空调自控系统全解析

中央空调系统哪些部分需要配置自动控制?

答:主要包括两大部分:冷热源主机部分和末端设备部分,需要分别配置自动控制系统。

末端设备配置自控系统有什么作用?

答:控制系统的作用无外乎几点:

(1) 空调区域的温度、湿度、压力等的控制,对于舒适空调,温湿度过高过低都影响舒适感,只有自控才能将温湿度自动控制在设计值;对于工艺空调,是生产工艺的必备条件。

(2)设备的保护,自动维护等,例如过滤器的压差报警,提示及时清洗堵塞的过滤网,再如风机和加热器的连锁控制,风机关了,加热器必须自动关闭,否则可能引起火灾等。

(3)有节能的作用,例如根据负荷变化通过变频调整风机转速就可以降低风机能耗;过渡季节自动开大新风量,就可以节省主机能耗等。

自带控制面板的冷热源主机等末端设备为什么也要配置额外的控制系统?

答:冷热源主机设备本身确实带有控制面板,但只能对本机进行保护和控制,不能解决外围的冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、管路阀门等的统一协调问题,在没有配置额外的控制系统的情况下,这些设备只好手动开停。

此外,冷热源主机设备本身的控制面板也不能解决多台主机之间的协调问题,例如根据冷热负荷自动选择应该开停的主机,所以中央空调系统中的冷热源主机部分通常需要配置额外的自控系统。

什么叫上位机、下位机?

答:上位机是指:可以直接发出操控命令的计算机,一般是PC,屏幕上显示各种信号变化(液压,水位,温度等)。下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机,一般是PLC/单片机之类的。

上位机发出的命令首先给下位机,下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据(一般模拟量),转化成数字信号反馈给上位机。

上下位机都需要编程,都有专门的开发系统。在概念上,控制者和提供服务者是上位机,被控制者和被服务者是下位机,也可以理解为主机和从机的关系,但上位机和下位机是可以转换的。

怎样配置自控系统?

答:所有的自动控制系统都由三类设备构成:

传感器――例如温度传感器,湿度传感器,用于把温湿度等参数变成电信号,便于输入到控制器中,相当于人体的眼睛,耳朵等信息器官。

控制器――例如DDC(直接数字控制器),所有的逻辑和控制策略都在这里完成,相当于人体的大脑。

执行器――例如电动调节阀等,接收来自控制器的命令,通过改变控制对象的输出来调节参数,例如电动调节阀开大,可以增大进入表冷器的冷水流量,降低送风温度等。

怎样配置自控系统呢?在有空调自控的几乎所有的应用类型中,均列出了需要配置的以上三类设备,并给出控制原理说明,找到您需要的类型就完成了自控系统的配置。

DDC和常规的温湿度等控制器比较,有什么不一样?

答:最重要的区别在于:

(1)DDC是可以二次开发的,即可以编程改变功能,千变万化,可以应用于空调自控的任何场合,而常规的温湿度等控制器,功能是做死的,不会改变控制程序。

(2)具备远程通讯构成网络的功能。

(3)还能扩展应用,例如点数不够可以连接扩展模块,甚至连接触摸屏等,用一个触摸屏连接多台DDC做一个经济型的联网监控。

为什么有时需要采取联网监控?

答:如果空调系统很大,末端设备众多而且分散,控制系统的维护,例如参数的设定,哪台空调机组的设定温度需要提高1℃,都需要到现场的控制器上去设置,非常不方便。

如果通过网络把所有的控制器都连接到一台或多台电脑上,即增加上位机,就可以通过电脑来管理所有的控制器,远程监控现场参数和设备运行状态,还可以远程设定参数,记录历史数据,故障监视,自动报警等都非常方便,这就是联网监控的好处。

什么是点表?

