暖通系統(tǒng)閥門開度“斜截式”分析

彭玉峰，張偉欽

（1.深圳市招華國際會展運營有限公司，廣東深圳 518128；2.深圳市機場股份有限公司，廣東深圳 518031）

0 引言

在會展中心、機場、博物館等大型建筑的暖通系統(tǒng)中，配置著大量的冷水閥、回風閥、新風閥等閥門，其執(zhí)行器一般采用PID 調節(jié)，由運維人員給出控制范圍，執(zhí)行器做出相應的開度并在工作站監(jiān)控器顯示。由于部分閥門參數(shù)在樓宇控制系統(tǒng)初期設置中有誤，導致閥門開度反饋不準確，

1 閥門“斜截式”設置

西門子樓宇控制系統(tǒng)的典型分層為管理層、自控層和現(xiàn)場層，其中閥門的“斜截式設置有誤”是管理層中比較常見的問題，后果是反饋效果有偏差，運行人員無法確認工作站與閥門實際的對應情況。通過分析試驗，得出更改設置參數(shù)的方法，今后出現(xiàn)類似問題時即可快速有效地解決，提高排故效率，減少故障隱患。

在西門子直接數(shù)字控制器系統(tǒng)中，“斜截式”是管理層Insight操作軟件中調整各類閥門執(zhí)行器必須要設置的參數(shù)。如圖1所示，直線方程y=kx+b，其中k 是直線的斜率，b 是直線在y軸上的截距。該方程叫做直線的斜截式方程（Slope Intercept Form），簡稱“斜截式”，類似于一次函數(shù)的表達式。

圖1 “斜截式”示例

以某空調機組為例，其回風閥開度斜率設置為0.004 882 8，截距為-42.5，則其“斜截式”方程為y＝0.0048828x-42.5（圖2）。斜率和截距分別對應圖中的slope 和intercept。

2 閥門開度“斜截式”計算器的說明

實際工程中，由于貨物采購批次的問題，以及EPC（Engineering Procurement Construction，工程總承包）單位分片區(qū)交給各工區(qū)施工的原因，導致采購的閥門在品牌、型號上很難統(tǒng)一，因此在樓宇控制系統(tǒng)中需要針對不同種類的閥門執(zhí)行器分別錄入相應的參數(shù)，之后系統(tǒng)會自動生成合適的斜率與截距。點擊圖2 中的“Slope/Intercept”即可彈出斜截式計算器窗口（圖3）。

圖2 某空調機組“斜截式”參數(shù)

圖3 斜截式計算器窗口

其中，Point type：LAI：表示點位類型為模擬量輸入；Calculate Based：COMPACT：表示系統(tǒng)是基于緊湊型PXC 進行計算的（目前使用的主流產品基本是PXC24F 緊湊型DDC）；Sensor type：Voltage：表示傳感器類型為0～10 VDC。除此以外，還有current 4～20 mA 或1 K 鉑電阻MEC RTD 等可供選擇，具體視傳感器而定；Calculate Using：English：表示截距計算的指示單位采用英制，另一選項S.I.表示公制，系統(tǒng)默認為英制；Standard Input Range：表示標準輸入范圍，有溫度、濕度、開度等選項；Signal Range/Device Range：表示信號范圍/設備范圍，一般根據已選擇的Standard Input Range 自動填充，但如果反饋值或者自動填充的數(shù)值有誤，可手動更改。

3 “斜截式”設置步驟

不同的閥門執(zhí)行器的斜截式是不一樣的，但設置斜截式的方法一樣，具體步驟如下：

（1）對應模塊（設備）的型號。主要有Modular 和Compact 兩種類型，MEC 已經停產。即圖3 中的“Calculate Based”，該處均選擇COMPACT。

