自動控制目錄自控基礎知識2常用傳感器與執行器3控制器及調節方法4具體案例分析5自控起源1自控點位表6自控起源自動控制對于我們來說并不是一個陌生的概念，因為它已經延伸到社會生活的各個領域：如：在家中，為了可以舒適的生活，我們需要控制室內的溫濕度；在交通領域，我們需要控制火車、飛機等精確而又安全的從一個地方到另一個地方；在工業領域，我們需要在保證產品質量的前提下提高生產效率；自控起源

自動控制成為一門科學是從1945年發展起來的。開始多用于工業，后來進入軍事領域，目前已滲透到社會生活的各個方面。自動控制的發展經歷了四個時期：

胚胎萌芽期；經典控制理論時期；現代控制理論時期；大系統和智能控制時期；自控基礎知識自控基礎概念1自控系統的結構和功能2自控系統的設計原則3自控系統的設計內容4自控基礎概念--定義、發展自動控制的定義

自動控制（automaticcontrol）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。自動控制是相對人工控制概念而言的。自動控制的發展過程

第一代氣動控制系統PCS（pneumaticcontrolsystem）；第二代模擬式控制體系ACS（analogycontrolsystem）；第三代計算機控制體系CCS（computercontrolsystem）；第四代分布式數字控制系統DCS（distributedcontrolsystem）；第五代現場總線控制系統FCS(fieldbuscontrolsystem)。自控基礎概念--作用、意義

全面掌握系統信息測量建筑內空氣溫度，空氣濕度，水流量，空調送風風速等參數。

動態能耗計量分析實現建筑水，電，熱量，燃氣等能耗的自動統計計量。

控制調節和節能分析當氣象條件等因素發生變化時，對系統設備的運行狀態進行調節，實現節能優化。

改善設備管理監測系統設備的運行狀況，及時進行故障診斷和事故報警。

自動控制技術的意義A:極大地提高了勞動生產率，減輕了人的勞動強度；B:使工作具有高度的準確性；C:某些人不能直接參與工作的場合利用自動控制技術來完成。自控基礎概念--I/O1、輸入/輸出(Input/Output)

I/O是控制器與外界電氣回路的接口。輸入模塊將電信號轉換成數字信號進入控制器，輸入暫存器反映輸入信號狀態；輸出模塊將數字信號轉換成電信號以控制外部設備，輸出鎖存器反映輸出信號狀態。DI:數字量輸入（digitalinput），輸入信號為開和關（1和0）兩種。DO:數字量輸出（digitaloutput），輸出信號為開和關（1和0）兩種。AI:模擬量輸入（analoginput），信號為連續變化量，有電流型，電壓型兩種。AO:模擬量輸出（analoginput），信號為連續變化量，有電流型，電壓型兩種。

序號名稱信號狀態信號類型典型應用1DI0,1220VAC,24VAC,24VDC,10VDC等風機、水泵運行狀態，過濾器壓差，風機故障報警2DO0,1220VAC,24VAC,24VDC,10VDC等風機、水泵啟停通斷閥門控制3AI滿程量的0-100%0-20mA,4-20mA,0-10V,0-5V等溫濕度、水道壓力、流量、風道微壓力傳感器4AO滿程量的0-100%0-20mA,4-20mA,0-10V,0-5V，2-10V等電動調節閥控制、變頻器頻率控制自控基礎概念--前饋、反饋名稱控制方向結構優點缺點前饋輸入信號控制輸出信號開環結構反應迅速控制精度低、抗干擾能力差反饋輸入信號、輸出信號的偏差控制系統閉環結構系統抗干擾能力強、控制精度高花費相對高些2、前饋、反饋控制系統

前饋、反饋控制是控制系統的兩種結構形式。名稱控制方向結構優點缺點前饋輸入信號控制輸出信號開環結構反應迅速控制精度低、抗干擾能力差反饋輸入信號、輸出信號的偏差控制系統閉環結構系統抗干擾能力強、控制精度高花費相對高些自控系統的系統結構（一）控制系統結構圖自控系統的系統結構（二）管理層系統集成層現場控制層末端層由中央圖形操作站，系統服務器和客戶端等組成。基于TCP/IP和BACnet，主要由全局控制器、集成器以及路由器組成。BACnet現場控制器、網絡顯示器以及Modbus通訊設備主要由傳感器和執行器組成

