暖通空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制管理(4)

　　提要介紹了計(jì)算機(jī)在工業(yè)廠房、賓館、大型商住樓和人民大會(huì)堂等不同類型、不同功能的7個(gè)建筑中對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的控制管理及城市集中供熱系統(tǒng)的控制應(yīng)用，這些控制系統(tǒng)均采用了國產(chǎn)計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)品，且經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行效果很好。

　　關(guān)鍵詞機(jī)房控制加濕器空調(diào)工程實(shí)例

　　AbstractDescribessevencasesofcomputercontrolapplication,includingahighaccuracycontroloftemperatureandhumidity,aVAVsystem,ACsystemsforalargepowerstation,BASforPeople.Systemsinallthecasesoperatewellwithdomesticallymadecomputerproducts.

　　Keywordscomputercontrol,air-conditioning,engineeringexample

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　　結(jié)合以上3講介紹的計(jì)算機(jī)在暖通空調(diào)中的各種應(yīng)用，本講給出7個(gè)工程實(shí)例。這些實(shí)例都已完工，大部分已投稿運(yùn)行兩年以上。

　　6．1化纖廠側(cè)吹風(fēng)的恒溫恒濕恒風(fēng)速控制

　　抽絲工藝的側(cè)吹剛化纖生產(chǎn)過程中決定產(chǎn)品質(zhì)量的最重要的工藝環(huán)節(jié)。側(cè)吹風(fēng)工藝要求空氣處理系統(tǒng)提供恒溫、恒相對(duì)濕度、恒定風(fēng)速、高潔凈度的空氣。浙江華舍滌綸廠采用RH計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)較好地實(shí)現(xiàn)了側(cè)吹風(fēng)空氣處理室外的控制，滿足了工藝參數(shù)要求。

　　為保證潔凈度，此系統(tǒng)采用全新風(fēng)及中效和高效過濾器。由于送出的空氣將作為回風(fēng)進(jìn)入其它空調(diào)系統(tǒng)，因此整體來說并不增加新風(fēng)處理能耗。在室外空氣焓值高于送風(fēng)露點(diǎn)的焓時(shí)，通過兩組表冷器降溫減焓，而當(dāng)室外空氣焓低于送風(fēng)露點(diǎn)的焓時(shí)，則通過預(yù)熱器加熱。通過加熱或降溫的空氣再送到噴淋室內(nèi)進(jìn)行等焓加濕，使其相對(duì)濕度幾乎至100%，然后通過二次再熱器將空氣加熱到要求的送風(fēng)溫度。這樣，熱濕過程的控制策略為：

　　--測量噴淋室后面的溫度T12，以要求的送風(fēng)露點(diǎn)溫度為設(shè)定值，控制預(yù)熱器或兩級(jí)表冷器的電動(dòng)閥門，使T12維持在要求的送風(fēng)露點(diǎn)溫度的±0.2℃間；

　　--測量送風(fēng)溫度T13，控制二次加熱器電動(dòng)閥，使其溫度控制在要求的送風(fēng)溫度的±0.1℃間。

　　實(shí)際運(yùn)行表明，這樣的控制策略可以使送風(fēng)狀態(tài)長期穩(wěn)定地維持在要求的溫濕度參數(shù)上，幾乎不會(huì)受到外界氣象參數(shù)變化的影響。

　　為保證恒定風(fēng)速，送風(fēng)機(jī)采用變頻風(fēng)機(jī)，根據(jù)送風(fēng)箱內(nèi)的壓力p11控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這樣，由于過濾器積灰導(dǎo)致阻力變化而造成的風(fēng)量變化將通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的改變來消除，用微壓差傳感器測出的p11可長期穩(wěn)定地維持設(shè)定值，從而嚴(yán)格滿足了工藝對(duì)風(fēng)速的要求。

　　為了解兩個(gè)過濾器工作情況，在需要時(shí)及時(shí)更換或清洗過濾器，用壓差開關(guān)ΔP11和ΔP12來監(jiān)測、報(bào)警。

　　測量新風(fēng)的溫濕度值T11、H11則是為了計(jì)算新風(fēng)的焓，以便決定是用預(yù)熱器還是表冷器來調(diào)節(jié)空氣的露點(diǎn)。

　　由于噴淋室是工作在等焓噴淋工況，并且在任何工況下都要求將空氣處理至接近100%的相對(duì)濕度，困皮不需要進(jìn)行任何調(diào)節(jié)，僅是對(duì)循環(huán)泵進(jìn)行自動(dòng)啟停控制，以用于整個(gè)機(jī)組的自動(dòng)啟/停。

　　這一系統(tǒng)自1992年投入運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，極少出現(xiàn)故障，保證了送風(fēng)參數(shù)和風(fēng)速的精確要求，從而為保證產(chǎn)品質(zhì)量創(chuàng)造了環(huán)境條件。該系統(tǒng)服務(wù)于從德國巴馬格公司引進(jìn)的生產(chǎn)線。德國專家在調(diào)試過程中不斷檢查溫濕度及風(fēng)速參數(shù)，設(shè)有出現(xiàn)一次超限問題。

　　6．2變風(fēng)量（VAV）空調(diào)

　　該系統(tǒng)供9個(gè)房間，由一個(gè)空氣處理室統(tǒng)一送風(fēng)，每個(gè)房間都有容量2～60kW不等的發(fā)熱設(shè)備，并且這些設(shè)備的啟停皆根據(jù)電視節(jié)目制作要求決定，無一定規(guī)律。各房間溫度均要求在設(shè)定期值的±0.1℃內(nèi)，相對(duì)濕度維持在35%～70%之間。這樣，用變風(fēng)量系統(tǒng)通過改變進(jìn)入每上房間的冷風(fēng)來使之與室內(nèi)發(fā)熱量的變化同步。

