制冷与空调自动控制.ppt
制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制设备（系统）运行状态控制；设备（系统）运行状态控制；控制范畴：控制范畴：控制命令输入（开、停、切换等）；系统监控（参数记录存储、传送通信、显示打印等）；设备（系统）运行参数调节控制；设备（系统）运行参数调节控制；制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制控制范畴：控制范畴：相关参数检测（温度、压力、湿度等）；由控制器（软件/硬件）调节控制执行器件（阀件、伺服电机、功率驱动器件等）；制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制控制范畴：控制范畴：系统安全保护（气压、油压、缺液等）；器件安全保护（短路、过载、欠压等）；设备连锁保护（风机与相关设备连锁）；设备（系统）运行安全保护控制。设备（系统）运行安全保护控制。制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制控制方式：控制方式：电气控制电气控制+自动调节阀自动调节阀+安全保护；安全保护；微机控制微机控制(MCU/PLC)+电电/气动调节阀气动调节阀+安全保护；安全保护；微机控制微机控制(MCU/PLC)+集中监控集中监控(网络通网络通信信)+电电/气动调节阀气动调节阀+安全保护。安全保护。制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制课程安排：课程安排：制冷空调自动控制系统；制冷空调自动控制系统；电气控制系统介绍电气控制系统介绍；微机控制技术介绍；微机控制技术介绍；集中监控集中监控(网络通信网络通信)技术介绍；技术介绍；复习。复习。制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制制冷空调自动控制系统：制冷空调自动控制系统：自控系统组成：自控系统组成：给定值给定值信号信号被控被控介质介质被控参数被控参数测量值测量值(传感器传感器)控制控制偏差偏差图图1 1 自控系统组成框图自控系统组成框图控制器控制器干扰干扰反馈反馈执行器执行器变送器变送器被控对象被控对象制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制制冷空调自动控制系统：制冷空调自动控制系统：组成：组成：传感器传感器-将被测量量按一定规律转换成便于传输和处理的另一种物理量的元件。物理量物理量1(1(温度、压力等温度、压力等)物理量物理量2(2(电压、电流等电压、电流等)传感器传感器制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制传感器传感器温度传感器温度传感器温度传感器形式有热电偶、热敏电阻、PN结半导体、集成温度传感器等。（Pg183)此略。湿度传感器湿度传感器湿度传感器的类型有多种，常见的有电容式、陶瓷式、高分子材料式等。制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制传感器传感器湿度传感器湿度传感器电容式：湿度影响电容介质，容量变化反映湿度变化陶瓷式：多孔陶瓷体(附有湿度敏感玻璃层)湿度影响陶瓷体的电阻值 高分子材料式:膨胀性高分子材料中夹导电粉末,吸湿膨胀影响电阻值 制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制传感器传感器压力传感器压力传感器应变片式：压力使应变片形变，影响电阻值电容式：压力使电容膜片介质形变,容量变化反映压力变化,(微压传感)压电式:采用具有压电效应材料作为敏感元件,直接输出电量制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制传感器传感器流量传感器流量传感器（Pg244）此略带变送功能，直接输出数码制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制传感器传感器液位传感器液位传感器（双位输出，连续输出）（双位输出，连续输出）制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制传感器传感器风速传感测量风速传感测量（Pg244）（数码显示输出）（数码显示输出）迷你风速计技术数据传感器：NT，热线 插深：300毫米/直径12毫米 量程：010米/秒-20+50 099990立方米/小时 功能一体化探头，保持/最大/最小值，时间、多点平均传感器：NT，热线 技术数据 量程：010米/秒 0+50 德图425型风速仪 量程：020米/秒-20+70 制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制传感器传感器传感器选用注意：传感器选用注意：1、量程（、量程（F.S）；）；2、灵敏度（、灵敏度（K）；）；3、分辨率；分辨率；4、工作原理，避免在工作环境受干扰。、工作原理，避免在工作环境受干扰。