2.2 暖通空调系统的主要控制模式
目前中央空调系统主要控制方式如图3.4所示,图中DI表示数字量输入,DO表示数字量输出,AI表示模拟量输入,AO表示模拟量输出。现场监控站监测空调机组的工作状态对象有:过滤器阻塞(压力差),过滤器阻塞时报警,以了解过滤器是否需要更换;调节冷热水阀门的开度,以达到调节室内温度的目的;送风机与回风机启停本文来自辣/文(论"文?网,毕业论文 www.751com.cn 加7位QQ324~9114找原文;调节新风、回风与排风阀的开度,改变新风/回风比例,在保证卫生度要求下,降低能耗,以节约运行费用;检测回风机和送风机两侧的压差,以监测风机的工作状态;检测新风、回风与送风的温度与湿度,由于回风能近似反映被调对象的平均状态,故以回风温湿度为控制参数。根据设定的空调机组工作参数与上述监测的状态数据,现场控制站控制送、回风机的启停,新风与回风的比例调节,盘管冷热水的流量,以保证空调区域空气的温度与湿度既能在设定范围内满足舒适性要求,同时空调机组也以较低的能量消耗方式运行。
中央空调系统目前主要采用控制模式是PID控制,即采用测温元件(温感器)+PID温度调节器+电动二通调节阀的PID调节方式。其实质是根据输入的偏差值,按比例、积分、微分的函数关系进行运算,将其运算结果用以输出控制。夏季调节表冷器冷水管上的电动调节阀;冬季调节加热器热水管上的电动调节阀,由调节阀的开度大小实现冷(热)水量的调节,达到温度控制的目的。为方便管理,简化控制,把温感器设于空调机组的总回风管道中,由于回风温度与室温有所差别,其回风控制的温度设定值,在夏季应比要求的室温高0.5~1.0℃,在冬季应比要求的室温低0.5~1.0℃
2.3 PID各参数对暖通空调系统控制特性的影响
2.3.1 暖通空调系统的各项控制指标
中央空调系统工作质量的主要分析指标是系统过渡过程中的稳定性和达到稳定后的稳态误差大小。
为评价系统特性,工程上往往采用阶跃信号作用于系统,得出系统的阶跃响应,定性与定量地分析阶跃响应曲线,便可求出空调系统的动态(过渡过程)与稳态特性。
中央空调系统可能出现的阶跃响应曲线有发散、等幅振荡、衰减振荡及非振荡单调等形式。下面以应用最为广泛的衰减振荡过程阶跃响应曲线为例,说明系统在输入单位阶跃输入作用下特性指标的分析方法:
图3.7表示了在阶跃输入下,系统过渡过程(动态过程)响应曲线:
工程上,定量表征空调系统品质的指标主要有如下方面:
(1)衰减比
如图3.7所示,它是前后两个波峰值之比,即n = B1 / B2。当n<1时,过渡过程曲线时发散的,当n=1时,曲线是等幅振荡的,n<1或n=1均属不稳定系统。当n>1时,系统过渡过程是衰减振荡的,而当n较大时,过渡过程接近非周期单调过程,n>1属于稳定系统。
(2)最大偏差
最大偏差是指被调参数偏离给定值的最大短时偏差,即图中的A值。
(3)静差
在系统达到稳态时,被调参数与给定值之间的残余偏差,也称余差,或称作系统稳态误差。误差越小,系统稳定品质越好。
(4)超调量
超调量是指图中出现的第一个波峰的BI值,也即被调参数与新的稳态值之间的最大偏离值。
(5)振荡周期
振荡周期是指过渡过程中第一个波峰到第二个波峰之间的时间,即图中的Ta。
(6)调整时间
调整时间也称过渡过程时间,指从阶跃信号输入到被调参数达到新的稳态时所需的时间。通常规定当被调参数的波动己在稳态值的5%范围内时,则认为被调参数己经达到稳态值。调整时间越短,系统调节质量越高。影响过渡过程曲线的因素很多,例如调节对象特性,干扰作用的地点及形式,自控装置本身性能及参数的整定等。
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