　　每個(gè)房間有一臺(tái)變風(fēng)量末端（VAVbox）。該末端實(shí)際上是一個(gè)風(fēng)閥及一個(gè)風(fēng)量測量裝置。每一個(gè)變風(fēng)量末端帶有一臺(tái)控制器，該控制器測量房間溫度及房間溫度設(shè)定值，測量變風(fēng)量箱的風(fēng)量，控制變風(fēng)量箱中的風(fēng)閥。其控制規(guī)律為：

　　--根據(jù)房間溫度實(shí)測值與設(shè)定值之差按PID算法確定變風(fēng)量箱的風(fēng)量設(shè)定值：

　　--根據(jù)風(fēng)量實(shí)測值與風(fēng)量設(shè)定值之差，按照積分算法調(diào)整風(fēng)閥，使風(fēng)量實(shí)測值達(dá)到風(fēng)量設(shè)定值。

　　通過這種控制方法，可以使房間溫度較好地控制在設(shè)定值周圍。風(fēng)閥的動(dòng)作一般由兩個(gè)因素引起：①室內(nèi)負(fù)荷突然增大或減??；②風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變或鄰近室風(fēng)閥動(dòng)作，引起變風(fēng)量箱前的靜壓有較大變化。

　　后一現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，即使房間溫度沒有變化，風(fēng)閥也馬上動(dòng)作。這是由于實(shí)時(shí)測量風(fēng)量的緣故，這就是所謂"壓力無關(guān)"（Pressureindependent）的控制。

　　可以控制有關(guān)設(shè)備的執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)：

　　--調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；

　　--啟/閉新排風(fēng)閥；

　　--啟/閉加熱器、表冷器和加濕器的水閥。為調(diào)節(jié)這些執(zhí)行器，所依據(jù)的測量參數(shù)為：

　　--通過與各變風(fēng)量箱進(jìn)行數(shù)字通訊，得到各變風(fēng)量箱的實(shí)測驗(yàn)風(fēng)量、風(fēng)量設(shè)定值、實(shí)測溫度及溫度設(shè)定值；

　　--距風(fēng)道末端1/3處的風(fēng)道內(nèi)靜壓；

　　--送風(fēng)溫度、濕度；

　　--室外溫度、濕度；

　　--回風(fēng)溫度、濕度；

　　--回風(fēng)道回風(fēng)閥前的靜壓。

　　變風(fēng)量機(jī)組的計(jì)算機(jī)控制器是在兩個(gè)層次上進(jìn)行控制的：

　　--根據(jù)各空調(diào)房間的狀況確定送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及送風(fēng)溫濕度的設(shè)定值；

　　--調(diào)整風(fēng)閥、水閥、排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使送風(fēng)溫度達(dá)到要求的設(shè)定值，同時(shí)還不會(huì)使各房間出現(xiàn)太大的正壓或負(fù)壓。

　　為了簡單，送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)風(fēng)道上距末端1/3處的靜壓傳感器的靜壓值來調(diào)整，通過加大/減小轉(zhuǎn)速，使該點(diǎn)靜壓維持于180Pa。這樣，每個(gè)變風(fēng)量箱都可以保證有足夠的資用壓頭，在需要時(shí)，將風(fēng)閥開到A時(shí)即可達(dá)到設(shè)計(jì)的最大風(fēng)量。

　　送風(fēng)溫度設(shè)定值的確定是為了使各房間都滿足溫度要求，亦即在任何時(shí)候希望系統(tǒng)中總是有的房間風(fēng)量達(dá)到最大風(fēng)量的80%以上，有的房間風(fēng)量則在最大風(fēng)量的60%以下。為此，控制算法為：

　　·計(jì)算每個(gè)房間風(fēng)量設(shè)定值與設(shè)計(jì)最大風(fēng)量值之比r；

　　·若rmax<0.8，則將送風(fēng)溫度設(shè)定值提高0.5℃；

　　　　·若rmin<0.6，則將送風(fēng)溫度設(shè)定值降低0.5℃；

　　　　·若各房間0.6<　rmin<0.8，則送風(fēng)溫度設(shè)定值不變；

　　　　·若rmax>0.8，rmin<0.6，則送風(fēng)溫度設(shè)定值不變。

　　用這種方法，可能盡可能發(fā)揮變風(fēng)量系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，滿足各房間負(fù)荷變化的需要。由于被控房間屬于內(nèi)區(qū)，全年均為冷負(fù)荷，所以不考慮送熱風(fēng)時(shí)的調(diào)整。各房間產(chǎn)濕量很小，熱濕比近乎于垂線，因此送風(fēng)的濕度設(shè)定值直接根據(jù)房間要求的濕度來確定。

　　送風(fēng)溫濕度通過控制加熱器、加濕器、表冷器及新回風(fēng)比來調(diào)節(jié)?？諝馓幚矸桨傅姆謪^(qū)方法詳見第2講。這里主要討論新回風(fēng)比的調(diào)節(jié)方法和維持室內(nèi)靜壓不出現(xiàn)太高和太低的方法。若室內(nèi)平均靜壓為零，則空調(diào)箱內(nèi)新回風(fēng)混和處的壓力p為：

　　s為從空調(diào)房間至空調(diào)箱間的風(fēng)道和風(fēng)閥的阻力系數(shù)，∑Gi為總風(fēng)量，如果新風(fēng)閥的阻力系數(shù)為sN，則新風(fēng)量GN為：

