毕业设计（论文）PLC定风量空调系统设计.doc

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1、目录摘要3第一章 绪论41.1 空调系统研究背景41.2 国内外空调研究发展及现状41.2.1 空调系统建模方面的国内外研究状况及发展41.2.2 空调控制系统国内外研究现状及发展61.3 本论文做的主要工作7第二章 空调控制系统的原理及构成82.1 空调系统的原理82.2 中央空调系统的控制功能和要求102.2.1 空气温度调节系统102.2.2 空气湿度调节系统112.2.3 空调控制系统的要求132.3 空调监控系统的构成14第三章CAV空调的系统的的原理163.1定风量系统运行参数与状态监控点版/位及常用传感器，电气控制一、二次接线图和原理图设计163.1.1定风量空调机组运行参数与状

2、态监控点位及常用传感器173.1.2状态监控点表183.2 定风量空调系统原理193.3电器接线图203.4 系统连锁控制223.4.1系统连锁控制223.4.2风量系统运行与调节控制233.4.3定风量系统连锁控制流程图243.5 PID24第四章 监控设计284.1硬件设计284.2主站程序设计284.3从站程序设计294.4上位机监控程序设计294.4.1 PLC工作原理294.4.2组态王工作原理31（2） 组态王与PLC连接31（3）变量定义324.5主站和从站之间的通讯364.5.1主站和上位机之间的通讯364.5.2主站和温湿度仪表之间的通讯36第五章 结束语37第六章 心得体会

3、37第七章 参考文献38成员列表39摘要随着人们生活水平的不断提高，智能建筑得到了迅猛发展，并已成为21世纪建筑业的发展主流。而空调系统是智能建筑中楼宇自动化的一个非常重要的组成部分，在各个行业、各个部门中得到了广泛的应用，因此对空调系统的研究十分必要。本课题的任务是在研究空调系统的数学模型基础上，设计空调系统的控制方案，并对空调温度控制系统进行仿真研究。文章在介绍了空调系统的原理之后，通过热力学和传热学的知识，利用机理法建立被控对象即空调房间在定风量系统下的数学模型，求出了空调房间的传递函数，并给出了传递函数中各参数的确定方法。文章介绍了过程控制系统中常用的PID控制，采用西门子S7 系列P

4、LC 作为现场控制器, 利用W in cc6. 0 组态软件实现基于PR O FIBU S- D P 现场总线技术的某空调监控系统。实践证明: 该系统技术先进、运行稳定、人机界面友好、系统扩充性能强, 全面提高了工程内部维护管理水平。关键词: 空调监控系统; 可编程控制器; W in cc6. 0 ; PR O FIBU S- D P 总线第一章 绪论1.1 空调系统研究背景 随着人们生活水平的不断提高，智能建筑得到了迅猛发展，并已成为21世纪建筑业的发展主流。所谓智能建筑，就是给传统建筑加上“灵敏”的神经系统和“聪明”的头脑，以提高人们生产、生活环境，给人们带来多元化信息和安全、舒适、便利的

5、生活条件。而空调系统是智能建筑中楼宇自动化的一个非常重要的组成部分，在各个行业、各个部门中得到了广泛的应用。一方面，在空调系统中，通过对空气的净化和处理，使其温度、湿度、流动速度、新鲜度及洁净度等指标均符合场所的使用要求，以满足人们的生产、生活需要；另一方面，据统计，空调系统的能耗通常占楼宇能耗的60%以上，为使空调系统以最小的能耗达到最佳的运行效果，即满足国际上最新的“能量效率”的要求，因此，研究空调的控制系统具有很大的经济意义。 随着科技的飞速发展，智能控制的应用范围在逐渐拓展，并且引起了空调控制方案的变革。同时，信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，逐步形成了以网络自动化系统为

6、基础的控制系统。而现场总线就是顺应这一形势发展起来的新技术。PROFIBUS - DP总线技术为智能控制的实施提供了广泛的发展空间，促使智能控制向着分散化、网络化方向发展，并且智能控制由于不依赖于系统的精确模型，而且具有超调小、调节迅速、上升时间短和很好的鲁棒性的特点，使得智能PID控制应用会越来越广泛。 1.2 国内外空调研究发展及现状 本文从两个方面研究空调系统，一是从空调系统的数学模型方面，二是从空调系统的控制方案方面。1.2.1 空调系统建模方面的国内外研究状况及发展要研究一个系统，必须知道这个系统的模型。系统模型是研究和掌握系统运动规律的有力工具，它是认识、分析、设计、预测、控制实际

