学文网空调控制系统篇1
关键词:VAV 空调系统 节能 控制
一、引言
空调系统根据系统的风量固定与否,可以分为定风量和变风星空凋系统。在空调设计中,选择什么样的系统形式,直接影响冷、热源耗能和动力耗能。
变风量系统(Variable air volume system)是一种节能的空气调节方式,从当前形势来看,国外在办公、商业等大型公共建筑里(主要是内区),比较多的采用变风量(VAV)空调系统。与定风量空调系统相比,它在满足空调要求的同时,又有明显的节能效果,全年空气输送能耗对节约1/3,设备容量减少20%―30%,据多种资料介绍,变风量系统一般情况下,节能可达50%左右。
空调系统能量平衡方程式为
由上式可知,当负荷Q或室内设定温度变化时,保持送风量G不变,调节送风温度,或保持送风温度不变(或微调),根据室内负荷Q的变化调节送风量G,均能保持空调系统的能量平衡。前者就是目前国内较广泛使用的定风量空调系统。其主要缺点是当负荷变化时采用再热方式调节能量,冷热抵消造成较大的能量损失。后者则为极具应用前景的VAV空调系统。
二、VAV空调系统构成
VAV空调系统组成:变风量空调机组十变风量末端(VAVBOX)。在VAV空调系统中,末端系统的组成方式不同。相应地,组成具有不同结构的VAV空调系统。如单风管VAV系统、单风管再加热VAV系统、单风管送回风机联动VAV系统、单风管旁通式VAV系统等。
(一)单风管VAV系统
单风管VAV系统的结构原理如***1所示。
***1 单风管VAV系统的结构原理
在每个空调房间入口处的送风支管上装置了送风量调节装置,VAV空调机组根据空调系统所有末端用户所需实际总风量通过调节风机转速调节风机风量供给。VAV末端装置根据空调区温度的变化,调节被控区域的送风量,以维持室内温度的平衡稳定。根据送风风道静压的变化,控制变频器驱动的风机转速;根据新风量需求对新风、回风和排风扇进行的联动控制,调节新风、回风风量比。
(二)单风管再加热VAV系统
当系统达到最小风量时,通过再热盘管的调节,保证空调区温度不致过低或过热。系统工作过程中,如果送风量达到最小值时,通过加热盘管的方式对送风温度进行调节,保证空调区的空气调节满足需求。
(三)单风管送回风联动的VAV系统
单风管送回风联动的VAV系统可通过空调区分支风管上的VAVBOX和回风管上的VAVBOX联动控制。以调节送风量与回风量之差,从而实现控制空调区域静压的目的。
(四)单风管旁通式VAV系统
单风管旁通式VAV系统工作过程:随着室内负荷的变化,当进入室内的风量减少时,多余的风量通过旁道管口排出,与室内回风一起返回空调机组。该系统结构较简单,可满足恒温要求。
(五)VAV系统变风量末端装置与控制
在VAV系统运行中,通过特殊的送风装置来调节风量,这类送风装置叫末端装置,也叫VAVBOX。末端装置一般有以下几种类型:
1、普通型VAV末端装置。普通型VAV末端装置主要由温度传感器、湿度传感器、电动风门、风速传感器、控制器等部件构成,通过调节风门来控制空调房间的温度。温度传感器测出的温度信号送给DDC经过与设定值进行比较,取出偏差送给控制器,经过算法处理后输出控制调节电动风门的开启度,从而调节空调区温度。
2、再热(冷)型VAV末端装置。在普通型VAV末端装置的基础上增加了再热(冷)装置,就构成了再热(冷)型VAV末端装置,在风量统计的范围内,通过调节风门控制空调区温度。当风量调节到最大极限值,且温度仍达不到设定值时。通过DDC将加热器开启来控制风量,从而使空调房间温度达到设定值。
3、风机型VAV末端装置。在末端装置中增加了加压风机构成的系统叫风机型VAV末端装置。根据加压风机和变风量阀的排列方式不同可分为串联风机型和并联风机型。串联风机型是指风机和变风量阀串联内置,一次风既通过变风量阀,又通过风机加压;并联风机型是指风机和变风量阀并联内置,一次风只通过变风量阀,而不需要通过风机加压。该末端装置工作时。能有效改善室内温度分布和气流条件,但设备成本和运行成本提高,可靠性有所下降。
三、VAV空调系统的特点
(一)节能性好。由于变风量系统的末端装置可以随着空调房间实际需要的负荷的变化而改变送风量,它意味着整个空调系统的供冷量可以随着负荷的变化而在建筑物的各个方位之间自动转移,充分利用了在同一时刻,建筑物各个朝向的负荷参差不齐这一特点,减少整个系统的负荷总量,从而使设备规格减小,初投资和运行费都减小。
(二)能实现各局部区域的灵活控制,可以根据负荷的变化或个人的要求自行设置环境温度。与一般定风量系统相比能更有效地调节局部区域的温度,实现温度的***控制,避免在局部区域产生过冷或过热现象,并由此可以减少制冷和供热负荷15%―30%。
(三)由于末端装置的送风散流器诱导比高,室内空气分布均匀,因而送风温度可以降低,即使在部分负荷送风量减少的情况下,也不会引起不舒服的冷死角。这样,风管尺寸可以减小,末端装置的数量可以减少。
(四)配以合理的自动控制,空调和制冷设备只按实际需要运行,耗电降低,运行费可进一步减小。
(五)变风量系统实际上可以不要作系统风量平衡调试,就可以得到满意的平衡效果, 末端装置上的风量调节器可以手动设定在预先确定的需要的空气量上,系统风量平衡只要调节新风、回风和排风阀门就可以了。
四、VAV系统运行与节能控制
(一) 连锁控制
变风量空调系统的启动、停机顺序应通过连锁控制来进行。
空调机组的启动顺序:新风风门开启一回风风门开启一送风机启动一排风风门开启一回风机启动一空调冷冻水/热水调节阀开启一加湿阀开启。
空调机组的停机顺序:加湿器停机一空调冷冻水/热水调节阀关闭一回风机停机一排风风门关闭一送风机停机一新风门/排风门关闭、回风门停机。
(二)变风量空调机组的送风量、送风温度调节与节能策略
VAV系统控制的核心是对总风量进行控制。常用的总风量控制方法有:法、定静压变温度法、变静压温度法和VAV系统总风量控制法。定静压定温度
1、定静压定温度法(Constant Pressure Temperature,CPT)。这种控制方法是:在送风温度保持不变,但保证系统风管中某一点或几个固定点处平均静压为一定值,通过控制变频器转速。将以上诸参考点的平均静压控制在给定值,以实现总风量的调节控制。
该法多选送风干管末端的参考点平均静压做调节参量,采用控制机组风机转速来稳定末端静压。当为被调控区域的热负荷匹配增加供风量时,风管压降增加,末端静压降低,末端定压传感器测得的静压值送往DDC的AI口,与设定值比较后的偏差值,按特定调节规律运算并输出控制信号到变频器调节转速稳定静压。
末端静压和送风温度都不变的控制方法就是定压定温法。
2、定静压变温法(Constant Pressure Variable Temperature,CPTV)。当VAV系统末端负荷发生变化时,在保持参考点平均静压不变的条件下。通过调节空调机组送风温度,来实现末端负荷变化引起VAV系统总负荷的动态跟踪变化。
这种系统方法可以保持送风温度不变,通过调节空调机组通风量动态跟随末端负荷变化的要求,同时保证末端静压不变;也可以在保持空调机组通风量不变的情况下,通过调整空调机组送风温度来满足末端负荷变化的要求,同时保持末端静压维持在稳定值;还可以在保持末端定静压的条件下,同时调节空调机组的总送风量和送风温度。来实现定静压变温度的控制方法。
3、变静压变温度法(Variable Pressure Variable Temperature,VPVT)。当末端负荷变化时,同时调节末端静压和送风温度,即末端静压和送风温度均是可调节的参数。
4、VAV系统总风量控制法。控制末端静压的VAV系统工作运行存在着不稳定性因素.采用总风量与末端负荷匹配的总风量控制法可有效地进行VAV系统中的运行与节能控制。通过自动计量和统计求出各末端风量总量,通过送风机相似特性及相关的计算求出送风机转速,并控制送风机在此转速运行,使送风量与负荷匹配,这就是VAV系统中的总风量控制法。
在控制精度要求不高时,构建开环的总风量控制系统,此时控制策略与算法较简单,稳定性好,但是在各末端风量处在动态变化及设备性能变化时,VAV系统工作运行误差就很大,采用反馈方式构成闭环控制后,系统性能会大幅提升。
(三)回风机转速控制
在较大的VAV空调系统中,末端数量多、分布范围大,总风量大且风道管路较长,系统装置中包含总回风管路中的回风机。在控制上,除了对风机进行变频调速控制外,还要求对回风机进行相应的联动控制,既控制送风量,也控制回风量,以保证空调房间在其他运行参数得到满足的同时使送风量和回风量达到平衡。一般情况下,回风量要小于送风量,但在被调控区域有负压要求时,回风量应大于送风量。应根据系统的实际情况确定送风量与回风量应大于送风量。应根据系统的实际情况确定送风量与回风量的差值,同时根据风管末端静压信号调控回风机的转速及风量。
还可以将送风机前后风道压差测量值和回风机前后风道压差测量值送人DDC的AI口并与DDC内存储的设定值进行比较,对偏差进行给定控制算法运算后,输出控制信号调节风机转速,使回风量满足要求。
(四)湿度控制
被调节区域的湿度平均值可用空调机组回风相对湿度来描述,因此以空调机组回风的相对湿度作为调节量,调节送风含湿量来实现湿度控制。回风管中的空气湿度经湿度传感器检测得到并送往DDC,与设定值比较,其偏差经贝运算得到控制信号调节加湿阀开度,将空调机组回风的相对湿度控制在设定值。
(五)空气质量控制
对空调机组的回风总管中的CO2、CO含量进行检测,以此来确定空调区域的空气质量。空调质量传感器检测到的CO2,、CO浓度值信号送往DDC,DDC处理后输出控制信号控制新风风门开度,调节空间区 域的空气质量。
(六)新风量、回风量与排风量的比例控制
烩值描述湿度空气的温度和含湿量,DDC根据新风的温湿度、回风的温湿度进行回风及新风的烩值计算,并按回风和新风的合理烩值比例调节新风、回风风门的开度,使系统在接近最佳的新风、回风量比值状态运行实现节能。
参考文献:
[1]徐超远,郑文剑,余宁浙. 变风量空调系统(VAV)总风量控制实例分析[J]. 智能建筑与城市信息, 2008,(09) .
