建筑设备自动化 风机盘管暖通系统自控设计.pdf

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1、建筑设备自动化建筑设备自动化课程设计任务书课程设计任务书一、课程设计题目一、课程设计题目某暖通系统的自控设计二、课程设计目的二、课程设计目的建筑设备自动化是建筑环境与设备工程专业的专业主干课。通过课程设计的基本实践训练，为学生提供理论与实际相结合的机会，使学生进一步加深对课程内容的理解。学习设计方法，初步掌握设计内容及要点，培养生独立分析问题、解决问题的能力。初步了解与建筑自动化系统设计相关的设计规范、设计标准和实际设计要求，初步掌握制定本专业系统、设备的自动控制方案的能力。三、设计内容与基本要求三、设计内容与基本要求设计对象可选用如下暖通子系统：制冷系统、冷冻水系统、冷却水系统、双级泵系统、

2、电锅炉系统、蒸汽-水换热站、水-水换热站、新风机组、全空气空调系统、VAV 系统、风机盘管系统等。控制方法采用计算机自动监控系统，即集散控制系统（DDC）。1、设计内容1）分析系统的工作原理，了解被控对象（设备或系统）的具体要求，探讨控制方案、确定控制功能和网络结构，同时考虑有利于节能及设备运行稳定等因素。2）控制系统应具备各种传感器，检测各系统、设备的温度、压力、流量、湿度等参数，并能实时显示有关状态参数，设备异常时能发出报警信号，以便及时了解和控制中央空调系统及所属设备的工作状况，实现集中监控。2、基本要求1通过调研、收集资料与阅读参考书等方式，结合所学专业知识，独立按时完成设计任务。具体

3、要求如下：1）弄清受控设备（或系统）的大致工作原理和安装位置，作出受控设备汇总表（包括确定计算机控制设备、各类传感器、执行器、阀门等）。2）设计并绘制出监控系统分布示意图，提供图例符号，监测点类型及数量清单、设备仪表选型清单。3）列出系统的主要调节手段及其相关的监控功能描述。4）编写课程设计说明书。四、成绩评定方法四、成绩评定方法根据学生在课程设计过程中的表现，课程设计成果及课程设计质量综合评分。课程设计的成绩分为：优秀、良好、中等、及格，不及格五个等级。建筑工程学院设备教研室2建筑设备自动化课程设计说明书建筑设备自动化课程设计说明书一课程设计题目一课程设计题目风机盘管暖通系统的自控设计二功能

4、分析与二功能分析与1.1.系统的工作原理系统的工作原理风机盘管机组：风机盘管机组是空调系统的一种末端装置。它由风机、盘管（换热器）以及电动机、空气过滤器、室温调节器和机壳组成。风机盘管机组的工作原 理 是 借 助 机 组 不断地循环室内空气，使之通过盘管被冷却或加热，以保持室内一定的温、湿度。盘管使用的冷水和热水，由集中冷源和热源供应。机组有变速装置，分别设置为高、中、低三档，可调节风量，以达到调节冷、热量和噪声的目的。风机盘管的工作原理图，如图 1。图 13风机盘管装有当地控制器，即图中的温控器。通过温控器，使用者可以设定风机盘管风速于高、中、低、停四个状态之一。使用者可以通过当地控制器设定

5、房间温度，控制器根据房间实测温度与设定值之差，控制风机盘管的相关执行器的通/断状态，从而实现对房间温度的控制。温控器应测量供水温度，从而确定系统是出于供冷还是供热状态，进而正确的控制冷热水阀的开闭。实测房间温度，房间温度设定值，风机盘管风机状态，这三类参数应送到实际管理计算机中记录、显示和分析。基于上述风机盘管的调节功能，风机盘管自控原理图如图2。图 2图中各类数字符号的控制信息如下表：12344设备起停控制制制冷/热模式设定风机转速设定风机转速控制56789MTDIDOAIAOTE1VA1TC1NL2.2.被控对象的要求被控对象的要求风机状态监视冷热水阀门调节室内温度设定室内温度检测与 BA

6、S 通信阀门调节电动机室内温度数据输入通道数据输出通道模拟量输入通道模拟量输出通道温度传感器两线电动阀温控器零线火线风机盘管系统中被控对象为室内的空气温度，空气温度参数为供冷时：16-36，供热时：10-30;空气相对湿度90%。通过已知的参数进行控制系统的设置，然后由系统传感器采集到的室内空气参数与设定参数对比，两者之间的差别带动自动控制系统，由计算机管理和输出所需要的指令，传达到执行器中改变风机的转速。5三传感器、执行器和阀门的选择三传感器、执行器和阀门的选择1.1.温度传感器的选择温度传感器的选择温度传感器用于测量室内温度，通常是以铂、镍、热电阻或热电偶作为传感元件。温度传感器将温度与电