7、系统的基础，也是解决系统工程问题不可缺少的技术手段。因此，建立有效且可靠的系统模型是我们研究空调系统的首要任务。实践中有两类基本方法可以获得系统的数学模型，一种是理论的方法，即应用系统所遵循的物理定律进行理论推导，称为数学建模；另一类是实验方法，即分析实验数据，找出系统中各物理量之间的关系，成为系统辨识。建立一个满足需要的系统模型，没有普遍的方法可循，因为不同的过程或系统都有各自的特点。此外，良好控制器的设计和控制参数的调节也有赖于系统的数学模型。所以近年来国内外的学者也都热衷于建立空调系统的模型。早在1985年美国学者ClarkDR等就已经在ASHRAE上发表文章，建立了送风管道的数学模型。

8、由于当时此项工作刚处于起步阶段，他建立的数学模型是在非常理想的条件下推导的，而且最后建立的送风管道的数学模型就是一个纯滞后环节，这一结论对我们现在的工作仍有一定的指导意义。而且更重要的意义是他引起了人们对空调系统建模的关注。1900年Underwood和Crawford合作，依据非线性控制理论的发展，在大量实验的基础上提出了水加热器的数学模型，该模型是以热水加热器中热水的流速为输入量，以加热器出口处空气的温度为输出量的。同一时期，Maxwell也在实验的基础上获得了冷却器的模型。Len R. Glicksman在1997年给出了家用空调房间的模型，房间送风采用典型的侧面送风，并且用随机信号模拟

9、房间内人员变化情况对控制系统的干扰，这一点对我们研究空调控制系统很有启发。随着控制系统的发展，空调系统的建模越来越细化。由于国内外建筑风格、空气参数、空气质量及室内空气控制的指标要求不同，所以国外对空调系统建立的数学模型不完全适合我国的空调系统，但是他们建模的一些方法及思想对我们研究空调系统很有价值。国内的许多学者也做了大量的的空调建模方面工作。香港理工大学王盛卫等在1999年通过分析空调系统各个环节的热力学特性，用RC模型代替空调系统各个环节的模型，此模型便于实验分析。南京建筑工程学院的王建明工程师在2002年通过对空调房间的热力学特性分析给出了变风量系统空调房间的数学模型。随着控制系统的发

10、展，人们开始关注基于现代智能控制理论的各环节模型，北京机械工业学院的刘元威在2003年利用三层前馈人工神经网络，结合传统的表冷器模型，建立了基于人工神经网络的表冷器模型。同济大学孟华老师在2004年从热力学和传热传质的基本原理出发，以TANSYS为仿真平台，建立了表冷器的数学模型。李绍勇则针对广义预测控制，推导了空调房间的CARIMA模型（受控的自回归积分滑动平均模型）。1.2.2 空调控制系统国内外研究现状及发展伴随着计算机控制技术的发展，世界上HVAC-供热通风与空调工程（Heating Ventilation and Air Conditioning）系统的控制从五十年代就开始采用气动仪

11、表控制系统，六十年代改进为电动单元组合仪表，七十年代采用小型专用微型计算机进行集中式控制系统。直到1984年，美国哈特福德市第一幢采用微型计算机集散式控制系统大厦的出现，标志着智能建筑时代的开始。集散式（即集中管理，分散控制）自控系统，目前技术趋于成熟，主要技术特征是采用了DDC（Direct Digital Control）。作为控制系统中的主要单元控制器，目前国内外主要采用的是常规PID控制，因其控制简单、实用、成本低、技术成熟、易于实现、参数调整方便，并且具有一定的鲁棒性-系统的健壮性，在空气调节中的应用比较广泛。1982年Shavit和Brandt等对由控制阀门和执行器实现温度和湿度控