[2]李传东,田应丽,李松,冯璐. 变风量空调系统控制方法研究[J]. 安装, 2007,(07) .
空调控制系统篇2
冰蓄冷中央空调是将电网夜间谷荷多余电力以冰的冷量形式储存起来，在白天用电高峰时将冰融化提供空调服务。由于我国大部分地区夜间电价比白天低得多，所以采用冰储冷中央空调能大大减少用户的运行费用。
冰蓄冷中央空调系统配置的设备比常规空调系统要增加一些，自动化程度要求较高，但它能自动实现在满足建筑物全天空调要求的条件下将每天所蓄的能量全部用完，最大限度地节省运行费用。
2控制系统结构
控制系统由下位机（现场控制工作站）与上位机（中央管理工作站）组成，下位机采用可编程序控制器（PLC）与触摸屏，上位机采用工业级计算机与打印机，系统配置必要的附件如通信设备接口、网卡、调制解调器等，实现蓄冷系统的参数化与全自动智能化运行。
下位机和触摸屏在现场可以进行系统控制、参数设置和数据显示。上位机进行远程管理和打印，它包含下位机和触摸屏的所有功能。整个系统以下位机的工业级可编程序控制器为核心，实现自动化控制。控制设备与器件包括：传感检测元件、电动阀、变频器等。
2.1下位机系统（区域工作站）
2.1.1TP21触摸屏
采用TP27彩色触摸屏作为操作面板，完全取代常规的开关按钮、指示灯等器件，使控制柜面谈得更整洁。并且，TP27触摸屏在现场可实现状态显示、系统设置、模式选择、参数设置、故障记录、负荷记录、时间日期、实时数据显示、负荷曲线与报表统计等功能，中文操作界面直观友好。
2.1.2SIEMENS可编程序控制器
SIMATICS7-300系列PLC适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化，其强大功能使其无论在***运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
该产品具有光电隔离，高电磁兼容；具有很高的工业适用性，允许的环境温度达60℃；具有很强的抗干扰、抗振动与抗冲击性能，因此在严酷的工作环境中得到了广泛的应用。
自由通讯口方式也是S7-300型PLC的一个很有特色的功能，它使S7-300型PLC可以与任何通讯协议公开的其它设备、控制器进行通讯，即S7-300型PLC可以由用户自己定义通讯协议（例ASCII协议），波特率为1.5Mbit/s（可调整）。因此使可通讯的范围大大增加，使控制系统配置更加灵活、方便。任何具有串行接口的外设，例如：打印机或条形码阅读器、变频器、调制解调器（Modem）、上位PC机等都可连接使用。用户可通过编程来编制通讯协议、交换数据（例如：ASCII码字符），具有RS232接口的设备也可用PC/PPI电缆连接起来进行自由通讯方式通讯。
当上位机脱机时，在下位机控制下，整个系统能正常运行。
2.2上位机系统（中央管理工作站）
2.2.1上位机
上位机即***文控制中心，主要由PC机和激光打印机组成，采用SIMATICWINCC软件平台，采用全中文操作界面，人机对话友好。管理人员和操作者，可以通过观察PC机所显示的各种信息来了解当前和以往整个冰蓄冷自控系统的运行情况和所有参数，并且通过鼠标进行设备管理和执行打印任务。
2.2.2WINCC软件平台
WINCC软件在自动化领域中可用于所有的操作员控制和监控任务。可将过程控制中发生的事件清楚地显示出来，可显示当前状态并按顺序记录，所记录的数据可以全部显示或选择简要形式显示，可连续或按要求编辑，并可输出打印报表和趋势***。
WINCC能够在控制过程中危急情况的初发阶段进行报告，发出的信号既可以在屏幕上显示出来，也可以用声音表现出来。它支持用***帮助和操作指南来消除故障。某一WINCC工作站可专门用于过程控制以使那些重要的过程信息不被屏蔽。软件辅助操作策略保证过程不被非法访问，并提供用于工业环境中的无错操作。
WINCC是MICRSOFTWINDOWS98或WINDOWSNT4.0操作系统下，在PC机上运行的面向对象的一流32位应用软件，通过OLE和ODBC视窗标准机制，作为理想的通讯伙伴进入WINDOWS世界，因此WINCC可容易地结合到全公司的数据处理系统中。
3冰蓄冷系统的控制
3.1控制目的、范围及主要受控设备
蓄冷控制系统控制目的：通过对制冷主机、储冰装置、板式热交换器、系统水泵、冷却塔、系统管路调节阀进行控制，调整储冰系统各应用工况的运行模式，在最经济的情况下给末端提供一稳定的供水温度。同时，提高系统的自动化水平，提高系统的管理效率和降低管理劳动强度。
控制范围包括整个冰蓄冷系统的参数状态显示、设备状态及控制，主要控制设备有：双工况主机、电动阀、冷却塔、冷却水泵、蓄冰装置、初级乙二醇泵、板式换热器、次级乙二醇泵等。
3.2控制功能
控制功能包括整个冰蓄冷系统稳定、经济运行所需的功能。
3.2.1工况转换功能
根据季节和机器运行情况，自控系统具备以下工况转换功能：
a）双工况主机制冰同时供冷模式；b）双工况主机单独制冰模式；c）主机与蓄冰装置联合供冷模式；d）融冰单独供冷模式；e）主机单独供冷模式。
3.2.2工况的启停、显示和故障报警功能
控制系统按编排的时间顺序，结合负荷预测软件，控制制冷主机及设备的启停数量及监视各设备之工作状况与运行参数，如：
-制冷主机启停、状态及故障报警；-制冷主机运行参数；-制冷主机缺水保护；-制冷主机供/回水温度、压力遥测和显示；-冷冻水泵启停、状态及故障报警；-乙二醇泵启停、状态及故障报警；-冷却水泵启停、状态及故障报警；-压差旁通管的压差测量与显示；-冷却塔风机启停、状态及故障报警；
-冷却塔供/回水温度控制与显示；-供/回水温度、压差遥测控制与显示；-板式换热器侧进出口温度控制与显示；-蓄冰装置进、出口温度遥测控制与显示；-冷冻水回水流量控制与显示；-电动阀开关、调节与阀位控制与显示；-室外温湿度遥测控制与显示；-蓄冰量测量与显示；-末端冷负荷控制。
3.2.3数据的记录和打印功能
控制系统对一些需要的监测点进行整年趋势记录，控制系统可将整年的负荷情况（包括每天的最大负荷和全日总负荷）和设备运转时间以表格和***表记录下来，供使用者使用。所有监测点和计算的数据均能自动定时打印。
3.2.4手动/自动转换功能
控制系统配置灵活的手动/自动转换功能。
3.2.5优化控制功能
根据室外温度、天气预报、天气走势、历史记录等数据自动选择主机优先或融冰优先。在满足末端负荷的前提下，每天使用完储存的冷量，尽量少地运行主机。充分发挥冰储冷系统优势，节约运行费用。
3.2.6全自动运行功能
系统可脱离上位机工作，根据时间表自动进行制冰和控制系统运行、工况转换、对系统故障进行自动诊断，并向远方报警。触摸屏显示系统运行状态、流程、各节点参数、运行记录、报警记录等。
3.2.7节假日设定功能
系统可根据时间表自动运行，同时也可预先设置节假日，控制储冰量和储冰时间，使系统在节假日时对不需要供应空调的场所停止供冷。
3.2.8下位机操作功能
下位机彩色触摸屏操作界面见***1.
