1) 根据生产任务需要, 开启制冷机组及相应的冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔风机;

(2) 系统处于工频状态下运行, 不能跟随生产及环境负荷波动而变化, 处于定流量运行状态, 长时间运行在大流量、小温差状态下, 造成制冷站能源浪费;

(3) 机电设备长时间工频运行, 机械磨损增加, 设备维护成本增加。

2.5 原风柜系统运行状况

原风柜系统的运行状况如下:

(1) 采用ZK系列组合空调机, 通过现场的DDC控制器实现单风柜控制, 但由于控制区域的分散性, 导致各个现场DDC的控制相对孤立, 如不能统一控制同一区域的2个风柜, 控制效果以及操作性不完善;

(2) DDC只采取回风温湿度对组合空调机的冷冻水阀和热水阀进行控制, 有时回风温湿度不能真实地反映房间的温湿度, 往往需要人工手动强制设置阀门开度才能满足工艺需求;

(3) 当有除湿要求时, 只能通过操作工个人判断来决定是否开启热水。

3 中央空调系统的BA智能控制系统

BA智能控制系统的主体是智能控制及电气一体化, 通过各点的传感器采集数据以及设定工艺规定参数进行模拟计算, 对冷冻泵、冷却水泵进行变频控制, 精确调节各末端电动阀开启度, 对冷却塔、阴凉库风柜进行启停控制, 实现精细控制和节能控制的目的, 使得生产车间的温湿度偏移后能在较短时间内完成修正, 满足GMP生产要求。

3.1 冷冻水泵控制流程

冷冻水泵的控制流程如图1所示。

3.2 冷却水泵控制流程

冷却水泵的控制流程如图2所示。

3.3 BA智能控制系统构成框架

BA智能控制系统构成如图3所示。

3.4 BA智能控制系统的主要特点

BA智能控制系统的主要特点:

(1) 实现对各净化区集中控制, 减少人员操作;

(2) 减少同一净化区风柜之间的干扰, 避免人工操作失误;

(3) 根据历史数据可实现预控;

(4) 在主控界面可以观察到各控制点及设备的运行状况;

(5) 可进行远程控制。

4 中央空调系统BA智能控制系统的改造内容

4.1 BA智能控制系统组成

BA智能控制系统的组成如图4所示。

4.2 F、C区制冷站能源管理系统

F、C区制冷站能源管理系统如表4所示。

4.3风柜控制系统

风柜控制系统如表5所示。

4.4远程监控系统

远程监控系统如表6所示。

5 BA智能控制系统改造后中央空调系统运行状况

5.1制冷站系统运行状况

制冷站系统运行状况如图5所示。

(1) 通过三维流程图界面, 可在CRT上直观地反映现场系统的管路及设备的安装布置、状况、各设备的一些主要参数;

(2) 动态调整冷冻水流量, 实现了空调主机冷媒流量跟随末端负荷的需求供应, 在保证末端要求的同时, 节省了系统的能量消耗;

(3) 动态调节冷却水的流量和冷却塔启停, 使系统转换效率逼近不同负荷状态下的最佳值, 从而实现最大限度地降低中央空调系统运载能耗。

5.2末端风柜运行状况

末端风柜运行状况如图6所示。实现末端风柜状况的实时动态跟踪, 温湿度实时及时地集成控制。

5.3监控系统运行状态

监控系统的运行状态如图7所示。

(1) 冷源节能控制系统与风柜控制系统在同一平台上实现集中监控及数据记录、分析;

(2) 当车间湿度偏高时, 不需要人为决定是否开启热水, 可以自动检测环境温湿度和房间的温湿度, 以自动计算是否需要开启热水来提醒用户提前开启。

6 BA智能控制系统改造后的效果

6.1 制冷站运行情况

改造后制冷站的运行情况如下:

(1) 控制软件具有节能降耗的特性, 具有专门的节能模糊优化算法模块, 通过有效的能量优化算法及控制方式, 达到较好的节能效果。控制系统充分利用变频技术对电动机进行控制。投入正常使用后, 与转换到工频运行情况相比, 冷冻站的综合能源消耗下降33%, 达到了以前合同约定的节能效果在15%以上的要求。

(2) 动态调整冷冻水流量, 实现了空调主机冷媒流量跟随末端负荷的需求供应, 在保证末端要求的同时, 节省了系统的能量消耗。

(3) 动态调节冷却水的流量和冷却塔启停, 使系统转换效率逼近不同负荷状态下的最佳值, 从而实现最大限度地降低中央空调系统运载能耗。

(4) 根据末端使用情况实现循环泵变频。循环泵有效实现了节能目的;循环泵自动切换使用, 可延长循环泵使用寿命;调节供回水温差在合理范围内, 提高冷冻主机的制冷效率。

(5) 冷却塔自动开关控制。可减少冷却水蒸发量;保障冷冻主机冷却水的工艺要求。

6.2 末端风柜运行特点

6.2.1 阴凉库风柜

阴凉库风柜运行界面如图8所示。

(1) 通风控制系统对3个阴凉库风柜根据温度进行自动起停控制, 有效降低风柜开启时间; (2) 对相应的环境参数实时监控; (3) 避免出现温度过低造成浪费; (4) 延长设备使用寿命。

6.2.2 净化风柜

净化风柜运行界面如图9所示。

(1) 对净化风柜通过采集末端温湿度值、回风总管的温湿度值, 动态调节冷水阀门和热水阀门的开度, 使冷水流量和热水流量都跟随各种扰动因素的改变而变化, 达到末端温湿度的供需平衡, 提高风柜除湿及温控效率; (2) 控制系统对车间的温湿度与控制参数对比发生偏移时, 能及时调控。

此外, 现场配有紧急控制柜, 在遇到控制系统故障或紧急情况时, 可以在现场进行操作, 从而确保生产顺利。

6.3 集成系统

集成系统的数据记录分析功能:集成系统将制冷机房监控部分和风柜控制系统进行系统整合, 在DMS9000软件上进行集中远程监控, 提高并实现以下功能: (1) 提供运行状态监控; (2) 系统控制模式的转换; (3) 控制参量的设置; (4) 各设备能耗、运行报表和曲线的生成; (5) 数据和事件的记录功能, 使数据具有可追溯性。

