建筑设备自动化课件(第三章)
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• 数字量输入通道 DI
• 数字量输出通道 DO • 模拟量输入通道 AI • 模拟量输出通道 AO • 串行通信通道 UART
b 原理
•
通过模拟量输入通道（AI）开关量输入通道（DI）采集实
时数据，按照预先选用的控制规律（PID、前馈等）进行运算，
并通过模拟量输出通道（AO）和开关量输出通道（DO）直接控
开关量输入输出模块
3.3执行器的选择及其接口电路
• 以空调机组中常见的各类执行器为例
• 3.3.1电加热器、加湿器的控制
• （1）电磁式触点开关（三相交流接触器） • 结构 • ①电磁系统：包括电磁线圈和铁心，依靠它带动触点的闭
合与断开。
• ②触点系统：触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅 助触点。
容量的精确、平滑调节 • 受负载功率限制，成本随负载功率急剧增加
• 3.3.2风机、制冷压缩机的电机控制
• 1.常用几种控制方式 • (1)直接启停控制
• 对一个交流接触器控制
• (2)变频控制
• 变频器
•
利用大功率电子器件根据要求重新产生所要频率
的供电交流电源
• 本质
•
通过改变供电频率改变异步电机的转速
大家好
第三章 恒温恒湿空调机的控制器
• 主要内容：
•
1 有关传感器、 执行器、控制器的
基础知识
•
•
2某恒温恒湿房间的控制策略
3.2基于计算机的控制器
• 1.典型的数据采集、处理和控制原理图
A/D转换器 D/A转换器
• 2.直接数字控制器（DDC）
• a 组成
•
微处理器、过程输入输出通道
• 过程输入输出通道包括：
•
电容式湿度传感器
•
氯化锂电阻式湿度传感器
• 测量绝对湿度：
•
氯化锂露点式温度计
• c 水流量和空气流量测量 • 应优先选择直接数字通信式
• 3开关型输出的传感器
• a使用场合及举例
•
用于不要求获得准确的物理参数数值，只关心其变化
是否超过一定限值，作为报警的依据。如：
•
制冷循环中的压力报警
•
水、风路中流速过低报警
特点 只能工作在通断两种状态 断电后不能保持原有状态 有常开和常闭两类,使其断电
后处于接通或关闭状态 应用举例：
应用举例:
二通电磁阀应用于 控制中央空调风机 盘管冷水／热水的 通断。
如：冷却水水阀和 加湿器补水水阀都 可选用常闭式电磁 阀
(3)电动调节阀 构造：电动执行机构和调节阀组成
驱动器
调节阀
• 特点 • • •
调节特性好 避免了节流造成的能量损失 电机启动不需要降压启动措施
• 3.3.3电动水阀及其控制
• (1)分类(两种分类方式)
•
根据其调节作用分类: 仅能工作于通断两种状态
的水阀,可以连续调节流量的水阀
• 根据其工作原理分类: 电磁阀和电动阀
• (2)电磁阀 • 原理
工作原理：
• 作用原理 • 当接触器电磁线圈不通电时，主触点保持断开位置。 • 当电磁线圈通过控制回路接通控制电压时，电磁力克服弹
簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接通 电路，辅助接点随之动作。
• 特点 • 动作周期较长Leabharlann Baidu30s到3min
• 补充 • 可将加热元件分组，以便实现对加热容量的调节，提高控
非线形问题
•
• 选择：
•
选择传感器时应注意元件自热造成的误差
•
时间常数应小些
电动风阀结构与原理
•
2.热敏电压型
如热电偶
•
•
特点: 一致性好,灵敏度差,价廉
•
•
•
3.IC型感温元件
•
典型的智能传感器，直接以数字通信 方式 输
出测出的温度数据的 感温元件，是今后传感器的发展方
向
• b 湿度传感器
• 测量相对湿度：
•
水位过高过低报警
•
空气过滤器两侧压差过大
• b 特点
•
造价低
• c 各种开关传感器
• 压力开关
•
特点: 可以改变压力开关报警输出的压力设定
值；使用前需进行标定；不能直接带动功率过大的电动设
备。
• • 流速开关
• • 水位开关
• 微压差报警开关
3.1恒温恒湿空调机及其控制管理要求
分任务实现:
设备启停 工况调节 安全保护 状态监测 远程管理
制精度
交流接触器是一种远距离接通或切断带有负载的交流 主回路或大容量控制电路的自动化切换低压电器。主 要由于电动机（如送风、回风、排风电动机），也可
用于其它电力负载，如电热器、照明设备等负载。
交流接触器工作原理
i
• （2）无触点的电子开关 • 特点： • 可实现高频(4次/S)的通断控制，从而实现对加热器加热
制现场设备，实现对生产过程的闭环控制。
• C 特点
•
DDC系统是用一台计算机取代模拟控制器，对生产过程中
多种被控参数进行巡回检测，
•
并按预先选用的控制规律（PID、前馈等），通过输出通
道，直接作用在执行器上，以实现对生产过程的闭环控制。
•
安装在被控生产过程设备的附近，能够完成对不同规模的
生产过程的现场控制。
原理 特点
连续调节 断电后保持原有状态
3.4传感器的选择及其接口电路
• （1）传感器和变送电路的有关问题 • a 温度测量
1.热敏电阻型 如铜电阻、铂电阻、半导体热敏电阻 • 特点 :稳定性好,灵敏度高,线形（非线形） • • 存在问题 ：（以半导体热敏电阻为例）
•
传感器温升会降低测温的准确性
•