下位机操作功能如下：
a）人机对话。操作人员可通过触摸面板进行人机对话，操作界面完全中文化，具有提示、帮助、参数设置、密匙设置、故障查询、历史记录等功能。
b）系统设置。包括操作口令设置、运行设置、运行时间表设置、记录溢出处理、自动/手动/测试选择、节假日设置、系统参数设置（包括各节点温度、压力，各介质的流量，储冰量，制冰速率，融冰速率，阀门开度，末端负荷等。）
c）故障记录、运行记录、历史记录等。
3.3远程监控
控制系统通过电话线或宽带网，与专家系统连接，对系统进行运行监控、参数修改、数据采集等，使系统不断完善和软件版本升级，让用户得到更好的服务。远程监控的目的是用户可以通过PSTN（公共交换传输网）对冷冻站进行异地远程监控。同时也可以实现远程调试、远程适时监控和***维护等，从而大大减轻工程人员的工作强度，降低工程成本。
3.4系统扩展控制
控制系统设计界面友好，PLC和触摸屏均可扩展，内容可扩展、参数也可修改，通过485通讯接口或通信协议实现BAS与冰储冷自控系统一体化，节约投资、方便管理。系统集中控制，减少了动力柜占地面积，又使动力柜型号统
一、式样相同、大小一致。系统扩展控制如下：
a）污水泵自动控制；b）风、排风控制；c）活水泵稳压控制；d）防水泵定时运行、检测、报警；e）淋水泵稳压控制；f）筑物夜间轮廓照明自动控制；g）低配计量、开关状态检测、报警。
空调控制系统篇3
关键词：纺织空调，自动控制系统，定露点调节方案，变露点调节方案
纺织空调自动空调控制系统通常采用PLC/DDC控制单元。通过对车间空气的温度、湿度、焓值等参数测量和比较，对新回风比例、一次加热量、喷水温度、再热量、送回风机的风量进行调节，从而达到稳定车间温湿度参数、实现最大限度节能的目的。根据纺织厂特点，空调自动控制系统通常采用定露点调节和变露点调节方案，介绍如下。
一、定露点调节方案
1、定露点调节方案简介
定露点调节方案是指通过PLC/DDC控制系统，通过保持恒定的送风露点，来控制车间的温湿度。这种调节方案是一种应用较多的方法。
纺织车间由于余热量变化较大、余湿量基本不变，室内热湿比接近无穷大。，变露点调节方案。空调室送入车间的空气状态变化过程接近等湿线变化，这就为定露点送风控制提供了条件。在某一个特定的时期内，只要送风机器露点保持稳定，就可利用改变送风和二次回风比的方法，控制室内温湿度。
2、定露点调节方案中机器露点的控制
（1）利用改变喷水温度控制送风露点
由于负荷的变化引起送风露点变化时，调节器按一定的调节方案输出控制信号，控制电动调节阀，调节循环水的开度，利用改变冷（热）水和循环水的混合比，将露点温度控制在给定的范围内。
（2）利用改变新回风的混合比、喷淋循环水的露点控制方法
当采用调节新回风比，并在喷水室内喷淋循环水进行露点控制时，利用空调室露点温度计检测机器露点。根据露点温度测量值和调节器的设定值进行比较，根据露点温度的偏差，调节器按一定的规律输出控制信号，由电动风阀调节新回风比，使新回风混合点在某一时期内稳定在某一等焓线上，利用喷淋循环水等焓加湿的方法稳定机器露点。
由于纺织空调的特点，利用定露点进行送风调节是一种应用较多的方法，介绍如下。，变露点调节方案。
3. 定露点调节方案
定露点调节方案可分为定风量调节和变风量调节。定风量调节是指向车间送风量保持一定的情况下，送风露点保持恒定；变风量调节是指向车间输送风量发生改变，但送风露点仍然保持恒定。
（1）定风量调节
机器露点确定以后，若采用定风量调节方法，这时可以采用调节二次回风比的方法，调节向车间送风的状态点，达到控制车间温度和相对湿度的要求，如车间温度升高，相对湿度下降，则减少二次回风比；反之应增大二次回风比。
（2）变风量调节
机器露点一定，若采用变风量调节方法，这时空调室可以根据车间负荷引起的车间温湿度变化，输送同一露点的空气，采用不同的风量，达到温度车间温湿度的要求。
当车间温度升高，相对湿度降低时，则增加送风量。，变露点调节方案。反之，当车间温度降低，相对湿度升高时，则降低送风量。
纺织车间由于某一时期喷淋水的温度一定，而且大多数企业感到冷量不足，因此机器露点在某一时期一般稳定在一个温度范围之内，这时采用定露点变风量的控制方法可较好地稳定车间的温湿度，由于送风量的变化有较好的节能效果，因此定露点变风量的控制方法在多数纺织企业得到了应用。
二、变露点调节方案
1、变露点调节方案简介
变露点调节方案是指通过PLC/DDC控制系统，通过保持变化的送风露点，来控制车间的温湿度。，变露点调节方案。这种调节方案是一种逐步得到推广应用的控制方法。
对于室内相对湿度要求较严格、室内产湿量变化较大的场所，可以在车间直接设置温湿度传感器，利用车间温湿度直接和控制器的设定参数相比较，给出控制信号，控制相应的调节结构。这种直接根据室内温湿度偏差进行调节，采用浮动机器露点、并辅以送风量调节的方法，来平衡车间扰动因素的影响，称为变露点控制方法，或称为直接控制法。它与定露点相比，具有调节质量好、适应性强、节能环保的优点，目前已逐渐得到广泛的应用。
2、变露点调节方案调节原理
变露点控制的工作原理如***1所示。假定室内余热量恒定而余湿量变化，则热湿比将发生变化。当热湿比为时，送风露点为；如果余湿减少，热湿比增加为，则送风应增加含湿量，相应的送风露点应升至；如果余湿增加，热湿比减少为，则送风应减少含湿量，相应的露点应降至。这时可以采用改变送风量，或二次回风比的方法控制车间温湿度。可以看出，当余湿变化时，只要改变送风状态露点温度就能满足被调对象相对湿度不变的要求，这就是变露点控制方法的调节原理。，变露点调节方案。
在冬季，若车间需要加热时，车间热湿比线为εD，可以采用二次加热的方法达到室内热湿比εD需要的送风状态点。
随着自动控制技术的发展和计算机技术的应用，空调自动控制已成为纺织空调节能控制的重要手段之一，采用计算机强大的处理能力，可同时实现新回风比调节、喷水温度控制、变风量调节等内容，并可逐时根据空气调节室外气候分区和车间温湿度控制范围确定最节能运行方案，实现大幅度节能。，变露点调节方案。
三、结论
本文总结了纺织空调中两种调节方案：定露点调节方案和变露点调节方案。定露点调节方案是指通过PLC/DDC控制系统，通过保持恒定的送风露点，来控制车间的温湿度，这种调节方案目前应用较多。变露点调节方案的送风露点则可以变化，它的调节质量好、适应性强、节能环保，目前已逐渐得到广泛的应用。
空调控制系统篇4
关键词：DDC；厂房空调系统；应用研究；
中***分类号： TK323 文献标识码： A 文章编号：
0.引言
在现代建筑设计中，暖通空调系统所消耗的能量越来越呈现出上升的趋势，在整体能耗中所占的比例越来越大，就目前而言民用建筑中空调系统的能耗占总能耗的50%-70%左右。所以有必要发展一种有效的空调系统节能方法，尤其应用在改善现有空调系统自动化程度方面。在工业化设计中许多地方对环境有着极为严格的要求，对于一些放置精密设备的地方对温、湿度都有着非常高的控制要求，同时现代工厂管理也对空调系统提出了较高的要求，一种可以远程集中管理的空调控制系统也因此孕育而生。DDC直接数字化控制方法是一项构造简单操作容易的控制设备，它可借由接口转接设备随负荷变化作系统控制，如空调冷水循环系统、空调箱变频自动风量调整及冷却水塔散热风扇的变频操控等，可以让空调系统更有效率的运转。这样不仅节省了大量能耗和人力，而且还可使系统在设计要求的工况下稳定运行，从而延长设备的使用寿命以及达到工艺系统对环境的要求和节能目的。
1.DDC控制系统概述
DDC系统是直接数字控制系统（Direct Digital Control，缩写成DDC）。这是目前国内外应用较为泛的计算机控制系统。其基本框***如***1所示。控制系统中引入计算机，运用微机指令系统编出符合某种规律的程序，实现对被控参数的控制。
***1微机控制系统基本框***
在常规控制系统中，控制规律由硬件决定，若改变控制规律，则必需改变硬件；而计算机控制系统，控制规律的改变只需改变软件的编制。在计算机控制系统中输入输出信号都是数字信号，因此在输入端经A/D转换器，将模拟信号转换成数字信号；在输出端经D/A转换器， 将数字信号转换成模拟信号。通过计算机对控制规律的数值计算，并以其结果（数字形式或转变为模拟量）直接控制生产过程。信号的输入输出又按能否直接被微机或执行器接受而分为数字量输入、输出（DI/DO）和模拟量输入、输出（AI/AO）。模拟量信号所对应的是一定量的电压或电流值，这与传感器输出信号的特征有关。一般情况下，空调自控系统中常见的模拟量输入有：温度、湿度、压力、流量、压差等。模拟量输出要进行P、PI、PID 控制的电动水阀和风阀。
数字量的输入有：电动机状态、水泵和风机状态、过滤器报警状态、压差开关、水位开关、防冻保护等。数字量的输出有：电磁阀控制、二位电动水阀控制、水泵及风机等设备的起停控制。***2是DDC系统框***。该系统利用多路采样器按顺序对多路被测参数进行采样。经A/D转换输入到计算机；再按编制的控制程序对各参数进行比较、分析和计算；最后将计算结果经D/A转换器、输出扫描器按程序送至相应的执行器。实现对生产过程各被控参数的调节和控制，使其保持在预定值或最佳值上，以选到预期的控制效果。
***2 DDC系统框***
DDC系统还具有巡回检测功能，能显示、修改参数值、打印制表、越限报警、故障诊断和故障报警。当计算机或系统的某个部件发生故障时，能及时通知操作人员切换至手动位置或更换部件。
2.建筑物空调系统结构
一般建筑物常用的空调系统有CAV、VAV、VWV等，各有不同的操控方式，都可以用DDC控制。
2.1 定风量系统（CAV）
定风量系统（Constant Air Volume），顾名思义即是风量维持一定之意。定风量系统为空调机吹出的风量一定，以提供空调区域所需要的冷（暖）气。当空调区域负荷变动时，则以改变送风温度应付室内负荷，并达到维持室内温度于舒适区的要求。常用的厂房空调系统为：AHU空调机与FCU冰水管系统。这两者一般均以定风量（CAV）来供应空调区，为了应付室内部分负荷的变动，在AHU定风量系统以空调机的变温送风来处理，在一般FCU系统则以冰水阀开关控制来调节送风温度。
2.2 变风量系统（VAV）
变风量系统（Variable Air Volume，简称VAV），即是空调机（AHU或FCU）可以调变风量。然而AHU及FCU在送风系统上会浪费大量能源：因为在长期低负荷时送风机仍要执行全风量运转，这不但不易维持稳定的室内温湿条件，也浪费大量的送风运转能源。变风量系统就是针对送风系统耗电缺点的节能对策。变风量系统可分为两种：一种为AHU风管系统中的空调机变风量系统（AHU-VAV系统）；一种为FCU系统中的室内风机变风量系统（FCU-VAV系统）。AHU-VAV系统是在全风管系统中将送风温度固定，而以调节送风机送风量的方式来应付室内空调负荷的变动。FCU-VAV系统则是将冰水供应量固定，而在室内FCU加装无段变功率控制器改变送风量，亦即改变FCU的热交换率来调节室内负荷变动。这两种方式通过调整风量来减少送风机的耗电量，同时也可增加热源机器的运转效率而节约热源耗电，因此可在送风及热源两方面同时获得节能效果。***3是DDC变风量系统控制组态***。
