前言：我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質自動控制理論論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā)，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

關鍵詞：全英文教學；自動控制原理；教學方法

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）03-0219-02

自動化技術在社會生產(chǎn)和生活中具有廣泛的應用，自動化專業(yè)教育具有巨大的市場需求。《自動控制原理》課程是自動化專業(yè)的主干課程之一，并且此課程是后續(xù)自動化專業(yè)課程的基礎。該課程傳授反饋控制系統(tǒng)的最基本概念以及反饋控制系統(tǒng)分析設計最基礎的思路方法，是自控專業(yè)學生能力培養(yǎng)的基石。隨著經(jīng)濟全球化和中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，外企在中國投資和中國企業(yè)走向國際已經(jīng)成為現(xiàn)實。這種現(xiàn)狀使得高科技人力資源在不同國家流動的趨勢越來越強。中國大學留學生數(shù)目以及中國高校畢業(yè)生使用英語在外企和國外工作的數(shù)目呈不斷上升趨勢，中國大學與英語國家的校級交流也越來越多，這些變化都使得中國大學教育對全英文專業(yè)課程教學的需求越來越大[1-3]。全英文《自動控制原理》課程就是為了適應這種教育國際化的形式而設置的。目前中國大學教育處于走向國際化的初步階段，探索并交流適應現(xiàn)階段形式的全英文課程教學方法提高全英文教學質量是非常必要的。

一、課程特點與教學對象分析

《自動控制原理》課程是一門理論性非常強的專業(yè)基礎課程，面向電類專業(yè)中國本土學生和留學生開設。該課程對學生的數(shù)學基礎知識要求比較高，課程用全英文開設，還需要學生具有較強的英文聽力和閱讀理解力，作業(yè)和實驗報告等需要學生有較強的英語書面表達能力。該課程設有實驗環(huán)節(jié)，在有留學生參與的實驗小組進行系統(tǒng)分析與設計的團隊工作，不僅需要學生有較強的實驗操作能力還需要學生具有良好的專業(yè)英語口頭溝通能力。《自動控制原理》課程是自控專業(yè)的基礎課程，在大學三年級上半年開設，是其他自控專業(yè)課的基礎，只有很好地理解和掌握控制原理的基礎知識，才能繼續(xù)學習好后續(xù)的其他專業(yè)課。目前我校留學生人數(shù)雖然呈上升趨勢但絕對數(shù)量還不是很多，全英文教學班一般由本土學生和來自非洲、歐洲、美國、亞洲等不同地區(qū)的留學生組成。由于學生們的背景不同，學生的數(shù)學基礎、英語程度、接受能力、思維習慣和特點都具有一定的差異。一般來講，本土學生的數(shù)學基礎較好一些，英語閱讀能力較強，但因生活環(huán)境為中文，英語聽力理解能力相對閱讀能力弱一些；對于母語不是英語的留學生，因其有限的英語程度，在課程學習和交流中具有一定困難。從已開設的英文課來看，一般留學生的數(shù)學基礎相對中國學生弱一些。對來自不同背景學生進行自控原理的教學，如何因材施教，具有一定的挑戰(zhàn)性。

二、教學組織與方法

面向不同背景的學生來源開展《自動控制原理》的全英文教學，要保證提高教學質量，必須從師資配備、教學對象認識、教學組織、教材選擇、教輔資料與軟件工具選擇、實驗安排等方面全方位地合理安排。全英文教學應該從教學對象背景的需求出發(fā)，在注重知識傳授、能力培養(yǎng)的同時，要特別注意教學交流質量的提高，以達到知識傳授、能力培養(yǎng)的目的。