答:除一些简易的控制系统外,正式的控制系统设计都应该做出点表:

点表说明:

(1)横向列出了四种类型的控制变量:

DI――数字输入,例如开关状态,报警状态等一切只有0,1两种状态的变量;

AI――模拟输入,例如温度、压力等一切连续变化的参数;

DO――数字输出,用于对开关方式动作的设备的控制,例如电机的起停,蝶阀的开闭等;

AO――模拟输出,用于对连续调节的设备的控制,例如电动调节阀,变频器等,可以从全开到全关之间平滑的调节。

(2)纵向列出的是控制对象:例如主机,末端设备等。

(3)点表是配置控制设备的最重要依据,例如AI总计有3个,可能需要配置三个不同的传感器,如温度、湿度、压力传感器等;AO有4个,就可能需要配置四个AO类型的执行器,例如电动调节阀、电动加湿器等。

(4)点表也是配置DDC控制器的最重要依据,例如经过统计,有AI点3个,AO点4个,DO点6个,DI点8个,那就需要根据这四种控制变量来选择DDC控制器,要保证DDC的各类控制变量的点数都大于或等于需要的点数,例如象这个例子,就不能选择只有6个DI的DDC。即DDC本身的点数太多,造成浪费,太少,又不够用。

DDC复杂吗,容易使用吗?

答:DDC经过长期的发展,现在已经高度智能化,至少必须具备以下功能,否则那不是一台真正的DDC控制器:

(1)前面说了如果DDC的AI够用,DI恰好少1个,就不能用,如果AI和DI能相互转换就好了,所以现在的DDC必须有端口变量相互转换的功能,使用者选型时就方便多了。

(2)DDC需要连接的AI型传感器多种多样,例如有0~10VDC电压型的、4~20mA电流型的、还有PT1000铂电阻的、NTC10K半导体电阻的等等,最好都能连接,而且每个端口都能灵活定义,这样的DDC使用起来就方便了,随便买什么传感器都能连接上来;另一个问题是量程范围最好也能灵活设定,通用性就更强了。

(3)DDC需要编程,应该配套相应的编程软件,最好要简单易用,如果要从头写代码编程,那就太难了,所以好的DDC都是对话框或者图形化的形式来编程的。举例:电动阀必须在风机已经开启的情况下进入调节状态,那就要编一个简单的逻辑:先设置一个调节回路:测量通道AI是哪一个,

例如AI5,输出通道AO是哪一个,例如是AO3,再有选择哪种控制策略,例如是PI比例积分控制;还要选择设定值是多少等等,最后和风机的状态信号例如DI3进行连锁一下,整个编程就完成了,用电脑通过数据线下载到DDC里面。

(4) 好的DDC最好还能通过随机携带的小键盘编程,这样在没有带电脑的情况下也能修改控制逻辑。

(5)如果DDC已经连到控制网络上,即联网监控的,程序应该能够通过网络远程下载。

所以总的来说,DDC是高度智能化的东西,好的DDC编程不但容易,而且有趣,远非一般的控制器可比。

关于控制器,有PLC和DDC之分,到底该选择哪种呢?

答:控制系统按照应用场合不同可以分成两种大的类型:

工业自动控制和楼宇自动控制,工业自动控制中往往采用PLC实现过程控制或者数控设备的控制,而在楼宇控制中,往往采用DDC实现建筑电器设备的自动控制。

例如空调系统、给排水系统、照明系统、供配电系统等,DDC是直接数字控制器的缩写(Direct Digital Controller),是由PLC发展而来的 ,和PLC可编程序控制器相比,有以下特点:

PLC 更通用,可编程,控制精度高。

PLC 应用水平取决于编程者对工艺或设备的熟悉程度。

DDC 对于空调自控,有更好的性价比。

DDC 固化了大量的控制程序,例如焓值控制,新风补偿控制等,常见的空调控制要求几乎都有现成的程序,大大减少了编程调试工作量。

DDC 常备显示界面,更容易使用和维护。

所以,在世界范围内,空调自控通常采用DDC控制器。但是,对于有经验积累的空调节能公司也有很多采用PLC,但这更需要暖通专业知识和现场调试能力及时间。

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