暖通空调系统的计算机控制管理.docx
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1、暖通空调系统的计算机控制管理提要介绍计算机监测控制系统的基本构成,控制器种类,与计算机系统适应的传感器和执行器,计算机数字通讯网,控制系统的总体结构方案,以及常用的支撑软件形式。在介绍现有技术状况的同时,简要回顾了历史发展过程并展望了未来。关键词计算机,监测,控制,系统,数字通讯,支撑软件编者按近年来随着计算机技术的不断发展和硬件成本的持续下降,计算机在暖通空调领域有了广泛的应用。其应用的一个重要方面,就是利用计算机系统取代常规仪表对暖通空调进行智能化监测、控制和管理。目前我国一半以上的房间空调器、整体式空调机和冷水机组都已采用以计算机为核心的智能控制器。大量空调、供热系统开始使用计算机监测、
2、控制系统。随着楼宇自动化的发展,对建筑设备系统进行全面计算机管理的智能大厦等也开始增多。妥善地运用计算机技术于暖通空调系统的控制管理中,可以有效地改善系统运行品质,节省运行能耗,提高管理水平,并减少运行管理劳动强度,取得良好的经济效益和社会效益,这在国内许多工程中都已得到证实。然而不恰当地使用计算机,盲目地上计算机控制项目,也会因投资多,收效差而造成很大浪费,这样的工程实例并非罕见。经验表明,只有根据暖通空调工艺过程要求,结合实际的需求情况,充分发挥计算机技术的特点,恰当地确定系统功能,明确主要需解决的问题,才能收到投资少、效益高的效果。为做到这点,需要暖通空调专业人员了解计算机的原理、特点,
3、与计算机专业人员真正沟通,从而相互配合,确实用计算机解决暖通空调中关键问题。为配合这一需要,并根据广大读者的要求,本刊组织了这一系列讲座。物约本刊编委清华大学江亿教授撰稿,分6讲授课:首先介绍有关计算机硬件、软件和通讯网的基本知识,然后分别介绍计算机技术在空调、供热、制冷等具体工程中应用的主要特点,最后一讲介绍一些已完成的工程实例及其运行结果。希望本讲座能对我国暖通空调领域计算机实时控制管理工作起到一定的促进作用。欢迎广大读者将意见、看法及时反馈本刊编辑部或讲座作者,以使我们及时修改完善续各讲的内容,更好地满足广大读者的需求。1.1 什么是计算机控制计算机监测控制系统就是以计算机为核心部分的监
4、测控制系统。计算机监测控制系统又称DDC(DirectDigitia1ContrOD系统,即直接控制系统,它对测量数据的处理以及控制算法都是以数字计算为基础,通过软件实现的。这是20多年来监测控制系统从常规模拟仪表向计算机逐渐过渡的结果。如:- -用户可通过K1K4键输入要求的房间温度,单片计算机将此温度与An脚测出的温度比较,确定压缩机的启停;- 用户可通过K1-K4键输入希望的风机高/低速状态,单片计算机根据此命令对继电器J2、J3进行相应操作;- -用户可通过K1K4键预置希望空调机启停的时间,使单片机按时启停压缩机和风机;- 单片机可将压缩机与风机工作状况,房间温度是否超出设定值,空调
5、机是否处在停机状态等信息通过显示灯D1D5显示:- -当电源电压过低或过高,停止压缩机以实现保护。同时通过显示灯显示报警。到底实现哪些功能,怎样实现这些功能完全由软件决定。软件是预先根据此窗式空调器的运行和管理要求精心编制的,经反复实验证实无误后,再写入单片计算机中。目前,具有上述功能的单片机若由芯片生产厂家在生产芯片时直接将要求的软件写入,当批量大时,每片售价仅为1美元左右;而由软件开发人员个别一次性写入程序且不能再改的单片机每片约为2至4美元。这就是最简单的计算机控制器实例。将它与常规的双金属片或相变液体式温控器相比,可看出计算机控制器有如下特占八、(1)计算机控制器的工作过程是完全由预先
6、编制的软件决定的,而常规仪表是由电子逻辑电路或其它直接机械硬件逻辑实现,这就是为什么计算机控制又称DDC的原因。控制管理功能是由软件还是由硬件实现,是计算机与常规仪表控制的主要区别。(2)计算机控制是将各种输入信号都直接接到计算机输入口上,通过软件进行统一的计算分析后,再将其结果送到各有关的输出口上,实现各种控制保护管理功能。而不是象常规仪表控制器那样由各自独立的一对一的单回路控制或保护电路构成。这样,采用计算机控制器就有可能全面考虑被控对象的各种参数,对其进行统一的系统性的控制、保护及管理。(3)计算机控制器可通过按键、显示灯等输入输出器件建立与使用者间的联系。由于这些按键及显示灯是与计算机
7、相连的,因此可根据要求通过它们实现使用者与计算机间的各种信息交流,每个键和每个显示灯在不同状态下均可表示不同内容,完全不同于具有固定意义的常规仪表的软件写入后无法修改,根据控制功能的要求重新编写这样一个软件也是一项耗资很大的工程,需反复测试、检验。这样,对于批量小的被控设备或根据工程要求单独设计组装的装置就无法采用这种控制器。这主要是由于:(1)当每台设备选择不同的传感器、执行器时,就要有相应不同的输入输出程序;(2)监测、控制要求中即使有微小的差别,也需要对软件做相应修改;(3)通过人一机接口与用户对话的具体要求不同,则要求的软件不同。由此,需要有能够根据具体的要求编程或修改程序的控制器。要
8、求这种控制器的输入、输出接口电路具有灵活性和通用性,从而可以方便地与有不同电信号特点的传感器和执行器连接。为了编程方便,又需要有较多的存储空间和复杂的支撑软件,这就使这种通过控制器的价格较上述不可重新编程的专用控制器高出一个数量级。暖通空调领域一般都需要用这种可以由用户编程的计算机控制器构成计算机监测控制系统。本文也准备着重介绍这一类系统及其应用。计算机技术发展中最重要的成果是数字通讯技术。利用计算机的数字通讯技术,从80年代开始,暖通空调领域就逐渐开始使用由多个计算机控制器和数字通讯网构成的分布式计算机监测控制系统。分布式系统的关键就是数字通讯网,它与常规仪表系统中的遥测遥调系统完全不同。遥
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- 暖通 空调 系统 计算机控制 管理