1.教學團隊的素質。自控原理的全英文教學，涉及數(shù)學及專業(yè)知識的傳授、使用英語的溝通，在教學對象來源差異較大的情況下，對教學團隊的素質要求比較高。（1）教師英語能力基礎及保持：全英文授課的教師，一般應具較強的責任心，具有較好的英語口語表達能力。盡管有些老師有海外學習經(jīng)歷，全英文任課老師由于一般工作在中文語境中，也要注意英語聽說能力的保持。（2）專業(yè)知識及其應用能力：《自動控制原理》課程是一門比較傳統(tǒng)和基礎的課程，任課老師一般都學習過此門課程。因此老師對相應的知識點都比較熟悉，但對于課程知識的應用還需予以加強。教師應該有課程相關的比較全面系統(tǒng)的知識背景，不僅可以講述課程的知識點，也能夠講述知識點之間的相互聯(lián)系以及知識點的應用環(huán)境、應用方法及應用工具，使學生不僅獲得課程的知識點，還獲得關于知識應用方面的技巧。（3）面向教學對象的教學方法：課程教學的效果取決于課程教學的方法。一般教學方法由理論學習和課堂經(jīng)驗積累兩種途徑獲得。教學方法沒有絕對的好與不好，關鍵的是教學方法要適用于教學對象。因此除了一般教學方法的掌握，教師還要在教學實踐中注意收集學生對教學的反饋意見，不斷積累總結教學方法及其適用對象。（4）教師的組織與溝通能力：主講教師是課程的負責人，全面負責助教、實驗指導老師和學生之間的工作安排和溝通。教師應該在第一節(jié)課收集所有學生的聯(lián)系信息，包括留學生的國籍，并向學生公布課程助教、實驗指導老師的聯(lián)系方式，保證課程參與者的雙向溝通。

2.課程教材與輔助材料：（1）課程教材的選擇要考慮到教學對象，選擇難易適中的教材。在本課程的實踐中，為了滿足不同層次學生的需要，為學生推薦了一組具有不同特點的教學參考書。在參考書中有相對比較深的教材滿足專業(yè)和英語基礎比較好、好奇心上進心比較強的學生；也有參考書比較深入淺出，易于理解，滿足基礎相對弱的同學。考慮到中國本土學生將來也有可能在中國企業(yè)工作，本課程推薦了具有中文翻譯版的英文原版經(jīng)典教材，便于學生能在課后了解專業(yè)詞匯的中文表達，也幫助英文程度差但具有一定中文語言能力的學生對課程的理解。另外本課程為學生提供控制原理主要貢獻者的生平介紹，幫助學生理解一些控制原理產(chǎn)生的背景，讓學生們學習該領域大師的創(chuàng)新精神。（2）教學輔助資料與工具的提供可以幫助學生理解復習課堂教學的內容。本課程為學生提供中英文對照專業(yè)詞匯，幫助學生對課程的理解和掌握，并能使用英文專業(yè)詞匯進行作業(yè)和實驗報告的表達。自控原理是一門對數(shù)學要求比較高的課程，可以把一些課程常用的數(shù)學公式表，如拉普拉斯變換表等，作為輔助材料提供給學生。本課程還在課程網(wǎng)頁上提供全部課程的英文錄像，如果學生在上課時沒有完全消化，可以在課后自己觀看相關課程錄像，理解和消化上課的內容。

3.課堂教學方法。課堂教學是課程知識傳授的主要環(huán)節(jié)，直接影響到最后的教學效果。教師在英文課堂教學中，要注重以下環(huán)節(jié)：（1）任課老師的課堂表達：教師上課應注意循序漸進，深入淺出，板書要整潔明了。語言采用簡單明了、易于理解的句型。考慮到班級里有英語聽力不太好的學生，上課語速要適中，并配有相應的關鍵字板書或多媒體演示稿，以補充學生由于聽力原因造成的信息損失。發(fā)放多媒體演示稿關鍵部分的紙質打印件，方便學生做課堂筆記。教師上課應該基礎部分簡單清晰、教學內容應有擴展性，同時注重介紹知識的應用環(huán)境，既要照顧到基礎較差的學生，也應滿足綜合能力強的學生的需求。（2）課堂教學的互動與反饋：由于該課程理論性強，對數(shù)學基礎要求高，大部分學生使用第二語言第一次接觸新的概念，如果沒有進行足夠時間的預習很難在課堂上使用英語主動提出問題。而電類專業(yè)的學生學習任務比較繁重，一般沒有時間做足夠的預習。教師可以圍繞課程內容，設計課堂討論題目，采用分組課堂練習的形式，一般為二到三人一組，學生可以互相討論，加強對所學概念方法的理解，教師在學生練習時，巡回檢查，期間學生可以向老師詢問不懂之處。這種形式的全英文互動，既減少了學生的表達壓力，又能達到互動反饋教學效果的作用，非常受學生歡迎，教師也能及時發(fā)現(xiàn)學生難于理解的知識點。

