自動控制原理課題作業題目：暖通空調自動控制系統的現狀、發展及應用班級：姓名：學號日期暖通空調自動控制系統的現狀、發展及應用摘要：暖通空調系統的自動控制，對于保證空調系統本身的合理運行、減少人力、實現安全操作起到了非常關鍵的作用；它也對暖通空調系統和技術的發展起到了極大的推動作用。本文分析了目前暖通空調自動控制系統的現狀和對策，探討了暖通空調自動控制系統的發展趨勢和應用及價值。關鍵詞：暖通空調自動控制現狀發展趨勢應用價值在目前我國許多民用建筑的暖通空調系統中，自動控制系統的應用也的確起到了保證暖通空調系統的正常安全運行、提升管理水平、節省能源費用、降低人力成本等作用；在工業建筑中，對工藝要求的保證更是起到了不可替代的作用。但是，通過對大量實際情況的調研和總結，發現有相當一部分實際工程項目的空調自控系統沒能充分發揮其功能，一些甚至成了擺設，不但浪費了投資，也使得暖通空調系統的運行管理水平和能源效率低下，甚至一些項目因使用要求不滿足而出現較大的爭議。一、目前暖通空調自動控制系統的現狀分析與對策1、當前存在的問題與原因分析（1）暖通空調設計人員對本專業的設計缺乏全面認識目前相當一部分工程的暖通空調設計僅僅是基于冬、夏各自的設計工況點來進行的。這種設計方法實際上只是確保了暖通空調系統對建筑室內環境質量的保障能力而沒有注重到全年的運行調節問題。據筆者了解，一些暖通空調設計人員不能清晰地說明其所設計的暖通空至少超過６０％的項目）并沒有形成一個運行數據監測、采集與分析的完整管理流程，系統中保存的大量基礎運行數據沒有充分發揮對工程的指導作用，更沒有發揮其對行業的參考作用。因此，系統運行流程與高水平管理人員的嚴重缺失阻礙了暖通空調自控系統的應用。2、對策與建議（1）暖通空調設計人員應不斷提升自身的技術水平應該明確認識到的一點是，自控系統的優劣將直接影響暖通空調系統的運行。與其在工程中出現問題時去解決（或去爭議責任的分擔），不如在設計時盡可能完善，將可能出現問題的風險盡可能降低。這包括以下兩方面內容。首先是本專業的技術水平。需要認識到暖通空調效果與運行條件密不可分，建筑的使用狀態、室外氣候等等，都是在設計中應充分關注的。因此，筆者建議在國內有能力的設計單位中，通過努力提倡“以全年為基礎的設計”，逐漸改變目前僅僅以冬、夏兩個設計點為基準的設計做法。當然，這一改變會增大暖通空調設計人員的設計工作量，因此，需要采取相關的配套措施。其次，暖通空調設計人員應學習和掌握相關的自控系統知識。做到能夠用自身的知識與自控系統設計人員進行良好的溝通。為此，我們應該認識到：僅僅在學校所學的暖通空調自控知識是遠遠不夠的，暖通空調設計人員還應結合工程實際學習和研究自控系統。（2）調整設計分工，加強專業溝通，完善自控設計把自控系統完全交給系統承包商（或集成商），看似符合專業化分工的原則，而實際大量工程的情況表明，這樣做的風險遠遠大于專業化分工帶來的優勢。承包商技術的優劣、水平的高低、責任心的強弱、商業利益的大小、招投標組織的好壞等因素，對自控系統本身的設計、施工、調試和運行都有重要影響，而作為項目設計的負責單位———設計院，地位反而降低，這顯然不利于對工程項目的整體把控。因此，我建議，自控系統的設計（系統原理、控制邏輯、主要設備功能、系統布線等）應由設計院負責完成，或者在設計院的主導下來完成。承包商（或集成商）的主要工作是在設計院自控系統設計及相關要求的基礎上，完成設備的接線圖、施工及調試等。在上述對設計院自控設計要求的前提下，設計院的自控設計人員（大多數設計院中通常是弱電專業設計人員）也應“與時俱進”，不但要掌握本專業的技術，還需要盡可能對暖通空調專業的基礎知識有一定的了解，或者通過工程設計的不斷溝通、交流，對暖通空調系統的控制要求能夠心中有數，將暖通空調自動控制系統實施的第一個關口———自控系統設計把住，才能為后續的工作打下一個良好的基礎。