空调自动化系统的控制技术分析

空调自动化系统的控制技术分析

姜春苗

珠海格力电器股份有限公司

摘要：随着人们生活水平的不断提高,对生活环境和工作氛围内空气的温度、洁净度和湿度、风速的要求都在提高,空气的调节目的就是满足人们这些方面生存的要求。但是由于大多空调设备在长期的运行过程中会有过多的能源消耗,因此降低能耗成为空调自动化系统技术控制的重要问题。通过对于空调内系统的参数自动化调整以及连锁性、节能性的技术控制来实现空调满足生活、生产的需要，进而能够为空调的自动化、智能化系统目标提供良好的技术性基础，使得空调的自动化系统进一步实现突破性的改善。

关键词：空调系统；自动化；控制技术；分析研究

变风量、全新风、变水量、热回收等众多复杂的空调内部系统都需要依赖于自动化的空调系统控制技术。空调内部系统与自动化控制技术具有不可分割的关联，简单说，没有技术自控的空调内部系统只能设计为静态的，绝对不能满足社会生产生活中节能环保的需求。本文就空调的自动化控制技术的发展现状进行了相关阐述，以空调自动化系统为研究中心，以空调自控技术的发展为研究方向，在逐一分析空调系统自动化控制技术重要意义的基础之上，提出空调系统自控技术的重要原理。

一、实现空调自动化系统技术控制的重要意义

1．全面得掌握自动化系统的数据和信息。测量一般建筑内部的空气温度、湿度、水流量指标和空调风速等重要参数。

2.实现动态的能耗度计量和分析。实现了建筑内部水电、燃气以及热量等能耗量的自动计量和统计。

3.实现自动化系统的控技术控制以及能耗分析。当外部的气象因素等发生重大变化的时候，自动化控制技术能够对空调的内部系统和设备状态进行适当的调节，充分实现空调的节能和优化效果。

4.进一步加强对于自动化设备的管理和监测。自动化的技术控制能够对内部系统和设备状况实现定期和不定期的监测、检查，及时地进行系统故障的初步诊断以及事故的报警处理。

二、目前国内空调自动化系统控制技术的发展

1.空调设备的自动化集中启停系统控制技术。

该系统控制技术的突出特点是可以通过自身强电系统开关、继电器、接触器以及强电联线路使得空调内部设备可以远距离地实现启停，同时还可以通过进行部分指示目标的设置严格准确得显示出空调设备当前的运行状况，进行启停的判断和控制。

2.模拟的仪表式自动化系统控制技术。

在模拟的仪表式自动化系统控制技术中，最为重要的是调节器也就是控制器的功能和特性。常用的控制器主要有双位式控制器、比例式控制器、比例式积分调节器以及比例式积分微分调节器。在传统的模拟调节器中，特性的参数是固化的，不能够根据使用现场需求进行调整和变更。然而随着科学技术不断进步，产品逐渐更新换代，基本上都能够根据控制的内容以及要求，实现特性的参数的现场调整。模拟的仪表通常都可靠性较好，适应性较强且价格较低，因此模拟的仪表式自动化控制技术目前依旧在众多的空调设备和系统中广泛使用。模拟式的自控系统中有些仪表能够和电力系统相组合，对部分自控性参数实行单点、多点式巡回的监测与显示。同时也能够进一步实现在远距离下集中进行空调设备启停的功能。

3.集散式的自动化系统监控技术。

集散式的自动化系统监控技术是数字先进技术在空调自动化系统技术控制的发展雏形，在80年代左右进入我国的空调自动化系统的技术领域，以DGP系统未主要代表，其参数的控制技术依旧使用模拟式的仪表自动化控制系统。但其在参数控制以及设备监测方面，主要采用数字的传输技术，被控制的相关参数的信号由相应传感器经过检测后再送入采集仪，采集仪对于进入的参数信号进行相关的模数式转换，再以数字式信号的方式进一步输送到集中的监测所用的计算机内，完成对于空调设备以及数据参数的集中显示和监测。因为具备相应的数字通讯、数模转换功能，后期的产品有一些能够利用计算机将部分参数进行再控制和再设定。显然，先进的数字技术引入，不仅代替了系统设备集中的启停功能以及多台显示的模拟仪表共同工作方可实现的显示效果，并且促使人机界面显示更加友好。针对民用性建筑等要求的监控点多、控制分布广的空调自动化系统来讲，有更为良好的实用性。因此80年代所倾力建造的多数大型建筑都广泛得使用该自动化系统。

4.直接的数字式自动化系统控制技术。

先进的数字技术迅速发展，模拟的控制技术逐渐为数字的自控系统所替代。在北美70年代中期以后，数字的自动化控制技术被逐渐引入了空调自动化系统的运用中。相比集散式的空调系统，模拟式仪表被直接的数字式自动化控制技术所替代。因此被控的参数以及信号的控制、传输以及运算基本都实现了数字化。80年代以后，直接的数字自动化控制技术逐渐被引入到国内。至今在各大型的民用建筑内部，这依旧会是主流的自动化系统，能够得到更为广泛的使用。

三、国内空调自动化系统的控制技术设计和分析

1.自动化信息点的设计和选择。

每次完成控制、测量等任务都是依靠获取系统信息，进行信息的处理以及发出系统信息的整个过程。自动化系统的信息获取是利用传感器测量系统数据，或者利用执行器进行信号的反馈，又可能是利用运行负责人输入的各项指令。各种系统控制的测量目标都是通过系统信息的采集以及处理来实现的。因而只要建立系统控制技术，就必须要选择好传感器以及执行器各种系统性的硬件类设备，确定好测量目标的各项信息选择源。

2.系统性硬件的设备选择。

对每项控制技术以及测量目标的分析，都能够清楚得明白每项任务中控制技术需要进一步获取和发送的信息。因此，明确各项技术目标所需的传感器种类、测量的范围以及各项精度的要求，还需要进一步明确好执行种类和调节的范围。其基本的步骤和流程就是信息点设计选择、各类信息来源确定、终端性设备选择，最后是各项系统功能最终确定。

3.通讯性协议。

每个控制性人物角色完成必须是在每个功能性子系统的运行情况都能够得到全面性掌握基础之上。硬件性的各项设备间实现良好通讯以及信息传递都是利用二进制数字的编码实现，尽可能使用相同编码的协议以及通讯式协议硬件性设备，才能实现相互地理解。通讯的网络协议应当着重解决使用各项通讯性设备兼容的问题。

4.控制性策略实现灵活地改变。

在国内建筑的系统日常运行中，运行的负责人可以进行不断调整和优化内部系统的运行策略以及控制的技术算法，能够进一步改善空调系统的运行状况。通讯式网络也应当尽可能地满足各项控制性策略实现灵活地改变。通讯式网络组织结构不能妨碍到控制性策略的灵活改变，控制性逻辑更不应影响通讯式网络的组织形式。

四、总结

在国家节能环保、降低能耗政策的社会大背景之下，空调的技术发展日益提高，自动化控制显得更为重要。实现了空调自动化系统的技术控制，不仅能够提高空空调的调节质量，降低能量损耗，还能够更好地降低工人的劳动强度，提高其劳动效率以及管理的水平。通过对国内空调自动化系统技术控制的发展分析，有理由相信，随着国内科学技术不断得发展，各行各业共同努力和实践，我国空调自动化系统的控制技术应用能够更加合理，为我国进一步实现绿色环保的能源利用做出应有的贡献。

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