楼宇自控视角下的中央空调试验台系统研究

　　摘要：随着我国逐步跨入“十三五”规划下的社会经济改革, 提高各种建筑物的空调系统自动化水平成为当今的热点话题。空调自动调节系统是指挥自动调节系统中的各有关执行调节机构改变其相对位置, 从而使实际输出量发生改变以适应空调系统的变化, 满足对被控参数的要求。本文在分析空调设备及系统、自动控制系统等相关概念的基础上, 对中央空调试验台楼宇自控系统提出了基础的设计方案, 并对其控制策略作以描述。

　　关键词：中央空调; 自动控制系统; 方案设计; 控制策略;

　　“十三五”以来社会发展日新月异, 人们开始逐步追求更高质量的生活与工作环境, 中央空调系统在工业与民用建筑中的应用已经基本普遍。很多机构为了应对生产需求, 而配备了中央空调试验台, 从而提供最先进的工程实践数据与更加先进的技术。本文搭建的中央空调试验台楼宇自控系统, 能够使得系统在保障高效、经济运行的基础上精确度更高。

　　1 中央空调自控系统发展现状

　　我国在“十二五”以来, 建筑中央空调自动控制系统开始朝着自动化水平逐步升高的方向发展, 一般中央空调自控系统设计方法及流程在近几年的发展过程中也逐渐明确, 当然, 要完成一个中央空调自控系统 ( BA系统) 的设计是需要下一番功夫的, 这也正是BA系统工程附加值高的原因。据了解, 目前国外BA系统工程总价的30% 为设备价, 其余70% 为设计施工安装调试及运行维护费。国内的现状与国外相比有较大的差别, 还有许多待改善的地方, 比如缺乏科学的监管和检测制度, 还存在一些恶性竞争与不规范操作等。提高对BA系统的设计方法与流程的注意力, 实施科学的管理, 发挥BA系统应有的作用成为最近几年我国中央空调自控系统发展的大方向。

　　2 自动控制系统方案构成

　　构成大型空调实验台的主要原件: 电热蒸汽锅炉、给水泵、空调机组、软水器、冷水机组、空调室可调电加热器和自动控制系统等。配备2 台空调机组, 1 台对室外环境进行模拟, 另1 台试验于室内空气调节以及相关研究。该试验台选用美国卡里尔公司制冷机组和空调处理机组。该试验系统结构模块化程度高, 可依据试验条件的不同任意组合。本自动控制系统采用美国霍尼韦尔公司SUPCON集散式控制系统。

　　自动控制系统由现场控制系统和中央监控站构成。在空调机房安置现场控制器, 利用调控总干线将控制器与中央监控站连接的方式, 同时把控制信息上传到中央监控站, 从而系统实现全控制网上联接。自动控制系统采用美国霍尼韦尔公司SUPCON集散式控制系统。中央监控计算机应用SUPCON操作系统。具体的监控软件应根据现实情况进行设定。首先、对于系统控制要求。所有的自动控制全部由DDC控制完成, 自动控制系统可实现: 手动和自动切换、自动跟踪、无扰切换、偏差显示等。自动控制系统可实现组态及参数调整、机组系统画面显示、待测点处采样、实时显示数值、绘制相关实验表格及曲线、添加有关曲线及表格的功能, 也可以实现在一个坐标上显示不同参数在同一时间段内的变化; 上微机显示的测点均可实现数据采集与分析功能; 具有报表输出打印、运行记录、管理、自定义应用程序和报警处理等功能。其次、对于楼宇自控系统。SUPCON属于集散式的楼宇自控系统。中央监控计算机中配置EBI楼宇系统软件, 通过计算机上的总线接口驱动c - bus总线与现场的控制器进行通讯, 实现对全系统控制内容的监控管理, 利用现场的数字式控制器实现了所有控制功能。现场控制器配置了完备的监控程序及面向该工程的控制程序, 使其可不受中央监控计算机控制独立工作, 实现了运行过程全自动效果。

　　3 针对本自控系统展开的控制策略

　　对于中央空调试验台楼宇自控系统与控制策略, 主要分为5 个部分: 即第一组空调机组自控系统、第二组空调机组自控系统、室内温度控制系统、送风温度控制系统、室内空气相对湿度控制系统。

　　具体的控制策略为: ( 1) 第一组空调机组自控系统。当测量点温度范围为6. 5 - 35. 5℃ , 相对湿度为50% - 60% , 手动控制风阀时, 通过调节机组的冷热量及加湿量的方式对机组的出风口点进行控制。 ( 2) 第二组空调机组自控系统。当最小新风比在13% - 16% 范围内, 室温、送风温度和室内空气相对湿度等控制参数都相对合理的情况下, 该自控系统采用定露点, 1、2 次回风空调系统。 ( 3) 室内温度控制系统。设定温度的控制点, 安排在房间内的温度传感器将测量出的房间温度传递给DDC控制器, 温度信号通过反馈回路传递到加热器, DDC控制器控制加热器加热至相应的加热功率, 在尽可能短的时间内对室内温度达到精准的控制。在实际工程中, 室内温度一般控制在22 ±0. 5℃ , 是较为理想的状态。 ( 4) 送风温度控制系统。温度控制点我们设计为系统初始点, 初始点的温度传感器主要的功能是测量送风管处的温度信号, 并进行判断。反馈回路将传感器测量的信号进行回传, 并与设定值比较判断, 这一些列的判断指令完全由DDC控制器进行完成。控制器根据信号的大小, 对电加热器与回风阀进行控制, 对加热量与开度和信号的对应度进行判定, 在尽可能短的时间内对送风温度达到精准的控制。在实际工程中, 送风温度一般控制在32 ± 0. 5℃ , 是较为理想的状态。 ( 5) 室内空气相对湿度控制系统。系统内的温度控制点, 设置在2#号机组之后的温度传感器主要功能是冷段的露点温度。DDC控制器将获取传感器的测量信号———露点温度信号, 通过反馈回路传递给控制表冷器与回风阀, 对控制表冷器与回风阀进行调控, 按照对应数据对制冷量与开度进行合理匹配, 在尽可能短的时间内对室内湿度达到精准的控制。根据相关实验测量和工程统计, 露点温度控制在10 ± 0. 5℃ 最为理想。

　　参考文献
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