同樣應實事求是地看待關于模糊控制、自適應控制等先進控制技術的應用問題。當它們用于暖通空調自控系統時，其關鍵點并不在于模糊和自適應運算和處理的方式，而是在于取得大量參數信息后，如何確認這些參數的內在聯系，以及如何將這些內在聯系反映到控制系統的輸入與輸出之間的關系之中。因此，這不是用“將所有參數收集后，由計算機進行綜合運算并給出最優化的控制”這樣一句話就能夠解決的。計算機本身并不具備人的思維能力和自適應、自學習、綜合等能力，因此需要的是暖通空調和自動控制設計人員對這些參數的邏輯關系分析的能力與經驗，而不能將其視為一個無人可以認識的“黑盒子”。（3）加強運行管理和數據分析自控系統除了滿足基本的使用功能外，還有一個重要的任務就是通過自控系統實現最優化的控制。所謂最優化，指的是在自控系統的基礎上，增加人為干預的功能。因此，最優化運行控制需要運行管理人員來實現。運行管理人員的專業技術水平亟待提升，引進高素質的運行管理人員，是暖通空調系統的正常運行和實現運行節能的基本保證。大量記錄的年復一年的運行數據，為運行管理和優化策略提供了數據基礎。因此應該提倡：①運行管理人員在工作中盡可能多地收集暖通空調系統的運行數據（目前已經很方便），并通過分析來積累，為以后的優化運行提出措施；②暖通空調設計人員主動參與運行數據的收集、整理與分析工作，對自己設計的項目的實際運行情況有一個更深入的了解，為提升設計水平建立良好的基礎平臺。二、暖通空調自動控制系統的發展趨勢人類很早就進行了簡陋自動化裝置的探索,但由于技術與理論都沒有真正發展起來,直至1788年之前,都未有重大突破——工匠階段。標志著人類社會工業革命開始的是瓦特于1788年發明的蒸發機,它同樣也標志著自動化領域技術化與理論化的開始。1920年,反饋理論廣泛地應用于電子放大器中,同年,美國也出現了PID調節器,1948年,控制理論的經典部分都己基本提出——技術化與理論化階段。隨著計算機功能的日益強大與完善,體積的微型化,用計算機代替調節器正成氣候——智能化階段。目前,全球正在進入網絡化時代,空調系統也逐步網絡化,空調系統的信息化時代已經到來。歐洲的西門子、梅洛尼兩個家電巨人于l998年推出了自己的產品。西門子的“家庭電子系統(HES)”是一個基于Windows95下的家庭控制系統,利用這個系統可實現對多種家電器具網絡性控制,以及完成電話、傳真、Email等對外的通信聯絡。意大利的梅洛尼公司推出的稱之為“家庭智能檢測器(HSM)”也具備了類似的功能。作為信息化的空調系統,除了應具備常規制冷系統的特點以外,還應具備以下兩個條件:(1)工程具有完善的通訊聯網功能,使人們可從遠程計算機上對其進行控制,參數設定,并具有雙向通訊功能;(2)采用數字化傳感器。數字化傳感器是以專用微處理器控制的具有雙向通訊功能的先進傳感器系統,微處理器能夠按照給定的程序對傳感器實施軟件控制,把傳感器從單功能變成多功能以消除與模擬電路有關的誤差源,從而提高測量和控制的精度。通訊網絡逐漸成為空調系統控制中的最重要環節。三、分析暖通空調自動控制系統應用及價值1.暖通空調自動化控制的內容根據現有管理指標以及方案可知，在自動化控制過程中必須對具體內容進行分析，按照控制要點和方式落實，凸顯出控制機制的作用，實現精細化實施。以下將對暖通空調自動化控制的內容進行分析。1.1凈化控制以自動化控制系統為例，在實踐過程中需要將其和暖通空調系統進行結合處理。暖通空調的應用優勢明顯，其中自動化控制方式起到突出的作用，凈化控制的含義對吸入到空調中的空氣有重要的作用，以凈化處理指標和方式為例，凈化控制系統比較重要的是空氣過濾器，凈化處理后，能達到萬級左右，以潔凈度和空氣處理流程作為基礎，需要對設備進行升級處理，將其應用在工廠中，突出凈化控制的具體指標，滿足控制案例的屬性要求。