• 数字量输出通道 DO • 模拟量输入通道 AI • 模拟量输出通道 AO • 串行通信通道 UART
b 原理
•
通过模拟量输入通道（AI）开关量输入通道（DI）采集实
时数据，按照预先选用的控制规律（PID、前馈等）进行运算，
并通过模拟量输出通道（AO）和开关量输出通道（DO）直接控
开关量输入输出模块
3.3执行器的选择及其接口电路
• 以空调机组中常见的各类执行器为例
• 3.3.1电加热器、加湿器的控制
• （1）电磁式触点开关（三相交流接触器） • 结构 • ①电磁系统：包括电磁线圈和铁心，依靠它带动触点的闭
合与断开。
• ②触点系统：触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅 助触点。
容量的精确、平滑调节 • 受负载功率限制，成本随负载功率急剧增加
• 3.3.2风机、制冷压缩机的电机控制
• 1.常用几种控制方式 • (1)直接启停控制
• 对一个交流接触器控制
• (2)变频控制
• 变频器
•
利用大功率电子器件根据要求重新产生所要频率
的供电交流电源
• 本质
•
通过改变供电频率改变异步电机的转速
大家好
第三章 恒温恒湿空调机的控制器
• 主要内容：
•
1 有关传感器、 执行器、控制器的
基础知识
•
•
2某恒温恒湿房间的控制策略
3.2基于计算机的控制器
• 1.典型的数据采集、处理和控制原理图
A/D转换器 D/A转换器
• 2.直接数字控制器（DDC）
• a 组成
•
微处理器、过程输入输出通道
• 过程输入输出通道包括：
•
电容式湿度传感器
•
氯化锂电阻式湿度传感器
• 测量绝对湿度：
•
氯化锂露点式温度计
• c 水流量和空气流量测量 • 应优先选择直接数字通信式
• 3开关型输出的传感器
• a使用场合及举例
•
用于不要求获得准确的物理参数数值，只关心其变化
是否超过一定限值，作为报警的依据。如：
•
制冷循环中的压力报警
•
水、风路中流速过低报警
特点 只能工作在通断两种状态 断电后不能保持原有状态 有常开和常闭两类,使其断电
后处于接通或关闭状态 应用举例：
应用举例:
二通电磁阀应用于 控制中央空调风机 盘管冷水／热水的 通断。
如：冷却水水阀和 加湿器补水水阀都 可选用常闭式电磁 阀
(3)电动调节阀 构造：电动执行机构和调节阀组成
驱动器
调节阀
• 特点 • • •
调节特性好 避免了节流造成的能量损失 电机启动不需要降压启动措施
• 3.3.3电动水阀及其控制
• (1)分类(两种分类方式)
•
根据其调节作用分类: 仅能工作于通断两种状态
的水阀,可以连续调节流量的水阀
• 根据其工作原理分类: 电磁阀和电动阀
• (2)电磁阀 • 原理
工作原理：
• 作用原理 • 当接触器电磁线圈不通电时，主触点保持断开位置。 • 当电磁线圈通过控制回路接通控制电压时，电磁力克服弹
簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接通 电路，辅助接点随之动作。
• 特点 • 动作周期较长Leabharlann Baidu30s到3min
• 补充 • 可将加热元件分组，以便实现对加热容量的调节，提高控
非线形问题
•
• 选择：
•
选择传感器时应注意元件自热造成的误差
•
时间常数应小些
电动风阀结构与原理
•
2.热敏电压型
如热电偶
•
•
特点: 一致性好,灵敏度差,价廉
•
•
•
3.IC型感温元件
•
典型的智能传感器，直接以数字通信 方式 输
出测出的温度数据的 感温元件，是今后传感器的发展方
向
• b 湿度传感器
• 测量相对湿度：
•
水位过高过低报警
•
空气过滤器两侧压差过大
• b 特点
•
造价低
• c 各种开关传感器
• 压力开关
•
特点: 可以改变压力开关报警输出的压力设定
值；使用前需进行标定；不能直接带动功率过大的电动设
备。
• • 流速开关
• • 水位开关
• 微压差报警开关
3.1恒温恒湿空调机及其控制管理要求
分任务实现:
设备启停 工况调节 安全保护 状态监测 远程管理
制精度
交流接触器是一种远距离接通或切断带有负载的交流 主回路或大容量控制电路的自动化切换低压电器。主 要由于电动机（如送风、回风、排风电动机），也可
用于其它电力负载，如电热器、照明设备等负载。
交流接触器工作原理
i
• （2）无触点的电子开关 • 特点： • 可实现高频(4次/S)的通断控制，从而实现对加热器加热
制现场设备，实现对生产过程的闭环控制。
• C 特点
•
DDC系统是用一台计算机取代模拟控制器，对生产过程中
多种被控参数进行巡回检测，
•
并按预先选用的控制规律（PID、前馈等），通过输出通
道，直接作用在执行器上，以实现对生产过程的闭环控制。
•
安装在被控生产过程设备的附近，能够完成对不同规模的
生产过程的现场控制。
原理 特点
连续调节 断电后保持原有状态
3.4传感器的选择及其接口电路
• （1）传感器和变送电路的有关问题 • a 温度测量
1.热敏电阻型 如铜电阻、铂电阻、半导体热敏电阻 • 特点 :稳定性好,灵敏度高,线形（非线形） • • 存在问题 ：（以半导体热敏电阻为例）
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传感器温升会降低测温的准确性
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