控制系統(tǒng)基礎(chǔ)知識

控制系統(tǒng)基礎(chǔ)知識第一頁，共50頁。

DDC控制概念控制信號控制回路控制算法控制邏輯4/16/20232第二頁，共50頁。DDC控制概念

直接數(shù)字控制

DirectDigitalControl-DDC

取代傳統(tǒng)氣動控制及電動機(jī)械式控制系統(tǒng)

能夠提供舒適及能源管理

能夠提供系統(tǒng)信號/分析功能

在中央電腦中可監(jiān)視及操控各種裝置設(shè)備基本概念A(yù)IAODIDO4/16/20233第三頁，共50頁。DDC控制概念基本概念4/16/20234第四頁，共50頁。

控制信號信號類型數(shù)字信號

-DI,DO,BI,BO

（Digital/Discrete/BinarySignal

）

-此類信號通常是以0或1代表其觸點(diǎn)狀態(tài)開

Open關(guān)Close輸入信號InputSignal(switchcontact)輸出信號

OutputSignal(0or24Vdc)R0or24Vdccom4/16/20235第五頁，共50頁。

控制信號模擬信號

-AI,AO

（AnalogSignal）

-可在某一范圍內(nèi)不斷變化,也可隨著時(shí)間而改變KPa1000420mAVdc102輸入信號（壓力）4100%020mAVdc102輸出信

（水閥）信號類型4/16/20236第六頁，共50頁。

控制信號模擬信號AnalogSignal壓力

Pressure溫度

Temperature濕度

Humidity電壓

Voltage電流

Current時(shí)間

Time信號類型數(shù)字信號DigitalSignal電源開關(guān)PowerOn/Off高/低限度High/LowLimit開關(guān)接點(diǎn)SwitchContact數(shù)字輸入DI模擬輸入AI數(shù)字輸出DO模擬輸出AO4/16/20237第七頁，共50頁。

控制回路控制回路：開環(huán)控制

輸出信號不會與設(shè)定值作比較

只能應(yīng)用于已知輸入與輸出關(guān)系

控制系統(tǒng)是以時(shí)間為基礎(chǔ),如:燈光系統(tǒng)Controller控制器Process計(jì)算處理Output輸出Input輸入4/16/20238第八頁，共50頁。

控制回路控制回路：閉環(huán)控制

設(shè)定值與反饋(輸入)信號比較，差值送往控制器

控制器計(jì)算后，發(fā)出新的輸出控制信號，從而使反饋值達(dá)到設(shè)定值輸入信號Eg.25oC輸出信號設(shè)定值SetpointSP=23oC4/16/20239第九頁，共50頁。

控制算法控制類型：雙位控制

二位控制（開/關(guān)）

只有兩個(gè)固定位置“開”及“關(guān)”室溫設(shè)定值開關(guān)4/16/202310第十頁，共50頁。

控制算法控制類型：比例控制

線形模擬控制

Yn=Y初始

+Kp*ΔTn

偏差ΔTn=(T實(shí)際

–T設(shè)定

)

存在偏差是比例調(diào)節(jié)的前提比例系數(shù)不合適會引起系統(tǒng)振蕩4/16/202311第十一頁，共50頁。

控制算法控制類型：比例+積分控制

線形模擬控制

Yn=Y初始

+Kp*ΔTn+Ki*(ΔTn+ΔTn-1)

積分因素考慮了時(shí)間積累，不斷消除偏差

系統(tǒng)反映相對較慢4/16/202312第十二頁，共50頁。

控制算法控制類型：比例+積分+微分控制

線形模擬控制

Yn=Y初始

+Kp*ΔTn+Ki*(ΔTn+ΔTn-1)+Kd*(ΔTn–ΔTn-1)