***3 DDC变风量系统控制组态
2.3 变流量系统（VWV）
变流量系统（Variable Water Volume，简称VWV），是用一定的水温供应空调机以提高热源机器的效率，用特殊的水泵来改变送水量，从而达到节约水泵用电的功效。变水量系统对水泵系统的节能效率根据水泵的控制方式和VWV使用比例而异，一般VWV的控制方式有无段变速与双向阀控制方式。以上三种空调系统是目前厂房空调最常被设计的系统。厂房空调控制也就是把管路、管件、阀体或阀门集中设定控制流体提供冷气。所以有效组合厂房空调控制即能有效控制耗能，设计合乎节能的空调系统。
3.厂房空调系统的DDC控制方法
DDC设备在市面上的产品，各厂家的型号、套件都有所不同，但系统大同小异。只要将类比讯号输入电脑，就能作控制与设定。当这些控制运用在空调设备时，整合方式有下列几种方式：
3.1 定风量系统（CAV）的DDC控制
因为是定风量系统，所以可以控制冰水系统上的二通阀。当室温升高，室内传感器送出信号给控制器，控制器接到信号与设定的温度比较，输出信号给冰水管上的二通阀，控制二通阀打开，使循环风变冷送入室内。如室内温度下降过多，盘管风机作卸载。室内温度传感器传送信号至控制器为模拟输入，控制器与设定温度比较，输出模拟信号至冰水管上，二通阀关闭。二通阀也有比例型式，这种比例式二通阀控制冰水大小进入冷排使空调更有弹性控制，维持室温在设定值上下。
3.2 变风量系统（VAV）的DDC控制
箱型空调机则以出风温度及预设定的比值为控制方式。靠传送、回风及外气温度传感器来控制马达转速。控制程序如下：
（1）出风温度感应到传感器（设定在13℃)控制二通阀打开。
（2）送冷气时，冰水传感器测得冰水离开冷排的温度，调整出风温度状况，陆续利用DDC控制变频器，改变马达转速送出理想出风温度。
（3）当冰水阀门关小至13℃，DDC控制器打开外气及回风风门，混合送风温度，直到外气风门关至最小，以维持13℃送风风温，并可兼外气空调利用。
（4）低温限制感应混合温度控制以保护冷排不结冰。一般建筑物空调系统每天的冰水主机开关机，使用DDC来操控可以设定所有开关机程序并且标准一致。主机控制系统加装模拟信号适配卡转换传递信息，再加一台列表机，就能把一天中所有运转情形显示出来。遇有跳机时又能及时通知技术人员前往查看。
4.变频器节能计算方法
4.1 计算全负载的容量
全负载容量一般是以马达的马力数（HP）×0.746/马达效率（%），单位为（kW）。
调查空调系统所需的空调能量，并完整地记录一个周期内详细的变化数据。通常周期是以一周为单位或是以一天而重复，但须随气温的变化和季节的更替作调整。统计一个完整的周斯中各种不同负载的所有操作时间，单位为小时（h）。在此基础上，查表得到不同负载在未使用高功率变频器前及使用高功率变频器后所需动力百分比，此值是相对于全负载下的实际所需动力值。计算后可得不同负载下所需的实际动力值，单位为kW。
4.2 计算全年可节省电力
将前述不同负载所需之动力值，依未使用高功率变频器所得之值减去使用高功率变频器后所需之值，差值即为单位小时可省之电力。将不同负载可省之单位小时电力乘上一年内该负载所需操作之时数，所得之值即为该负载一年内可省下之电力，单位为千瓦小时745×68。将所有不同负载可省之电力累计，即可得使用高功率变频器后一年内可省之电力总量，单位为kW·h。将全年可省之电力总量乘上单位电价即可得全年可省之电费，单位电价之单位为元3 千瓦小时。在此并未考虑基本电价或流动电价，也未分峰电价或谷电价。
5.结语
建筑物智能化是21世纪的趋势，在建筑物的运行管理中，减低其运行费用，是智能化发展的要求。而空调设备的节能改造，正是减低运行费用的捷径，在发达国家，DDC控制的变风量系统占空调系统的八成以上，公认的节能效果是降低能耗达五成。利用DDC系统来控制厂房空调系统节能，主要是通过改善不理想的控制方式来实现。目前所需要的实施措施就是整合DDC自动控制系统，利用其随负荷变化进行快速有效地调整风机马达转速，以达到节能目标。
参考文献
[1]刘铭.暖通空调DDC控制系统[J].西安航空技术高等专科学校学报,2011,03:27-29.
[2]曲广庆,祝小斐,李红燕.基于DDC的车间空调自动化改造[J].中国设备工程,2010,09:21-22.
[3]余海敏.DDC系统在空调工程中的应用[J].中外建筑,2012,04:167-168.
空调控制系统篇5
关键词:VRV空调系统;控制方式;建筑工程
1VRV空调系统简介
VRV空调系统全称为VariableRefrigerant Volume系统，即变制冷剂流量系统。系统结构上类似于分体式空调机组，采用一台室外机对应一组室内机(一般可达16台)。控制技术上采用变频控制方式，按室内机开启的数量控制室外机内的旋涡式压缩机转速，进行制冷剂流量的控制。
VRV空调系统与全空气系统，全水系统、空气—水系统相比，更能满足用户个性化的使用要求，设备占用的建筑空间比较小，而且更节能。正是由于这些特点，其更适合那些需经常***加班使用的办公楼建筑工程项目。
VRV空调系统的设计包含两个部分:空调设备选型及空调管路设计;空调系统控制设计，前一部分内容由设计院的暖通工程师设计，后一部分内容通常由提供全套产品的系统工程承包商配套设计。
2VRV空调系统的控制方式
2.1VRV空调系统的常规控制
此控制方式相对简单，每一台室外机对应若干台(通常最大约为16台)室内机，各组VRV空调系统均***运行控制，就地遥控器设置可按工程实现情况采用一个遥控器对应一台室内机，或一个遥控器对应若干台室内机，是一种比较经济实用的控制方式。
该控制方式均为末端就地控制，无集中监控管理环节，在实际使用过程中，室内机的温度值设定，开机时间，开机数量随意性比较大，其使用上的灵活性、方便性常常是以牺牲能耗为代价，从纯节能角度讲效果并不明显。
2.2VRV空调系统的集中控制
配置了***控制管理系统的控制方式，与目前VRV空调系统采用的控制方式相比较，增加了集中控制管理环节，可以在控制室内对远端各组VRV空调系统进行监控管理，是一种比较完善的控制方式，但投资明显增加。
可以根据用户的使用规模、投资能力、管理要求进行组合配置。此方案的不足之处是与建筑物内的其它弱电系统无功能关联，尤其在智能化建筑设计中，不利于弱电系统功能的综合集成。
2.3VRV空调系统的网关控制
对于一个已设计了楼宇自控系统(BAS)的智能大楼，如何合理的、最大限度的发挥其系统功能，减少系统设备的重复投资，提高系统集成技术能力，是作者在这里重点要同大家探讨的问题。
楼宇自控系统是智能建筑内的重要设备，从通常的监控对象讲，对空调系统的监控无论从监控点占全系统的数量还是从投入产出的节能效果比较，在整个系统中都占有重要的份量，楼宇自控系统中的其它部分主要为开关量的时间、事件监控信号。在采用VRV空调系统的智能建筑中，若不将其纳入建筑物的楼宇自控管理系统中，整个系统的节能效率将降低，设备投资回收期增长，经济效益也会降低。
为了实现上述设计思想，作者曾在一个工程项目的楼宇自控系统设计中预留若干输入、输出监控点，以期对VRV空调系统的运行状况进行监控。后来发现由于VRV空调系统的室内机与室外机是一个闭环控制运行系统，且室外机始终处于侍服或运行状态，以致于按照传统方式设置的楼宇自控监控点显得缺少实际意义，唯一能考虑的只是在其配电回路中设置监控节点，起到按时间程序设定开启系统的功能，控制不必要的能源浪费。
经过对VRV空调系统控制产品的深入了解，发现相当多的VRV产品制造商都已相继开发出了基于BACnet协议专用网关的接口设备，可以满足作者将VRV空调系统纳入建筑物楼宇自控系统中的设想。
VRV末端设备的运行状态是通过BACnet网关接口上传信号至建筑物自控中心的BAS或BMS系统，自控中心经该网关接口下传信号(如初始值设定、控制参数设定等)至末端设备，并对整个VRV空调系统实行系统管理。经对这二个系统的集成，在中央控制中心可以对VRV空调系统实现以下功能:
①室温监视;
②温控器状态监视;
③压缩机运转状态监视;
④室内风扇运转状态;
⑤空调机异常信息;
⑥ON/OFF控制和监视;
⑦温度设定和监视;
⑧空调机模式设定和监视(制冷/制热/风扇/自动);
⑨遥控器模式设定和监视;
⑩滤网信号监视和复位;
(11)风向设定和监视;
(12)额定风量设定和监视;
(13)强迫温控器关机设定和监视;
(14)能效设定和设定状态监视;
(15)集中/机上控制器操作拒绝和监视;
(16)系统强迫关闭设定和监视配置了***控制管理系统的控制方式、基于BACnet协议网关的VRV空调系统控制线路从控制形式上均属于集中控制管理方式，由于控制方式是建立在建筑物一体化智能控制管理平台上，可以与其它弱电系统实现联动控制功能，其优越性就更明显。如利用电子考勤及电子门锁系统实施VRV空调系统的启、停联动，达到有效节能的目的，利用火灾报警信号，实施VRV空调系统的相应联动功能，满足消防要求。
3VRV空调系统的BACnet网关接口在强调产品及系统开放互操作
BACnet作为楼宇自控系统的一个重要标准，近年来已为人们普遍关注。其所开发的一些设备已可以与大量“第三方”设备兼容通讯，但仍有不少设备采用自定义的通讯协议，只能采用网关的形式与“第三方”互联。VRV空调系统的BACnet网关是制造厂商为实现其空调系统与楼宇自控系统的互联而设计的专用网络接口，它可通过BACnet以太局域网和BACnet客户端通信。支持BACnet一致性类别3.支持部分BACnet标准的应用服务。支持部分标准对象类别，由此能提供VRV空调系统的信息。目前，这类设备基本都可以与市场上主流楼宇自控系统设备实现连接，如HONEYWELL、YONNSON CONTROLS及SIEMENS等品牌。
4采用BACnet网关的经济性
比较采用BACnet网关接口方式与***设置智能管理设备方式相比在满足相类似的功能条件下，硬件设备投资少、软件功能相似。因此，总投资费用来得低，而且实施的功能齐全。但较最简单的遥控器控制方式还需要增加不少费用。从目前咨询到的网关初步报价来看约为15万元左右。到底如何衡量该设备的投资价值，可从两个方面比较，一是系统总投资，二是能实现的功能。一般而言，VRV空调系统的投资价格是普通空调系统的1.5倍左右，规模为256台室内机(办公面积约为5000m2)的投资概算约为272万元(通常一个网关最多可接16台室外机和256台室内机)。相比较而言，该网关的投资费用将使空调系统总投资增加约5.5%左右，随着空调系统规模的扩大，控制管理软件费用不变，该控制设备所占的投资比例还将下降。以每台室内机折算，摊至每台室内机约增加投资费用600元不到。作者曾经业主要求设计过一个空气-水系统形式的空调系统。所有末端风机盘管都分别采用联网接口方式，每个接口工程报价为1000元，由此比较，同样是末端监控，相对而言VRV空调系统采用网关方式相对便宜得多，这还不包括16台室外机的监控，若采用传统监控方式，市场报价应不低于10万元。对于采用网关增加的功能如前所述，并非一般离散监控可以比拟。
5结语