4.課程實驗。課程實驗是課程教學的重要環(huán)節(jié)，學生通過實驗可以加深對課堂知識的理解，并掌握理論知識的應用方法。為保證實驗質量，首先要向學生提供清晰的實驗指導書，在實驗分組時應避免將留學生分在一組，而是將中國本土學生與外國學生搭配開來，加強留學生與中國學生相互交流學習，幫助留學生融入本土學習環(huán)境，克服由于外國學生對環(huán)境的不熟悉造成的工作障礙，順利完成課程實驗任務。實驗報告也是課程實驗的重要組成部分，要求學生對實驗數(shù)據(jù)進行有效處理，對實驗現(xiàn)象運用課程理論知識進行詳細分析、解釋。

5.課程學習質量的監(jiān)控與評估。學生課程學習質量的監(jiān)控分課堂學習評估、課程階段學習評估和課程學體評估。課堂學習評估主要通過課堂練習來進行。教師通過學生課堂練習的情況，評估學生課堂學習的質量，改善課堂教學效果。課程階段學習評估主要通過階段小測驗來進行，通過階段小測驗可以測試學生對一個階段所學知識的綜合運用能力。課程學體評估包括學生的課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況、小測驗情況以及實驗情況和期末考試，是學生整個課程學習過程的綜合評估。期末考試內容應該含概課程基礎知識、課程知識靈活應用和課程知識綜合運用等層次，以測試不同層次學生掌握課程知識的情況。

現(xiàn)階段全英文專業(yè)課程教學在中國大學尚屬于初步發(fā)展階段，本文主要討論全英文自控原理課程的教學特點與方法。論文分析了全英文課程班的學生組成和特點，闡述了自控原理全英文課程的教學質量保證的關鍵措施及經(jīng)驗，為中國大學全英文專業(yè)課程的發(fā)展提供參考。

參考文獻：

[1]曾圓圓，項慨.C++全英文課程理論與實踐的新方法[J].教育教學論壇，2012，（38）.

[2]徐巍華.工學研究生課程的全英文教學實踐[J].電氣電子教學學報，2013，（2）.

[3]黃亞玲，唐瑤，吳星明，李莉.留學生電氣技術實驗全英文授課的教學實踐[J].實驗技術與管理，2012，（4）.

第2篇

關鍵詞空調系統(tǒng)自動控制傳感器現(xiàn)場控制器PID控制模糊控制

1引言

空調耗能是建筑物耗能中的大戶，隨著能源供應的日趨緊張及人們對室內熱環(huán)境、空氣品質的要求愈來愈高，迫切要求在保持空調區(qū)域一定舒適度的前提下最大限度地降低空調能耗。空調自控系統(tǒng)可以使建筑內環(huán)境更舒適、設備運行更可靠、能源利用更充分，是現(xiàn)代樓宇空調系統(tǒng)重要的組成部分。但是由于資金缺口和工程進度等等問題，許多已建成的商用建筑和辦公大樓的空調系統(tǒng)往往都沒有設計或安裝自動控制系統(tǒng)，隨著建筑物的投入使用，會發(fā)現(xiàn)空調區(qū)域的溫、濕度波動很大，往往會超過允許的變化范圍，這時業(yè)主會提出空調系統(tǒng)自動控制改造的要求。

這種舊有空調系統(tǒng)進行自動控制改造與新空調系統(tǒng)的自控設計相比有許多不同之處，比如舊有的空調系統(tǒng)在運行中往往遭到一些人為因素的影響，致使風系統(tǒng)平衡遭到破壞，加裝自控系統(tǒng)前必須先對舊有空調系統(tǒng)的風道系統(tǒng)重新進行平衡調整，不然自控系統(tǒng)可能達不到預期限效果；另外加裝自動控制系統(tǒng)后對原空調系統(tǒng)的制冷、供熱和水循環(huán)系統(tǒng)都交有一定的影響；同時在改造進程中也會遇到一些特殊的問題，有些問題在舊有空調系統(tǒng)的自控改造中是要特殊考慮的。

筆者于2001年參加了某廣播電視大樓的空調系統(tǒng)自動控制改造的工作，該大樓的空調系統(tǒng)當初由于種種原因沒有安裝自控系統(tǒng)。隨著室外氣象條件的變化和室內負荷的變化，空調區(qū)域的溫、濕度發(fā)生了很大的波動，常常會超過允許的變化范圍。幾年運行下來，每年都發(fā)生有的房間過熱有的房間過冷的問題。室內工作人員為了防止過熱或過冷大多將本室的部分送風口用膠紙等物遮擋，結果導致了風系統(tǒng)阻力的不平衡，破壞了其他房間的溫、濕度狀況，造成整個系統(tǒng)的失調。很多工作室出現(xiàn)了冬熱夏冷的情況，這大大影響了工作人員的工作效率，而且對工作人員身體健康有著很大的損傷，且給室內高級機器設備的正常工作造成了一定的隱患（情況嚴重時會影響對溫、濕度比較敏感的設備的正常工作）。由于系統(tǒng)失調，冷站和鍋爐房提供的能量沒能合理使用，造成極大的浪費，運行費用大大提高。在這種情況下，業(yè)主提出了給空調系統(tǒng)增加自動控制的要求。下面我們對此空調系統(tǒng)自控改造進行中遇到的問題和相應采取的解決方法作一個介紹，希望能給空調、自控設計和運行管理人員一些啟迪。

