【正文】 流量特性 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 風(fēng)門驅(qū)動(dòng)器 ? 在智能樓宇的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)中使用最多的執(zhí)行器是風(fēng)門驅(qū)動(dòng)器，它用來(lái)精確控制送風(fēng)風(fēng)門、回風(fēng)風(fēng)門、新風(fēng)風(fēng)門、排風(fēng)風(fēng)門等的開(kāi)度。風(fēng)門由若干葉片組成，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)改變風(fēng)道的等效截面積，即改變了風(fēng)門的阻力系數(shù)，其流過(guò)的風(fēng)量也就相應(yīng)地改變，從而達(dá)到了調(diào)節(jié)風(fēng)流量的目的。葉片的形狀將決定風(fēng)門的流量特性，同調(diào)節(jié)閥一樣，風(fēng)門也有流量特性供應(yīng)用選擇。風(fēng)門的驅(qū)動(dòng)器可以是電動(dòng)的，也可以是氣動(dòng)的，在樓宇控制系統(tǒng)中一般采用電動(dòng)式風(fēng)門。 ? 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 風(fēng)門驅(qū)動(dòng)器通常以交流電源為動(dòng)力，接受控制器發(fā)出的 0～ 10 VDC或 4～ 20 mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)?0～ 100％的相應(yīng)開(kāi)度。風(fēng)門執(zhí)行器也可以是兩位式的，即對(duì)應(yīng)風(fēng)門全開(kāi)和全關(guān)狀態(tài)。使用時(shí)應(yīng)根據(jù)風(fēng)門的不同面積配置具有不同標(biāo)稱扭矩的風(fēng)門驅(qū)動(dòng)器，并可選配帶掉電自復(fù)位等功能。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 交流接觸器 ? 交流接觸器是啟停風(fēng)機(jī)、水泵及壓縮機(jī)等設(shè)備的執(zhí)行器，它可以通過(guò)控制器的 DO輸出通道帶動(dòng)繼電器，再由繼電器的觸頭帶動(dòng)交流接觸器線圈，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的啟?？刂?。為了使計(jì)算機(jī)了解接觸器是否真正吸合，一般要將接觸器的一個(gè)輔助觸頭接至控制器的輸入通道，從而使控制器能及時(shí)測(cè)出接觸器的實(shí)際工作狀況。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 變頻器及可控硅 ? 此類執(zhí)行器直接改變供電頻率以改變風(fēng)機(jī)、水泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速，或改變供電電壓以調(diào)整加熱器加熱量。為了能與常規(guī)儀表相連，這些變頻器和可控硅調(diào)壓產(chǎn)品一般都設(shè)計(jì)成電壓式或電流式的輸入信號(hào)，因此，要采用計(jì)算機(jī)控制器的模擬量輸出 AO與其相連。由于此類設(shè)備都是直接調(diào)整電網(wǎng)供電參數(shù)的，一般都會(huì)產(chǎn)生很大的電干擾，有時(shí)甚至?xí)箍刂朴?jì)算機(jī)不能正常工作。為此，一定要注意選擇干擾小的產(chǎn)品，并在計(jì)算機(jī)一側(cè)采取相應(yīng)的措施。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? DDC控制器 ? DDC控制器 (Direct Digital ? Controller，直接數(shù)字控制器） ? 采用模塊化結(jié)構(gòu)，通常是由微 ? 處理器 (CPU)、內(nèi)存模塊、輸 ? 入輸出通道、通信接口模塊、 ? 電源模塊等部件組合而成，典 ? 型的 DDC控制器結(jié)構(gòu) ? 如 圖 。 圖 DDC控制器結(jié)構(gòu)圖 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 1 CPU模塊 ? CPU模塊通過(guò)輸入模塊完成數(shù)據(jù)采集、濾波、非線性校正、各種補(bǔ)償運(yùn)算、時(shí)間累計(jì)運(yùn)算等，并將結(jié)果通過(guò)輸出模塊驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器來(lái)完成對(duì)被控量的調(diào)節(jié)。作為一種開(kāi)放性控制器，現(xiàn)階段新型產(chǎn)品大多已使用準(zhǔn) 32位或 32位微處理器，還配有浮點(diǎn)運(yùn)算協(xié)處理器，因此，其數(shù)據(jù)處理能力大大提高。