微分因素考慮了被控參數(shù)的變化速度，加快反應(yīng)速度4/16/202313第十三頁，共50頁。

控制邏輯控制邏輯

算法是一種特定的程序，以用于某種控制要求

控制邏輯是由各種算法組合在一起

，并不斷地在高速循環(huán)運(yùn)行

4/16/202314第十四頁，共50頁。

控制邏輯1.讀取室內(nèi)溫度

2.與設(shè)定值作比較

3.如室內(nèi)溫度偏離設(shè)定值，進(jìn)行

PID運(yùn)算4.運(yùn)算結(jié)果輸出信號控制閥門

5.重復(fù)步驟14OutputAction12SetPoint3SPT>SP5Delay控制邏輯4/16/202315第十五頁，共50頁。

控制邏輯案例討論1.下圖有多少個(gè)控制點(diǎn)？2.它們是什么控制類型？第十六頁，共50頁。

控制邏輯回風(fēng)機(jī)控制回風(fēng)機(jī)控制？DI-drycontract回風(fēng)機(jī)啟停？DO-24Vdc回風(fēng)機(jī)進(jìn)氣控制閥門？AI/AO–4~20mA/0~10Vdc

排風(fēng)閥排氣閥控制？AO/Linkage冷凍盤管冷凍盤管控制?AO-2~10Vdc加熱盤管加熱盤管控制?AO–2~10Vdc混合風(fēng)閥混合風(fēng)閥控制?AO/Linkage送風(fēng)機(jī)控制送風(fēng)機(jī)狀態(tài)？DI-drycontract送風(fēng)機(jī)啟停？DO-24Vdc送風(fēng)機(jī)進(jìn)氣控制閥門？AI/AO–4~20mA/0~10Vdc回風(fēng)溫度AI10Kohm新風(fēng)閥新風(fēng)閥控制?AO–2~10Vdc出風(fēng)溫度AI10Kohm4/16/202317第十七頁，共50頁。

控制邏輯

Input

Output

DI

AI

DO AO送風(fēng)機(jī)狀態(tài)

1送風(fēng)機(jī)啟停

1送風(fēng)機(jī)控制

1出風(fēng)溫度

1回風(fēng)機(jī)狀態(tài)

1回風(fēng)機(jī)啟停

1回風(fēng)機(jī)控制

1回風(fēng)溫度

1冷水盤管控制

1熱水盤管控制

1排氣風(fēng)閥控制 1 新風(fēng)風(fēng)閥控制

1回風(fēng)風(fēng)閥控制

1

4

9控制點(diǎn)表4/16/202318第十八頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)介紹BuildingAutomationSystem自動控制基本原理樓宇自動控制系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成基本設(shè)計(jì)依據(jù)-監(jiān)控點(diǎn)的概念主要監(jiān)控對象和監(jiān)控內(nèi)容19第十九頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理樓宇自控系統(tǒng)介紹

1.自動控制基本理論

自動控制回路包括三個(gè)部分：第一部分，傳感器S：數(shù)據(jù)測量(Sensor),分為模擬數(shù)據(jù),開關(guān)數(shù)據(jù)第二部分，控制器C:根據(jù)其他信息進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理(Controller)第三部分，執(zhí)行器A:發(fā)出控制動作(Actuator)這三個(gè)基本功能行為組成了我們所知的自動控制回路。CSA20第二十頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的組成傳感器控制器執(zhí)行器操作及應(yīng)用軟件系統(tǒng)集成樓宇自控系統(tǒng)介紹

2.樓宇自控系統(tǒng)組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)路由器，網(wǎng)關(guān)現(xiàn)場控制器21第二十一頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)介紹

傳感器系列室內(nèi),室外,風(fēng)道,水管溫度傳感器室內(nèi),室外,風(fēng)道濕度傳感器靜壓,壓力,壓差傳感器流量傳感器照度傳感器

CO,CO2等氣體傳感器電壓,電流,功率因數(shù)傳感器溫控器風(fēng)流,水流開關(guān)壓差,低溫限位傳感器……22第二十二頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)介紹

執(zhí)行器系列

風(fēng)閥執(zhí)行器電動調(diào)節(jié)式水閥電動蝶閥電磁閥變頻器

…..23第二十三頁，共50頁。管理級,控制級控制器及網(wǎng)絡(luò)