12、制的不同特性做了研究。1984年Brandt和Shavit对PID控制的废弃温度控制系统的单位阶跃响应做了仿真研究。1995年Kalman等人将PID控制用于压缩机和蒸发器的电极速度调节，以实现制冷去湿，并建立了系统的数学模型以及PID算法的三个参数的解析整定方法，同时给出了系统的两种控制策略。实际上，现在大多数空调系统都是采用PID控制。虽然PID控制在空气调节中广泛使用，但是由于PID算法只有在系统模型参数不随时间变化的情况下才取得理想效果。当一个已经调好参数的PID控制器被应用于另外一个具有不同模型参数的系统时。系统性能就会变差，甚至不稳定。再加上空调系统的高度非线性以及温湿度之间的强耦

13、合关系，研究者们又转向其他高级控制方法，如最优控制、自适应控制、模糊控制及神经网络控制。智能控制与传统的PID控制相比，它不完全或不依赖于被控对象的精确数学模型，同时具有自寻优特点，并且在整个控制过程中，计算机在线获取信息和实时处理并给出控制决策，通过不断的优化参数和寻找控制器的最佳结构形式，以获取整体最优控制性能。由于空调系统是一个大滞后、多干扰、大惯性的系统，获取它的精确模型很困难，所以智能控制器成为中央空调系统中研究的热点。1985年日本“三菱重工”就开发出了以温度恒定为目标的模糊变频空调控制器。香港的Albert.P.SO等人于1994年开发出空调机组的热舒适性模糊逻辑控制器。同年，香

14、港的S.Huang和美国的Nelso对基于规则的模糊逻辑控制在空调系统的应用做了实验研究，给出了建立和校正模糊控制规则的策略，并分析了控制器的多阶继电器特性。1999年Kasahara等设计了自适应PID控制器，此控制器可以应用于被控模型不太精确的场所。Ghiaus则证明了热交换过程这一非线性过程可以用模糊控制来较好的实现，并且可以克服PID控制过程出现的超调。国内学者对智能控制在空调中的应用研究成果也有很多。吴爱国等研究了参数自寻优模糊控制器在中央空调温度控制系统中的应用，该控制器在综合了输入的比例因子和输出的比例因子对系统的影响后，采用了在输入的比例因子后加权因子的方法，优化了控制效果。同

15、时很多文献也给出了广义预测控制、神经网络控制在空调系统中的应用。李志浩采用空调负荷预测作为优化控制的手段，张韬等对自回归法在空调系统中的应用进行了分析和研究，并在此基础上就如何提高预测算法的准确性和实用性提出了一些想法，该方法可以实现空调系统的在线识别和预测。但其预测结果精度还不太理想，所以还有待改进。综上可知，智能控制是今后控制界发展的必然趋势，随着计算机技术和智能控制理论的发展，智能PID控制必将在空调系统中得到广泛的应用。1.3 本论文做的主要工作本论文以空调系统为研究对象，主要做了以下工作：（1）深入学习集中式空调系统的各个环节，掌握各种空调系统原理和空调的控制要求及性能指标，同时讨论

16、了空调监控系统组态软件的设计方法。（2）通过热力学和传热学的知识，利用基理法建立空调房间的数学模型，并对空调房间的特性参数进行了估算。同时建立了表冷器和系统其他环节的数学模型。为控制方案的确定和控制参数调整奠定了基础。（3）利用单回路闭环控制系统实现空调房间的温度控制，利用工程整定法整定PID控制器参数，使系统取得良好的控制效果，利用STEP7仿真软件仿真控制效果。并且用信号发生器产生特定的干扰信号模拟空调房间内人员进出的干扰情况，仿真系统有受干扰时的响应特性。第二章 空调控制系统的原理及构成2.1 空调系统的原理 要讨论空调控制技术，就必须对控制对象即空调系统有全面、深入的了解。只有掌握了其

17、原理、特性、要达到的目的及实现手段才能决定采用何种控制策略。本文在此先对空调系统原理及组成作一介绍。空气调节，就是把经过一定处理之后的空气，以一定方式送入室内，将室内空气的温湿度、流动速度和洁净度等控制在一定范围内。影响室内空气环境参数的变化，主要是由以下两方面造成的。一是外部原因，如太阳辐射和外界气候条件的变化；另一方面是内部原因，如室内人和设备产生的热、湿和其它有害物质。当室内空气参数偏离了规定值时。就需要采取相应的空气调节措施和方法，使其恢复到规定的要求。 一般的空调系统包括以下几个部分: (1)进风部分:根据生理卫生对空气新鲜度的要求，空调系统必须有一部分空气取自室外，常称新风。进风口