　　即新風(fēng)與總風(fēng)量之比。此時(shí)排風(fēng)側(cè)排風(fēng)機(jī)風(fēng)量，排風(fēng)機(jī)應(yīng)提供的壓頭Δpe

　　式中se為排風(fēng)道及排風(fēng)閥的阻力系數(shù)。

　　因此，當(dāng)送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可同時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以使室內(nèi)平均靜壓為零。這可以依據(jù)回風(fēng)閥前的壓力傳感器讀取p0來調(diào)整，使p0維持在sr(∑Gi)2。這里sr為回風(fēng)道的阻力系數(shù)，它可以在初調(diào)節(jié)時(shí)由實(shí)測數(shù)據(jù)確定。這樣調(diào)整，不論總送風(fēng)量如何變化，新回風(fēng)比可維持不變，當(dāng)要改變新回風(fēng)比時(shí)，同步開大或關(guān)小新排風(fēng)閥。但由于要求的排風(fēng)量隨新回風(fēng)比的改變而變大或減小，因此排風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)為會(huì)偏移，使得在新風(fēng)比加大時(shí)p0及室內(nèi)壓力有所增高；新風(fēng)減少時(shí)，p0及室內(nèi)壓力有所降低。為此還要根據(jù)p0的實(shí)測值及設(shè)定值sr(∑Gi)2，相應(yīng)增加或降低排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

　　綜合上述分析，新風(fēng)比及室內(nèi)壓力的控制規(guī)則為：①同步調(diào)整新回風(fēng)閥，以加大/減小新風(fēng)比；②根據(jù)p0調(diào)整排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使p0→sr(∑Gi)2。

　　實(shí)踐表明，上述調(diào)節(jié)方式簡單可靠，進(jìn)入過渡季和冬季后，由于室內(nèi)仍存在冷負(fù)荷，送風(fēng)溫度完全靠不斷地改變新回風(fēng)比來調(diào)節(jié)。

　　目前中央電視臺(tái)演播大樓中已有兩個(gè)系統(tǒng)（K段、J段）采用了這種VAV控制，并陸續(xù)有更多的系統(tǒng)將改為VAV方式。

　　6．3葛洲壩電廠空調(diào)通風(fēng)自控系統(tǒng)

　　這是利用微機(jī)對(duì)分布于大江電廠、二江電廠及1個(gè)500kW開關(guān)站共3個(gè)區(qū)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制的中央控制系統(tǒng)。

　　該系統(tǒng)集散式控制結(jié)構(gòu)，硬件部分主要由4大部分組成：管理工作站RH-MCS（包括中央管理工作站和區(qū)域管理工作站），通訊網(wǎng)絡(luò)RH-NET，現(xiàn)場控制機(jī)RH-DCRU及傳感器和執(zhí)行器。在管理工作站和現(xiàn)場控制機(jī)中配置相應(yīng)的運(yùn)行環(huán)境軟件和應(yīng)用軟件。上述軟件和硬件合理搭配組成一套完整的監(jiān)控系統(tǒng)，該工程中采用1套中央管理工作站、3套區(qū)哉管理工作站，通訊系統(tǒng)采用6個(gè)電流環(huán)，用通訊接口機(jī)聯(lián)接進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)換傳遞，現(xiàn)場控制機(jī)配置包括：RH-OCU-6403型13臺(tái)，RH-DCU-3202型16臺(tái)，RH-DCU-1601型93臺(tái)，以及相應(yīng)的傳感器、變送器和執(zhí)行器。

　　該微機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上包括3個(gè)子系統(tǒng)：即大江電廠空調(diào)通風(fēng)子系統(tǒng)、二江電廠空調(diào)通風(fēng)子系統(tǒng)和500kW開關(guān)站空調(diào)通風(fēng)子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)相互獨(dú)立，因此在微機(jī)自控的設(shè)計(jì)中考慮其靈活性和可靠性，即便于獨(dú)立運(yùn)行，又便于管理，采用兩級(jí)管理工作站方式，即大江電廠、二江電廠和500kW開關(guān)站分別設(shè)區(qū)域管理工作站為第二級(jí)管理工作站；大江電廠配置一套中央管理工作站為第一級(jí)管理工作站，負(fù)責(zé)葛洲壩全廠的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)督、調(diào)度、管理，每個(gè)區(qū)域管理工作站與其所有的子系統(tǒng)各現(xiàn)場機(jī)之間采用電流環(huán)通訊網(wǎng)聯(lián)接。通訊網(wǎng)負(fù)責(zé)現(xiàn)場機(jī)之間以及現(xiàn)場機(jī)與管理工作站之間的數(shù)據(jù)傳遞。區(qū)域管理工作站與中央管理工作站之間采用另一個(gè)電流環(huán)通訊網(wǎng)相連，負(fù)責(zé)區(qū)域管理工作站以及其余管理工作站與中央管理工作站之間的數(shù)據(jù)交換，此區(qū)域級(jí)電流環(huán)與各子系統(tǒng)電流環(huán)之間通過環(huán)接口機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳送。

　　該工程中采用二級(jí)管理工作站方式，即中央管理工作站和區(qū)域管理工作站。它們在硬件配置上并無區(qū)別，主要的不同是在管理權(quán)限和功能上。中央管理工作站負(fù)責(zé)全廠空調(diào)通風(fēng)設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)控管理，而區(qū)域工作站負(fù)責(zé)本子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)督管理。中央管理工作站的重要職能是協(xié)調(diào)調(diào)度和指導(dǎo)運(yùn)行，區(qū)域工作站則主要負(fù)責(zé)檢測、控制和管理。