–現(xiàn)場控制,集中管理ME812uMMXSEZNMEXAARRCEQ-PRTLSPBACnet/ARC156,orBACnetMS/TPBACnetTCP/IP,EthernetME-LGRMXME812u-LGRMEXBACviewWeb瀏覽器WebCTRL服務(wù)器PDAInternet遠(yuǎn)程Web瀏覽器手機(jī)LGRZNZNThird-partyIntegrationRS232/485Third-partyIntegrationRS232/485Third-partyIntegrationModbusRS232/485OPCXML/SOAPIntegration156Kbps10/100Mbps156KbpsThird-partyIntegrationTCP/IP10/100MbpsARCnet156KbpsMS/TP76.8KbpsThird-partyIntegrationRS232/48524第二十四頁，共50頁。操作軟件及應(yīng)用軟件

樓宇自控系統(tǒng)的大腦25第二十五頁，共50頁。系統(tǒng)集成

BAS,BMS,IBMSBASBuildingAutomationSysem機(jī)電設(shè)備的綜合管理包括對暖通、給排水、電氣、照明、電梯等機(jī)電設(shè)備的管理BMSBuildingManagementsystem機(jī)電及弱電系統(tǒng)的綜合管理在BAS管理平臺上集成聯(lián)鎖管理包括消防報(bào)警系統(tǒng)、綜合安防、公共廣播、程控交換機(jī)，停車場管理等系統(tǒng)IBMSIntegratedBuildingManagementsystem與辦公自動化網(wǎng)絡(luò)企業(yè)ERP管理系統(tǒng)集成的綜合管理系統(tǒng)26第二十六頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理樓宇自控系統(tǒng)中描述監(jiān)控內(nèi)容的基礎(chǔ)是監(jiān)控點(diǎn)，簡稱“點(diǎn)”。項(xiàng)目設(shè)計(jì)中統(tǒng)計(jì)監(jiān)控點(diǎn)的表格，簡稱“點(diǎn)表”。樓宇自控系統(tǒng)中監(jiān)控點(diǎn)按照分為四類：模擬輸入AIAnalogInput0-10V4-20mA開關(guān)輸入DIDigitalInput無源干觸點(diǎn)模擬輸出AOAnalogOutput0-10V4-20mA開關(guān)輸出DODigitalOutput無源干觸點(diǎn)★UI：UniversalInput通用輸入（AI或DI）★UO：UniversalOutput通用輸出（AO或DO）樓宇自控系統(tǒng)介紹

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-監(jiān)控點(diǎn)的概念27第二十七頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理樓宇自控系統(tǒng)介紹

常見的點(diǎn)表28第二十八頁，共50頁。冷熱源送排風(fēng)照明變配電電梯給排水空調(diào)系統(tǒng)樓宇自控系統(tǒng)介紹

4.主要監(jiān)控對象29第二十九頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理樓宇自控系統(tǒng)介紹

監(jiān)控內(nèi)容中央空調(diào)系統(tǒng)（HVAC）冷源系統(tǒng)（CHILLER）熱源系統(tǒng)（HEATING）冷熱源系統(tǒng)（CHILLER&HEATING）空調(diào)機(jī)組（AHU）新風(fēng)機(jī)組（FAU，OAU）送排風(fēng)機(jī)（SEF）風(fēng)機(jī)盤管（FCU）變風(fēng)量末端（VAV-BOX）增長點(diǎn)30第三十頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理樓宇自控系統(tǒng)介紹

監(jiān)控內(nèi)容給排水系統(tǒng)（PUMP&SUMP）照明系統(tǒng)（LIGHTING）變配電系統(tǒng)（ELE）電梯（ELEVATOR）其他（OTHER）生活水泵排水泵水箱、水池高壓側(cè)低壓側(cè)變壓器31第三十一頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［冷源系統(tǒng)］冷凍水段冷卻水段開關(guān)控制、運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、手／自動狀態(tài)開關(guān)控制、運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警開關(guān)控制、運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、手／自動狀態(tài)開關(guān)控制、運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、手／自動狀態(tài)供回水溫度水流開關(guān)蝶閥開關(guān)控制供回水溫度冷卻塔蝶閥控制供回水壓差旁通閥控制空調(diào)末端32第三十二頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［冷源系統(tǒng)］空調(diào)冷源系統(tǒng)監(jiān)控概述1．配電柜監(jiān)控