通过对VRV空调系统控制方式的讨论，基本上可以得出这样的结论，上述各种控制方式都有其相适应的应用场所，对规模较小的VRV空调系统，采用现场遥控器方式是比较合适的。对于规模较大的系统，采用集中管理方式更合理，对于采用楼宇自控系统的建筑，应优先考虑采用专用网关联网方式，不仅能满足控制管理要求，而且可以充分利用楼内弱电智能控制管理集成平台与若干弱电系统实现功能联动。
VRV末端设备的运行状态是通过BACnet网关接口上传信号至建筑物自控中心的BAS或BMS系统，自控中心经该网关接口下传信号(如初始值设定、控制参数设定等)至末端设备，并对整个VRV空调系统实行系统管理。经对这二个系统的集成，在中央控制中心可以对VRV空调系统实现以下功能:
①室温监视;
②温控器状态监视;
③压缩机运转状态监视;
④室内风扇运转状态;
⑤空调机异常信息;
⑥ON/OFF控制和监视;
⑦温度设定和监视;
⑧空调机模式设定和监视(制冷/制热/风扇/自动);
⑨遥控器模式设定和监视;
⑩滤网信号监视和复位;
(11)风向设定和监视;
(12)额定风量设定和监视;
(13)强迫温控器关机设定和监视;
(14)能效设定和设定状态监视;
(15)集中/机上控制器操作拒绝和监视;
(16)系统强迫关闭设定和监视配置了***控制管理系统的控制方式、基于BACnet协议网关的VRV空调系统控制线路从控制形式上均属于集中控制管理方式，由于控制方式是建立在建筑物一体化智能控制管理平台上，可以与其它弱电系统实现联动控制功能，其优越性就更明显。如利用电子考勤及电子门锁系统实施VRV空调系统的启、停联动，达到有效节能的目的，利用火灾报警信号，实施VRV空调系统的相应联动功能，满足消防要求。
3VRV空调系统的BACnet网关接口在强调产品及系统开放互操作
BACnet作为楼宇自控系统的一个重要标准，近年来已为人们普遍关注。其所开发的一些设备已可以与大量“第三方”设备兼容通讯，但仍有不少设备采用自定义的通讯协议，只能采用网关的形式与“第三方”互联。VRV空调系统的BACnet网关是制造厂商为实现其空调系统与楼宇自控系统的互联而设计的专用网络接口，它可通过BACnet以太局域网和BACnet客户端通信。支持BACnet一致性类别3.支持部分BACnet标准的应用服务。支持部分标准对象类别，由此能提供VRV空调系统的信息。目前，这类设备基本都可以与市场上主流楼宇自控系统设备实现连接，如HONEYWELL、YONNSON CONTROLS及SIEMENS等品牌。
4采用BACnet网关的经济性
比较采用BACnet网关接口方式与***设置智能管理设备方式相比在满足相类似的功能条件下，硬件设备投资少、软件功能相似。因此，总投资费用来得低，而且实施的功能齐全。但较最简单的遥控器控制方式还需要增加不少费用。从目前咨询到的网关初步报价来看约为15万元左右。到底如何衡量该设备的投资价值，可从两个方面比较，一是系统总投资，二是能实现的功能。一般而言，VRV空调系统的投资价格是普通空调系统的1.5倍左右，规模为256台室内机(办公面积约为5000m2)的投资概算约为272万元(通常一个网关最多可接16台室外机和256台室内机)。相比较而言，该网关的投资费用将使空调系统总投资增加约5.5%左右，随着空调系统规模的扩大，控制管理软件费用不变，该控制设备所占的投资比例还将下降。以每台室内机折算，摊至每台室内机约增加投资费用600元不到。作者曾经业主要求设计过一个空气-水系统形式的空调系统。所有末端风机盘管都分别采用联网接口方式，每个接口工程报价为1000元，由此比较，同样是末端监控，相对而言VRV空调系统采用网关方式相对便宜得多，这还不包括16台室外机的监控，若采用传统监控方式，市场报价应不低于10万元。对于采用网关增加的功能如前所述，并非一般离散监控可以比拟。
空调控制系统篇6
（华北电力大学动力工程系，河北 保定 071003）
【摘 要】本文介绍了变风量空调系统的基本原理，采用PLC控制技术对变风量空调系统的室内温度进行了PID控制方法的研究，以某一车间为控制区域，运用该方法进行控制，测量了室内温度和送风阀门开度的实时曲线，结果表明，该方法可行有效，控制效果良好。
关键词 变风量；总风量；PLC；PID控制
0 引言
智能建筑业随着城市化进程的推进而快速发展，在智能建筑中普遍采用中央空调系统，由于空调系统耗电量大，因此节能在智能建筑中就显得格外必要。中央空调系统分为定风量和变风量空调系统。变风量空调系统是根据空调区域负荷的变化来改变送风量，实现对空调区域的温度进行调节和控制[1]。与定风量空调系统相比，具有良好的舒适性及自平衡特性；风机功率能接近建筑物空调负荷的实际需要，节省了能耗。同时在过渡季节也可以尽量利用室外新风冷量；系统的灵活性较好，易于改、扩建，维护非常方便，运行费用低，尤其适用于格局多变的建筑。在节能效果上变风量空调系统远远优于定风量空调系统。变风量空调系统一般适用于多房间且负荷有一定变化的建筑。由于变风量空调系统的控制系统相对较为复杂，如果控制系统设计不合理，不能很好地起到节能效果，很难达到理想状态[2]。
综上所述，变风量空调系统是一种节能、舒适和安全的空调系统，大力发展变风量空调系统符合我国可持续发展的战略。发展变风量空调技术，提高变风量空调系统的应用性，将会对我国智能建筑业的能源节约起到至关重要的作用。
1 变风量空调系统的组成及其原理
变风量空调系统是以节能为目的发展起来的一种空调系统形式，它是利用改变室内的送风量来实现对室内温度调节，同时变频调节送风机和回风机来维持系统的有效、稳定运行，并动态调整新风量保证室内空气品质及有效利用新风能源的一种高效的全空气系统。
变风量空调系统由空气处理机组、送风系统（新风/排风/送风/回风管道）、自控系统、变风量末端装置（VAVBOX）、房间温控系统等组成，其中变风量末端装置是变风量空调系统的重要部分。
空调系统检测装置分别对送风温度、回风温度，湿度，空气质量，管道压力等参数进行检测，末端自控装置可以接受室温调节器的指令，根据房间温度的控制要求调节送风量，维持室内温度不变，同时向系统控制器传送自己的工作状况，根据系统总的送风量的不断变化，适时地调节空气处理机组的风机变频器工作参数，改变风机转速，节约送风动力。新风量的调节方法是空调控制性能好坏的关键，为了达到良好的空调温度和湿度控制要求，提高空调系统的舒适度和节能效果，需要良好的控制策略，以满足人们的需要。典型的变风量空调系统结构***如***1 所示。
***1中房间内设置的温度传感器 T 根据房间温度与设定温度的比较，将反馈信号传送给VAV BOX 的电动风阀执行机构，调节末端送风量，当送风管道内由于末端电动阀的开启度的变化，静压值也随之变化，压力传感器P将信号反馈到系统控制器，空调机组的变频器根据系统控制器的指令，改变机组风机转速，使机组送风量适应末端的要求，从而实现节能运行。
实际应用中，VAV BOX通常也设置一个风机系统，将一次送风和房间内回风混合后经风机加压（或者一次风不经风机加压而与加压的室内回风并联）送入房间，从而确保室内的换气次数不变。
一般而言，变风量空调系统采用定静压控制、变静压控制、总风量控制三种风量控制方式[3]。定静压控制方式较为常用，然而，如果为了确保系统风道中的压力，风机的功耗便会增大，且变风量末端风阀会产生较大的噪声。变静压控制方式能够极大减小风机功耗，然而，采用变静压控制方式复杂度高、调试难度大，尤其是需要多次换季调试；总风量控制方式空调系统的设计中，确保空调系统各末端所需风量的总和空调系统当前总风量相匹配，在对风机动力型的变风量末端控制中较为常用。
2 基于PLC的变风量空调系统控制
变风量空调系统是多变量，大滞后、非线性线性和不确定性的系统，PID控制具有结构简单、参数易于调整，适用于难以建立精确数学模型的非线性被控对象，因此在工业过程控制中得到了广泛的应用[4]。变风量空调系统的控制具有被控设备分散、控制变量之间相互关联性强等特点，要求采用的控制设备能够相互通讯。
采用PLC的控制系统具有可靠性高、易于控制、系统设计灵活、变成使用简单、抗干扰能力强、有良好的适用性和可扩展能力等特点，从而得到越来越广泛的应用。PLC的通讯功能也很强，可实现PLC与计算机、PLC与PLC、PLC与其他智能控制设备之间的通讯联网。PLC与计算机联网，PLC作为下位机用于现场设备的直接控制，执行可靠有效的分散控制。计算机作为上位机可以提供良好的人机界面，进行系统的监控和管理。
本文的研究对象为某一大型制药公司的10个生产车间，虑到各个生产车间的电气室在地理位置上分布较散，为便于布线及维护，要求每个生产车间均用一套***的PLC控制系统；负责对现象各种信号的采集与处理，同时据设定的各种工作参数对现场的执行机构（如电机、阀门、泵等）进行输出控制，以达到指定的控制效果；10个系统均可设定控制温度、湿度，每个生产车间的运行参数及实时数据要在本地及中央控制室中设定与读取；为实现可在本地设定及读取数据，每台PLC主机挂载一个触摸屏，两者之间用RS-232相联进行通讯；考虑到各车间相对距离较远，为节省成本，PLC主机可用RS-485的连接方式与之相近的PLC主机相联接组成RS-485子网，再与位于中央监控室的计算机（上位机）进行通讯，达到从远程对各个控制系统进行监控的目的。风机、泵的驱动执行机构采用变频器；变频器的开关可用PLC进行控制，而变频器的频率可通过PLC的模拟量输出信号或用PLC与变频器通讯的方式进行控制。
本系统的变风量空调系统的温度通过PLC的PID模块进行控制。
温度控制回路：风道内和室内设置的温度传感器用于测定温度，为控制器的调节提供依据。根据所测室内温度与设定值的偏差，通过PID控制调节送风阀门的开度，改变送风量的大小来实现温度控制。室内温度控制回路如***3所示。
风量控制：通过房间送风阀后的差压传感器来测量房间内的送风量，并根据送风量的大小来来调节VAVBOX的变频器的频率，改变风机的转速来调整回风量。
以某面积为100m2的车间为例，室内温度30℃。设定的目标是用该控制系统把室内温度稳定在25℃。通过PLC控制系统对测试车间内变风量空调系统的室内温度进行PID控制，得到了实测的室内温度的变化趋势如***4所示。
从实测的送风温度的变化趋势***中可以看到：当系统开始运行后，由于温度差，送风阀门全开，风量最大；室内温度相对变化缓慢，这是因为车间空间较大，室内温度变化有延迟；室内温度的曲线经过一段平缓区后开始下降，随着室内温度的下降，风量逐渐减小，最后室内温度稳定在25℃附近，送风阀门开度保持不变，保证送风量一定。实验结果表明，基于PLC的变风量空调系统的温度PID控制，能够很好地调节和控制变风量空调系统的送风量，保证室内温度维持在设定值，控制效果良好。
3 结语
随着社会的进步和科技的发展，人们对生活和办公环境的舒适性要求越来越高，节能的意识越来越强，变风量空调系统能够同时满足人们对舒适性和节能的要求。PLC是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。PID控制由于其控制器结构简单且能满足大量工业过程的要求，而在工业过程控制中得到了广泛应用。笔者研究了基于PLC的变风量空调系统温度PID控制方法，实验结果表明，通过PID控制能够很好地调节和控制变风量空调系统的送风温度，控制方法可行有效，控制效果良好。