　　管理工作站基本配置如下：

　　1．硬件配置

　　LX-P5/60PT主機(jī)

　　LASERJET-4L激光打印機(jī)1臺(tái)

　　通訊電源

　　環(huán)接口機(jī)

　　2．軟件配置

　　DBMAN4.0RH數(shù)據(jù)庫與通訊管理程序

　　FORE4.0圖形化及用戶接口定義文件

　　EUMS設(shè)備運(yùn)行管理軟件

　　3．基本功能

　　通過彩色監(jiān)視器顯示多個(gè)不同的畫面和各子系統(tǒng)實(shí)時(shí)測量參數(shù)，測量數(shù)據(jù)也可用曲線、直方圖顯示出來。同時(shí)可能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、儲(chǔ)存和打印任意時(shí)間的報(bào)表。通過鼠標(biāo)器，操作人員可以轉(zhuǎn)換畫面，檢查以前的歷史數(shù)據(jù)，指導(dǎo)站內(nèi)各子系統(tǒng)的運(yùn)行模式，直接啟動(dòng)、停止所轄任何一臺(tái)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)中央管理及實(shí)時(shí)監(jiān)測與監(jiān)控。

　　通過RH-NET網(wǎng)與各DCU相連，可隨時(shí)得到各臺(tái)DCU的各種測量與控制信息。同時(shí)還可以隨時(shí)向DCU發(fā)出各種控制命令，實(shí)現(xiàn)中央自動(dòng)控制管理。

　　管理工作站中有3個(gè)軟件--DBMAN管理機(jī)內(nèi)硬盤的數(shù)據(jù)庫及通訊，F(xiàn)ORE作為圖形化實(shí)時(shí)人機(jī)接口，EuMs管理系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)電設(shè)備檔案。以上3種軟件用以支持整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和操作，實(shí)現(xiàn)微機(jī)系統(tǒng)對(duì)廠區(qū)的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的集中管理及監(jiān)控。

　　由于葛洲壩電廠的廠區(qū)非常大，并且受控設(shè)備布置極為分散，同時(shí)各子系統(tǒng)的控制要求也不同，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)廠區(qū)設(shè)備的集中管理，降低管理工作強(qiáng)度，提高工作效率，建立一個(gè)有效可靠的通訊網(wǎng)是非常關(guān)鍵的。葛洲壩電廠自控系統(tǒng)中采用RH-NET局部通訊網(wǎng)絡(luò)，完成中央管理工作站與區(qū)域管理工作站之間、區(qū)域管理工作站之間、區(qū)域管理工作站與現(xiàn)場控制機(jī)之間及現(xiàn)場控制機(jī)之間的信息處交換。RH-NET有一個(gè)突出特點(diǎn)即所有需要交換信息的設(shè)備在通訊網(wǎng)內(nèi)的安裝物理位置不受限制，可以實(shí)現(xiàn)任意兩點(diǎn)之間的通訊，其通訊協(xié)議采用"廣播"式通訊協(xié)議，網(wǎng)內(nèi)信息供網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備共享。即只要用戶需要，通訊網(wǎng)內(nèi)設(shè)備可以接收網(wǎng)內(nèi)的任何信息。網(wǎng)內(nèi)每一事件的發(fā)生都可以對(duì)網(wǎng)內(nèi)設(shè)備產(chǎn)生影響。并改變控制機(jī)模式或發(fā)出警報(bào)信號(hào)等。各空氣處理室的控制與前面介紹過的大同小異，因此不再介紹。下面介紹其中一個(gè)冷凍站的控制系統(tǒng)，即大江電廠左區(qū)冷凍站。

　　冷凍站所用設(shè)備

　　--冷水機(jī)組3臺(tái)

　　--冷凍水循環(huán)泵3臺(tái)

　　--冷凍水供水泵3臺(tái)

　　--冷卻水增壓泵2臺(tái)

　　--排水泵1臺(tái)

　　--蓄冷水池1座

　　--電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1只

　　②冷凍站自空設(shè)備配置

　　--RH-DCU-6403型現(xiàn)場控制機(jī)2臺(tái)

　　--RH-DCWS水道溫度傳感器22臺(tái)

　　--RH-CAY-FB水道壓力傳感器11臺(tái)

　　--RH-DCYW液位傳感器4臺(tái)

　　--RH-DCU現(xiàn)場控制機(jī)軟件

　?、郾O(jiān)控功能

　　--檢測冷卻水進(jìn)出水溫度、壓力，檢測冷凍水供回水溫度；檢測冷凍水供水泵出口壓力；

　　--檢測冷卻水上游、除污器出口及冷卻水下游壓力；

　　--檢測蓄冷水池液位，并可自動(dòng)啟動(dòng)補(bǔ)水電動(dòng)閥進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)水及溢流報(bào)警；

　　--顯示各測量參數(shù)，修改各設(shè)定值，以便改變運(yùn)行工況；

　　--監(jiān)視并調(diào)整各設(shè)備的運(yùn)行情況，包括根據(jù)上游水位情況自動(dòng)投入加壓水泵，根據(jù)除污器出口壓力情況自動(dòng)進(jìn)行反沖洗、磁力磁場盤室供水泵的故障轉(zhuǎn)換；