此外在后續控制和指導階段，要按照潔凈度進行落實，考慮到潔凈區域模式和屬性要求，需要做好區域清潔處理工作，例如在食品廠以及醫藥廠，對環境有嚴格的要求，必須做好吸附處理工作，提升過濾優勢。1.2溫度控制空調最重要的作用就是調節室內溫度，在整個控制階段需要按照自動化控制要求實施，以數據參考為例，在自動化控制階段，需要對溫度進行調整。冬天將室內溫度提升，夏天將室內溫度降低，以實現溫度的合理化控制為例，根據系統的具體要求進行應用，能達到調節溫度的作用。在設計自動化階段，需要根據設定的溫度和實際溫度進行調節，將溫度控制在合適的范圍內，實現有序調節。2.暖通空調自動化系統控制具體內容暖通空調自動化系統在社會生活中有重要的作用，基于其特殊性，在應用階段必須掌握其特點和系統要求，按照布控模式要求實施，保證系統控制的有效性。以下將對暖通空調自動化系統控制具體內容進行分析。2.1冷熱源和水管系統的調節對于主機系統而言，在單元控制器應用過程中，需要對蒸發器、冷凝器等溫度和水流開關進行有效的測試。在整個過程中以群體控制為例，按照熱泵自動化控制模式要求進行，熱泵自動化控制能實現監視、查詢和報警等功能，在機組運行和控制階段，一旦出現故障，則會導致對應的數值設立存在問題。例如白天辦公期間和夜間無人時間段，存在的設定值差異比較大，在實踐過程中要結合要求對壓縮機進行操作，以出口設定值為例，適當對導入口進行調整，在整個過程中，對冷凍水出口溫度進行設定。以傳感器為例，需要有效監控其運行情況，做好數據的收集和管控工作，采用一臺DDC機器可以實現有效控制。2.2參數測量和調整對于暖通空調的具體設計而言，為了提升舒適度、空氣清潔度和新鮮度，要及時補充新風，實踐證明，冷熱負荷比較大，根據空調機組以及重要區域送風道控制要求可知，需要做好傳感器設備的處理工作，通過對機組管道水流量進行調節后，可以采用加濕法進行控制，使其滿足溫度控制要求。此外空調系統的控制需要根據溫度和濕度計算，以自動化控制為例，需要實現換擋操作，按照預設和布控要求實施。在機組運行階段，考慮到室內外溫度和預設要求可知，對排風閥進行聯動控制起到重要的作用，聯動控制形式能達到降低能耗的作用。機組停止運行后，對新風閥和排風閥有嚴格的要求，可以采用DDC控制系統進行自動化管控，以設計形式和比例作為基礎，實踐階段，結合溫度控制要求，通過PID對水閥進行適當的調節后，能保證溫度控制的合理性。此外對于干蒸汽加濕閥的比例掌握后，能符合空氣溫度控制要求。自動化控制技術對新風機的運行狀態有嚴格的要求，以濕潤參數和空氣指標為例，需要做好測量工作，保證參數達到極限值，如果參數達到極限值，自動化控制系統能實現自動報警。2.3風機盤管監控對于中央空調系統而言，冷暖設備對空調機組、新風機組等有嚴格的要求，從當前市場情況來看，在控制過程中要掌握控制器的要求，實現有效調節。DDC控制器優勢明顯，能實現和主機的調控。以中心控制為例，需要最大程度提升控制器的作用，采用現有的水系統以及連接指標進行分組處理。每一組之路的入口設計要符合流量要求，考慮到供水溫度以及傳感器的指標要求，在變送處理階段，需要做好調試工作，針對該問題，常用的方法為“基準風口法”，即采取手動操作的方式對風量進行適當調整。一般而言，在調中央空調系統的風量前，應先對所有風口的風量進行初測，計算出每一個風口的初測值、設計風量比，確定比值最小的風口，并將其作為基準風口。結束語：暖通空調自動化設計系統對社會生活起到重要的作用，針對負荷設備以及應用指標的要求可知，在后續指導過程中要掌握負荷指標系數和最大功率，以實現合理化控制作為基礎，按照流程進行。為了避免出現控制不當或者節能效果不明顯的現象，從冷熱源和水管系統的調節、參數測量和調整、風機盤管監控方面入手，以