2空調控制系統(tǒng)方案的確定

室溫控制是空調自動系統(tǒng)中重要的環(huán)節(jié)，它是用溫度敏感元件來控制相應的調節(jié)機構，使得送風溫度隨擾量的變化而變化。改變送風溫度的方法有：調節(jié)加熱器的加熱量或冷卻器的冷卻量，調節(jié)新、回風混合比或一、二次回風比等。此廣播電視大樓的空調系統(tǒng)是由11個空氣處理機組組成的全空氣系統(tǒng)，每個機組都是一次回風式系統(tǒng)，本著經(jīng)濟、簡便的方針，此次空調系統(tǒng)的改造我們采用了常用的調節(jié)加熱器的加熱量和冷卻器的冷卻量的方法以改變送風濕度。室內相對濕度的控制可以采用兩種方法：間接控制法（變露點）、直接控制法（變露點），此廣播電視大樓很多工作室因一些儀器設備的緣故對室內相對濕度的要求較為嚴格，為此我們選用了直接控制法去控制室內空氣的相對濕度，即用相對濕度敏感元件，控制相應的調節(jié)機構，直接根據(jù)相對濕度偏差進行調節(jié)，以補償室內熱濕負荷的變化。另外我們還加了一些輔助控制設備以更好的完成空調系統(tǒng)的自動控制。在此次改造進程中自控系統(tǒng)的所有電動調節(jié)閥和執(zhí)行器我們全部采用了美國Hownywell公司的產(chǎn)品。

空調機組控制系統(tǒng)流程圖及文字說明如下：

圖1空氣處理機組自動控制系統(tǒng)流程圖

如圖所示我們在回風機進程處設置了溫、濕度傳感器（AI），以測定總回風的溫、濕度，為控制器的調節(jié)提供依據(jù)。在冷卻器的供水管路上增加了水量調節(jié)閥（AO），夏季根據(jù)室內溫度（接近回風溫度）和設定濕度之間的差值，自支控制閥門的開啟度，使室溫控制在要求的范圍內。另外在加熱器的供水管上相應的增加了熱水流量調節(jié)閥（AO），用于冬季的室溫控制。我們在加濕器的供汽管道上加裝了電動調節(jié)閥（AO）以根據(jù)室內相對濕度與設定濕度之間的差值，自動地調節(jié)蒸汽的加濕量，以確保室內相對溫度維持在要求的范圍內。同時我們在過濾器的兩端設置了壓差傳感器（DI），用以測定過濾器的積塵情況，在過濾器的積塵達到一定程度后，發(fā)出報警信號，用以提醒檢修人員及時更換或清洗過濾器。

廣播電視臺在錄制節(jié)目進對噪聲的要求很高，但由于此廣播電視大樓空調系統(tǒng)在噪聲處理上有些欠缺，錄音室在錄制節(jié)目時往往很難滿足要求，為此工作人員要求在錄制節(jié)目過程中關閉相應的空調機組以完成高質量的節(jié)目錄制。為了自動檢測、控制空調機組的啟停，我們在送、回風機的進出口設置了壓差傳感器，用于檢測風機的工作狀態(tài)；在送、回風機的啟動電路上安裝了自控觸點（DO）用以自動控制風機的啟停。

控制系統(tǒng)我們選用了集散式控制系統(tǒng)DSC（DistributingControlSystems），它是70年代中期推出的一種計算機控制系統(tǒng)，集計算機、通信、控制、屏幕顯示等技術為一體，實現(xiàn)了危險分散，控制分散，控制管理集中等功能，是一種面向工程師的計算機控制系統(tǒng)。筆者參與的改造工程應用的是我們自己開發(fā)的一套空調集散式控制系統(tǒng)，運行效果良好。