　　--循環(huán)水泵、供水泵以及電動(dòng)閥門的控制，包括各種聯(lián)鎖、聯(lián)動(dòng)程序控制等；

　　--自動(dòng)控制/手動(dòng)控制的切換；

　　--控制設(shè)備的啟停和切換；

　　--設(shè)備故障報(bào)警；

　　--控制系統(tǒng)故障報(bào)警；

　　--記錄設(shè)備運(yùn)行時(shí)間。

　　在該工程中，自控系統(tǒng)充分顯示了其監(jiān)測和自控的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了對(duì)一個(gè)龐大而分散的系統(tǒng)的中央和區(qū)域管理控制，充分實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的安全運(yùn)行管理，提高了系統(tǒng)管理的方便性和實(shí)時(shí)性。同時(shí)降低了系統(tǒng)監(jiān)視的工作強(qiáng)度，提高了工作效率。

　　6．4豐澤園飯店空調(diào)自控系統(tǒng)

　　豐澤園飯店為一個(gè)公用性建筑，該工程的自控工程監(jiān)控范圍為K1～K8共8個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，X1～X5共5個(gè)新風(fēng)機(jī)組，15個(gè)送排風(fēng)系統(tǒng)、令東站、熱交換站、生活水系統(tǒng)及雨水、污水系統(tǒng)等

　　該系統(tǒng)由1套中央管理工作站、25臺(tái)DCU現(xiàn)場控制機(jī)、1套R(shí)H-NET局部通訊網(wǎng)及若干溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、電動(dòng)執(zhí)行器等設(shè)備組成。

　　①中央管理工作站功能

　　--控制系統(tǒng)圖形顯示（網(wǎng)絡(luò)圖、系統(tǒng)圖、曲線圖）；

　　--系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)及設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與顯示；

　　--設(shè)定值修改；

　　--設(shè)備的遠(yuǎn)動(dòng)控制；

　　--故障診斷與顯示；

　　--中央管理工作站的運(yùn)行控制；

　　--數(shù)據(jù)庫檢索和打印報(bào)表。

　?、赗H-NET局部通訊網(wǎng)絡(luò)

　　由一臺(tái)中央通訊接口機(jī)（RH-NCI）、25臺(tái)現(xiàn)場機(jī)通訊接口（RH-NTI）及通訊線路構(gòu)成，它負(fù)責(zé)中央管理工作站與各現(xiàn)場控制機(jī)及現(xiàn)場控制機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)共享。

　?、郜F(xiàn)場控制機(jī)

　　共用9臺(tái)RH-DCU-4040型現(xiàn)場控制機(jī)，12臺(tái)RH-DCU-2020型現(xiàn)場控制機(jī)和4臺(tái)RH-H-DCU-6260型現(xiàn)場控制機(jī)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、15個(gè)排風(fēng)系統(tǒng)、冷凍站、熱交換站、生活水系統(tǒng)和雨水污水系統(tǒng)進(jìn)行控制管理。針對(duì)不同系統(tǒng)，配置不同型號(hào)的現(xiàn)場控制機(jī)。

　　主要功能；

　　--自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測新風(fēng)、送風(fēng)、回風(fēng)和被控環(huán)境溫濕度；

　　--自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測冷熱水閥門開度及送風(fēng)機(jī)、進(jìn)風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)的啟停狀態(tài)；

　　--自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測蒸汽壓力、熱水溫度、流量、水泵啟停狀態(tài)及水池水位；

　　--根據(jù)氣象參數(shù)及不同控制要求，自動(dòng)調(diào)節(jié)和切換各閥門，從而控制新風(fēng)處理狀態(tài)及全空氣空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)狀態(tài)；

　　--能夠?qū)崿F(xiàn)被控參數(shù)設(shè)定值的修改；

　　--能夠接收中央管理工作站的遠(yuǎn)動(dòng)控制功能；

　　--風(fēng)機(jī)與相關(guān)閥門的軟件聯(lián)鎖；

　　--控制機(jī)具有掉電保護(hù)功能。

　　④自控系統(tǒng)基本控制原理

　　空調(diào)系統(tǒng)及冷凍站系統(tǒng)的控制原理在前幾講中已經(jīng)有深入論述，本講不詳細(xì)復(fù)述，現(xiàn)對(duì)該工程中的給排水系統(tǒng)進(jìn)行說明。

　　豐澤園飯店的水系統(tǒng)控制機(jī)范圍主要有：生活水系統(tǒng)、高低區(qū)熱水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)。上述系統(tǒng)共用一臺(tái)RH-DCU-6260型現(xiàn)場控制機(jī)。生活水系統(tǒng)中有兩臺(tái)生活水泵，一用一備。根據(jù)屋頂水箱和地下貯水池的水位來控制泵的啟停，并實(shí)現(xiàn)報(bào)警。高低區(qū)熱水循環(huán)泵一用一備。由回水溫度來控制啟停。同時(shí)檢測熱交換器內(nèi)的水溫和混水器的水溫。凝結(jié)水泵由凝結(jié)水池的水位來控制其啟停，同時(shí)實(shí)現(xiàn)溢流報(bào)警。污水和雨水系統(tǒng)配置兩臺(tái)RH-DCU-4040型現(xiàn)場控制機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和報(bào)警。污水系統(tǒng)共有4個(gè)污水池和8臺(tái)污水泵。每個(gè)污水池配置2臺(tái)污水泵（一用一備），污水泵的啟停由污水池的水位來決定，當(dāng)液位達(dá)到溢流水位時(shí)系統(tǒng)會(huì)溢流報(bào)警。雨水系統(tǒng)共有2個(gè)雨水池、4臺(tái)雨水泵，每個(gè)雨水池配2臺(tái)雨水泵（一用一備），同時(shí)由雨水池水位來控制雨水泵的啟停，并能及時(shí)發(fā)出溢流報(bào)警。