它除具有先進(jìn)的 PID算法功能外，還可執(zhí)行復(fù)雜的控制算法，如自整定、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? DDC控制器的控制程序已經(jīng)固化在 ROM中，包括系統(tǒng)啟動(dòng)、自檢程序、輸入輸出驅(qū)動(dòng)程序、通信控制管理程序等，且掉電后不丟失，確保了工作的安全可靠。 RAM為程序運(yùn)行提供了存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和中間參數(shù)變量的空間。用戶在線操作時(shí)需修改的參數(shù)（如目標(biāo)設(shè)定值、手動(dòng)操作值、PID設(shè)定參數(shù)、報(bào)警界限等）也須存入 RAM中。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 2 ? DDC控制器的輸入／輸出信號(hào)根據(jù)物理性質(zhì)通常分為模擬輸入量 (Analogy Input，縮寫(xiě)為 AI) 、模擬輸出量(Analogy Output，縮寫(xiě)為 AO) 、數(shù)字輸入量 (Digital Input，縮寫(xiě)為 DI)和數(shù)字輸出量 (Digital Output，縮寫(xiě)為 DO)四類。 ? 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和使用中，需要掌握 DDC輸入和輸出的連接。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? (1) 模擬量輸入的物理量有溫度、濕度、壓力、流量等，這些物理量由相應(yīng)的傳感器感應(yīng)測(cè)得，往往經(jīng)過(guò)變送器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送入 DDC的模擬輸入口 (AI)。此電信號(hào)可以是電流信號(hào)（ 0～ 10 mA），也可以是電壓信號(hào)（ 0～ 5 V或 0～ 10 V）。一般一個(gè) DDC控制器可有多個(gè) AI輸入口。若變送器輸出為電流信號(hào)，通常由接在輸入端口的電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? (2) DDC計(jì)算機(jī)能夠直接判斷 DI通道上的電平高低 (相當(dāng)于開(kāi)／關(guān) )兩種狀態(tài)，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量（ 1或 0），進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行邏輯分析和計(jì)算。對(duì)于以開(kāi)關(guān)狀態(tài)為輸出的傳感器，如水流開(kāi)關(guān)、風(fēng)速開(kāi)關(guān)、壓差開(kāi)關(guān)等，可以直接接到 DDC的 DI通道上。除了測(cè)量開(kāi)關(guān)狀態(tài)外， DI通道還可以直接對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，如測(cè)量脈沖頻率及高電平或低電平的脈沖寬度，或?qū)γ}沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? (3) DDC的模擬量輸出 (AO)信號(hào)是 0～ 5 V、 0～ 10 V的電壓或 0～ 10 mA、 4～ 20 mA的電流。其輸出電壓或電流的大小由控制軟件決定。由于 DDC計(jì)算機(jī)內(nèi)部處理的信號(hào)都是數(shù)字信號(hào)，所以這種可連續(xù)變化的模擬量信號(hào)是通過(guò)內(nèi)部數(shù)字／模擬轉(zhuǎn)換器 (D／ A)產(chǎn)生的。 ? 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 通常，模擬量輸出 (AO)信號(hào)控制風(fēng)閥、水閥等執(zhí)行器動(dòng)作。風(fēng)閥、水閥有氣動(dòng)執(zhí)行器和電動(dòng)執(zhí)行器兩種類型。氣動(dòng)風(fēng)閥、水閥動(dòng)作可靠，故障率低，可以在較惡劣的環(huán)境下運(yùn)行。在有現(xiàn)成的壓縮空氣源的場(chǎng)合，應(yīng)該優(yōu)先選擇氣動(dòng)執(zhí)行器。由于閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)是氣動(dòng)的，因此一般都沒(méi)有閥位的電反饋信號(hào)，故這種控制器不能獲得真實(shí)的閥門位置信號(hào)，無(wú)法判別閥門的機(jī)械故障。在選擇電氣轉(zhuǎn)換器或閥門定位器時(shí)，一定要注意它所要求的輸入信號(hào)的形式、范圍。