自控系統的系統管理功能時間控制程序

警報程序

報表打印程序

區域管理程序

歷史數據記錄

提供日、周、月、年、節假日及事件等時程啟停管理提供快速群組性設備名單的設立及管理

提供實時警報訊息、警報訊息記錄

提供對特殊監控點圖形及文字趨勢記錄豐富的報表內容，提供檢視及虛擬系統操作效率

自控系統的設計原則1、使系統設備能夠可靠、高效運行，減輕人員勞動強度；2、確保建筑物內環境舒適3、提供系統優化運行和能耗控制方案，進行節能管理；4、及時提供設備運行的有關信息，并進行統計與分析，作為設備管理決策的依據，方便運行維護管理。自控系統的設計內容1、監控點表的編制；2、中央管理站選型及布局；3、控制器的型號、數量、安裝部位；4、傳感器、執行器的型號、數量、安裝部位；5、網絡設備的型號、數量、安裝部位；6、組態軟件選型與配置；常用傳感器溫度傳感器1濕度傳感器2壓差傳感器3流量計、液位計4溫度傳感器溫度傳感器的種類：根據原理的不同可分為雙金屬溫度計、熱電阻、熱敏電阻、熱電偶、紅外溫度計、半導體二極管、集成電路。以熱敏電阻為例：種類基本原理測溫范圍主要特點熱敏電阻熱阻變換，半導體電阻值隨溫度變化-50～+450精度高、反應靈敏、體積小、熱慣性小、耐腐蝕、結構簡單、壽命長、線性度和互換性差注：選用原則

1、溫度傳感器的量程即測溫范圍應為測點溫度范圍的1.2～1.5倍。2、根據使用目的和工藝誤差要求確定儀表種類和精度等級。3、風道內空氣含有易燃易爆物質時，應采用本安型溫度傳感器。4、儀表選型應力求操作方便、運行可靠、經濟、合理，并在同一工程盡量減少儀表的品種和規格。溫度傳感器常用溫度傳感器結構注意事項：

1、水管式溫度傳感器的溫度感測組件應裝設于不銹鋼感測棒中，并附有spring-loaded裝置以便傳感器能直接鎖入溫度套管底部。

2、風管式溫度傳感器的溫度感測組件應裝設于不銹鋼感測棒中，傳感器應能直接安裝于風管上。

3、室內型溫度傳感器應有商業型外蓋。

4、室外型溫度傳感器的溫度感測組件應裝于不銹鋼感測棒中，并附有抗天候型外盒，適合屋外安裝。濕度傳感器濕度傳感器的種類：根據原理的不同可分為干濕球濕度計、電容式、氯化鋰電阻式、氯化鋰露點式等。以干濕球濕度計為例：種類基本原理測溫范圍主要特點干濕球濕度計兩只溫度計，一只為干球測空氣溫度，一只保持濕潤測濕球溫度，干濕球溫差反映相對濕度。環境溫度0~40℃相對濕度20%~100%測量精度±2%~5%RH可遠傳、自動記錄和控制；需要有維持濕球溫度的措施注意事項：

1、風管式濕度傳感器附感測棒，并可直接安裝于風管上。

2、外氣型濕度傳感器應附防水盒。

3、濕度傳感器應安裝在空氣流通、能反映被測房間或風管內空氣狀態的位置，安裝位置附近不應有熱源或水滴。

壓差傳感器常用的壓差傳感器：類別基本原理精度特點及應用名稱分類彈性式彈簧管式、膜片式、波紋管式、板簧式等彈性元件在壓力作用下產生彈性變形0.1%~2.5%結構簡單、使用方便、價廉、測量范圍寬、用來測量壓力及真空度，可就地指示、遠傳、控制、記錄或報警電氣式電位器式、應變片式、電感式、壓阻式、壓電式、電容式等將壓力轉換成電阻、電容、電感等電量0.2%~2.5%反應快、測量范圍廣、便于遠傳，其中電位式由于存在摩擦，儀表可靠性差；應變片式具有較好動態特征，適用于快速變化的壓力測量注意事項:

壓差傳感器應配置隔離閥，供維修用。流量計與液位計1、流量計流量分為瞬時流量和總流量，可以是體積流量，可以是質量流量。其中，測量流體瞬時流量的儀表叫流量計。流量計按照原理的不同可分為壓差式、轉子式、動壓式、速度式、超聲波流量計、電磁流量計等。注意事項：被測介質應充滿全部管道界面連續地流動，管道內流動狀態是穩定的且流量傳感器安裝位置前后應有保證產品所要求的直管段長度。2、液位計常用液位計包括靜壓式、浮力式、電氣式、超聲波式、光電式。其中，超聲波式和光電式可以非接觸測量、準確性高、慣性小