　　本工程已運(yùn)行5年以上，由于應(yīng)用了微機(jī)控制系統(tǒng)，給飯店的后勤服務(wù)和管理都帶來了極大的方便。使各系統(tǒng)的運(yùn)行效果明顯提高。加強(qiáng)了設(shè)備運(yùn)行的合理性，降低了能耗，同時(shí)加強(qiáng)了對(duì)樓宇設(shè)備的運(yùn)行管理，提高了運(yùn)行管理的科學(xué)性。

　　6．5撫順市新華區(qū)熱網(wǎng)控制

　　由于某些原因限制，管網(wǎng)的熱源側(cè)管徑小于末端管徑。為了增大供熱面積而利用現(xiàn)有管網(wǎng)，采用高溫水小流量、在熱力站混水的方案，同時(shí)使用RH分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。

　　全熱網(wǎng)共32個(gè)熱力站（現(xiàn)增加為35個(gè)），供熱面積280萬.m2，在鍋爐房設(shè)中央管理站，在各熱力站安裝RH-DCU-4040現(xiàn)場控制機(jī)，通過電話線將各熱力站的DCU現(xiàn)場控制機(jī)與中央管理機(jī)相連，構(gòu)成分布式系統(tǒng)。另外還在鍋爐房、泵房及補(bǔ)水站等處設(shè)置了3臺(tái)RH-DCU-4040進(jìn)行系統(tǒng)的補(bǔ)水、定壓控制及熱量、水量的監(jiān)測統(tǒng)計(jì)

　　供回水間安裝混水泵以實(shí)現(xiàn)混水；供水管及混水管上安裝兩個(gè)電動(dòng)閥以調(diào)節(jié)供水量及混水量。為有效地對(duì)這兩個(gè)電動(dòng)閥進(jìn)行控制并了解熱網(wǎng)工作狀況，測量供回水及用戶側(cè)壓力p1、p2、p3及這3個(gè)相應(yīng)點(diǎn)的溫度T1、T2、T3。由于熱網(wǎng)各支路間相互耦合較嚴(yán)重，因此不易對(duì)各熱力站進(jìn)行單獨(dú)控制。此工程采用了全網(wǎng)集中分析調(diào)節(jié)的方法。

　　各熱力站的現(xiàn)場控制機(jī)將實(shí)測的壓力、溫度值每5min一次通過通訊網(wǎng)送至中央管理機(jī)。中央管理機(jī)計(jì)算各熱力站用戶側(cè)將出現(xiàn)的供回水平均溫度（T2、T3之平均值），再進(jìn)一步計(jì)算出全網(wǎng)各熱力站調(diào)均時(shí)各熱力站用戶側(cè)供回水的平均溫度。以此為設(shè)定值，計(jì)算出要使每個(gè)熱力站的水溫調(diào)至設(shè)定值時(shí)，其流量將變化的倍數(shù)，再根據(jù)在線分析識(shí)別出的各支路間相互的耦合性，得到對(duì)各熱力站的供水閥和混水閥需要的調(diào)節(jié)量。此調(diào)節(jié)命令通過通訊網(wǎng)送到各熱點(diǎn)站，各熱力站現(xiàn)場控制機(jī)接到命令后，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，同時(shí)將調(diào)節(jié)后壓力、溫度等參數(shù)的變化情況返回到中央管理機(jī)，供中央管理機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的分析判斷，并做出下一步的調(diào)節(jié)命令。這樣的過程重復(fù)4～5次后，一般可基本實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)均勻。以后中央管理機(jī)隨時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)的變化，發(fā)現(xiàn)哪個(gè)熱力站由于某種原因出現(xiàn)不同工況，就及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。

　　這種混水式熱網(wǎng)的一個(gè)主要缺點(diǎn)是末端用戶側(cè)壓力偏高。由于管網(wǎng)水力工況的要求，末端有些熱力點(diǎn)回水壓力達(dá)390kPa，接近于用戶散熱器400kPa的耐壓要求。除調(diào)節(jié)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要任務(wù)之一就是監(jiān)視用戶側(cè)回水壓力，若發(fā)現(xiàn)有升高的趨勢，立即關(guān)閉供水閥，防止用戶散熱器超壓破裂。此任務(wù)由每個(gè)熱力站中的現(xiàn)場控制機(jī)承擔(dān)。根據(jù)熱力站內(nèi)壓力傳感器安裝的標(biāo)高不同，分別設(shè)置了超壓保護(hù)界限。一旦發(fā)現(xiàn)壓力到達(dá)此界限，立即關(guān)供水閥，同時(shí)記錄當(dāng)時(shí)閥位及供水壓力等數(shù)值，保護(hù)DCU現(xiàn)場控制機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)，通知中央管理機(jī)，并繼續(xù)觀察系統(tǒng)的壓力變化。當(dāng)發(fā)現(xiàn)供水閥前的供水壓力降到保護(hù)時(shí)動(dòng)作的壓力值以下時(shí)，即逐步試探地打開供水閥，若供水閥開啟一些后回水壓力未大幅度升高，則逐步將供水閥恢復(fù)到保護(hù)之前的狀態(tài)，同時(shí)通過中央管理機(jī)，使中央管理機(jī)恢復(fù)對(duì)這個(gè)站的控制調(diào)節(jié)。