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 風(fēng)閥、水閥的電動(dòng)執(zhí)行器一般由一臺(tái)三相或單相電動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械減速系統(tǒng)與閥連接，由此控制電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止，使閥門開(kāi)大、關(guān)小或不動(dòng)。機(jī)械減速系統(tǒng)還與一可變電阻器相連，這樣閥門的不同位置將使可變電阻器輸出不同電阻值，成為反映閥位狀態(tài)的電反饋信號(hào)。為了防止閥門全開(kāi)或全關(guān)后電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，執(zhí)行器內(nèi)還在相應(yīng)位置設(shè)有限位開(kāi)關(guān)。當(dāng)閥門到達(dá)全開(kāi)或全關(guān)位置時(shí)，可以通過(guò)機(jī)械裝置直接切斷限位開(kāi)關(guān)，使電動(dòng)機(jī)停止。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 圖 (a)為常見(jiàn)的電動(dòng)執(zhí)行器的控制電路原理框圖。與要求的閥位輸出成正比的控制信號(hào)以 0～ 5 V、0～ 10 V電壓信號(hào)或 0～ 10 mA、 4～ 20 mA電流信號(hào)的形式送入比較器，與測(cè)出的實(shí)際閥位進(jìn)行比較。當(dāng)實(shí)際閥位小于設(shè)定值時(shí)，正轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，開(kāi)大閥門直到比較器輸出為 0時(shí)電動(dòng)機(jī)停止；反之，則電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)使閥門關(guān)小。計(jì)算機(jī)控制器必須將內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)通過(guò) D／ A轉(zhuǎn)換，成為模擬量輸出信號(hào) AO，送到比較器。為了使計(jì)算機(jī)了解閥門的實(shí)際位置，識(shí)別機(jī)械故障，一般將閥位的測(cè)量信號(hào)接到控制器的模擬量輸入通道 AI中。有些電動(dòng)閥門的控制器還允許將全開(kāi)和全關(guān)的限位開(kāi)關(guān)信號(hào)作為控制器 DI口的輸入信號(hào)接入計(jì)算機(jī)，以使計(jì)算機(jī)可以辨認(rèn)。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) 圖 電動(dòng)執(zhí)行器的控制原理圖 (a) 常規(guī)的電動(dòng)執(zhí)行器控制原理圖 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 計(jì)算機(jī)輸出的控制閥位模擬量信號(hào)就是為了在比較器中與實(shí)測(cè)的閥位信號(hào)進(jìn)行比較，以決定電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。將閥位信號(hào)接入計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)直接進(jìn)行比較和分析，決定閥門電動(dòng)機(jī)應(yīng)該正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)還是停止，通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出通道直接由繼電器驅(qū)動(dòng)閥門電動(dòng)機(jī)，這樣做可以直接用兩個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出通道 DO和一個(gè)模擬量輸入通道 AI帶動(dòng)一個(gè)電動(dòng)閥，省去計(jì)算機(jī)內(nèi) D／ A轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)和閥門控制器內(nèi)的比較器部分［ 圖 (b)］，此過(guò)程的簡(jiǎn)化可減少成本和提高可靠性。其缺點(diǎn)是計(jì)算機(jī)內(nèi)控制閥門的程序比較復(fù)雜，并且需具有很好的實(shí)時(shí)性。