（2）對應傳感器的信號類型。在傳感器標簽里可以找到。常見的有電壓、電流及熱敏電阻。即圖3 中的“Sensor type”。

（3）對應傳感器輸出信號的范圍值。一般是0～10 V 及4～20 mA，熱敏電阻不用設置。

（4）對應傳感器的量程范圍值。在傳感器說明書中查找，例如冷水閥0～10 V 對應的量程是0～100%，風閥4～20 mA 對應的量程是0～100%。

以上4 個步驟都正確輸入后，“斜截式”的值系統(tǒng)就會自動根據所選擇的參數(shù)算出結果（圖4）。至此，閥門“斜截式”設置成功。

圖4 “斜截式”計算器需設置的參數(shù)

（5）試驗校正。在某些情況下，由于閥門本身的擋位設定問題（執(zhí)行器一般有一個包含5 個擋位的旋鈕），例如將0～10 V 選成2～10 V，即使斜截式設置正確，工作站的反饋也可能和現(xiàn)場不一致。通過調整執(zhí)行器的擋位如果仍達不到效果，可以手動在Slope 和intercept 欄輸入參數(shù)進行微調，以圖2 為例，將斜率改為0.004 0 或者將截距改為-15，再經試驗調節(jié)，直至反饋和現(xiàn)場吻合。

4 案例分析

案例1：某空調機組冷水閥，工作站反饋已開到最大，但現(xiàn)場客人仍然反映較熱。經空調機房現(xiàn)場查看，該機組冷水閥門執(zhí)行器上的擋位選擇為“0～2 V”，工作站雖然給出100%的開啟命令，但是現(xiàn)場僅開啟20%。將執(zhí)行器擋位調整為“0～10 V”后即恢復正常，執(zhí)行器可以根據指令正確開啟相應的開度。

案例2：運行人員在統(tǒng)計各空調機組閥門（包括冷水閥和風閥）“斜截式”后發(fā)現(xiàn)，閥門品牌不同，設置方法即不同，例如，冷水閥執(zhí)行器（施耐德M800）的“Sensor type”選擇voltage，最終的“斜截式”為y＝0.0039063x-14，反饋可與控制吻合；風閥執(zhí)行器（霍尼韋爾CS7510A2008）的“Sensor type”選擇current，最終的“斜截式”為y＝0.0048828x-42.5，反饋也可與控制吻合。如果沒有針對不同品牌的執(zhí)行器分別設置，就會出現(xiàn)反饋不準確的現(xiàn)象。例如，將霍尼韋爾的“斜截式”用于施耐德閥門執(zhí)行器，y=0.0039063x-14 與y=0.0048828x-42.5 在坐標系中的位置雖然基本平行（圖5），但在Insight 操作軟件程序給反饋帶去的變化卻非常大，通過微調已無法實現(xiàn)精確反饋的目的。因此，必須針對品牌型號選擇適合的“斜截式”。

圖5 兩種“斜截式”的形狀比較

案例3：某空調機組送風閥現(xiàn)場開度與工作站處的反饋總是有±10%左右的偏差，經檢查，該風閥型號為霍尼韋爾CS7510A2008，“斜截式”已按照執(zhí)行器說明書以及Insight 系統(tǒng)的設置方法正確設置，執(zhí)行器本身的擋位選擇也是正確的。經認真分析，發(fā)現(xiàn)該問題屬個例現(xiàn)象，需要微調“斜截式”的參數(shù)，正常的“斜截式”方程為y=0.0048828x-42.5，經調節(jié)截距、不斷試驗，發(fā)現(xiàn)截距改為-43 時可基本正常反饋。該問題不具有代表性，僅供需要微調參數(shù)時使用。

5 結語

某機場暖通系統(tǒng)使用PID 調節(jié)的閥門執(zhí)行器有948 個，施工單位及設備廠家的最初設置有誤，經排查，共有115 個閥門參數(shù)設置有誤，占比12.1%。對此，經試驗摸索出正確設置Insight 系統(tǒng)中閥門執(zhí)行器參數(shù)的方法，一則有助于使閥門正確反饋現(xiàn)場開度，二則利于員工加深對系統(tǒng)參數(shù)配置的熟悉程度，對深入學習Insight 系統(tǒng)有積極意義，同時對其他品牌的樓宇控制系統(tǒng)、傳感器的參數(shù)配置有一定的參考作用。