常用執行器電磁閥與變頻器1電動調節風閥3電動調節閥2電動調節閥2電動調節風閥3電動調節閥2電動調節風閥3電動調節閥2電磁閥與變頻器電磁閥：是用電磁鐵推動閥門的開啟與關閉動作的電執行器，主要優點是體積小、動作可靠、維修方便、價格便宜，通常用于口徑在40mm以下的兩位控制中，尤其多用于接通、切斷或轉換氣路、液路等。電磁閥的型號可根據工藝要求選擇，其通徑可與工藝管徑相同。需要注意根據工藝要求選擇常開或常閉型。變頻器：變頻器不僅可以保證電動機的軟啟、軟停，而且運行過程可無級調速。從控制性、操作性、維護性、安裝的容易性和效率高低等方面綜合情況來看，目前風機與水泵采用變頻調速方法已成為首選的調節方法。電動調節閥電動調節閥的構成：由電動執行機構和調節閥兩大部分組成。調節閥因結構、安裝方式和閥芯形式不同分為多種，常見的調節閥為兩通閥和三通閥。電磁閥與電動比例調節閥的比較：名稱開關形式工作性質適合工藝電磁閥線圈驅動，只能開和關流通系數小，工作壓力差小，水質要求比較高適合特殊的工藝要求電動比例調節閥電機驅動，可以做調節耐電壓沖擊，水質要求相對較低一般用于比例調節，也可以是開關量的電動調節閥及執行器V7S蒸汽閥及執行器V7座閥及執行器V6蝶閥及執行器V8球閥及執行器A7系列閥門執行器V7H蒸汽閥及執行器電動調節風閥電動調節風閥是空調系統中必不可少的設備，可以手動操作，也可以自動調節。電動調節風閥也是由電動執行器和風閥組成的。風閥按照其結構特點的不同可以分為單葉和多葉；其中單葉又分為蝶式和菱形，多葉分為平行、對開、菱形和復式。平行式電動調節風閥對開式葉片電動調節風閥平行式葉片風閥：利用葉片轉角大小來調節風量，各葉片動作方向相同；對開式葉片風閥：利用葉片轉角大小來調節風量，相鄰兩葉片動作方向相反；電動調節風閥調節閥的流量特性：反映了調節閥的相對流量與相對行程之間的關系，即Q/Qmax=f(l/lmax);壓力損失比S值，也稱閥權度：S=ΔPmin/ΔPo;平行式多葉調節閥的工作流量特性對開式多葉調節閥的工作流量特性對于平行式葉片風門，風閥全開時S=0.3~0.5;而對于對開式調節風門，全開時S=0.1.從減少噪音和能量損失的觀點看：對開式葉片風閥較平行式葉片風閥好。電動調節風閥執行器◆

電源供電，AC24V

或DC24V◆

0-10V

或4-20mA控制信號可選◆位置反饋0-10V信號◆方向可調（逆/順時針）◆負載和空載都保持恒定運行時間◆整個操作過程恒定扭距◆同步好，低噪音◆有限空間的直接安裝◆萬能轉接頭，支持多種風閥軸連接◆可選擇旋轉角度◆可通過按鈕手動控制電動調節風閥執行器控制器

（現場控制設備）直接數控制器

directdigitalcontroller

（DDC）控制器與調節方法可編程控制器programmablelogiccontroller

（PLC）控制器與調節方法PLC與DDC特點比較：名稱應用領域結構差別協議差別軟件特性專業性擴展性安全性模塊化調試繁簡度PLC工業控制領域裝置專有的現場總線標準通用組態軟件強方便擴展高模塊化系列有限麻煩DDC專業樓宇系統分散式控制系統支持多種協議標準專用軟件弱很難擴展低模塊化系列冗余簡單自控系統的結構形式根據結構形式的特點，自控系統可分為集中控制系統、集散控制系統、現場總線控制系統。控制系統的結構特點控制規律定義：是指在控制系統中，由于控制調節算法的不同，輸出信號隨輸入信號變化的規律。常見的控制調節算法包括：雙位調節、分程調節、比例調節、比例積分調節、PID調節、串級調節、以及自適應控制、模糊控制等現代控制理論方法。舉例：PID調節按偏差的比例（proportional）、積分（integral）和微分（derivative）進行控制的調節器（簡稱PID調節器）是連續系統中技術成熟、應用最為廣泛的一種調節器。它結構簡單，參數易于調整。