2．設(shè)備連鎖控制3．機(jī)組次序控制4．系統(tǒng)優(yōu)化控制

5．冷卻水塔風(fēng)機(jī)自動控制

6．維修指示

7．報(bào)警及數(shù)據(jù)記錄

其他監(jiān)控點(diǎn)：閥位狀態(tài)反饋水管流量等等33第三十三頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［熱源系統(tǒng)］旁通閥控制供回水壓差供回水溫度開關(guān)控制、運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、手／自動狀態(tài)水流開關(guān)蝶閥開關(guān)控制一次側(cè)一次側(cè)二次側(cè)二次側(cè)34第三十四頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［空調(diào)機(jī)組AHU］回風(fēng)段新風(fēng)段機(jī)組段送風(fēng)段開關(guān)控制、運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、手／自動狀態(tài)，變頻控制熱水閥調(diào)節(jié)回風(fēng)溫濕度回風(fēng)閥調(diào)節(jié)新風(fēng)閥調(diào)節(jié)過濾網(wǎng)報(bào)警冷水閥調(diào)節(jié)加濕器控制送風(fēng)溫度送風(fēng)壓力高效過濾35第三十五頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［空調(diào)機(jī)組AHU］空調(diào)機(jī)組監(jiān)控概述1．配電柜監(jiān)控

2．自動溫度調(diào)節(jié)

3．自動濕度調(diào)節(jié)

4．自動變頻調(diào)節(jié)5．焓值控制6．設(shè)備連鎖控制7．維修指示8．報(bào)警及數(shù)據(jù)記錄

其他監(jiān)控點(diǎn)：閥位狀態(tài)反饋防凍開關(guān)狀態(tài)火災(zāi)報(bào)警信號等等36第三十六頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［新風(fēng)機(jī)組FAU］新風(fēng)段機(jī)組段送風(fēng)段開關(guān)控制、運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、手／自動狀態(tài)送風(fēng)溫濕度加濕器控制過濾網(wǎng)壓差報(bào)警新風(fēng)閥控制冷熱水閥調(diào)節(jié)37第三十七頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［給排水］高低液位報(bào)警開關(guān)控制、運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、手／自動狀態(tài)高低液位報(bào)警生活水：38第三十八頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［給排水］高液位報(bào)警開關(guān)控制、運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、手／自動狀態(tài)排污水：低液位報(bào)警39第三十九頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［給排水］給排水監(jiān)控概述1．配電柜監(jiān)控

2．集水井水位自動調(diào)節(jié)3．生活水箱水位自動調(diào)節(jié)4．機(jī)組次序控制

5．維修指示6．報(bào)警及數(shù)據(jù)記錄

40第四十頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［照明］照明開關(guān)狀態(tài)，手動／自動，開關(guān)控制包括泛光照明，公共照明，場外照明車庫照明，航空燈照明等41第四十一頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［變配電］高壓進(jìn)線開關(guān)狀態(tài)，保護(hù)跳脫高壓：42第四十二頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［變配電］變配電監(jiān)控概述1．狀態(tài)監(jiān)控

收集并顯示變配電系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，包括如下：開關(guān)狀態(tài)保護(hù)跳脫電壓電流功率因數(shù)頻率2．維修指示3．報(bào)警及數(shù)據(jù)記錄

43第四十三頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［電梯］電梯運(yùn)行狀態(tài)，故障報(bào)警包括客梯，貨梯，消防梯，自動扶梯等44第四十四頁，共50頁。樓宇自控系統(tǒng)的控制原理［其他系統(tǒng)］其他系統(tǒng)包括氣體系統(tǒng)水處理系統(tǒng)凈水系統(tǒng)游泳池水處理系統(tǒng)熱水爐系統(tǒng)水源熱泵系統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通訊接口將實(shí)現(xiàn)參數(shù)監(jiān)測功能。45第四十五頁，共50頁。系統(tǒng)集成目前常見的集成系統(tǒng)物業(yè)管理