7 项目实施前后节能指标数据对比

第1次试运行期间的测试数据记录 (采用工频运行与变频运行交替运行测试对比) 测试时间为2010年11月23日至11月30日 (27日、28日周末未测试) , 其中23、25、29日为工频运行, 24、26、30日为变频运行, 测试区域为F区和C区冷冻站。测试每天能耗记录如表7所示, 综合节能测试表如表8所示。

生产基地电力监控系统的自测数据统计采用2011年3月、4月空调冷冻站电能数据与2010年同期电能数据进行对比, 结果如表9所示。考虑到产量及室外温度不一致, 此数据仅作为参考数据。

单位:kW·h

考虑到夏季冷负荷增大, 设备满负荷运转, 预计月平均节能20%, 2010年全年空调冷冻站消耗电能4 048 037 kW·h, 2011年比2010年节约电能4 048 037×20%=809 607.4 kW·h, 按照1元/kW·h计算, 每年将节省成本80多万元。

8 结语

中央自动控制系统技术篇5

中国粮食114 2007-02-01 03:18:10 文字大小:[大][中][小] 中央直属储备粮库粮情测控系统技术质量要求

发布时间：2006年7月28日 23时57分

名称：中央直属储备粮库粮情测控系统技术质量要求

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类别：储粮技术政策法规

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发布单位：联建办

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发布日期： 1999------------------

文件号：联建办[1999]函字第40号

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内容：各省、自治区、直辖市、计划单列市、新疆生产建设兵团计委（计经委）、粮食厅（局），中谷粮油集团，大连北良公司，国家粮食储备局有关直属库（站），各有关设计院：

为了确保中央直属储备粮库建设质量，完善《中央直属储备粮库通用图集》（粮情测控系统）的设计，使中央直属储备粮库建设项目配置的粮情测控系统，性能安全可靠，经济适用，中央粮库建设联合办公室委托中国国际工程咨询公司制订了《中央直属储备粮库粮情测控系统技术质量要求》，现予以印发，请参照执行，并就有关问题通知如下：

一、中央直属储备粮库项目配置的粮情测控系统应满足《中央直属储备粮库粮情测控系统技术质量要求》。粮情测控总平面图应由总体设计单位设计。监理单位应按要求做好质量监督。

二、目前粮情测控系统的种类较多，在满足《中央直属储备粮库粮情测控系统技术质量要求》的前提下，允许选用通过这次质量检测的不同类型的粮情测控系统。

三、中央直属储备粮库建设联合办公室已与国家质量技术监督局协商确定，由国家授权的电子产品质量检测单位对有关生产厂家的粮情测控系统产品进行质量检测，近期所推荐厂家均可送检。检测结果由中央粮库建设联合办公室公布。凡通过质量检测的生产厂家才具备提供中央直属储备粮库粮情测控系统产品的资格。各省建库办、项目单位、总设计单位和监理单位只能同公布的合格厂家签订订货合同。

四、各省（区、市）建库联合办公室要在通过质量检测的生产厂家内，对全省（区、市）各项目单位所需的粮情测控系统进行统一选购，并精心组织安装施工，以节省投资，确保质量和系统运行安全可靠。

附件：中央直属储备粮库粮情测控系统技术质量要求附件：

中央直属储备粮库粮情测控系统技术质量要求 1.系统功能

系统应具备有关粮食储藏规程、规范要求的储藏物理量检测功能；数据显示、分析、报警功能；通风控制功能；抗恶劣环境功能；网络功能。2.系统技术指标 2.1.系统硬件容量检测点不少于6000点。2.2.检测范围

2.2.1.测温范围：-30℃~60℃ 2.2.2.测湿范围：30%~99%RH 2.3.检测误差

2.3.1.温度误差：≤±1.0℃ 2.3.2.湿度误差：±5%RH

2.4.检测重复误差（多次测量结果与平均值的最大差值）。2.4.1.温度重复误差：≤±0.2℃ 2.4.2.湿度重复误差：±3%RH 2.5.检测速度

检测速度应不少于30点/秒。2.6.通讯距离

检测系统通讯距离不小于2公里。2.7.硬件平台

2.7.1.微型计算机：采用流行的PC机结构。2.7.2.接口

2.7.2.1.采用工业标准接口；

2.7.2.2.采用F/D、A/D转换机制；

2.7.2.3.系统应具备测湿、测水、测虫、测气体浓度等扩充接口。2.8.软件平台

2.8.1.操作系统：应适应WINDOWS操作系统； 2.8.2.数据库系统：应用关系数据库； 2.8.3.应用软件：

管理、分析、检测软件采用符合国家标准或国际标准的程序设计语言。尽量采用结构化方法，使开发的软件具有良好、清晰的结构，并应具有以下功能。2.8.3.1.数据采集与处理功能； 2.8.3.2.数据存储与检索功能； 2.8.3.3.数据图形、表格屏幕显示与打印输出功能； 2.8.3.4.与其他信息系统共享数据功能； 2.8.3.5.具有单机运行和网络运行版本；

2.8.3.6.具有远程数据传输功能，要保证数据传输的安全性，提供系统的集中式管理及检索数据功能，能与国家有关粮食管理网络并网运行，并支持TCP/IP协议。

2.9.系统运行环境

2.9.1.电源电压：交流220V，+10%，-15%；

2.9.2.工作环境温度：-40℃~40℃或-10℃~55℃； 2.9.3.工作环境湿度：20%~98%RH的状态。2.10.系统具有防霉、防磷化氢腐蚀能力。2.11.系统具有抗电磁干扰能力。

