凈化空調(diào)系統(tǒng)中DDC控制

　　 凈化空調(diào)隸屬于工藝性空調(diào)范疇，由于其控制系統(tǒng)可對(duì)潔凈度、濕度、溫度、風(fēng)速進(jìn)行四度控制，所以被廣泛應(yīng)用于病房、醫(yī)院手術(shù)室、醫(yī)藥工業(yè)、特殊實(shí)驗(yàn)室及光電子廠房等房間或區(qū)域。凈化空調(diào)的自動(dòng)控制既可以設(shè)計(jì)成單個(gè)系統(tǒng)的控制與測(cè)量的系統(tǒng)，又可以設(shè)計(jì)成綜合數(shù)字計(jì)算機(jī)管理與控制系統(tǒng)，如對(duì)于具有一定生產(chǎn)規(guī)模的車間廠房，一般情況下使用的是數(shù)字直接控制系統(tǒng)（DDC）。本文以西門子DDC自控系統(tǒng)為例，對(duì)凈化空調(diào)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)的相關(guān)問題進(jìn)行淺談。 
　　 
　　1.凈化空調(diào)系統(tǒng)中西門子DDC自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 
　　器以及變頻控制器組成的，是具有多種管理與控制功能的操作系統(tǒng)。 
　　在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中MEC與PC的通訊連接運(yùn)用了同層總線共享無主從方式，這種方式可以最多連接100臺(tái)控制器如MEC、MBC等。下面對(duì)凈化空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)中各組成部分的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡要介紹： 
　　1.1中央管理站 
　　該站是由PC機(jī)、打印機(jī)及顯示器所構(gòu)成，直接連接于以太網(wǎng)，以便于與外界交流信息。整體的凈化空調(diào)設(shè)備都在中央管理站進(jìn)行統(tǒng)一管理與控制，且應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)易學(xué)、易懂、易操作的界面，使得操作人員可以簡單地通過鍵盤與鼠標(biāo)的操控就能控制整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，例如空調(diào)設(shè)備的啟動(dòng)、關(guān)閉、控制、調(diào)節(jié)、信息輸出、信息顯示等。 
　　1.2DDC控制器 
　　直接數(shù)字化控制器（DDC）實(shí)質(zhì)是一種被簡易化了的微電腦設(shè)備，該控制器不僅能夠獨(dú)立進(jìn)行工作，而且還能夠參與網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行較為復(fù)雜的監(jiān)測(cè)、管理與控制活動(dòng)。 
　　1.3傳感器 
　　傳感器主要包括溫度傳感器、壓差傳感器、濕度傳感器、溫濕度傳感器、流量傳感器、露點(diǎn)傳感器，傳感器的任務(wù)就是把已檢測(cè)到的信息轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)傳達(dá)到DDC控制器，再由DDC控制器將信號(hào)傳送到中央控制器。 
　　1.4變頻器 
　　該變頻器的工作原理是以電力半導(dǎo)體的作用把工頻電源轉(zhuǎn)換為另一種頻率的電能，使電機(jī)能夠變速運(yùn)行。其中控制部分要發(fā)揮對(duì)主電路的控制作用，整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并且利用直流中間的電路平滑濾波整流電路的輸出，而逆變電路也可將直流電再轉(zhuǎn)換為交流電。 
　　1.5執(zhí)行器件 
　　在凈化空調(diào)的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)中，該執(zhí)行器件主要由風(fēng)閥執(zhí)行器、電動(dòng)閥、風(fēng)機(jī)、調(diào)節(jié)閥、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和報(bào)警裝置等組成，它的工作流程是通過上位機(jī)進(jìn)行計(jì)算或設(shè)定后，使DDC啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥從而能夠調(diào)節(jié)和控制冷水閥的開度、設(shè)備的運(yùn)行與停止、蒸汽閥門的開度、風(fēng)門的開度、設(shè)備故障報(bào)警等。 
　　 
　　2.凈化空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)要點(diǎn) 
　　2.1凈化控制 
　　在凈化空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)中，對(duì)于空氣凈化的處理主要采用的是空氣過濾器，在設(shè)計(jì)安裝初效和中效過濾器后，空氣的潔凈度可以控制在10000級(jí)，可以滿足一般潔凈度需求的潔凈廠房或區(qū)域之用。而對(duì)于要求更高級(jí)別潔凈度的區(qū)域，則需要在空調(diào)系統(tǒng)中安置高效過濾器。為了避免過濾器在長期使用后附著灰塵影響空氣凈化控制效果，應(yīng)設(shè)置自動(dòng)控制、監(jiān)測(cè)及報(bào)警程序。 
　　2.2溫度控制 
　　溫度控制是凈化空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)中主要參數(shù)之一，根據(jù)《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定指出，潔凈室的溫度應(yīng)控制在20～26℃。該系統(tǒng)溫度控制的對(duì)象為設(shè)定溫度與回風(fēng)段溫度之間的差值，而后通過PID算法給出結(jié)論，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制冬天使用蒸汽調(diào)節(jié)閥或夏天使用的冷水調(diào)節(jié)閥。此外，還要通過回風(fēng)溫度傳感器來控制表冷器或加熱器的電動(dòng)二通閥，以便于把溫度控制在20～26℃之間。如圖2所示： 