　　中央管理機(jī)除控制調(diào)節(jié)外，還具有許多管理功能，如以圖形方式顯示系統(tǒng)各點(diǎn)的壓力、溫度及各調(diào)節(jié)閥閥位，顯示各支路至熱源間水壓圖，顯示各參數(shù)的歷史曲線，統(tǒng)計(jì)鍋爐房總的熱量、流量、補(bǔ)水量及其變化等情況；此外還具有故障診斷功能，及時(shí)分析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及供熱工藝管道系統(tǒng)的各種故障，及時(shí)報(bào)警，通知運(yùn)行維護(hù)人員及時(shí)處理。

　　該系統(tǒng)自1994年起全面運(yùn)行至今，效果良好，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)保證了這種混水方式的正常安全運(yùn)行，并大大方便了維護(hù)運(yùn)行管理人員，提高了系統(tǒng)管理水平。

　　6．6濰坊國際金融大廈IBS系統(tǒng)

　　濰坊國際金融大廈是一座集金融、賓館、寫字樓、舞廳、娛樂、商務(wù)辦公、體育活動(dòng)、購物于一體的綜合性大廈。甲方對(duì)大廈IBS系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝總體要求是通過對(duì)大廈結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理以及它們之間存在的相互聯(lián)系進(jìn)行優(yōu)化考慮，建立一個(gè)投資合理、高效、舒適、便利的工作、生活環(huán)境，建成一個(gè)先進(jìn)的智能大樓。針對(duì)以上要求，本工程設(shè)計(jì)思想如下：

　　總體設(shè)計(jì)思想是保證大廈的先進(jìn)性、開放性、可擴(kuò)展性、經(jīng)濟(jì)性及安全可靠性。按樓宇工程智能5A要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證大廈的先進(jìn)性；在設(shè)計(jì)中充分考慮支持任何廠家的通訊數(shù)據(jù)、圖像設(shè)備，以保證大廈的開放性；在設(shè)計(jì)中充分考慮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，支持新技術(shù)如1.55Mbps的ATM及100Bas的VG-ANYLAN，保證大廈系統(tǒng)的可擴(kuò)展性；在設(shè)計(jì)中通過統(tǒng)一的設(shè)計(jì)構(gòu)思、設(shè)計(jì)方法來降低大廈的投資成本，以保證大廈的經(jīng)濟(jì)性；在設(shè)計(jì)中盡可能地選用性能價(jià)格比較好的產(chǎn)品，以保證系統(tǒng)的安全可靠性。工程中本著適應(yīng)現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和該智能建筑中各子系統(tǒng)規(guī)模大、控制對(duì)象多且分散、各子系統(tǒng)之間以及建筑物內(nèi)、外信息傳遞速率和共享程度高要求的諸多情況，將各子系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化系統(tǒng)集成。

　　系統(tǒng)集成的本質(zhì)就是達(dá)到資源的共享，從設(shè)計(jì)的角度講就是實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的綜合統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的性能價(jià)格比。根據(jù)用戶的要求，本工程中主要有如下系統(tǒng)。

　　6．6．1綜合布線系統(tǒng)

　　本工程中布線系統(tǒng)包括語音傳輸、數(shù)據(jù)通訊和BAS三部分內(nèi)容，其中BAS部分包括保安系統(tǒng)和樓宇自控系統(tǒng)等樓宇中各子系統(tǒng)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)通訊電纜。這樣做可大大減少建筑物中凌亂的電纜數(shù)量，使其規(guī)范化、合理化，同時(shí)也為將來樓宇設(shè)備擴(kuò)充時(shí)的新增電纜留下余地。

　　6．6．2樓宇自控系統(tǒng)

　　6．6．2．1建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)

　　本工程中應(yīng)用RH型分布式微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制管理，其基本控制范圍如下。

　　空調(diào)系統(tǒng)：空調(diào)機(jī)組11臺(tái)，新風(fēng)機(jī)組2臺(tái)，風(fēng)機(jī)盤管533臺(tái)。

　　冷凍站：3臺(tái)吸收式冷水機(jī)組，3臺(tái)冷卻塔，4臺(tái)冷卻水泵，2臺(tái)補(bǔ)水泵，2臺(tái)冷水泵。

　　熱交換站：6臺(tái)熱交換器，2個(gè)水箱，4個(gè)循環(huán)泵，4臺(tái)補(bǔ)水泵。

　　通風(fēng)系統(tǒng)：送排風(fēng)機(jī)34臺(tái)。

　　給排水系統(tǒng)：生活給水泵2臺(tái)，潛水排污泵4臺(tái)，生活消防共用水箱3個(gè)。

　　變配電及照明系統(tǒng)：變配電所設(shè)備（包括4臺(tái)變壓器、1個(gè)發(fā)電機(jī)、4上高壓柜、32個(gè)低壓柜），四層照明監(jiān)控，每層4組控制監(jiān)測點(diǎn)。

　　電梯系統(tǒng)；6部電梯，2部自動(dòng)扶梯。

　　6．6．2．2保安系統(tǒng)

　　本工程中應(yīng)用德國安福公司的保安產(chǎn)品，其系統(tǒng)包括：

　　--閉路監(jiān)控系統(tǒng)

　　--出入門控制系統(tǒng)

　　--保安防盜系統(tǒng)

　　--保安巡更系統(tǒng)

　　6．2．2．3消防系統(tǒng)

　　本工程中使用的是德國安福公司的BMC664型計(jì)算機(jī)火災(zāi)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，其內(nèi)容包括：

　　--火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)

　　--火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)