18、连同引入通道和阻止外来异物的结构等，组成了进风部分。 (2)空气过滤部分:由进风部分取入的新风，必须经过一次预过滤，以除去颗粒较大的尘埃。一般空调系统都装有预过滤器和主过滤器两级过滤装置。根据过滤的效率不同可以分为初效过滤器、中效过滤器和高效过滤器。 (3)空气的热湿处理部分:将空气加热、冷却、加湿和减湿等不同的处理过程组合在一起统称为空调系统的热湿处理部分。热湿处理设备主要有两大类型:直接接触式和表面式。 直接接触式:与空气进行热湿交换的介质直接和被处理的空气接触，通常是将其喷淋到被处理的空气中。喷水室、蒸汽加湿器、局部补充加湿装置以及使用固体吸湿剂的设备均属于这一类。表面式:与空气进行热湿

19、交换的介质不和空气直接接触，热湿交换是通过处理设备的表面进行的。表面式换热器即我们简称的表冷器就属于这一类。(4)空气输送和分配部分:将调节好的空气均匀地输入和分配到空调房间内，以保证其合适的温度场和速度场。这是空调系统空气输送和分配部分的任务，它由风机和不同型式的管道组成。(5)冷热源部分:为了保证空调系统具有加热和冷却能力，必须具备冷源和热源两部分。冷源有自然冷源和人工冷源两种。自然冷源指深井水。热源也有自然和人工两种。自然热源指地热和太阳能。人工热源是指用煤、煤气等作燃料的锅炉所产生的蒸汽和热水，目前应用最为广泛。 空气调节的形式很多，按照空气处理设备的设置情况，一般可分为:集中式空调系

20、统(又称中央空调)、半集中式空调系统和全分散式空调系统。其中，集中式空调系统的所有空气处理设备(包括风机、冷却器、加热器、加湿器、过滤器等)都设在一个空调集中的空调机房内，其特点是，经集中设备处理后的空气，通过风道分送到各空调房间，因而，系统便于集中管理、维护。此外还具有节能、卫生、噪音小、使用方便等特点，目前已被广泛采用。 在集中式空调系统中，常见的是混风式系统。该系统的特点是采用一部分回风与新鲜空气相混合。这样既保证了室内空气新鲜，又利用了回风的能量，提高了设备运行的经济性。图2.1为一典型的集中式空调系统。图2.1 典型的集中式空调系统 这种空气处理机组能根据各种场合要求增减其中的部件，

21、构成各种形式的空气处理设备。在不同的工况中，AHU ( Air Handling Unit)的部分部件可能不被使用。如在冬季加热加湿工况下，表冷器是不工作的;而在夏季减温减湿工况下，加热器和加湿器是不工作的。空调器的进风通过风阀取室外新风和部分回风混合，经过滤网去除杂质后送入热交换段及加湿段，处理后符合温湿度要求的空气通过风机进入送风管，从而送到空调房间，使空调房间的温湿度达到要求。部分回风与新风混合，对新风预处理，以节约能源。 此外，当室内空气余热Q值发生变化而又需要使室内温度保持不变时，可将送风量固定，而改变送风温度，这种空调系统称为定风量CAV ( Constant Air Volume

22、 )系统;也可将送风温度固定，而改变送风量，这种空调系统则称为变风量VAV（Variable Air Volume)系统。本论文就是针对定风量空调系统的温度控制部分进行研究的。2.2 中央空调系统的控制功能和要求空调系统控制的主要对象是:空气温度及相对湿度。下面分别从温度和相对湿度两个方面介绍空气调节系统。2.2.1 空气温度调节系统 1一般空气的温度调节有以下几种方式 (1)夏季制冷 A.采用喷水室喷冷水冷却空气的温度调节 B.采用水冷式冷却器冷却空气的温度调节 （2)冬季加热 A.热水加热器的加热量调节 B.蒸汽加热器的加热量调节 C.电加热器的加热量调节 各种温度控制方式都有其特点，针对