2.12.检测主机应满足电子测量仪器Ⅱ组要求，现场工作部分应满足电子测量仪器Ⅲ组要求。

3.系统测温布点原则

为了及时检测到粮堆中各部位的温度变化，并考虑经济、有效，温度测点的布置密度应不低于以下要求： 3.1.房式仓

测温电缆间距不大于5米，垂直方向点距不大于2米，上下四周测温点应设在粮面下、靠墙壁、地坪30~50厘米处。3.2.立筒仓、浅圆仓

测温电缆间距不大于5米，垂直方向点距1.5~3米，各点之间设置成等间距。多条电缆在仓内吊装时，应尽可能对称放置，在向阳方向、中心部位和入粮口处要设置测量点。在考虑吊装测温电缆方法时，应注意吊装点可能承受的拉力及本身的强度。

3.3.其他仓型

其他仓型测温点的布置应参照以上原则进行安排。4.对设备及材料的技术要求 4.1.温度传感器

4.1.1.测量范围：-40℃~10℃，允许误差±1℃；-10℃~60℃，允许误差±0.8℃；

4.1.2.稳定性、互换性好，寿命不小于5年。4.1.3.重复测量精度±0.2℃。

4.1.4.能在环境湿度≤98%RH的状态下工作。4.2.湿度传感器

4.2.1.精度：误差不大于±4%RH 4.2.2.测量范围：30%~99%RH 4.2.3.可靠性强，寿命不小于一年。4.3.测温电缆

4.3.1.测温电缆中传感器要焊接牢固。

4.3.2.测温电缆中的多芯铜导线，截面积不小于0.3mm2，并满足国标GB6587.7的要求。

4.3.3.平房仓使用的测温电缆采用单股或双股钢丝绳加强，抗拉强度大于250公斤，浅圆仓、立筒仓使用的测温电缆应根据仓径及装粮高度分别满足2T、3T的抗拉强度要求。

4.3.4.测温电缆必须采用高质量的聚氯乙烯或聚乙烯做绝缘护套，电缆端头要做好密封处理。多芯通讯电缆，每芯截面积不小于0.5mm2。

4.3.5.仓上与仓内连接导线采用聚氯乙烯绝缘护套多芯通讯电缆，芯线需做镀锡防腐处理，为保证必要的强度，每芯截面积不小于0.3mm2。5.安装技术要求

5.1.主传输电缆在库内安装时应采用穿管埋地敷设方式，埋设深度应在80厘米以上。在穿过承压路面、入户和进仓时，应穿镀锌钢管保护。如特殊地区需架空安装时，电缆应沿纲丝绳敷设。在浅圆仓和立筒仓，为防雨、防盗、数据采集系统应安装在防雨箱内。测温电缆宜采用仓顶法兰安装方式。所有仓上导线要采用穿镀锌钢管安装，并做好仓顶孔洞的防雨和密封处理。

5.2.系统的计算机、数据采集器建议采用逻辑接地方式并单独设置接地系统，其他电器设备的外壳应采取安全接地方式。

中央自动控制系统技术篇6

【关键词】中央空调；安装；质量；水系统

0.工程概况

某酒店项目工程属于临海建筑，整个建筑物根据功能使用的要求须设置中央空调系统，要求夏季制冷，冬季和过渡季节制冷和通风为主。各部分负荷如下：建筑面积约为12000m2、楼高60m。夏季冷负荷Q冷=3555kW，全年需要提供酒店生活用热水，生活热水负荷Q热=1500kW。

1.工艺程序

工艺程序既有工艺顺序又有时间顺序，高层建筑工程量大，交叉施工多，施工周期长，中央空调水工程不可能一开始就介入，过早条件不成熟窝工形成资源浪费，过晚失去最佳机会，增大施工难度，所以就选择了土建框架完成60%，且未砌墙时，空调水开始安装，先装立管、干管、然后再装支管，待装潢吊顶龙骨完成前，再进行支管与风机盘管的连接，即软接头安装（目的是为了防止其他工种施工时施加外力）。

2.材料检验

对所有的原材料都要查看材质证明书、合格证。由于建材市场还不完全规范，所以还要对实物进行外观检查，杜绝不合格材料进场。对管件阀门进行批次抽查，一般按10%进行，同时还应将丝口管件、阀门、管子连接在一起，进行强度水压试验，试验压力为公称压力的1.5倍，这样既可检查管件阀门的质量，又可检验管子丝口的加工情况，并找到组对（管材及部件）的感觉。对所有的阀门填料进行补充或更换，需焊接的管子还可让焊工进行试焊，感觉焊接性能。

3.工艺措施

（1）支架安装的位置应正确、装设平整牢固，与风机盘相连支管的支吊架，最好用角钢支架固定牢靠，起到固定管道的作用（不宜采用钢筋吊架）。对于水平管道的转角处，应适量增加支架的数量（规范的支架用量为最少用量）增强管道的稳固性，确保管道连结处（丝口、焊口）不承受外应力。

（2）立管的安装是在框架模板拆除后，未砌墙之前，因这时对管道的连接较为方便，并能确保焊接或丝接的质量。注意立管应采取临时固定措施，即固定在梁、柱或楼板上；要设适量的临时固定支架。

（3）对所有管件器具安装前要仔细检查其完整性，如三通、弯头、阀门型号是否符合要求，有无砂眼、裂痕；在安装时丝口连接的部件不宜拧得过紧，以防部件产生轻微裂纹难以发现或不便维修。对系统中采用的橡胶软接头，安装时一定要注意同心度，特别是较大管径的系法兰连接，过于偏心受压后容易被法兰割断橡胶部分，造成大量跑水。

（4）水压试验不宜大面一次试压、应分段进行，这样即使在试压过程中漏水，范围也是很小的；同时又满足了不同工种之间的相互配合，也解决了别的工种对空调水安装的影响。采取的具体办法是：当立管、干管完成后，进行一次水压试验（工作压力），当支管做完后再进行一次水压试验（工作压力），当管道与风机盘管连接完成还须进行一次总体水压试验（设计或规范压力）。注意：此次的水压试验完毕后，应随时进行保温及装潢工程的封闭，以免外露过久，遇到外力使连接口松动。总体水压试验是在各工种（给排水、通讯、布线等）的隐蔽工程处于尾声，装潢工程龙骨完成之时进行的，满足了不同工种之间的相互配合，对各工种的施工可能给空调水管带来的不良影响，在水压试验中都可得到解决。另外，由于高层建筑施工周期长，空调水安装完毕到系统投入运行这段时间较长，在投入运行时，最好再作一次水压试验（工作压力），不宜采用系统运行加压的方法来检查系统的严密性，因当系统有漏水时，采用水压试验，短时间内漏水量不会很大，如采用系统运行加压，一旦有漏水处，短时间内漏水量会很大，造成大面积装潢破坏，带来巨大的经济损失。这里要说明的是：虽说几次水试验，但都是在工作压力下进行的，只有一次是强度试验，并不影响系统及管材部件的使用寿命。