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) 圖 電動(dòng)執(zhí)行器的控制原理圖 (b) 直接用開(kāi)關(guān)量輸出控制電動(dòng)執(zhí)行器 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? (4) 數(shù)字量輸出 DO也稱開(kāi)關(guān)量輸出，它可由控制軟件將輸出通道變成高電平或低電平，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電路即可帶動(dòng)繼電器或其他開(kāi)關(guān)元件動(dòng)作，也可使指示燈處于顯示狀態(tài)。 ? 開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)可用來(lái)控制開(kāi)關(guān)、交流接觸器、變頻器以及晶閘管等執(zhí)行元件動(dòng)作。交流接觸器是啟停風(fēng)機(jī)、水泵及壓縮機(jī)等設(shè)備的執(zhí)行器?？刂茣r(shí)，可以通過(guò) DDC的DO輸出信號(hào)帶動(dòng)繼電器，再由繼電器的觸頭帶動(dòng)交流接觸器線圈，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的啟／停控制。為了使 DDC了解接觸器是否真正吸合，一般要將接觸器的一個(gè)輔助觸點(diǎn)接至 DDC的輸入通道，使 DDC能隨時(shí)測(cè)出接觸器的實(shí)際工作狀況。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? DDC作為 BA系統(tǒng)前端的直接控制設(shè)備，設(shè)置時(shí)應(yīng)考慮管理方式和安裝調(diào)試維護(hù)的便利和經(jīng)濟(jì)性，一般按機(jī)電系統(tǒng)的平面布置設(shè)置在冷凍站、熱交換站、空調(diào)機(jī)房、新風(fēng)機(jī)房等控制參數(shù)較為集中的地方，也可根據(jù)要求布置在弱電豎井中，箱體一般掛墻明裝。 每臺(tái) DDC的輸入輸出接口數(shù)量和種類應(yīng)與所控制的設(shè)備要求相適應(yīng)，并留有 10％～ 15％的余量。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? 上位機(jī)監(jiān)控軟件 ? 上位機(jī)監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)了用戶對(duì)樓宇控制系統(tǒng)的三大功能要求： ? (1) 監(jiān)視功能用戶可通過(guò)動(dòng)態(tài)圖形 (動(dòng)畫(huà)功能 )、趨勢(shì)圖等應(yīng)用程序?qū)λ刂圃O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、被控對(duì)象的控制效果進(jìn)行實(shí)時(shí)和歷史的監(jiān)視。 ? (2) 控制功能用戶可通過(guò)控制命令、控制程序和控制日程表等應(yīng)用程序控制樓宇自控設(shè)備的啟?；蛘{(diào)節(jié)。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? (3) 管理功能包括用戶賬戶管理、系統(tǒng)設(shè)備管理、程序下載管理等。用戶還能通過(guò)系統(tǒng)活動(dòng)記錄、報(bào)表等應(yīng)用程序了解樓宇控制系統(tǒng)自身的狀態(tài)。 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu) ? BAS系統(tǒng)中的中央操作站與 DDC及現(xiàn)場(chǎng)控制器之間采用截面積為 mm2的 RVVP聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護(hù)套銅芯電纜或 DJYP2V計(jì)算機(jī)專用通信電纜。 DDC與現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備如傳感器、閥門之間的控制電纜一般采用 mm2聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護(hù)套銅芯電纜，是否需要采用軟線及屏蔽線應(yīng)根據(jù)具體設(shè)備而定。 DDC與就地儀表、閥門的信號(hào)線的規(guī)格和芯數(shù)，亦隨具體控制系統(tǒng)設(shè)備與控制要求而定。后面電纜現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)方式以沿橋架或線槽明敷為主，出橋架后穿金屬管保護(hù)。 BAS各子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制 ? 冷凍水及冷卻水系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制 ? 制冷系統(tǒng)主要有壓縮式制冷系統(tǒng)、溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)和冰蓄冷系統(tǒng)，這里重點(diǎn)說(shuō)明壓縮式制冷系統(tǒng)的監(jiān)控原理。