23、不同项目实际情况，要分析后采用合适的温度控制方案。由于温度控制分为夏季的冷却和冬季的加热两种情况，其控制方式也会有所不同，下面分别加以介绍。2.夏季制冷控制方案 由于喷水室冷却方式为开环系统会引起回水水质下降且容易漏水，故目前基本不采用。本次只讨论水冷式表面冷却器的空气温度调节方法。 对于空气冷却调节一般有以下几种方式： (1)水量的量调节:利用双通阀改变通过冷却器的冷水量来调节 (2)水温的质调节:利用三通阀改变冷冻水和回水的混合比调节水温 (3)调节通过冷却器的风量来调节最后混合后的送风温度3.冬季加热控制方案 加热方式选择： 加热一般有热水加热、蒸汽加热、电加热三种方式可以选择。三种热源

24、发生方式及经济性比较如下表2.1。表2.1 空调加热方式比较加热方式热源特性经济性热水加热由热泵机组提供时滞长，反应较慢，控制复杂价格中蒸汽加热由当地工业区提供热源温度、流量较稳定，动态特性中价格低电加热通过电热器提供控制精度高，控制简单价格高从上表可看出，电加热具有控制精度高、控制简单的优点，但其热效率低、浪费能源、价格高，作为主调节不合适，一般用于恒温室等对动态特性要求特别高的区域的辅助调节手段。一般对动态特性没有特殊要求的，不考虑采用。由于当地工业区可以提供的蒸汽是一种廉价、稳定的热源，一般将其作为主调节手段。如果控制对象产生的热扰动较大，蒸汽系统调节阀全开仍不能满足要求，为改善动态特性

25、，将启动热泵机组提供热水作为辅助调节。另外如果工业区蒸汽管网系统出现故障，也可以将热水加热作为备用加热方式。2.2.2 空气湿度调节系统 空调系统中的相对湿度调节，可以采用定露点(间接)和不定露点(直接)的控制方法。定露点法是采用使空气经喷水室后或喷水表面冷却器后露点相对恒定的方法，使空调房间内空气的相对湿度保持在一定范围内。自动控制点的露点一般是由空调系统设计时确定的。由于定露法不能反映室内余湿量或相对湿度的变化，存在着室内湿度的偏差，故此种方法一般用于室内余湿量变化幅度较小的场合。 不定露点的直接控制方法，即用在房间内及回风管内安装的相对湿度传感器，测量和调节系统中相应的执行机构，以达到空

26、调房间内相对湿度控制的目的。在夏季，由于空气湿度较大，需要降低湿度;而冬季由于空气干燥，又需要加大湿度。这两种功能可分别由水冷式表面冷却器和蒸汽加湿来实现。1水冷式表面冷却器的去湿控制 该去湿方法的原理其实就是冷却，由于相对湿度较大的空气其露点温度高。空气冷却降温后，水蒸汽结露为水，从而降低空气的湿度。在冬季空气干燥或夏季高温处于冷却模式时，基本都不需要强制去湿。而当温度不高，而湿度较大时，则根据室内湿度探测器的信号与设定值比较，根据其差值，调节冷冻水阀门开度，强制启动制冷模式，调低冷却器出口的空气温度以满足去湿要求。此时，由于送风温度偏低，为满足室内温度要求，根据温度探测器的信号，可能要启动

27、蒸汽加热功能，以补偿温度的偏差。其工作原理如图2.2。图2.2 水冷式表面冷却器的去湿控制 2喷蒸汽加湿的控制采用蒸汽加湿空调系统，它是由装于室内的相对湿度传感器ME、电动双通调节阀MV、及相对湿度调节器MC组成。它在调节过程中，根据湿度传感器所测得的室内相对湿度值，由调节器进行比较、放大后发出调节信号，使电动调节阀动作，改变喷入空气中的蒸汽量，达到调节室内湿度的目的。示意图如图2.3所示。图2.3 喷蒸汽加湿控制2.2.3 空调控制系统的要求 为达到要求的控制精度且便于用户使用，中央空调控制系统必须完成以下主要功能: (1)空调区域温、湿度检测与显示。根据空调区域的面积，采用若干个温、湿度传

28、感器，将其信号取平均值计算。空调区域温、湿度的自动控制。 (2)新风温、湿度检测与显示。 (3)送、回风机运行状态(开机/停机)显示，及其启停控制(可通过自动和手动两种方式)、过载故障报警。 (4)送、回风机与防火阀联锁，发生火灾时防火阀报警并自动关闭送、回风机与风阀。 (5)过滤器过阻报警，提醒运行人员及时清洗更换过滤器。 (6)自动调节表冷器或加热器上的三通阀和电动风阀的开度，以调节冷冻水或蒸汽的流量。中央空调系统对控制系统的要求一般可概括为对控制区域的温湿度、新风量、冷冻水流量的控制等几个方面。其中，空气处理机组是指集中在空调机房的集中式空气处理设备，包括送、回风机、过滤器、冷却器或加热