（5）还需多提的一个问题是：为了保证运行当中不产生凝结水的滴漏通病，还应作好保温保冷工作，所以应注意保温保冷管道与支、吊架之间应用绝热材料衬垫或经防腐处理的木衬垫，厚度与绝热层厚度相同，表面平整，衬垫接合面的空隙应填实，确保保温保冷效果。

4.产品保护

一栋大楼有数十家施工单位，数十个施工工种、数百人施工，交叉频繁，加之工人素质差；相互间对产品的保护意识不到位，随时都可能产生损坏成品或半成品，为此采取了以下几种措施：（1）宣传、协调：由总包单位牵头，研究制定成品保护办法、召开所有参战人员会议，努力提高职工素质，贯彻落实奖罚制度，工作经常化、制度化，形成一种产品保护的氛围。

（2）自我保护：对已完成的成品或半成品，尽量采取保护措施，如卸掉阀门手轮，孔洞处管子或管道密集的地方采用临时遮挡的办法，以防人员攀登、穿越竖井的管道尽量采用加强套管，以防重物砸坏，同时还应派专人看护监督，发现问题及时修复，确保产品的完好性。

（3）建设单位重视：对文明施工差，有意损坏他人产品的单位和直接人进行重罚，效果良好。

5.结语

中央自动控制系统技术篇7

关键词：中央空调系统,PID控制,模糊PID控制

0 引言

中央空调系统是智能建筑的重要组成部分。一个设计完善的中央空调控制系统应在多变的外界条件下保持良好的控制品质, 这就为控制系统的鲁棒性提出了更高的要求[1]。传统PID控制器虽然结构简单、方便, 能满足大量工业过程控制的要求, 但是中央空调系统是一个大滞后、非线性的时变系统, 传统PID本质是线性控制, 难以解决非线性和参数的变化, 而模糊控制将人脑的推理过程引入控制算法, 无需建立被控对象的精确数学模型, 与传统PID控制方法相比具有更高的鲁棒性[2]。本文考虑采用一种PID与模糊控制器相结合的方法, 应用到中央空调系统的控制当中, 试验结果表明, 此策略控制效果良好, 满足期望要求。

1 系统原理

中央空调机组主要完成空气的过滤、制冷 (或加热) 和加湿等几个功能。其中, 空气的制冷 (或加热) 是通过与盘管中的冷 (热) 水进行热交换完成的, 改变盘管中冷 (热) 水流量即可改变送风温度。中央空调温度控制系统的控制目标是保证送风温度保持在设定点。温度传感器把非电量 (室内温度) 进行检测并将其转化为电量值送A/D转换器进行转换, 得出与实测温度值相对应得数字量, 计算机将它与预设值 (数字量) 进行比较, 得出温度偏差值并计算出温度变化率, 作为可调整模糊控制器的输入, 根据规则得出输出量, 分别对应着此时系统的供冷 (热) 量和风量。它们分别通过各自的驱动电路对控制对象 (电动三通阀和变频风机) 进行控制。风机的转速调节是通过改变变频器的输出频率来实现的, 而供冷 (热) 量的改变是通过改变电动三通阀旁通比调节冷/热水量来实现的。系统原理如图1所示。

2 模糊PID控制器设计

2.1 传统的PID控制

PID控制器为线性控制器, 系统的偏差e经过比例、积分、微分线性运算构成控制量u, 其结构图如图2所示[3]。

传统控制器的控制规律如下[3]:

在实际应用中要将式 (1) 进行离散化, 离散系统的PID控制方程式如下:

2.2 模糊PID控制原理

模糊PID是先找出PID三个参数与偏差e和偏差变化率ec之间的模糊关系, 在控制中不断检测e和ec, 再根据模糊控制原理对PID的三个参数进行修改, 以满足不同e和ec情况下对PID控制器参数的不同要求, 最终根据PID控制算法求出比例阀的控制电流i和电机频率f[3]。从而使系统取得良好的动态和稳态性能。其基本原理如图3所示。

2.3 模糊PID模糊化

中央空调设定温度范围为18~36℃, 室内温度可能为15~36℃。温差e, 温差变化率△e和输出电流的实际变化范围分别为:x∈[0, 10]、y∈[-5, 5]和z∈[4, 20];输出频率的实际变化范围为:z1∈[20, 120]。温差e, 温差变化率△e的论域范围为:e, {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6};△e, {-2, -1, 0, 1, 2};△KP, {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6};△TD, {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}。△TI, {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}。

(1) 选择温差的量化因子K1=0.6, 对于实际温差输入量e, 通过比例变换式x=K1e, 再经量化, 将比例变换后的连续值变成论域范围内的整数量。

(2) 选择温度变化率△e的量化因子K2=0.4, 对于实际温差变化输入量△e, 通过比例变换式y=K2△e, 再经量化, 将比例变换后的连续值变成论域范围内的整数量。

(3) 选择参数△KP的比例因子Ku=1, 对于实际△KP通过比例变换式△KP=Ku△KP, 再经量化, 将比例变换后的连续值变成论域范围内的整数量。

(4) 选择参数△TD的比例因子Ku=0.1, 对于实际△TD通过比例变换式△TD=Ku△TD, 再经量化, 将比例变换后的连续值变成论域范围内的整数量。

(5) 选择参数△TI的比例因子Ku=0.01, 对于实际△TI通过比例变换式△TI=Ku△TI, 再经量化, 将比例变换后的连续值变成论域范围内的整数量。

2.4 模糊语言变量值及隶属函数

模糊量e、ec、△KP、△TI和△TD的隶属函数选用三角形隶属函数, 模糊子集均为{NB, NM, NS, Z, PS, PM, PB}, 结合PID控制参数整定规则[4], 得到自适应PID控制△KP、△TI和△TD模糊控制规则表, 如表1所示。