参考文献
［1］郭维钧,贺智修,施鉴诺．建筑智能化技术基础[M]．北京:中国计量出版社,2001．
［2］曹振华．变风量空调系统的特点和发展前景[J]．洁净与空调技术,2011,2:74-75．
［3］蒋虹．基于分布式控制系统(DCS)的变风量空调系统的设计[J]．建筑节能,2011,39(8):7-10．
空调控制系统篇7
关键词： 变风量 变频控制 DDC控制器 节能
随着国民经济的快速发展，人民的生活品质正在逐步提高，对室内空气环境的要求也越来越高。为了满足人们的需要，建筑物空调系统正在快速的普及和发展。与此同时，建筑物的能耗也越来越大。据统计空调系统的能耗占建筑物总能耗的50～70％。因此，在满足人们需要的同时，必须利用现代先进的自动控制系统大力开发节能型空调系统。
集中空调是将所有空气处理设备都集中设置在一个空调房间里，空气处理所需的冷、热源由集中设置的冷冻站或锅炉房集中供给。VAV变风量集中空调系统，是相对于传统的定风量集中空调系统较先进的一种空调方式。它的基本原理是通过改变送入被控房间的风量（送风温度不变）来消除室内的冷、热负荷，保证房间的温度达到设定值并保持恒定。例如，夏季当室内温度高于设定值时就提高送风量，反之减小送风量；冬季当室内温度高于设定值时就减小送风量，反之提高送风量。这种空调方式可以显著的降低空调系统的能耗和改善空调系统的性能，提高空调系统的舒适度。
工程概况： 北京某大厦，总建筑面积12万m2,地上31层地下3层，建筑物功能为写字楼。空调冷源采用离心式冷水机组，热源采用市***供热系统。空调末端主要采用变风量空调系统。空调自控系统采用某公司的METASYS管理系统。
***1 冷冻站系统流程***
水系统的自动控制 如***1所示，空调冷冻水系统循环泵，由初级泵和次级泵组成。初级泵为定频泵，其流量只需满足冷水机组的额定流量。次级泵采用变频泵根据供回水之间的压差ΔP，控制水泵电机转速从而改变水泵的供水量。控制过程如下***所示
控制过程： 当空调负荷逐渐减小，空调机组送风温度t达到设定值时，现场DDC控制器自动将空调机组的回水电动阀开度m减小，以减少机组水流量，此时系统供回水压差ΔP随之增大。通过DDC控制器自动调节变频器的输出频率使水泵转速n下降，从而减小系统水流量。同理，当空调负荷增大时，相应的??大系统的水流量。当次级泵b1满负荷运转时，流量仍不能满足空调系统需要时，DDC控制器自动开启次级泵b2。此时次级泵的流量大于初级泵的流量，系统回水通过旁通管回到次级泵进口，旁通的水量通过流量计q进行检测。如果旁通的水量大于某一设定值时，说明一台制冷机的制冷量不能满足负荷的需要。同时系统自动启动第二台制冷机。反之，停止一台制冷机。上述过程中电动阀、系统压差均采用PID的调节方式。控制系统中干扰量是空调负荷，检测变送装置是温度传感器、压差传感器，控制器是DDC执行器是电动阀、变频水泵。由于空调负荷的滞后性、每个房间空调负荷的不均匀性，使得末端空调机组电动阀不可能同时开大或同时关小，从而造成水系统压差的不稳定性。采用PID的调节方式可以实现超前调节、积分调节，使系统控制更加平稳。
水泵变频调速的节能原理 如***2所示，当空调系统刚开始运行时由于负荷大，系统的水流量为Q1，空调系统运行一段时间后负荷减小并且趋于稳定，水流量变为Q2。根据水泵流量Q、压力P、转速n和功率N间的如下关系：
可以看出改变水泵转速，使流量适应空调负荷的变化。水泵效率η1＝η2＝const ,水泵功率大幅度下降，具有显著的节能效果。
***2 水泵的变速调节
空调末端变风量系统的自动控制 变风量空调系统中的空调机组采用变频风机，送入每个房间的风量由变风量末端装置VAVbox控制，每个变风量末端装置可根据房间的布局设置几个送风口。如***3所示，
***3 变风量系统流程***
室内温度通过末端装置设在房间的温控器进行设定，温控器本身自带温度检测装置，当房间的空调负荷发生变化实际值偏离设定值时，VAVbox根据偏离程度通过系统计算，确定送入房间的风量。送入房间的实际风量可以通过VAVbox的检测装置进行检测，如果实际送风量与系统计算的送风量有偏差，则VAVbox自动调整进风口风阀以调整送风量。例如夏季，当室内温度高于设定值时，VAVbox将开大风阀提高送风量，此时主送风道的静压P将下降，并通过静压传感器把实测值输入到现场DDC控制器，控制器将实测值与设定值进行比较后，控制变频风机提高送风量，以保持主送风道的静压。如果室内温度低于设定值时VAVbox将减小送风量。冬季和夏季的调节方式相同，但调节过程相反。具体控制过程如下***所示
上述控制过程中，控制对象为室内温度、主送风道静压P，检测装置为静压传感器，调节装置是现场DDC控制器，执行器是变频风机，干扰量是VAVbox风阀开度、空调负荷。另外，送风道的严密性也是不可避免的干扰量，但可以通过改善施工工艺使之减小到最小程度。由泵与风机的相似律可知，变频风机和变频水泵的节能原理是一样的，这里就不在重复叙述。
由于变风量系统在调节风量的同时保持送风温度不变，因此在实际运行过程中必须根据空调负荷合理的确定送风温度。例如夏季，当送风温度定的过高，空调机组冷量不能平衡室内负荷时，空调机组可能大风量工频运转，此时起不到节能效果。空调机组的送风温度可以通过现场DDC控制器进行设定，并且通过控制空调机组回水电动阀，对送风温度进行有效的控制，控制过程如前所述。
为了使变风量系统更加稳定的工作、充分发挥节能效果，保持良好的室内空气品质。现场DDC可以对空调机组进行起停控制，通过设定时间表，使机组按时工作按时停止。对于有几十台甚至上百台空调机组的大厦来说，可以节省很多人工。DDC控制器通过监测新风与回风的焓值，确定新风与回风的混合比。在保持最小新风量的同时充分利用回风，以减少制冷机组能耗。DDC控制器还可以对空调机组过滤网前后的压差进行监测。当过滤网出现堵塞时会及时报警，以免长时间影响机组送风量。各个现场的DDC控制器通过网络控制器NCU与中央控制室之间进行信息交互，实现整个系统的集中控制。
空调系统的设计负荷，是考虑在最不利环境下的最大负荷。在实际运行的过程中，处于最大负荷运行状态的比例很小，所以采用变风量空调系统可以取得良好的节能效果。
空调控制系统篇8
关键词：***控制；空调系统；原理；前景
1.前言
改革开放以来，我国经济的发展非常迅速，人民生活的水平也迅速提高，这就急切需要增加或者改造建筑来满足人们的物质需求，同时也导致了建筑能耗的增加。有资料显示[1]，全国的建筑能耗约占总能耗的30%多。很多因素会影响到建筑能耗，例如，空调系统、空调环境、人员及其它设备等。空调系统能耗非常大，以集中空调系统来说，它的能耗占建筑能耗的50%多[2，3]，约占全国总能耗的15％。因此，必须要降低空调系统的能耗，这也是实现国家“节能减排”以及构建资源型、节约型社会的重要途径。温湿度***控制空调系统是在空调应用方面进行的新的尝试，是其新形式之一，很多学者对该系统已经进行了比较全面而细致的理论研究，而且这个系统在工程应用上，在节能方面也有很好好的收效。因此，寻找一种可以为人们提供舒适并且健康的空气环境，又能节约能源的空调系统，在当今社会显得更加迫切，因此，温湿度***控制空调系统将会吸引更多的学者来关注。
2.温湿度***控制空调系统原理及相关设备组成
2.1温湿度***控制空调系统的原理
温湿度***控制空调系统是指在一个空调系统中，采用两种不同蒸发温度的冷源，用高温冷冻水取代传统空调系统中大部分由低温冷冻水承担的热湿负荷，这样可以提高综合制冷效率，进而达到节省能耗的目的。在温湿度***控制空调中，高温冷源作为主冷源，它承担室内全部的显热负荷和部分的新风负荷，占空调系统总负荷的50%以上；低温冷源作为辅助冷源，它承担室内全部的湿负荷和部分的新风负荷，占空调系统总负荷的50%以下。
2.2相关设备组成
温湿度***控制系统由4个核心组成部件组成，分别为高温冷水机组、新风处理机组、去除显热的室内末端装置、去除潜热的室内送风末端装置。
除湿系统主要由再生器、储液罐、新风机、输配系统和管路组成。除湿系统中，主要采用分散除湿和集中再生的方式，再生浓缩后的浓溶液被输送到新风机中。储液罐具有存储溶液的作用和蓄存高能力的能量，可以缓解再生器对持续热源的需求，可以降低整个除湿系统的容量。
3. 温湿度***控制空调系统与传统空调系统的比较分析
3.1 温湿度***控制空调系统的优点
3.1.1 可以避免过多的能源消耗
从处理空气的过程我们可以知道，为了满足送风温差，一次回风系统需对空气进行再热，然后送入室内。这样的话，这部分加热的量需要用冷量来补偿。而温湿度***控制空调系统就避免了送风再热，就节省了能耗。传统的空调系统中,显热负荷约占总负荷的比例为50%～70%，潜热负荷约占总负荷的3比例为0%～50%[4]。原本可以采用高温冷源来承担，却与除湿共用7℃冷冻水，造成了利用能源品位上的浪费，这种现象在湿热的地区表现的尤为突出；经过处理的空气，湿度可以满足要求，但会引起温度过低的情况发生，需要对空气再热处理，进而造成了能耗的进一步增加。
3.1.2 温湿度参数很容易实现
传统的空调系统不能对相对湿度进行有效的控制。夏季，传统的空调系统用同一设备对空气热湿处理，当室内热、湿负荷变化时，通常情况下，我们只能根据需要，调整设备的能力来维持室内温度不变，这时，室内的相对湿度是变化的，因此，湿度得不到有效的控制，这种情况下的相对湿度，不是过高就是过低，都会对人体产生不适[5]。温湿度***控制空调系统通过对显热的系统处理来进行降温，温度参数很容易得到保证，精度要求也可以达到[6]。
3.1.3空气品质良好
温湿度***控制空调系统的余热消除末端装置以干工况运行，冷凝水及湿表面不会在室内存在，该系统的新风机组也存在湿表面，而新风机组的处理风量很小，室外新风机组的微生物含量小，对于湿表面除菌的处理措施很灵活并很可靠。传统空调系统中，在夏季，由于除湿的需要，而在供冷季，风机盘管与新风机组中的表冷器、凝水盘甚至送风管道，基本都是潮湿的。这些表面就成为病菌等繁殖的最好场所。
3.1.4 不需另设加湿装置
温湿度***控制空调系统能解决室内空气处理的显热和潜热与室内热湿负荷匹配的问题，而且在冬季不需要另外配备加湿装置[7]。传统空调系统中，冬季没有蒸汽可用，一般常采用电热式等加湿方式，这会使得运行费用过高。如果采用湿膜加湿方式，又会产生细菌污染空气等问题。
4.温湿度***控制空调系统的发展前景
温湿度***控制空调系统作为新的空调形式，有着非常明显的节能优势。温湿度***控制空调系统可以有效的避免室内空气的交叉污染，可以有效的阻断由于空调系统而导致的空气流通传播的疾病。目前，在能源消耗日益增加的环境下，温湿度***控制空调系统为营造既节能又舒适的室内空调环境提供了一个有效可靠的解决方式，具有良好的应用前景，在不久的将来会得到完善和成熟。
参考文献：
[1]龙恩深.建筑能耗基因理论研究[D].重庆：重庆大学博士学位论文,2005.