冷凍站一般由一臺(tái)或多臺(tái)壓縮式冷水機(jī)組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、分水器、集水器、補(bǔ)水裝置及其他輔助設(shè)備組成。 ? 冷水機(jī)組通常分為冷凍水和冷卻水兩個(gè)分系統(tǒng)，它們共同工作才能完成冷凍水的供應(yīng)。 ? BAS各子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制 ? 冷凍水系統(tǒng)把冷水機(jī)組所制冷凍水經(jīng)冷凍水泵送入分水器，由分水器向各空調(diào)分區(qū)的新風(fēng)機(jī)組、空調(diào)機(jī)組或風(fēng)機(jī)盤管供水后，返回到集水器經(jīng)冷水機(jī)組循環(huán)制冷。 ? 冷卻水系統(tǒng)中的冷卻水是指制冷機(jī)的冷凝器和壓縮機(jī)的冷卻用水。冷卻水由冷卻水泵送入冷水機(jī)組進(jìn)行熱交換，水溫提高后循環(huán)進(jìn)入冷卻塔進(jìn)行冷卻處理。 BAS各子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制 ? 1 ? (1) 冷水機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)組成 ? 冷凍系統(tǒng)的監(jiān)控原理如 圖 。 ? 其中，溫度傳感器、流量傳感器、壓差傳感器、液位傳感器等檢測(cè)元件將各部位檢測(cè)的相關(guān)值送到 DDC的模擬輸入點(diǎn) (AI)；水流開(kāi)關(guān)、水泵運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等信號(hào)被送到 DDC的數(shù)字輸入點(diǎn) (DI)，而 DDC的輸出信號(hào) (DO)被送到水泵的電氣控制箱控制水泵的啟停運(yùn)轉(zhuǎn)。 BAS各子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制 圖 冷凍系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)圖 BAS各子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制 ? 控制中心對(duì)冷水機(jī)組工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：冷卻塔冷卻風(fēng)扇的啟、停，冷卻塔進(jìn)水蝶閥的開(kāi)度，冷卻水進(jìn)、回水溫度，冷卻水泵的啟、停，冷水機(jī)組的啟、停，冷水機(jī)組的冷卻水以及冷水出水蝶閥的開(kāi)度，冷水循環(huán)泵的啟、停，冷水供、回水的溫度、壓力及流量，冷水旁通閥的開(kāi)度等。控制中心根據(jù)上述監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)和設(shè)定的冷水機(jī)組工作參數(shù)自動(dòng)控制設(shè)備的運(yùn)行。 BAS各子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制 ? 控制中心通過(guò)對(duì)冷水機(jī)組、冷卻水泵、冷卻水塔、冷水循環(huán)泵臺(tái)數(shù)的控制，可以有效地、大幅度地降低冷源設(shè)備的能量消耗。控制中心可根據(jù)冷水供、回水的溫度與流量，參考當(dāng)?shù)氐氖彝鉁囟扔?jì)算出空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷，并將計(jì)算結(jié)果與冷水機(jī)組的總供水量作比較，若總供水量減去空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)荷小于單臺(tái)冷水機(jī)組供冷量，則自動(dòng)維持一臺(tái)冷水機(jī)組運(yùn)行而停止其他幾臺(tái)冷水機(jī)組的工作。 BAS各子系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制 ? 2 ? (1) 設(shè)備啟停順序控制 ? 為保證整個(gè)制冷系統(tǒng)安全運(yùn)行，設(shè)備啟／停需按照一定的順序進(jìn)行。只有當(dāng)潤(rùn)滑油系統(tǒng)啟動(dòng)，冷卻水、冷凍水流動(dòng)后，壓縮機(jī)才能最后啟動(dòng)。該系統(tǒng)通過(guò)軟件程序?qū)崿F(xiàn)設(shè)備啟／停順序控制。 ? (2) 冷水機(jī)組開(kāi)啟臺(tái)數(shù)控制 ? 根據(jù)實(shí)際冷負(fù)荷調(diào)整冷水機(jī)組投入臺(tái)數(shù)與相應(yīng)的循環(huán)水泵投入臺(tái)數(shù)。 ? (3) 壓差旁通控制