29、器、加湿器等，它是整个中央空调系统的重要组成部分和核心。控制的目标是将室内的温湿度参数保持在适宜的水平，并且尽量使系统的能耗最小。2.3 空调监控系统的构成西门子S系列PLC 由于可靠性高、通讯能力强、操作便捷、性价比高、抗干扰性强, 非常适用于楼宇自控系统, 并且可采用先进的PROFIBUS - DP 现场总线技术和西门子Wincc6.0 组态软件提供友好的人机界面, 组成以工业控制计算机IPC 和可编程控制器PLC 为站点的现场总线控制系统。本文就某定风量空调采用SIEMENS S系列PLC 以及Wincc6.0 组态软件来实现基于ROFIBUS- DP 现场总线技术空调监控系统的设计进行

30、了介绍。下图2.2是几种有影响的现场总线技术的比较.表2.2几种有影响的现场总线技术的比较特性现场总线类型FFProfibusHARTCANLonworks应用范围仪表PLC智能变送器汽车楼宇自动化OSI网络层次1、2、3、81、2、71、2、71、2、717通讯介质双绞线、电缆、光纤、无线等双绞线、光纤电源信号线双绞线、光纤双绞线、电力线、电缆、光纤、无线等介质访问方式令牌、主从令牌、主从令牌、查询位仲裁P-P CSMA纠错方式CRCCRCCRCCRCCRC通讯速率2.5Mbps1.2 Mbps1.2 Mbps1 Mbps1.25 Mbps最大节点数3212815110248优先级有有有有有

31、保密性-身份认证本质安全性是是是是是开放工具有有-有有 该地下空调控制系统主要由通风系统、温湿度及CO2 监控系统、除湿空调机组控制系统、冷却水循环控制系统和上位监控系统组成。控制系统分为远程、就地两地控制及手动、自动两种控制方式。可实现: 1) 空调机房的除湿空调机远程就地启停设定、运行方式设定; 2) 空调机房的除湿空调机的故障显示, 报警及存储信息; 空调机房的送风机运行状态监视及故障报警; 3) 空调水库水位, 水温检测,并能在高温报警时排水和补水, 冷却塔及冷却水泵, 补水泵的运行状态监视及故障报警, 以及与空调机组的 联动; 4)工程内部典型房间的温度和湿度的监视, 存储和曲线绘制

32、, 工程外部温度和湿度的监视、存储和曲线绘制, 计算对比工程内部典型房间的含湿量, 便于工作人员发现问题; 5) 工程内部典型房间的CO2 浓度监视、存储和曲线绘制; 6) 口部进排风系统的远程就地启动, 运行状态的监视等。根据设计的要求, 该空调系统的设备控制采用了西门子的S7 系列PLC, 灵活配置各种不同的输入、输出模块; 配置一台上位机, 通过与PLC 进行通讯, 实现集中控制、数据记录和打印等功能。控制系统的硬件结构如图所示。图2.3监控系统的基本结构第三章CAV空调的系统的的原理3.1定风量系统运行参数与状态监控点版/位及常用传感器，电气控制一、二次接线图和原理图设计 代号用途状态

33、导线规格A、B、C电动调节风阀AO4（0.751.5）D、U、E新风、回风、送风湿度AI4（0.751.5）E、V、X新风、回风、送风温度AI2（0.751.5）F过滤器堵塞信号DI2（0.751.5）G防冻开关信号DI2（0.751.5）H电动调节阀AO4（0.751.5）I、Q风机启停控制信号DO2（0.751.5）J、P工作状态信号DI2（0.751.5）K、Q故障状态信号DI2（0.751.5）L、R手/自动转换新号DI2（0.751.5）M、S风机压差检测信号DI2（0.751.5）N电动调节蒸汽阀AO4（0.751.5）TCO2浓度AI4（0.751.5）空调机组控制原理图3.1.

