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​楼宇设备独立控制与简单控制的工作原理与系统设计

业主卡 2019-09-23 328人围观 ,发现0个评论

楼宇设备独立控制与简单控制的工作原理与系统设计

在现代化的高档建筑中,通过基于DCS的楼宇设备自动化系统实现楼宇设备自动控制已成为楼宇自动化技术的主流。但由于适用于楼宇自动化系统的DCS系统一般规模较大,而且价格普遍较高。在投资有限的中低档建筑、小型建筑或功能单一的专用建筑中,基于DDC的独立控制系统,甚至是基于传统模拟控制仪表的单回路控制系统设备自动化仍有较大的市场占有率。如Honewell、SIEMENS、Johson contols等著名公司都有品种齐全的独立式模拟和数字式楼宇设备控制器和系列的配套产品,而且销售量相当大。这从另一方面也说明这类系统强大的生命力和诱人的市场前景。对独立控制的楼宇设备,也应区分不同的情况进行控制系统设计。

6.3.1设备数量很少、控制要求高、控制流程复杂的楼宇设备的独立控制对于这种情况,一般可采用现有楼宇DCS系统中的DDC控制器或专用的DDC控制器组成楼宇设备控制系统。控制系统的设计原理和设计方法与前面已介绍过的基本相同。要特别注意的是,在DCS系统中的DDC控制器选型与配置时,由于有DCS系统的中央工作站,基本不用考虑DDC控制器的人机界面问题。但在使用DDC控制器构成独立的控制系统时,一定要选配相应的人机界面或选用具有人机界面的DDC控制器。各个知名品牌的DDC控制器一般既可用做DCS的现场控制单元,又可构成独立的控制系统。并有配套的人机界面,作为DDC独立工作时的人机接口,供控制系统调试、运行模式转换、参数调整、系统维护和运行状态、运行参数显示用。

6.3.2楼宇设备的简单控制

在楼宇设备控制要求不高、控制原理比较简单的情况下,选用比较便宜的单回路(模拟式或数字式)控制器,组成单回路控制系统实现楼宇设备或系统主要参数的自动控制,结合相应的电气联动,再配以简单的报警装置,即可实现楼宇设备的自动化。这种策略在系统简单、投资有限的情况下,无疑是比较可取的选择。这也是这类系统被广泛采用的主要原因。

下面通过一个空气处理机组控制系统的实例说明这类控制系统组成原理和设计方法。在图6.1所示的空气处理机组控制原理图中,各种符号的含义见图中的文字说明。

image.png图6.1空气处理机组控制原理图

图6.1空气处理机组控制原理图

空气处理机组控制系统主要由比例积分(PI)温度控制器(TC)、安装在回风管内的温度传感器(TE)以及电动调节阀组成。控制器(TC)的作用是将传感器(TE)所检测的温度与控制器温度设定值相比较,并根据比较的结果输出相应的电压信号,以控制电动调节阀的动作,使回风温度保持在所设定的工作范围之内。

温度控制器(TC)通过安装在空调水主管上的温度开关TS-2,实现冬季/夏季控制模式的自动转换。空调水主管供应冷冻水时,温度开关TS-2测到低温,处于开路状态,则温度控制器(TC)工作在夏季模式。当温度传感器(TE)测到回风温度高于设定值时,温度控制器(TC)根据测量值与设定值的偏差大小,按照PI调节规律输出控制信号以增加电动调节阀开度,使回风温度降低;当TE测到回风温度低于设定值时,TC则输出相应控制信号,减小电动调节阀开度,使回风温度升高。温度控制器(TC)按照温度传感器(TE)测到的回风温度和设定温度的偏差,实时控制阀门开度,调节冷冻水流量,将温度控制在设定值范围内。

当空调水主管供应热水时,温度开关TS-2测到高温,处于闭合状态,温度控制器(TC)工作在冬季模式。当温度传感器(TE)测到回风温度低于设定值时,温度控制器(TC)根据测量值与设定值的偏差大小,按照PI调节规律输出控制信号,增加电动调节阀开度,使回风温度升高;当TE测到回风温度高于设定值时,TC则输出控制信号,减小电动调节阀开度,使回风温度降低。温度控制器(TC)按照温度传感器(TE)测到的回风温度和设定温度之间的偏差,实时控制开度,调节热水流量,将温度控制在设定值。有时为简化系统,省略温度开关TS-2,而采用外接手动开关,实现TC运行模式的季节转换。

其次,通过防冻开关TS-1的连锁控制、其他设备间的电气联动控制以及差压开关(DPS)的报警输出,实现以下的自动控制和自动报警功能。

>安装在新风入口处的常闭二位式(ON/OFF)风门与送风机连锁。当送风机启动时,通过电气连锁,新风风门打开;当送风机停机时,新风风门关闭。

>空气过滤网的透气度是用差压开关DPS检测的。当过滤网堵塞严重,两侧之压差超过设定值时,差压开关动作,输出报警信号,并通过声光报警装置提醒工作人员及时清理、清洗过滤网。

>安装在盘管后侧的防冻开关TS-1,当混合风温度低于某一限定值(一般为3℃~5℃)时,开关动作,输出连锁控制信号,切断送风机电路,停止风机运转。由于新风入口处的风门与风机连锁,风门亦同时被关闭。防止温度过低,引起水管结冰造成设备的损坏。

>电动调节阀与送风机启动器连锁。当切断风机电源时,电动调节阀亦同时关闭。

其他楼宇设备如新风机、给排水泵、通排风机等均可通过简单的控制实现自动化。在第3章中,图3.2单回路差压旁路调节原理图,就是采用单回路构成的简单控制系统实现空调冷冻水差压旁路控制。

在进行楼宇设备的简单控制设计时,除了对主要的参数设计专门的控制回路和配置专用的检测与控制装置外,还要注意充分利用原设备与系统电气连锁与联动控制的资源和潜力,实现楼宇设备尽可能全面有效的自动监控。


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