3 系统控制的实现和现场实验

3.1 系统控制的实现

将本文设计的控制策略应用于某商场中央空调控制系统中, 以现有的工控机、A/D卡和D/A卡为基础, 根据楼宇自控系统和实际工况现状, 在中央空调温度控制系统中引入模糊PID控制策略。A/D卡实时采集冷冻水循环系统的出水与回水温度, 测定值与设定期望值进行比较, 经计算得出模糊PID控制策略所需的输入量误差e, 误差变化率ec, 根据模糊推理规则, 获得相应的输出变量, 即比例, 微分和积分三个参数变量, 通过PID控制规则和系统输出与电流的线性关系, 从而得出用于控制阀门开度的0~20 m A电流;另一方面输出对应0~50 Hz的交流电源, 控制电机转速, 从而控制主机功率, 实现PID控制算法和模糊控制算法的理想结合, 这样可以使系统更加优化和节能。模糊PID算法程序流程如图4所示。

3.2 现场实验

为了清楚了解模糊PID的控制性能, 对传统PID和模糊PID两种控制器均进行了现场实验。通过表2可以看出传统PID超调量大, 调节时间长;而模糊PID具有灵活性、快速性的优点, 并且稳定性和鲁棒性强, 从而具有很好的控制品质。

4 结论

本文对中央空调的温度控制系统进行了研究, 根据理论研究和现场试验得到如下结论:对于具有非线性、大滞后、时变性的控制系统, 传统PID控制技术控制效果不够理想, 而采用模糊PID进行控制, 超调量小, 控制精度高和稳定时间短, 使得控制效率明显提高, 降低了能源消耗, 具有一定的理论意义和实用价值。

参考文献

[1]霍小平.中央空调自动控制系统设计[M].北京:中国电力出版社, 2004:6-13.

[2]席爱民.模糊控制技术[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2008.

[3]韩成浩, 赵丁选.基于自整定模糊PID控制算法的电液伺服系统设计[J].制造业自动化, 2012, 34 (7) :11-13, 26.

中央自动控制系统技术篇8

1 中央空调系统的控制任务和控制功能

中央空调系统的控制任务是自动调节空气温度、空气湿度、风速、送风量及空气的洁净度等, 满足不同用户的需求, 在不同的气候条件下, 自动保证空调室内得到较为满意的“人工气候”条件, 并合理的使用空调系统的冷热源, 节省能耗。

以某大楼的中央空调系统为例, 列出空调系统的控制要求。

(1) 空调系统检测与控制。 (1) 自动检测新风、送风、回风及被控房间温、湿度及正压值, 表冷器的供、回水温度; (2) 自动检测送、回风机, 故障报警; (3) 根据室外空气状态和室内正压值自动调节新风、回风、排风阀开度; (4) 根据被控参数及设定参数自动调节表冷器、加湿器的电动调节阀的开度, 并在控制器面板上显示其开度; (5) 中、低效过滤器压差状态及超差报警; (6) 送、回风静压检测, 送、风量过低报警, 风机故障报警, 温湿度超限报警; (7) 风机的自动启停, 电动风阀的联锁。

(2) 集中制冷站检测与控制。 (1) 自动检测冷冻水供回水的温度和压力、流量; (2) 自动检测冷冻水泵、冷却水泵及冷却塔风机的运行状态及故障状态, 并实现远程启停控制; (3) 自动检测补给水箱、膨胀水箱的水位, 并实现自动补水控制。 (4) 冷水机组、冷冻水泵、补充水泵、冷却塔风机的联锁控制, 备用状态自动投入; (5) 冷冻水泵、补充水泵的启停信号、故障报警及启停控制。

(3) 中央监控, 完成对整个系统的运行状况的显示、记录、报警等监控管理功能。

从上面的介绍中可以看出, 空调控制系统的需要检测的量和需要控制的量比较多, 因此如何有效、可靠地传递信息和执行命令将影响系统的性能。传统的工业通信系统通常采用RS485总线与各测控节点连接, 以主从方式轮询各节点。这种结构的缺点是:主节点负担繁重, 需不停地查询各节点的状态, 主节点损坏, 则系统瘫痪;当节点数目较多时, 系统的实时性下降, 系统性能降低;各个节点之间无法直接通讯;不利于系统的扩展和现代建筑的其它系统的集成。

针对以上出现的问题, 我们提出基于现场总线技术的空调控制系统, 采用多个测控节点和上位机通过总线连接。

2 楼宇自动化中的现场总线

现场总线是20世纪80年代末90年代初发展形成的, 用于过程自动化, 制造自动化, 楼宇自动化和家庭自动化等现场智能设备互联和通信。从本质上来说, 它是一种数字通信协议, 是一种应用于生产现场的智能化控制设各之间实幸亍双向串行通信, 多节点的数字通信的系统, 同时也是一种开放的数字化多点通信的底

层控制网络。它使得自控系统和设备有了通信能力。国际上现有各种现场总线不下200种, 比较典型的有Profibus、FF、HA RT、Device Net、CAN、Lon Works、Modbus等。现在已有很多的总线技术都可用在楼宇自动化中, 比如, CAN、Lon Works、BACn et。现结合中央空调系统的特点比较CAN总线和Lon Works总线[2]。

2.1 通信介质访问控制方式

Lon Works采用的Lon Talk通信协议遵循ISO/OSI的全部7层模型。它的通信介质访问控制方式为带预测P.坚持CSMA。当节点有信息要发送而试图占用通道时, 首先在~个固定的周期检测通道是否处于网络空闲。为了支持优先级, 还要增加优先级时间片, 优先级越高则所加的时间片越少。然后根据网络积压参数产生一个随机时间片。当延时结束时, 在负载较轻时, 使介质访问延时最小化, 能消除冲突。

C A N的通信介质访问方式为带优先级的C S M A/C D。它采用多主竞争结构:网络上任意节点均可以在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息, 而不分主从, 即当发现总线空闲时, 各个节点都有权使用网络。

