智能化中央空調(diào)生產(chǎn)應(yīng)用場景控制概論

白建文

（約克廣州空調(diào)冷凍設(shè)備有限公司，廣東 清遠 511600）

在中央空調(diào)系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的主要問題是制冷系統(tǒng)設(shè)計為一個獨立的整體，缺乏與生產(chǎn)設(shè)備運行和廠房內(nèi)部之間的相互感知和互聯(lián)互通，中央空調(diào)系統(tǒng)各參數(shù)的自動調(diào)節(jié)需求完全依賴于各類傳感器反饋的信息數(shù)據(jù)，實際空調(diào)系統(tǒng)運行會隨著生產(chǎn)環(huán)境的變化而改變。在大型系統(tǒng)化環(huán)境的空調(diào)溫度以及濕度等因素影響下，生產(chǎn)車間會產(chǎn)生較為明顯的滯后效應(yīng)，控制結(jié)果經(jīng)常產(chǎn)生一定偏差，隨著時間的累積，傳感器的測量偏差（尤其是濕度傳感器）也會逐步累積，進而導致大型中央空調(diào)智能化控制系統(tǒng)的控制不夠準確。目前，隨著自動化、智能化以及信息化等技術(shù)的不斷發(fā)展，可通過先進的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)技術(shù)，將中央空調(diào)控制系統(tǒng)與設(shè)備PLC相互聯(lián)通，設(shè)備運行狀態(tài)發(fā)生變化時，系統(tǒng)通過監(jiān)控設(shè)備的運行溫度、壓力等參數(shù)，通過PLC控制器自動調(diào)節(jié)空調(diào)運行頻率和閥門角度，以實時調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的輸出溫度和風量，達到最佳的控制目的。

1 中央空調(diào)智能化控制系統(tǒng)特點分析

在中央空調(diào)智能化控制系統(tǒng)中，其特點具有多樣性，主要有以下幾方面：（1）空調(diào)智能化控制系統(tǒng)包括各種功能性的系列儀表，其中有電動儀表、氣動儀表以及智能化儀表等，這些儀表的選擇和使用需要與中央空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合，以此提高系統(tǒng)控制效果，滿足使用需求。（2）中央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用具備工況轉(zhuǎn)換控制要求，中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用需要依據(jù)氣候?qū)嶋H變化，在不同工況情況下，設(shè)計相應(yīng)的智能控制系統(tǒng)，在使用過程中滿足系統(tǒng)參數(shù)控制要求，同時可以提高節(jié)能效果。（3）中央空調(diào)系統(tǒng)中的溫度、濕度和壓力，在空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用過程中，比較重要的控制參數(shù)為溫度、濕度和壓力，這3項參數(shù)在系統(tǒng)中同時存在并互相影響作用。（4）中央空調(diào)系統(tǒng)控制對象，這種被控制的對象存在特殊性，運行過程中存在較大動態(tài)慣性，并且具備滯后時間，存在非線性特性。從控制角度上難以使用精確的數(shù)學模型進行計算和模擬，通常情況下可以使用理想化的經(jīng)驗數(shù)學模型進行推演。

2 中央空調(diào)系統(tǒng)自動化控制方式分析

2.1 調(diào)節(jié)公式控制方式的集中化運行

在暖通中央空調(diào)系統(tǒng)實際運行過程中實施智能化調(diào)節(jié)，需要集中分析運行調(diào)節(jié)方式，同時也是建筑負荷動態(tài)變化，過程中需要將不同時刻的循環(huán)流速以及最佳的供回水溫度進行確定，設(shè)備運行過程中，滿足實際運行需求，以此提高節(jié)能效果?；谶@一情況，輸入設(shè)定數(shù)值并不是定值，需要結(jié)合負荷實際情況設(shè)置以及調(diào)整動態(tài)化數(shù)值。

（1）運行調(diào)節(jié)方式中的自動控制調(diào)節(jié)方式，首先是結(jié)合物理參數(shù)溫度以及流量數(shù)值，需要加以檢測現(xiàn)場自動化控制儀表；其次是將控制器中的計算模塊輸入之后，可以獲得響應(yīng)的負荷數(shù)值；其三是調(diào)節(jié)公式，判斷標準化定式，最佳供回水溫度以及相對流量數(shù)值，以此作為設(shè)定過程中的輸入數(shù)值，與傳感器檢測數(shù)值進行對應(yīng)，按照這一思路分析，需要配合模糊PID控制算法，控制實際電動調(diào)節(jié)閥開度，同時可以處理水泵頻率。工作人員需要反復檢測回水實際問題，多次檢測之后，需要分析相對流量以及溫度數(shù)值，以此回水數(shù)值需要滿足新的平衡需求。

（2）自動化控制調(diào)節(jié)方式，在基本性的計算調(diào)節(jié)公式之后，需要通過實際控制項目的精確度確定相對性流量變化步長；其次是相對流量計算數(shù)值以及設(shè)定數(shù)值存在差異，按照舍零取整的方式，相對負荷數(shù)值小于0.3情況下，需要按照0.3數(shù)值進行計算。其次是對最佳供水溫度判定原則，綜合性分析設(shè)備廠家的實際需求，機組設(shè)備需要具備最低性的流量限制，供水溫度處于最低數(shù)值，考慮最低運行頻率限制等多種問題。