[2]江亿．我国建筑耗能状况及有效的节能途径[J]．暖通空调，2005，35(5)：3O-40．
[3]马娟丽.中央空调系统的最优化运行[D]. 西安：西安科技大学硕士学位论文,2006.
[4] 鄢涛.深圳市公共建筑能耗与节能分析[D].重庆：重庆大学硕士学位论文,2005.
[5]王飞. 基于双温冷源的温湿度***控制空调系统的研究[D]. 广州：华南理工大学硕士学位论文，2011.
空调控制系统篇9
【关键词】节能；新型中央空调；原理；变频；控制系统
前言
随着我国经济的迅速发展，居民生活以及工业生产对电能的需求越来越大。电能紧缺问题的日渐严重，而现阶段我国现代高层大厦飞速发展，中央空调的高耗能特点造成了诸多电能的浪费。因此，熟悉现阶段的节能方案，了解中央空调变频节能技术的原理，并对新型的中央空调节能控制系统进行研究具有十分重要的意义。
1现阶段的节能方案
一般来说，根据节能技术的原理及其不同的适用情况，目前的节能方案主要可以分为以下几种：
（1）水（冰）蓄冷型，该节能方案的原理是在夜间把空调的冷冻水制冷并且储存起来，白天不打开空调的主机而仅仅使用水系统循环进行制冷，其特点是避峰但是无法节电；
（2）热交换型（余热利用），该方案主要是利用平隔板来实现空调回风以及新风透过型全热交换的，这种节能方案的缺点是节能的幅度比较低；
（3）通用变频器型，该方案是利用通用变频器来完成对水泵和风机运转的PID控制，这种方案的局限性在于只要选定了微分时间常数TD、积分时间常数Tl和比例常数KP之后，其控制方式就已确定，无法随受控量值变化而自动调整，进而无法达到最佳节能效果。
2中央空调变频节能技术的原理
2.1中央空调及电控系统基本组成
中型的中央空调以及大型的中央空调一般都由三个部分构成：空调水管网系统、制热/制冷站、空调末端装置（包括新风机组，风机盘管和空调机组等）。
中央空调的变频调速系统控制依据是：中央空调系统外部热交换是由两个循环水系统来实现的。循环水系统的进（出）水与回水的温度差，是需要进行的热交换热量的一种反映。所以，以进（出）水与回水的温度差为依据来实现对循环水流动速度的控制，进而控制好热交换速度，是一种较为合理的控制方法。与此同时，还可以将循环水的进出口压差当作控制的一种参数。
中央空调系统的耗能拖动设备主要有：冷冻泵拖动系统（主要由多台水泵组成）；冷水机组拖动系统（即常说的中央空调主机）；风机拖动系统（该系统主要包括若干冷却塔风机和若干室内风机）；冷却泵拖动系统（主要由多台水泵构成）。
中央空调的电控系统主要由冷却水子系统、冷冻水子系统和主机系统等构成。其中冷却水子系统和冷冻水子系统的节能潜力比较大。因为昼夜气温以及客流量的变化比较大，再加上每时每刻所需的热（冷）量的变化也比较大。而电机无法调速，外界的客流量和气温变化不受人为控制，为满足最大客流量的要求，冷却风机、冷却水泵、冷冻水泵（热泵）都要长期在满载荷的状态下运行。在这种情况下容易导致压缩机组和泵机电能的冷量浪费巨大。
2.2中央空调变频节能技术的基本原理
选用冷却风机变频子系统、冷却泵变频子系统、冷冻泵变频子系统，对冷冻水及其温度进行自动检测，对冷却风机、冷却水泵、冷冻水泵（热泵）进行自动调节，使它处在最好的运行状态，并减少冷（热）量在管道循环里面的浪费。
3新型的中央空调节能控制系统
新型的中央空调节能控制系统要求能随时跟踪系统对负荷量进行实时变换，并调节系统中的各能耗设备的输出功率从而顺应空调负荷变化，确保主机系统从始至终的都位于优化的最佳工作点上，并且使空调系统的效率（COP值）保持为最大值。因此系统既要采用一般的变频节能技术，还要综合运用计算机技术、模糊控制技术、最优化控制原理，最终形成一种具备负荷随动跟踪节能控制功能的新型的中央空调节能控制系统。
3.1新型的中央空调节能系统的简介
新型的中央空调节能系统是以变频控制为基础，利用模糊控制、最优化的控制原理等现代化的控制理论技术，并结合机电一体化技术以及当代计算机技术的一个智能化控制系统。它能够以空调末端的负荷变化以及空调的主机运行工况为依据，对中央空调的水系统参数（压力、流量、温度等）进行自动完整采样和控制，进而使系统的冷媒流量随负荷变化而变化，与此同时对主机的运行环境进行优化，最终大幅度的降低能耗。
3.2负荷随动跟踪节能控制技术
对中央空调的各部分进行全面的控制，并且利用系统集成技术把各控制子系统在逻辑上、功能上和物理上互相连接起来，使它们能够实现信息综合以及彼此之间的资源共享，进而在同一个计算机平台上实现集中控制以及统一管理。此外，还要以制冷工作的参数变化以及系统运行工况为依据，利用模糊控制器来动态调整空调系统运行的参数，保证空调主机从始至终处在最佳工作点上，并使主机保持高的热转换效率。
3.3中央空调的管理专家系统
新型的中央空调节能系统是一个集成大系统，应该以其规模大小为依据配置相应规模的成套设备进行控制。为方便用户对系统运行状况进行实时监控，基于组态软件技术和系统集成技术的中央空调管理专家系统能够胜任该工作。一般来说，中央空调管理专家系统由以下几个子系统构成：
（1）系统组态：以用户的规模大小和需求为依据对系统的控制对象规模和连接方式进行灵活配置。
（2）运行策略：以用户特点及需求为依据选择最好的运行策略，其中包括联动控制对象、服务质量控制、系统控制模式等。
（3）状态监控：全面采集运行参数，并利用***形化的组态软件全面、动态、实时、形象地对系统运行状态进行监视与控制，其中包括阀门系统、一次冷温水系统、主机系统、二次冷温水系统、冷却塔系统、冷却水系统、器件系统等。
（4）数据分析：对系统运行主要参数进行记录、统计和分析，并且将其提供给用户作为用户的决策判断依据，其中包括电耗累计值、能耗曲线、主机效率曲线、故障记录、操作记录、等。
（5）系统管理：用来给系统及企业管理者提供管理平台和信息平台。
安装了中央空调管理专家系统之后，不仅仅操作人员可以在计算机上面实时监控冷冻水泵机组、冷水机组、冷却水泵机组、楼层风柜、冷却水塔、新风机、排风机、送风机等工作状态，楼宇内外环境湿度、温度、空气品质、楼层温度等上百个工艺参数，以降低设备运行盲目性，且大厦的管理人员还能够利用计算机网络实时监控整个中央空调系统运行状况，提升楼宇管理的水平。中央空调的管理专家系统可以把整个中央空调系统设备的运行状态、工艺参数以及故障报警无限期的保存下来并打印，方便管理人员查阅，还可以对空调设备的累计运行时间进行自动记录，为设备的检修提供依据。
4结语
坚持走可持续发展的道路，必须重视节能减排的问题。新型中央空调节能控制系统是基于变频技术，并且结合最优化控制、模糊控制、现代化的计算机技术以及专用管理专家系统软件，成为了中央空调系统节能控制领域发展的趋势。新型中央空调节能控制系统的推广既能够给企业带来的经济效益又能够给企业带来社会效益，而且符合我国科学发展观的理念。因此相关单位和企业应当大力使用该系统，促进我国节能减排事业的发展。
参考文献：
[1]蒋绍辉.DDC自控对智能建筑节能方法的探讨[J]科技经济市场.2010（5）：10―11.