34、1定风量空调机组运行参数与状态监控点位及常用传感器 室外/新风温度测量：取自安装在室外/新风口上的温度传感器，采用室外/风管空气温度传感器。 室外/新风湿度测量：取自安装在室外/新风口上的湿度传感器，采用室外/风管空气湿度传感器。在 BAS 系统中，不是所有新风口上都安装新风温/湿度传感器，只需要在有代表性的少数信封入口或者室外适当的监测点安装，测量值可供BAS系统共用。 过滤网两侧差压监测：取自安装过滤网上的压差开关输出，采用压差开关监测过滤网两侧压差。 送/回风温度测量：取自安装在送/回风管上的温度传感器，采用风管空气温度传感器。 送/回风湿度测量：取自安装在送/回风管上的湿度传感器，采用

35、风管空气湿度传感器。 空气质量检测：取自安装在空调区域的空气质量传感器，常选用二氧化碳(CO)传感器。送风风速检测：取自送风管上的风速传感器，采用风管式风速传感器。 防冻开关状态监测：取安装在送风管靠近表冷器出风侧的防冻输出，只有冬天气温低于 0的北方地区使用。 送/回风机运行状态监测：送/回配电柜接触器辅助触点，也可用监测点在风机前后的差压开关监测。 送/回风机故障监测：送/回风机配电柜热继电器辅助触点。 送/回风机启停控制： 从 DDC 数字输出口(DO)输出到送/回风机配电箱接触器控制回路。 新风口风门开度控制：从 DDC 控制器数字输出口(D0)输出到新风口风门驱动器控制输入点。 回风

36、/排风风门开度控制：从 DDC 控制器数字输出口(D0)输出到回风/排风风门驱动器控制输入点。 冷/热水阀门开度调节：从 DDC 模拟输出口(AO)输出到冷热水二通调节阀阀门驱动器控制输入口。 加湿阀门开度调节：从 DDC 模拟输出口(AO)输出到加湿二通调节阀阀门驱动器控制输入口。3.1.2状态监控点表监测、控制点描述AIAODIDO接口位置送风机状态监测送风机配电柜接触器辅助触点送风机故障监测送风机配电柜热继电器辅助触点送风机手/自动转换状态送风机动力柜控制电路，可选送风机开/关控制DDC数字输出接口到送风动力柜直接出其控制回路回风机运行状态回风机主动力柜主接触器辅助触电回风机故障状态回风

37、机主动力柜主电路热继电器辅助触点回风机手/自动转换状态回风机动力柜控制电路，可选回风机开/关控制DDC数字输出接口到回风机动力柜主接触器控制回路空调冷冻水/热水阀门调节DDC模拟输出接口到冷热水电动阀驱动器控制口加湿阀门调节DDC模拟输出接口到加湿电动阀驱动器控制口新风口风门开度控制DDC模拟输出接口到送风门驱动器控制口回风口风门开度控制DDC模拟输出接口到回风门驱动器控制口排风口风门开度控制DDC模拟输出接口到排风门驱动器控制口房东报警低温报警开关过滤网压差报警过滤网压差传感器新风温度风管式温度传感器，可选新风湿度风管式温度传感器，可选室外温度室外温度传感器，可选回风温度风管式温度传感器回风

38、湿度风管式湿度传感器送风温度风管式温度传感器，可选送风风速风管式风速传感器，可选送风湿度风管式湿度传感器，可选空气质量空气质量传感器（CO2,CO浓度）合计3.2 定风量空调系统原理 定风量空调系统由风系统和水系统两部分组成, 而此系统的目的就是通过水系统调节送风状态,再通过风系统去改善室内的温、湿度, 按照室内人员的要求创造满足一定范围温度、湿度要求的舒适环众所周知, 空调系统中的各个设备容量是由工程设计人员根据空调房间内可能出现的最大热、湿负荷而选择的. 在空调的实际运行中, 由于空调房间受到内部和外部各种条件的干扰而使室内热、湿负荷不断地发生变化. 自动调节系统就要指挥各有关执行调节机构

39、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, 满足被控参数的要求. 空调系统传递滞后较大, 且是一个干扰大、高度非线性、随机干扰因素多的系统. 定风量空调系统原理图1排风; 2 回风机; 3空调区域; 4 排风阀门调节;5 回风阀门调节; 6 回风温度监测; 7 初效过滤; 8 表冷器;9 送风; 10 送风机; 11 新风; 12 送风阀门调节;13 送风温度监测; 14 过滤器超压报警; 15 冷水; 16 热水3.3电器接线图图（1）符号型号及规格器件名称TE-101TS风管式温度传感器HE-101102HT风管式湿度传感器TC-101TC温度控制器TV-101102