7、阻或热电势值相对应，将其变化信号经线性化处理，再转换成城与温度变化成比例的DC 0-10V或 4-20 mA的输出信号，或者按其阻值或热电势变化作为相应温度变化的校正曲线进行量程的变换。本系统的温度传感器安装位置有两处，一处在回风口，测量室内温度；一处在盘管处测量盘管的温度，从而实现制冷和供热的自动切换。温度传感器选择型号为：MF5E-103F（10K/25，B25/50：3935，B值容许误差：1%）。2.2.执行器的选择执行器的选择建筑设备自动化系统中常用电动执行器，选用电动调节阀，电动阀根据不同的应用系统有两通阀和三通阀。系统不设置旁通时选用两通阀；三通阀应用在系统设置有旁通时，正常制冷

8、或者供热时，冷水/热水流经盘管流回，不需要制冷或者供热时冷水/热水流经旁通流回，不流过盘管系统。本系统选用 GST-G2 系列的两线电动阀。3.3.温控器的选择温控器的选择温控器的工作原理是通过温度传感器对环境温度自动进行采样、即时监控，当环境温度高于控制设定值时控制电路启动，可以设置控制回差。如温度还在升，当升到设定的超限报警温度点时，启动超限报警功能。当被控制的温度不能得到有效的控制时，为了防止设备的6毁坏还可以通过跳闸的功能来停止设备继续运行。本系统选择的温控器为 HW-TC5901V2 系列。四四.信息点的确定与信息流的设计信息点的确定与信息流的设计传感器产生测量信息，人机接口产生设定

9、值信息，这些信息都成为控制器中控制算法的输入信息，经过控制器对这些信息进行加工，产生对执行器操作的控制命令，作为控制命令信息发出。这些控制命令被相关的执行器接收成为控制动作，同时还把执行动作的结果以测量信息的形式发出。中央管理计算机则接收各类信息，并进行整理、统计，同时作出全局性分析。信息的源与汇一览表物理内容温度传感器 1温度传感器 2电动调节阀温控器风机盘管房间温度控制算法中央控制管理算法性质源源安装位置回风口盘管处备注每个房间一项每个房间一项每台风机一项每个房间一项每个房间一项每个房间一项源和汇风机盘管源和汇房间源和汇房间源和汇待定源和汇中央计算机中央控制机人-机接口源和汇中央计算机中央

10、数据库7源和汇中央计算机五五.设计和选择硬件平台设计和选择硬件平台本步骤的目的是为了：1.使各个传感器、执行器能够连接到系统中;2找到实施各个控制算法的平台，使各控制算法能够在其平台上上运行，并获取需要的输入数据，送出计算出的控制命令；3.确定实现各类需要的人-机接口的平台，并和控制器一样的可以获取各需要的参数，送出各个运行人员发出的命令；4.确定实现管理功能和数据库功能的平台，并与系统有效连接；5.确定信息传输方案，选择合适的通信方式，使前面定义的信息输出要求能够即使可靠的进行。本系统使用的平台是基于控制器的平台类型，控制器通过 DI、DO、AI、AO 接口，连接相关的各个传感器、执行器，同

11、时在控制器中运行相关的控制速算法。控制器可以通过通信网与其他控制器或上一级中央管理机通信，报送该控制器的工作状况和各运行参数，同时接收中央管理机和其他控制器发来的命令。控制器的设置按照物理位置和管理内容决定。详细参见附图：风机盘管系统的控制器硬件图。六主要参考书：六主要参考书：1.建筑设备自动化江亿著中国建筑工业出版社2.建筑设备自动化卿晓霞主编重庆大学出版社3.智能建筑设备自动化技术 赵乱成主编 西安电子科技大学8出版社4.建筑物自动化系统 刘国林主编 机械工业出版社5.智能化大楼的建筑设备 龙椎定、程大章主编 中国建筑工业出版社6.中华人民共和国建设部标准JGJT161992 民用建筑电气设计规范中国建筑工业出版社（1992）；中华人民共和国标准GBT503142000 智能建筑设计标准中国标准出版社（2000）以及相关规范等。9