2.2 实时处理能力

Lon Works提供了一种可选择的优先权机构, 允许每个节点有且只有一个特定的优先权时间片。对这个节点来说, 在这一时间片内不存在对传输介质的争夺问题。可选择的时间片有126种。即有126种优先级, 号数越小优先权越高, 等候传送的时间越短。

CAN的每个报文都带有优先权, 标准报文格式的11位ID将使报文有2032种优先权。由此可见两者都有很好的实时处理能力, 不会因网络冲突而导致紧急信息不能及时发送出去, 只是Lon Works的优先权级别不够丰富, 在一些特殊情况下可能不能满足应用要求。

2.3 可构成网络的规模

应用Lon Works技术的LON (Local Operation Network) 网络可分为3个层次:域 (domain) 、子网 (subnet) 和单个节点 (node) 。域是同一应用中所有节点的集合。子网是同一应用中采用同一传输介质的节点的集合。不同子网之间可以由路由器进行连接。网络的每一个报文中含有目标节点的地址, 格式为:域、子网或域、子网、节点等。每个域可有255个子网;每个子网可有127个节点。这样, 一个LON网络的最大容量为32385个节点, 可构成庞大的分布式控制系统。

C A N采用位仲裁方式访问网络总线, 对报文头的标识符进行仲裁, 虽然在扩展格式中报文的标识符增加至29位, 但为了保证信号的稳定、有效及实时处理能力, 实际节点只能达到110个。

3 结语

考虑开发成本的问题, 加上现在已经有51系列单片机的仿真机和开发环境, 结合中央空调系统的实际特点, 所以选择CAN总线技术来实现该系统, 并且选择单片机+C A N控制器+C A N收发器的开发方案开发C A N控制节点。

摘要：CAN总线是目前最流行的现场总线之一, 具有多主工作方式、传输速度快、距离远、自动解决总线竞争、自动重发功能、纠错能力强等特点。在分析了中央空调系统原理的基础上, 重点比较了在楼宇自动化中常用的LonWorks和CAN总线技术, 提出了CAN总线较适合于安全性和实时性要求较高的中小型系统的观点, 并确定了开发方案。

关键词：现场总线,中央空调,控制系统,CAN总线技术

参考文献

[1]高建强.基于PROFIBUS总线的中央空调控制系统[J].电气时代, 2011 (1) .

中央空调系统安装质量控制篇9

1 安装施工中常见的质量问题

中央空调系统的安装施工中往往会出现空间位置与设计图纸的偏差, 进而造成局部设备、管道重叠或交叉等问题;因建设方、设计方与各施工方之间沟通不及时、协调不通畅, 进而引起安装不合理、空调效果差。

部分中央空调系统会散发特殊气味, 这是因为形成了负压区或排风不畅, 进而产生“串味”现象。

中央空调系统的新风系统因风道三通、四通和弯头等阻力件夹角不合理, 可能造成气流不通畅或管道阻力不平衡, 进而引起新风量不足或无风量现象。

中央空调系统的主要设备在进场验收时, 未测试检验其噪声是否超标, 未将现场实际噪声测试值对比厂家提供的参数, 未对设备进行消声、除噪处理;机组与管道间的连接不良, 进而引起大风量空调或通风机组等空调系统的噪声超标。

由于管道安装过程中操作不规范、空调水系统管道未清洁, 甚至在正式通水前未进行管道冲洗工序, 导致管道被杂物堵塞、管网多处出现气囊, 最终使管道流通不畅。

2 安装施工前的质量控制

2.1 设计质量控制

在进行中央空调系统的安装施工前, 要针对施工图纸的设计构思、方案和影响施工质量的主要因素等进行全方位会审。一旦发现问题, 则必须及时与设计单位沟通, 提出合理化建议, 积极改进设计中的不足, 以保证施工图纸设计和施工方案规划的科学性、可行性, 从而提高整个工程施工的质量。

风管系统的消声设计是中央空调系统设计不可缺少的环节, 有些设计往往只在空调设备出风口上设置了消声器, 实际降噪效果很差。因此, 空调设备出风口端与回风口端均应设置消声器、新风机进口处应设置消声百叶。

2.2 材料质量控制

应对设备规格、型号和数量等进行检查, 查看其是否满足设计要求, 对于管材, 还要查看其外壁是否有锈蚀、裂纹等质量问题, 所有材料必须具有出厂合格证和质量证明文件;充分考虑工程造价、材料属性和施工难度等, 严格筛选材料设备, 以求质量和效益的最优, 这是确保工程质量的根本。

3 安装施工质量控制

3.1 设备安装质量控制

中央空调系统安装设备的种类和数量众多, 有冷水机组、新风机、风机盘管、冷却塔、水泵和风机等, 关系着中央空调系统的使用性能和寿命, 必须加强对设备安装过程的质量控制。

3.1.1 主机安装

应确保机组安装的周边环境和空间不影响机组的日常维护, 注意机组基础与机组吻合、设备接地垫片位置正确, 设备布置方位应尽量与管道走向相对应, 且出水口应在中央空调整体系统凝结水管道之上。

3.1.2 末端设备的安装

末端设备主要包括新风机、风机盘管和送风口。虽然新风机和风机盘管的安装比较简单, 但因数量、生产厂家和型号众多, 会产生差异, 要仔细核对安装要求, 并要注意安装的高度、稳定性和牢固性。风机盘管的安装要考虑装修顶棚的高度、确保送回风口位置正确、积水盘方位与排水方向一致, 且必须确保为空调机组凝结水出水口留出足够的高差, 使凝结水管有足够的坡度, 便于空调凝结水的排放。在吊顶施工完成时, 应对风机盘管滴水盘进行清理。安装空调末端设备时要设置减振隔垫或减振吊杆, 以防止设备振动时将喘振传递给楼板, 进而产生噪声。