[2]孙见君，制冷与空调装置自动控制技术，北京：高等教育出版社，2009.139-159
空调控制系统篇10
关键词：BA控制系统 空调系统 应用研究
1 引言
随着科学技术的飞速发展，成熟的计算机检测、控制、通信技术以及价格比较适中的相应产品不断涌现；使得实现空调计算机集散控制系统(DCS)不再是什么难事；作为智能建筑3A系统之一的楼宇自动化系统(BAS)对大楼的水电空调等机电设备进行集中的监控和管理已日益成为现代建筑中必不可少的配置；与旧的系统比，它不但节能，而且管理相当方便；但如何使空调系统能有效地工作，却不是件容易的事。
我国智能建筑为数不少，其中通风空调系统大都实现了计算机集散控制(DCS)，体现在实现了风机、水泵、制冷设备的自动控制及建筑物内房间温湿度的自动检测和控制，真正实现优化控制和管理的系统为数甚少。可以这样说，实现通风空调系统计算机集散控制，只是建筑设备自动化的初级阶级，只有将人工智能技术和专家知识引入内部环境和设备的管理系统，使整个系统运行达到优化，这样会使建筑设备自动化达到较高的水平，并真正体现其优越性。针对广州百货大楼新翼大厦的通风空调系统，笔者在实现其智能控制和管理自动化方面进行了初步的研究，并在实际工程的运行中取得较好的使用效果。实施BAS所能带来的节能效益和管理效益是广为人知的，并且在实施中业主往往对这一统抱以很高的期望。然而，从许多已竣工的项目来看，并没有达到预期的效果，其中突出表现以下二个方面：
(1)开通率底，距业内人士的估计，不超过20％；
(2)目前已开通的BAS系统，多数只实现了建筑设备的自动启停和监测，其节能也主要表现在一些设备的定时启闭，而作为建筑耗能的重点空调系统，如何优化运行，如何根据实际系统尽可能进行节能经济运行则远未能实现。中央空调系统，管路复杂，运行工况多变，是建筑物能耗大户。为此实施BA系统一般将空调系统作为监控的重点，往往投入60％以上的监控点和超过水电监控投资总和的投入。部分中小型项目考虑到投资能力，将BA系统仅仅局限于暖通空调系统的做法也是不鲜见的。事实上，由于中央空调系统的复杂性，对空调监控系统整体功能实现的好坏已成为制约BAS成败的瓶颈因素之一。要做好BA系统，仅靠弱电工程师的力量是不够的，暖通工程师积极参与到系统方案的制订过程中是十分必要的。
2 空调BAS控制方案的优化
2．1 直接数字控制器(DDC)的选用、布置
主流BA系统供货商都能提供大中小不同处理能力的DDC，冷冻机房、热力站监控点是密集场合应优先采用大型控制器，以减少故障率和控制器间的通讯。这种控制器的典型特征是有强大的处理器(如：摩托罗拉的68302)和IMB的RAl4，尤其是能够和I／O扩展模块连接达到辐人输出功能的扩展，例如SIEMEN***BC可以挂接40个I／O模块，TrendIQ251控制器允许有8．16的接口扩展能力。对空气处理机、新风机、通风机一般采用中型或小型的控制器即可。近年，可编程逻辑控制器件(PLC)进步很快，其应用不再局限于工业场合，在空调通风的现场设备编制工程中不应将其排斥在外。
控制器一般应靠近受控设备，它与相应配电箱并列布置以利于布线。同一个机房内的空调通风设备可以合用一个控制器，但应考虑控制器的运算能力和控制点是否足够。有的系统集成商将不同楼层的若干个新风机合用一个控制器，这种做法虽然节约了一定的成本，但对日后的管理和调试是不利的，不值得推荐。控制器的电源宜集中供应，有条件可以从UPS总电源引出；从受控设备现场引用电源的做法不值得推荐。
2. 控制网络
在满足扩展性和灵活性的前提下，控制网络的拓扑结构应尽可能简化、清晰，无论基于IS485总线或基于LonTalk总线的控制网络都是如此。分支、分级多的网络管理复杂、可靠性低。TonTalk总线在理论上可以组成任意拓扑结构的网络，这种布线设计的随意性如果运用不当，在工程实践中仍然是有技术风险的，并可能增加系统的投资。大型工程可以考虑楼层网络分级，小型工程尽可能运用基于RS485总线的控制网络，采用“手拉手”的布线方式。
2．3 关于BACnet和LonWorks的支持
BACnet和LonWorks的提出是为了在不同层面解决控制系统的互联互操作问题。LonWorks采用现场总线控制技术(FCS)，突破了以往的集散型控制技术(DCS)。它的提出是BA技术的一次飞跃，是今后BAS发展的技术趋势。但目前受到各种条件限制，LonWorks技术优势还不能完全发挥出来，工程实现并不完善。若自控系统规模不是很庞大，最好不用全面采用LonWorks技术。如果仔细分析目前主流的BA产品，会发现其实它们在不同程度上部分采用或部分支持现场总线技术，这种取长补短的混合模式在当前是切合工程实际的，可以实现技术的平稳过渡。BACnet协议由美国ASHRAE制定并颁布，是现行美国国家标准及欧共体预备标准。运用BACnet协议，可以使空调冷热源主机自带的控制器直接进入BAS控制网络。但实施中应注意空调主机和BA供货商对BACnet的支持程度和技术协调，目前非标准的数据通讯格式仍大量存在于主机设备中。总之，在设计BA系统的过程中切不可一味追求技术的先进性。
2．4 控制权
通常Bug是按从中央控制站集中管理的原则，有时也有其不便的一面。在某些场合(如会议室)将空调、通风系统的参数设定功能放置在现场可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供这样的功能，需要专门部件来实现。例如：HoneywellT7780A数字显示墙挂式Lon分站，可以完成设定房间温度，风机速度、启动／停止风机等功能，并能通过Lonwork总在液晶面板上显示房间的温度，通过4个按钮连线驱动空调箱的DDC控制器执行相应的动作。
2．5 控制策略
PID控制：空气处理机的DDC通常采用PID控制，PID参数的合理选择对空调系统的稳定运行非常关键。PID系数高，空调对室内温度波动的反应特性曲线陡，达到设定温度的过度过程短；PID系数低，达到设定温度的过度过程长。但PID系数太高，易引起DDC系统失控。PID能解决大部分场合的空调控制，但对于影剧院等大热惯性空调场合，靠高的PID系数来提高空调机组对负荷变化的响应速度是不足以解决问题的，这时可以采用双级控制。即分别在主调的送风道和室内安装温度传感器，室内的温度设定由主DDC控制器完成，水阀的驱动由副DDC根据风道温度传感器和主DDC的指令完成，由于风道温度变化速度快于房间温度的变化，这一控制方式加速了系统对温度波动的响应。必须注意的是，为防止水阀被人为关死或水系统供水不足等异常情况对控制系统的影响，副加C通常只需采用比例控制算法(P)，不可加入积分分量①。在实际的工程设计中并非一定需要二个完全***的DDC来完成双级控制，如果DDC内置二个控制回路则完全可以用一个控制器胜任，例如：SIEMENSUC—2控制器。BA系统对空调的节能控制有多种手段可以采用，例如室内外烩值比较法、二氧化碳等污染物浓度检测法确定新风量，基于日程表的定时操作等等。工程设计中可以视需要灵活运用，以达到最优的效果。例如，办公、商场等场合，夏秋季在清晨时通过程序启动空气处理机(或新风机)，利用室外凉爽空气对室内全面换气预冷，既节约新风能耗又提高了室内空气品质。
2．6 空气品质传感器
一氧化碳和二氧化碳含量传感器，应谨慎采用。一氧化碳传感器应用于地下车库的排风系统，用于驱动通风机动作。由于一氧化碳传感器长期处于污染环境中，其敏感元件受汽车尾气的毒害，有效寿命通常2年左右。当灵敏度下降到一定程度后即不能正确指示污染物浓度，因此在停车库的通风系统中如采用一氧化碳传感器，仍需以日程表启停控制方式作为必要的补充手段，在确定BAS方案时应避免系统对这类传感器的过度依赖。
在室内采用二氧化碳传感器也有类似的问题。研究表明，随着人均占有建筑面积的增大，在类似办公室这样的场合人工合成材料正在取代二氧化碳成为首要污染物。在允许吸烟的场所，烟气应是首要污染物。除非证明采用后确能产生很好的节能效益(如人员密度波动很大的商场、展厅)，一般不应大量采用二氧化碳传感器作为调节新风量的主要依据，否则在传感器性能劣化后，对空调系统的影响将是长期的，且很难发现问题症结所在。
2．7 BAS监控中心
BAS监控中心负责监控整个空调、通风、动力系统，一般与消防控制、安保监控等合用一室。由于该机房通常远离冷冻机房、锅炉房，在这里远程操作这些关键设备是不合适的。推荐的做法是在冷冻机房和锅炉房现场控制室另设置一台监控分站，由该分站负责冷冻机、锅炉监控功能，并且该分站功能受权局限为冷热源设备。转贴于 3 结论
本文通过对空调系统的传感器、执行器、控制器、网络等若干环节的探讨，力***使BA系统更好地服务于受控的空调系统，使二个系统在技术上紧密结合成为一个智能化的密不可分的机电系统。本文只是作者在工程实践中获得的一些浅见，总结如下：
(1)按受控设备的要求选用不同处理能力的DDC控制器；
(2)空间距离较远的设备不宜合用同一DDC控制器；
(3)LONWORKS技术具有前瞻性，应关注，但目前尚不完善，不宜刻意采用；
(4)BA系统控制器、传感器、执行器电源宜***与受控设备集中供电。
(5)根据空调现场和灵活运用控制程序和控制策略；
(6)集散型控制技术向现场总线控制技术转型是技术趋势，集散控制仍是目前主流技术；
(7)实现BAS，应给空调通风系统的现场的用户留下必要的控制权利，不可过度集中；
(8)冷冻房和锅炉现场控制室宜另设置一台监控分站，负责冷水机组和锅炉的监控；
参考文献
[1) 程大章，龙惟定．智能化大楼的建筑设备．