　　2.3濕度控制 
　　2.3.1 加濕控制 當(dāng)處于冬季或干燥氣候時(shí)，凈化空調(diào)應(yīng)通過蒸汽加濕器進(jìn)行加濕控制。 
　　2.3.2 除濕控制 當(dāng)處于春季或雨季氣候時(shí)，凈化空調(diào)應(yīng)通過表冷器進(jìn)行除濕處理。 
　　2.4正壓控制 
　　潔凈室為避免不受外界環(huán)境污染應(yīng)保持一定正壓值，該正壓的控制方法是通過凈化空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量大于排風(fēng)量與回風(fēng)量之和而達(dá)到的。在風(fēng)管上除了應(yīng)設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)閥以外，也要設(shè)置正壓控制裝置，例如可以在回風(fēng)口處安裝壓差式電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)器、定風(fēng)量閥或空氣阻尼層，對(duì)于定風(fēng)量閥應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮其本身要求的有效安裝距離。 
　　 
　　3.凈化空調(diào)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題 
　　3.1選擇正確的現(xiàn)場(chǎng)儀表安裝位置 
　　3.1.1 冷凍水水閥的安裝 由于回水管水壓小于進(jìn)水管水壓，加之冷水盤管內(nèi)充滿冷凍水而不會(huì)形成負(fù)壓，所以應(yīng)該將冷凍水水閥安裝于回水管上，使得控制更為平穩(wěn)。 
　　3.1.2 風(fēng)速傳感器的安裝 由于在非穩(wěn)定流位所測(cè)出的數(shù)據(jù)缺乏準(zhǔn)確性、代表性，所以在自控設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)與通風(fēng)專業(yè)相互溝通、協(xié)調(diào)，在送風(fēng)總管處留出盡量長的一段直管，將風(fēng)速傳感器安裝在空氣流動(dòng)較為穩(wěn)定的地方。 
　　3.1.3 壓差傳感器的安裝 由于走廊內(nèi)的檢查與維修較為方便，并且房間門的開與關(guān)對(duì)于傳感器的影響較小，所以應(yīng)將測(cè)量房間內(nèi)與走廊之間的壓差傳感器置于走廊內(nèi)。 
　　3.2信號(hào)匹配 
　　設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視信號(hào)匹配問題，應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)傳感器與變送器的輸入信號(hào)、執(zhí)行器的輸出信號(hào)與控制系統(tǒng)中輸入輸出模塊的信號(hào)統(tǒng)一起來。在現(xiàn)場(chǎng)各種儀表中，除了溫度傳感器屬于電阻信號(hào)以外，通常情況下，其它儀表輸入輸出的電壓信號(hào)為0～5VDC或0～10VDC，電流為4～20mA�；�于電流信號(hào)抗干擾能力與抗衰減能力均強(qiáng)于電壓信號(hào)，且其傳送的距離也比電壓信號(hào)遠(yuǎn)，所以應(yīng)偏重于選用4～20mA的電流信號(hào)。對(duì)需要獨(dú)立供電的儀表和開關(guān)量輸入輸出的電壓，也應(yīng)設(shè)計(jì)統(tǒng)一的電壓類型及級(jí)別。 
　　3.3變頻控制方式 
　　在進(jìn)行變頻設(shè)計(jì)時(shí)需要注意，可以通過安裝在送風(fēng)風(fēng)管上的風(fēng)速傳感器ESF-35-2測(cè)量送風(fēng)流量（AI）；通過安裝于部分室內(nèi)的高精度壓差傳感器DPT-53對(duì)房間內(nèi)外壓差實(shí)行監(jiān)測(cè)（AI）。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的送風(fēng)流量控制變頻器頻率（AO），以達(dá)到風(fēng)管送風(fēng)量或房間壓差的要求，同時(shí)節(jié)約能源。 
　　3.4連鎖控制要求 
　　新風(fēng)閥與新風(fēng)機(jī)組連鎖，機(jī)組開，新風(fēng)閥開，新風(fēng)機(jī)組關(guān)，新風(fēng)閥關(guān)閉；負(fù)壓排風(fēng)機(jī)與循環(huán)機(jī)組連鎖，循環(huán)機(jī)組開，排風(fēng)機(jī)開，以保證負(fù)壓房間的壓差要求，必要時(shí)設(shè)置房間差壓傳感器，變頻控制排風(fēng)機(jī)；防火閥連鎖，防火閥觸點(diǎn)熔斷后，機(jī)組關(guān)閉。 
　　 
　　4.結(jié)語 
　　總而言之，凈化空調(diào)系統(tǒng)與普通空調(diào)系統(tǒng)具有較大差異，其自動(dòng)控制設(shè)計(jì)更是一項(xiàng)綜合技術(shù)設(shè)計(jì)的體現(xiàn)。所需凈化的空間要想優(yōu)良的潔凈效果，就必須在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬艋�空調(diào)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上，確保其施工質(zhì)量并進(jìn)行精心的維護(hù)管理，使其整體設(shè)計(jì)通過潔凈度的監(jiān)測(cè)和室內(nèi)溫濕度的監(jiān)測(cè)，以達(dá)到完成優(yōu)質(zhì)凈化工程的目的。