3.1.3 其他设备

主要包括冷却塔、水泵等, 均应严格按照设计图纸安装。

3.2 管道安装

3.2.1 风管

安装前, 要检查风管壁厚, 达不到要求会影响使用寿命;对风管内部进行必要的清洁, 并进行真空干燥处理;需要穿墙时应设置套管, 穿楼板部位应埋设钢套管, 相应的管道焊缝不可直接置于套管内;采用隔热或其他不可燃性材料将管道与套管之间的空隙区域填塞密实, 不可将套管直接用作管道的支承构件;防火阀熔断片应安装在迎风一侧, 否则起不到应有的防火切断作用。

风管系统安装完毕后, 应按系统类别进行严密性检验, 风管强度应能满足在1.5倍工作压力下接缝处无开裂。矩形风管的允许漏风量应符合规范要求。低压系统风管的严密性检验在加工工艺得到保证的前提下, 可采用漏光法检测, 检测不合格时, 应按规定的抽检率进行漏风量测试。

3.2.2 水管

要区分冷 (热) 水管形式为同程式还是异程式, 如果为异程式, 则需在管路上设置流量平衡阀, 以调节系统流量;区分膨胀水箱是开式还是闭式, 前者要安装在系统的最高点, 且膨胀水箱液位应高出水系统管路最高点1.5 m, 后者一般安装在水泵出口附近;在系统运行过程中, 最高处应安装放空阀, 最低处应安装排污泄水阀, 禁止在膨胀管路上安装任何切断阀门;冷凝水管安装完成后应进行灌水试验, 即将冷凝盘中注满水, 使水顺利排放, 并检查冷凝水管接口是否有渗水现象。

4 竣工后调试过程的质量控制

暖通工程进入竣工验收阶段调试时, 可从系统的末端开始, 即由距风机最远的分支管开始, 逐步调整直至风机, 使各分支管的实际风量达到或接近设计风量, 即风口的风量、新风量、排风量和回风量的实测值与设计风量的偏差≤10%.

一般可采用下述方法进行现场调试。如图1所示, 系统有3条支干管, 其中, 支干管Ⅰ有1~4号风口, 支干管Ⅱ有5~8号风口, 支干管Ⅳ有9~12号风口。

现场调试分为以下7步:1用风速仪测量全部风口的送风量, 并计算每个风口的实测风量与设计风量的比值;2选择每条支干管实测风量与设计风量的比值最小的风口, 作为调整各支干管风口风量的基准风口;3从最远支干管Ⅰ开始调整, 测量1, 2号风口、1, 3号风口、1, 4号风口, 调节三通阀分别使2, 3, 4号风口的实测风量与设计风量的比值与1号风口的比值近似相等;4按相同方法对支干管Ⅱ和Ⅳ上的风口进行测量和调整, 使每条支干管上的风口风量达到与各自基准, 使7, 9号风口的风量平衡;5选择4, 8号风口为支干管Ⅰ和Ⅱ的代表风口, 调节B处的三通阀, 使4, 8号风口的实测风量与设计风量的比值数相等, 支干管Ⅰ与Ⅱ的总风量平衡;6选取12号风口作为支干管Ⅳ的代表风口, 选取4, 8号风口中的任一风口, 调节A处的三通阀, 使12号、8号风口的实测风量与设计风量的比值近似相等, 支干管与管段总风量平衡;7调整总干管的的风量调节阀, 使之达到设计风量, 各支干管和各风口将按比例自动调整到设计风量。

5 结束语

综上所述, 中央空调系统的结构十分复杂, 在安装施工时应考虑到各方面的影响因素, 并结合实际情况, 熟练掌握施工技术, 严格执行暖通安装标准, 做好施工组织设计, 把握项目要点, 落实施工全过程的质量控制和管理。只有这样, 才能提高中央空调系统的安装质量, 使中央空调系统的功能发挥到极致。

参考文献

[1]屈志宏.探讨中央空调系统安装施工技术问题[J].建筑界, 2012 (6) :70-71.

中央自动控制系统技术篇10

对于煤矿安全生产而言, 中央泵房能够正常、可靠地运行工作是关键性条件之一。在煤矿开采过程中, 矿井会因江河湖水的渗入、地层含水的涌出以及低洼处积水等原因, 需要保证中央泵房能够持续向外排水, 否则便有可能发生煤矿透水事故, 不仅会造成巨大经济损失, 更会导致重大人员伤亡。传统的排水系统需要由专门人员控制, 自动化程度和生产效率低, 并且由于没有精确的检测和完整的保护, 生产事故率较高。实现中央泵房的远程自动化控制, 则能够彻底解决以上问题, 中央泵房经济效益和管理水平也能够得到有效提升。在本文中, 首先分析了中央泵房远程自动化控制系统原理, 其次探讨了中央泵房远程自动化控制系统所具有的基本功能。

1 中央泵房远程自动化控制系统原理

中央泵房的远程自动化控制系统的基本功能是实现对单台水泵的启动/停止进行远程自动化控制, 并以此为基础, 实现对多台水泵的启动/停止进行远程自动化控制, 最终实现整个中央泵房的远程自动化控制。为了便于理解, 首先以单台水泵启动/停止的远程自动化控制为例, 分析中央泵房远程自动化控制系统的原理。系统原理框架如图1所示。

1.1 单台水泵启动/停止远程自动化控制的条件

单台水泵启动/停止的远程自动化控制需要满足以下条件:矿井水位上升至预先设定位置;水位上升信号传递给真空泵;真空泵启动;真空泵出口压力检测设备检测出口压力变化;真空泵出水口电动闸阀打开;水位下降到安全位置;水位下降信号传递给真空泵;真空泵停止。具体而言:

(1) 真空泵启动。一般而言, 启动之前需要向水泵内部注水, 才能够保证水泵的正常启动。目前, 通常采用抽真空的方式来向水泵内部注水。本文所提的中央泵房远程自动化控制系统共有2套抽真空水泵。这2套抽真空水泵并联于电路当中, 各司其职, 并且能够利用阀门进行切换。

(2) 检测抽真空度。真空泵启动之后, 水泵内部的空气会被排除到外部, 从而在水泵内部形成一定比例的真空度。抽真空会让水泵内部和水仓水位形成一定的大气压力差, 在大气压力的作用下, 水通过吸水管道进入到水泵内部。抽真空度和进入水泵内部的水量呈正比例关系, 即抽真空度越高, 则进入水泵内部的水量越充足。故此, 我们可以通过检测抽真空度的方式来检测水泵内部的水量是否充足。