40、VG电动调节阀PdA-101P3过滤堵塞信号FV-101103M9电动调节风阀TS-101A1防冻开关HC-101HC温度控制器HC102W2高湿断路恒温器AC-1JC-5仪表控制盘图（2）序号符号名称型号，规格单位数量备注1QF低压熔断器LsonoxS系列NS系列或TM3O系列或MD系列或S253S-K系列或C45AD/3P系列个12QS隔离开关OT125A3或HL30-100/3个13KM接触器EB.LC1系列220V个14KH热续电器T.LR2系列或JRD22系列个15FU熔断器RL8-16/6A个16SA万能转换开关LW12-16D0401个1定位型7SS SF控制按钮LA25-2个2

41、1红1绿8HW.HG信号灯AD11-25/40G 220V个21白1绿9端子排JH2-2.5L排110SS1 .SF1控制按钮LA25-2个2装于现场，1红1绿11S主令开关LA25-2X/2个1装于现场12YF防火阀70C或280C个通风专业定3.4 系统连锁控制3.4.1系统连锁控制定风量空调机组启动顺序控制：新风风门、回风风门、排风风门开启送风机启动回风机启动冷热水调节阀开启加湿阀开启。定风量空调机组停机顺序控制：关加湿阀关冷热水阀送风机停机新风风门、回风风门、排风风门关闭。3.4.2风量系统运行与调节控制(1)定风量空调机组的温度调节与节能策略 定风量空调系统的节能是以回风温度为被调参

42、数， 计算回风温度与给定值比较所产生的偏差，按照预定的调节规律(如 PID)输出调节信号控制空调机组冷热水阀门的开度以控制冷热水量，使空调区域的气温保持在设定值。一般夏天空调温度低于 28，冬季则高于 16。室外温度是对上述调节系统的一个扰动量，把新风温度作为扰动信号加入调节系统中，可采用前馈补偿的方式消除新风温度变化对输出的影响。 在过渡季节或特别的天气，室外温度在空调温度设定值允许的范围内时，空调机组可采用全新风工作方式。关闭回风风门，新风风门和排风风门开到最大，向空调区域提供大量新鲜空气，同时停止对空气温度的调节以节约能源(2)空调机组回风湿度调节空调机组回风湿度调节与回风温度的调节过程

43、基本相同，把回风湿度传感器测量的回风湿度送入控制器与给定值比较，产生偏差，DDC 控制器按 PI 规律调节加湿电动阀开度，将空调房间的相对湿度控制在设定值(3)新风风门、回风风门及排风风门调节根据新风的温湿度、回风的温湿度在 DDC 进行回风及新风焓值计算，按回风和新风的焓值比例以及空气质量检测值对新风量的需要量，控制新风门和回风门的开度比例，使系统在最佳的新风回风比状态运行，以便达到节能的目的。（4）过滤器差压报警、机组防冻保护当压差开关测量过滤器两端差压，当差压超限时，压差开始报警，表明过滤网两侧压差过大，过滤积灰积尘、堵塞严重，需要清理、清洗。（5） 空气质量控制 为了保证空调区域的空气

44、质量，应选用空气质量传感器，监测室内CO2浓度，C02的浓度监测值可以直接用于控制新风阀的开度，保证最小新风量的供给。（6) 空调机组的定时运行与设备的远程控制 显示风机、风阀、水阀、蒸汽阀、送风和室内空气等的运行状态； 过滤器压差过大、送风温度超过低限、风机电动机过载停机等提供报警； 中央站修改送风参数、室内参数设定值、风机起停时间程序。时间程序包括工作时间与下班时间、周末及节日进行设定； 中央站应能对设备进行直接控制，中央站记录和打印设定参数、运行参数、积累和分析运行数据。3.4.3定风量系统连锁控制流程图连锁控制流程图3.5 PID 近几年随着楼宇大楼的出现，定风量空调系统使用有不断增加的趋势。这主要是智能大楼内办公自动化和通讯自动化的设备比较贵重，为防止空调水管结露和漏水损坏设备而采