制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制制冷空调自动控制系统：制冷空调自动控制系统：组成：组成：变送器-将被测信号转换成标准信号（010mADC，420mADC，010VDC等）的器件，便于信号传送和处理。很多传感器和变送器封装为一体。制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制制冷空调自动控制系统：制冷空调自动控制系统：组成：组成：控制器-将测量值信号与给定值信号进行比较，针对此偏差按照预定的控制规律发出控制指令的部件。控制器控制器控制规律控制规律在在自自控控系系统统中中，若若有有扰扰动动，被被控控量量就就会会偏偏离离允允许许的的偏偏差差范范围围，自自控控的的作作用用会会使使被被控控量量逐逐渐渐恢恢复复到到允允许许偏偏差差范范围围，其其过过程程如如图图2所所示示。这这里里涉涉及及最最大大偏偏差差、允允许许偏偏差差范范围围（精精度度）、调调节节时时间间，振振荡荡周周期期、静静差差等参数。等参数。控制器控制器控制规律：控制规律：-双位控制双位控制控控制制器器的的控控制制机机构构根根据据给给定定只只输输出出-开开启启（上上限限值值时时）和和关关闭闭（下限值时）两个信号。（下限值时）两个信号。温温度度双双位位调调节节过过程程如如右右图图：室室温温在在给给定定值值上上下下波动呈等幅振荡过程。波动呈等幅振荡过程。控制器控制器控制规律：控制规律：-双位控制双位控制温温度度双双位位调调节节过过程程所所用用控控制制器器一一般般采采用用双双位位输输出出温温度度控控制制器器+电电磁磁阀阀来实现来实现。控控制制规规律律：-比比例例控控制制(P-proportion)控控制制器器输输出出与与输输入入大大小小成成比比例例关关系系，没没有有延延时时。比比例例控控制制环环节节能能迅迅速速抑抑制制干干扰扰，是是基基本本的的调调节节环节。环节。感温包感温包+控制阀就属于控制阀就属于比例控制。比例控制。控制器控制器控制器控制器控控制制规规律律：-比比例例控控制制(P-proportion)以以下下一一些些自自力力调调节节阀阀也也属于比例控制。属于比例控制。控制器控制器控控制制规规律律：-比比例例积积分分(PI-proportion integral)控控制制器器输输入入有有偏偏差差存存在在，积积分分控控制制器器的的输输出出就就会会随随时时间间不不断断变变化化，直直到到静静差差消消除除，控控制制器器的的输输出出才才会会保保持持不不变变。积积分分环节起消除静差的作用。环节起消除静差的作用。温温度度传传感感器器+控控制制器器+薄薄膜控制阀就属于此类。膜控制阀就属于此类。控制器控制器控控制制规规律律：-比比例例微微分分(PD)/比比 例例 积积 分分 微微 分分(PID)控控制制器器微微分分作作用用的的输输出出与与偏偏差差变变化化的的速速度度成成正正比比，它它具具有有超超前前作作用用，能能抑抑制制被被调调量量的的振振荡荡起起到缩短调节时间作用。到缩短调节时间作用。(D-differentialD-differential）温温 度度 传传 感感 器器+控控 制制 器器（PD/PIDPD/PID软软件件算算法法）+电电动控制阀就属于此类。动控制阀就属于此类。控制器控制器控制规律：控制规律：-模糊控模糊控制制(fuzzy control)室室内内温温度度室室外外温温度度室室内内湿湿度度风风扇扇转转速速风风向向控控制制压缩压缩机电机电机变机变频增频增量量模模 糊糊 化化 处处 理理根根据据模模糊糊规规则则的的模模糊糊推推理理精精 确确 化化 处处 理理Zero-DefectNegative BigNegative MedialNegative SmallPositive SmallPositive MedialPositive BigU1 12.5 7.5 5 2.5 0 2.5 5 7.5 12.5 NB NM NS ZD PS PM PB室室内内温温度度控制器控制器控制规律：控制规律：-模糊控模糊控制制(输输入入/出出隶隶属属函函数数)5 5 10 15 20 25 30 35 45U1VL LO ME HL VH 室室外外温温度度 0 20 30 40 50 60 70 80 100U1VL LO ME HL VH 室室内内湿湿度度105 2 0 25 10 NB NM NS ZD PS PM PB压压缩缩机机电电机机变变频频增增量量HZ VL LO ME HL VH 0 200 500 800 1000 r/m 室室内内风风机机 转转速速 VL LO ME HLVH0 20 45 70 90 导导向向片片角角度度制冷与空调自动控制制冷与空调自动控制制冷空调自动控制系统：制冷空调自动控制系统：组成：组成：执行器执行器-将来自控制器的控制信号转变为操作量的部件。制冷空调自动控制系统中有如电磁阀、电动阀、变频驱动器等等。执行器执行器电磁阀：电磁阀：由由电电磁磁线线圈圈的的通通、断断电电来来控控制制阀阀的的开开启启和和关闭。关闭。两通阀：两通阀：执行器执行器 间间接接作作用用二二通通阀阀（导导阀阀+主阀）主阀）三通阀（控制方向）三通阀（控制方向）执行器执行器 四四通通阀阀（三三通通导导阀阀+滑滑阀阀主主阀阀）-制制冷冷运运行行状状态态四通阀四通阀-制热运行状态制热运行状态执行器执行器 电电动动阀阀（开开启启度度由由电电机机驱动控制）驱动控制）风风道道阀阀（由由执执行行器器控控制制叶片角度变化）叶片角度变化）