(3) 启动矿井排水泵。泵房启动时直接接入PLC柜, 通过PLC柜便可以启动[1]。自动控制时, 只需将控制信号接入启动柜远控回路并将状态信号返回控制系统即可[2]。

(4) 检测排水泵的出水口压力。通过检测设置于水泵出水口处压力表压力, 可判断水泵是否能够启动或正常运行[3]。采用模拟量压力表, 可提高系统的可靠性, 并可连续检测压力随电动阀打开时的变化情况, 为水泵工作效率及工况的测量提供充分条件[4]。

1.2 实现对多台水泵启动/停止远程自动化控制

在中央泵房的吸水井当中安装矿井水位传感器, 依照矿井水位传感器传递的信号, 中央控制单元可以根据水位上升位置、水位上升速度、单台水泵抽水功率等参数来选择水泵运行的数量。每台水泵运行方式与单台水泵启动/停止的远程自动化控制原理相同。

其中, 水位控制参数是影响中央泵房运行非常重要的参数, 因此, 本文选择采用2套系统来进行水位检测, 即采取模拟方式和数字方式的水位检测。这2套水位检测系统发挥着相互监督的作用, 保证水位信息的一致性;同时, 如果一套水位检测系统出现故障, 另一套水位检测系统还可以发挥备用系统的功能, 保持中央泵房的正常运行工作。

实现对多台水泵的启动/停止进行远程自动化控制需要满足以下条件: (1) 根据水仓水位上、下限启动或停止水泵。 (2) 根据水位的不同级别控制水泵运行的台数[5]。 (3) 依据各水泵的工况参数自动设定备用泵及检修泵, 控制各台水泵之间的交替工作, 使其磨损程度均等[6]。 (4) 安排水泵在供电部门所规定的谷段和平段时间运行, 避免峰段, 即“避峰填谷”。同时还可检测水泵排水流量、出水口压力、电机轴承温度、电机绕组温度、电流、功率等水泵与电机的工作参数, 并通过相应算法得到水泵的运行效率曲线, 通过效率曲线可对水泵的运行状况作出分析, 以便定期对水泵进行检修维护[7]。

1.3 中央泵房远程自动化控制系统运行模式

(1) 智能自动控制模式。系统的全部运行均由电脑全程控制, 包括水泵的自动启动/停止, 运行参数的实时监测。但是在该模式下, 需要预先根据工况设置有关控制参数, 这些控制参数主要包括时间、水位以及煤矿用电负荷等。

(2) 混合控制模式, 即有人参与的自动控制模式。在该模式下, 操作人员只需要决定何时开启中央泵房的远程自动化控制系统, 随后的工作全部由电脑按照预定程序完成。该模式通常为一键式操作, 操作人员的劳动强度大大降低。

(3) 完全手动控制模式。系统的全部功能实现均由手动控制实现。一般而言, 该模式主要用于检修中央泵房远程自动化控制系统中的设备故障以及其他问题。

2 中央泵房远程自动化控制系统基本功能

2.1 实现水泵自动轮换运行

自动轮换运行主要是为了防止因备用泵及其电气设备或备用管路长期不用而使电机和电气设备受潮;因其他故障未及时发现, 当工作泵或管路出现紧急故障需投入备用泵或管路时, 而不能及时投入以致影响矿井安全等故障而设计的控制程序。控制程序自动记录并累计水泵启停次数及运行时间、管路使用次数及流量等参数。根据这些运行参数, 系统按一定顺序自动启停水泵和相应管路, 使各水泵及其管路的使用率分布均匀。当某台泵或所属阀门出现故障、某趟管路漏水时, 系统自动发出声光报警, 记录事故, 同时将故障泵或管路自动退出, 其余各泵和管路继续按一定顺序自动轮换工作, 以达到有故障早发现、早处理, 避免影响矿井安全生产[8]。

2.2 具备“避峰填谷”功能

“避峰填谷”功能的主要目的是尽量降低在用电“高峰期”运行水泵排水的次数, 而选择在用电“低谷期”来运行水泵排水。具体运行方法是, 在用电“低谷期”, 中央泵房远程自动化控制系统会将矿井的水位排至预先设定的最低位, 从而在用电的“高峰期”让矿井在安全水位以下容纳更多地水, 而不用开启水泵排水。

2.3 具备设备保护功能

(1) 水压和水流保护功能。在中央泵房启动水泵之后, 如果检测到水压和水流的数值不正常, 则会向中央控制系统进行反馈, 自动停止该水泵的运行以确保安全, 并启动下一台水泵, 同时向工作人员发出故障预警。

(2) 漏水保护功能。如果真空泵运行一段时间之后仍然无法达到预定的真空度, 则表示水泵漏水。漏水保护装置会向中央控制系统进行反馈, 自动停止该水泵的运行以确保安全, 并启动下一台水泵, 同时向工作人员发出故障预警。

(3) 高温保护功能。如果由于水泵运行时间较长或者其他原因而出现泵轴或者电机温度过高, 则温度检测装置会向中央控制系统进行反馈, 自动停止该水泵的运行以确保安全, 并启动下一台水泵, 同时向工作人员发出故障预警。

(4) 过流保护功能。系统主回路中安装有电流检测装置, 如果工作电流出现异常上升, 则该装置会切断电源, 防止水泵和其他设备烧毁。

(5) 电压异常保护功能。系统主回路中安装有电压检测装置, 如果工作电压出现异常上升或者下降, 则该装置会切断电源。

(6) 漏电保护功能。如果系统出现漏电故障, 则漏电保护装置会切断电源, 防止出现人员伤亡。

2.4 运行参数的实时监测

中央泵房远程自动化控制系统中装有各种监测装置, 能够实现对系统运行参数 (例如水位、水压、水流、温度、电流、电压等) 的实时监测, 如果发现数据异常, 能够显示故障代码或者故障原因, 并进行报警。

3 结语