PID控制PID控制的特點：

P--比例控制系統的響應快速性，快速作用于輸出（快）

I--積分控制系統的準確性，消除過去的累積誤差（準）

D--微分控制系統的穩定性，具有超前控制的作用（穩）具體案例分析--全回風空調箱自動控制原理圖全回風空調箱自動控制原理圖全回風空調箱自動控制說明控制說明：1.本控制為恒溫控制系統，為達恒溫控制需要的控制管理功能，承商需采用可獨立操作分布式微處理器，含LCD液晶數字設定顯示器,并有內置冬夏切換功能;2.LCD系統如下：風管型（房間型）溫度傳感器TS感測回風溫度，可經由恒溫控制依據LCD設定之溫度，控制比例式電動二通控制閥組M,以冰水量的變化來調節所需的出風溫度;3.為達節約能源的目的，本空調系統停止運行時，比例式電動控制閥組需具有由處理器自動關斷功能。具體案例分析--全新風空調箱自動控制原理圖全新風空調箱自動控制原理圖全新風空調箱自動控制說明控制說明：1.本控制為新風控制系統，為達恒溫控制需要的控制管理功能，承商需采用可獨立操作分布式微處理器，含LCD液晶數字設定顯示器,并有內置冬夏切換功能;2.LCD系統如下：風管型（房間型）溫度傳感器TS感測送風溫度，可經由恒溫控制依據LCD設定的溫度，控制比例式電動二通控制閥組MV,以冰水量的變化來調節所需的出風溫度;3.新風管上電動閥(ON/OFF型，常閉)與空調箱風機聯鎖;4.為達節約能源的目的，本空調系統停止運行時，比例式電動控制閥組需具有由處理器自動關斷職功能。具體案例分析—組合式空調箱自動控制原理圖組合式空調箱自動控制原理圖組合式空調箱自動控制說明（一）控制說明：1.所有控制回路系單獨經由分布式微處理器DDC具有LCD液晶設定顯示器控制，且亦可與中央計算機連線操作，并具有PID焓值，風速，含浮動控制，脈寬調整，定時器，標準邏輯等等控制功能。2.LCD液晶設定顯示器可依據現場需求程序化各按鍵之功能，并顯示英文，數字之功能，亦可達控制輸出（含內比控制）的調整設定，即具有密碼管制功能，如啟停管制，PID參數調整控制，可以根據現場使用要求做不同規劃。與中央監控系統聯機時，顯示器具有系統子母鐘功能，可同步顯示時間。3.室內型溫度RT/濕度RH傳感器感測室內溫度/濕度，經分布式微處理器DDC進行紀錄監視。4.室內型溫度和濕度傳感器RT/RH感測室內溫/濕度，經分布式微處理器DDC控制比例式電動二通閥組M2V-1之開度作降溫除濕功能或控制電熱加濕器之SCR作加濕功能。另分布式微處理器DDC亦透過房間型溫度RT傳感器控制二通閥組M2V-2之開度作加熱功能以補室內顯熱不足。組合式空調箱自動控制說明（二）5.風壓開關APS感測風機狀態，若動作異常時，液晶設定顯示器LCD顯示警告訊息且停止系統運行，直到故障排除按下RESET鍵復歸后，方可重新啟動系統。6.風壓開關DPS感測過濾網過濾效率，若過濾網臟時，液晶設定顯示器警告訊息，以通知管理人員清洗維護。7.電子比例式電動二通控制閥組M2V具有閥位指示輸出訊號，可經由分布式微處理器監視，以確定電動閥組動作是否正常。8.電子比例式電動二通控制閥組M2V具有自動電器復歸功能，當空調風車停止運轉時，復歸至常閉位置以達節能之目的。9.電熱加濕器需安裝電極棒式液位保護開關串聯至DDC控制SCR。10.偵煙傳感器SD與空調風機連鎖，若感測送風煙霧濃度過高時，切斷空調風機的運行。11.室內安裝大型LED顯示器，通過微處理器輸出在其上顯示室內溫濕度，同時室內安裝PL報警指示燈，當溫濕度偏差過大則做出報警指示。具體案例分析—一般空調自動控制原理圖一般空調自動控制原理圖一般空調自動控制說明控制說明：1.本控制為恒溫控制系統，為達恒溫控制需要的控制管理功能，承商需采用可獨立操作分布式微處理器，含LCD液晶數字設定顯示器,并有內置冬夏切換功能；2.LCD系統如下：a.風