　　--火災(zāi)探測器系統(tǒng)

　　--火災(zāi)設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)

　　6．2．4車庫管理系統(tǒng)

　　每一個(gè)進(jìn)入車道包括如下設(shè)備：

　　--自動(dòng)出票機(jī)

　　--讀卡器

　　--自動(dòng)閘門器

　　--車輛轉(zhuǎn)換器

　　6．6．3辦公自動(dòng)化系統(tǒng)

　　6．6．3．1酒店管理系統(tǒng)

　　本工程中根據(jù)實(shí)際情況，采用清華大學(xué)軟件中心WINDOWS版酒店計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。

　　6.6.3.2廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　本工程中建筑功能可分為：娛樂區(qū)、購物區(qū)、寫字辦公區(qū)和客房區(qū)等，依照不同區(qū)域要求，廣播對(duì)應(yīng)提供：背景、音樂、緊急廣播和背景緊急廣播。

　　硬件配置如下：

　　--背景音樂用CD唱機(jī)

　　--緊急廣播用廣播話筒和雙卡錄音機(jī)

　　--管線接音箱

　　--音量控制器

　　--揚(yáng)聲器

　　該系統(tǒng)已從1996年起陸續(xù)投入運(yùn)行，并逐漸反映出它在提高大樓的科學(xué)化管理水平中不可取代的作用。

　　6．7人民大會(huì)堂的空調(diào)自控

　　人民大會(huì)堂的空調(diào)及制冷站系統(tǒng)采用RH分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制管理。它由6臺(tái)中央管理機(jī)、近60臺(tái)RH-DCU現(xiàn)場控制機(jī)及相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)和通訊設(shè)備構(gòu)成，系統(tǒng)主要分冷凍站的控制管理和幾個(gè)區(qū)空調(diào)的控制管理。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)見圖6-11。由于人民大會(huì)堂的使用特點(diǎn)，各廳堂在使用前要迅速將環(huán)境參數(shù)調(diào)整到要求值，在使用時(shí)負(fù)荷會(huì)突然增加，要求空調(diào)系統(tǒng)能及時(shí)做出反應(yīng)，對(duì)環(huán)境參數(shù)給予準(zhǔn)確控制。此外，各廳的同時(shí)使用率不高，因此通過風(fēng)道連接各廳的空調(diào)系統(tǒng)，在需要時(shí)調(diào)整有關(guān)電動(dòng)風(fēng)閥，可調(diào)用鄰近廳堂的空氣處理設(shè)備共同承擔(dān)一個(gè)廳堂的預(yù)冷和使用時(shí)的高負(fù)荷，同時(shí)還可使一臺(tái)空調(diào)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)啟動(dòng)鄰近的機(jī)組。

　?、俑鶕?jù)廳堂使用要求和空調(diào)機(jī)組狀況，自動(dòng)對(duì)風(fēng)閥進(jìn)行一些相應(yīng)轉(zhuǎn)換，對(duì)風(fēng)道系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

　?、诟鶕?jù)預(yù)選規(guī)定的時(shí)間表，自動(dòng)提前啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，使相應(yīng)的廳堂在規(guī)定的時(shí)間達(dá)到要求的環(huán)境參數(shù)，并能在負(fù)荷大幅度變化下維持環(huán)境參數(shù)。

　　③根據(jù)各廳堂空調(diào)的要求，相應(yīng)調(diào)整冷凍站冷凍機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，使之與變化的需求相適應(yīng)。

　　這些工作都由設(shè)在幾個(gè)區(qū)的中央管理機(jī)承擔(dān)。由運(yùn)行管理人員預(yù)先設(shè)定好各廳堂要求的運(yùn)行時(shí)間表和各時(shí)間段的溫濕度標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)道調(diào)整要求等。中央管理計(jì)算機(jī)即可根據(jù)這些要求，實(shí)時(shí)指揮各臺(tái)現(xiàn)場控制機(jī)進(jìn)行相應(yīng)操作，完成這類控制調(diào)節(jié)任務(wù)。

　　人民大會(huì)堂空調(diào)自控系統(tǒng)已連續(xù)運(yùn)行3年以上。在各項(xiàng)重大的國事活動(dòng)中很好地實(shí)現(xiàn)了各廳堂的各種環(huán)境控制要求，受到了中央有關(guān)部門的好評(píng)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的采用，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，使要求的各種環(huán)境條件得以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)。同時(shí)也在很大程度上降低了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。在這樣的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的系統(tǒng)中全部采用國產(chǎn)設(shè)備（包括計(jì)算機(jī)硬件、軟件、通訊系統(tǒng)及傳感器），并獲得令人滿意的效果，表明我國的空調(diào)計(jì)算機(jī)控制的研究、開發(fā)、設(shè)備生產(chǎn)及工程實(shí)施能力都已達(dá)到很高水平。在一般的控制工程中應(yīng)優(yōu)先考慮國產(chǎn)產(chǎn)品和系統(tǒng)，不一定全部采用進(jìn)口的。中國已有能夠承擔(dān)和出色完成重大的空調(diào)計(jì)算機(jī)控制工程的全套軟件、硬件和工程實(shí)施的民族企業(yè)，但是仍需國內(nèi)各界同仁共同提攜，才能將這一株幼苗培養(yǎng)成大樹，使我國暖通空調(diào)領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)控制管理技術(shù)和產(chǎn)品掌握在中國人手里。這是發(fā)展我國暖通空調(diào)領(lǐng)域中的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，也是發(fā)展我國暖通空調(diào)事業(yè)的唯一途徑。