2.2 冷溫水控制設(shè)備方式

空調(diào)系統(tǒng)運行本身就是一種工藝性系統(tǒng)，在控制階段的首要階段確定工藝系統(tǒng)運行特點，過程中選擇針對性的控制方式。在空調(diào)水系統(tǒng)運行中，部分人認為空調(diào)系統(tǒng)是將冷熱負荷成為控制主要目標，使用管網(wǎng)供回水溫度作為其控制輸入數(shù)值。部分人認為空調(diào)系統(tǒng)本身屬于管網(wǎng)系統(tǒng)，實際運行需要借助物理參數(shù)壓力，使用過程中滿足系統(tǒng)正常運行需求，同時將系統(tǒng)運行壓力作為控制輸入數(shù)值。還有部分人認為管網(wǎng)運行中的系統(tǒng)平衡性運行具備重要性，將壓差作為控制輸入價值。在冷水控制設(shè)備中，其運行的主要原理在夏季空調(diào)集中調(diào)節(jié)比較常見，在運行基本過程中需要設(shè)定冷水主管段上部分回水溫度以及供回水壓差數(shù)值，使用現(xiàn)場測量設(shè)備測量這一數(shù)值，對設(shè)定數(shù)值進行比較，系統(tǒng)應(yīng)用需要經(jīng)過控制器進行模糊預算，改變循環(huán)水泵中的頻率，啟動或者是停止調(diào)整主機。設(shè)計工況過程中，供水溫度設(shè)置在7℃，回水溫度設(shè)置為12℃，傳感器在檢測方面，測量的回水溫度超過12℃，結(jié)果表明，建筑本身負荷有所增加，同時需要增加過程中的循環(huán)水量，有效調(diào)整水泵頻率。

3 結(jié)合采集生產(chǎn)設(shè)備運行信號對空調(diào)設(shè)備計算、調(diào)節(jié)以及控制

系統(tǒng)運行過程中，需要包括制冷系統(tǒng)PLC控制以及風柜風送系統(tǒng)PLC，制冷系統(tǒng)的設(shè)置需要包括三套制冷機組以及配套的水塔水泵等。制冷系統(tǒng)的使用需要提供相應(yīng)的冷源，水泵可以使用變頻器進行控制，冷卻水泵應(yīng)用過程中可以設(shè)定冷卻水回水溫度，結(jié)合冷凍機負荷以及室外露點溫度進行水泵轉(zhuǎn)速的自動化調(diào)節(jié)，以此完成節(jié)能目的。冷凍水泵需要依據(jù)冷凍水供水以及回水主管路壓差，對水泵轉(zhuǎn)速進行自動化調(diào)節(jié)。風柜系統(tǒng)應(yīng)用需要負責車間空氣處理工作，在空調(diào)系統(tǒng)運行過程中需要負責冷凍水以及空氣能量交換，以此確保車間環(huán)境狀態(tài)。在風柜系統(tǒng)中，送風機部分主要利用變頻控制，新風回風閥需要利用比例控制，風機應(yīng)用的送風速度需要結(jié)合生產(chǎn)設(shè)備，自動化調(diào)節(jié)生產(chǎn)設(shè)備運行狀態(tài)，新風回風比例閥需要依據(jù)回風焓差以及車間設(shè)備排風機工作情況進行調(diào)節(jié)。

控制方式：依據(jù)生產(chǎn)設(shè)備，統(tǒng)計開關(guān)量，分析基本熱負荷數(shù)值，在利用PLC技術(shù)對輸出對應(yīng)的模擬量，計算之后以此控制變頻器實際轉(zhuǎn)速。設(shè)備應(yīng)用需要依據(jù)功率數(shù)值大小以及散熱數(shù)值計算空調(diào)的送風量，通過風量實際數(shù)值作為設(shè)備運行中的PLC計算數(shù)值。印刷機運行中，主電機工作階段需要保證送風速度為2784m3/h，電機工作運行，控制設(shè)備PLC需要傳輸開關(guān)量數(shù)值，傳輸?shù)娇照{(diào)需求控制系統(tǒng)中，空調(diào)送風機的使用需要結(jié)合需求風量數(shù)值以及總風量數(shù)值，獲取相應(yīng)的電壓信號，風機實現(xiàn)自動化調(diào)速工作。設(shè)備實際排風量數(shù)值需要與總風量數(shù)值確定新風閥開度電壓信號，風閥設(shè)定需要結(jié)合信號，對新風量進行自動化調(diào)節(jié)，新風閥最小開度數(shù)值基本設(shè)定為15%。

計算方式：風機變頻器模擬控制信號數(shù)值確定為：10×（設(shè)備實際運行數(shù)字數(shù)值+基本數(shù)值）/（設(shè)備全部運行數(shù)值+基本數(shù)值）。其中10V數(shù)值意味著變頻器50Hz，風柜風機保證滿負荷空調(diào)送風。在風焓值低于新風數(shù)值階段，將比例控制信號低于1.5數(shù)值，風閥數(shù)值最小開度需要設(shè)置為15%，在大于1.5情況下，風閥開度需要滿足與信號相對應(yīng)，在過渡季節(jié)回風焓值相比于新風數(shù)值較高時，需要使用全新風。生產(chǎn)設(shè)備以及環(huán)境變化，基本數(shù)值在計算機人機界面自動化輸入之后，需要滿足手動功能以及自動化功能控制，計算機輸入數(shù)值需要保證調(diào)節(jié)風機速度以及新風閥開度的直接性調(diào)節(jié)。

結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)自動化記錄分析，車間生產(chǎn)設(shè)備工作狀態(tài)在不斷變化，空調(diào)送風機實際工作頻率依據(jù)需求有所相應(yīng)，車間針對新風補充的需求也在不斷變化。

4 結(jié)語

空調(diào)系統(tǒng)在運行過程中，融合自動化效果，但滿意程度不高的主要原因是空調(diào)系統(tǒng)原理上不夠重視空調(diào)自動化集成系統(tǒng)主要元件。在實際系統(tǒng)應(yīng)用中，空調(diào)自動化系統(tǒng)為弱電一體化，空調(diào)專員難以充分參與，因此需要不斷整合自動化以及空調(diào)系統(tǒng)。