整個系統(tǒng)采用總線式網(wǎng)絡結構，現(xiàn)場控制器以MCS-51系列單片機為核心開發(fā)，主監(jiān)控機與現(xiàn)場控制器之間通過RS-485總線通信。每個空調機組配裝一臺現(xiàn)場控制器（DDC），自成體系，獨立工作，其結構見圖2所示。它的主要功能有如下幾項：①定期采集各相應空調機組回風的溫、濕度和送風機、過濾器的壓差并存儲，定期上傳存儲的現(xiàn)場采樣數(shù)據(jù)；②接受主監(jiān)控機下達的指令，接受監(jiān)控機下傳的修改后的控制規(guī)則；③根據(jù)主監(jiān)控機發(fā)出的指令和現(xiàn)場采樣數(shù)據(jù)控制相應調節(jié)閥的開度及電磁閥的開關，完成控制任務；④具有顯示，設定，控制和通訊功能，可以全年不間斷地對本組空調系統(tǒng)進行自動控制。

圖2現(xiàn)場控制器原理圖

主監(jiān)控機通過網(wǎng)絡控制器把整個系統(tǒng)連接起來，通過此通訊網(wǎng)絡采集11臺下位機傳送來的各空調機組的運行數(shù)據(jù)。其采用windows操作平臺，以圖形方式及時地顯示11套空調機組的運行狀態(tài)，同時可以對各套空調機組的運行數(shù)據(jù)進行分析，指定出切合實際的運行方案。體制改革有控制軟件采用我們自行研制的產(chǎn)品，可以保證系統(tǒng)安全可靠的工作。

3一個空調機組負責的兩個工作室冷熱不均勻的問題及解決方法

在冬季運行工況下，有一空調機組負責的兩個相鄰工作室，一個較熱，另一則較冷。由于兩個工作室由同一空調機組負責送回風，所以控制起來十分麻煩。究其原因是在最初的空調設計時考慮不周，或者是電視臺在使用中更改了房間的使用功能所致。

一個工作室（設為A）其外維護結構很少且室內有很多機器及工作人員，散熱量很大，在冬季幾乎不用供熱風就可滿足要求甚至室內還會過熱，這時應該考慮的是增大新風比降溫；而另一個工作室（設為B）其外維護結構面積很大且機器不多（比如辦公室等），冬季工況下需要持續(xù)的送熱風才能滿足室內熱舒適性要求。雖然機組運轉起來后可以在一定程度上混合冷、熱丙部分室內回風，緩和兩個工作室的冷熱不均問題。但是在保證B工作室室內溫度時，A工作室有時室溫過高，嚴重影響了室內的工作人員的工作效率及機器的正常運轉。本來可以用調節(jié)新、回風比的方法解決問題，可是這套系統(tǒng)不同于其他10套系統(tǒng)，它沒有回風閥，只有新風閥。我們當時嘗試遮住室內部分回風口的方法彌補沒有回風閥的缺陷，結果其工作人員反映效果很好，不但溫度舒適，感覺空氣也比以前清閑。這種方法相當于增加了新風比例，從一定程度上緩解了問題，但這只是臨時解決的問題的方法。

4PID控制與模糊控制相結合控制算法的應用

模糊控制的控制速度快、響應時間短、魯棒性好，但是控制精度偏低，而傳統(tǒng)PID控制其控制精度好，但是相應的時間偏長，兩者的優(yōu)點互補，把兩者結合在一起就可以彌補對方的弱點，發(fā)揮其相互的優(yōu)點。用模糊控制進行粗調，把被控制對象（室內溫度）控制在小于閾值（模糊控制與PID控制的轉換臨界點），然后由傳統(tǒng)的PID控制來精調，這樣一來，控制的效果會大大的改善。因此在控制算法上我們采用了PID控制與模糊控制相結合的算法。

5加裝自動控制系統(tǒng)后對冷水系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)影響的分析

在舊有空調系統(tǒng)進行自控改造的過程中，機房工作人員提出疑問，即我們的履行是否會對該空調系統(tǒng)的制冷、供熱和水循環(huán)系統(tǒng)造成不良影響，比如調節(jié)閥關小是否會對制冷機的工作造成不好的影響、循環(huán)水泵是否能正常工作等等。為此我們對原冷水、供熱循環(huán)系統(tǒng)因自控改造的影響程度進行了評估，具體如下：

5．1加裝自動控制系統(tǒng)后對原冷水循環(huán)系統(tǒng)影響的分析

因為原冷水循環(huán)系統(tǒng)的供回水主干管之間未接旁通控制裝置，當末端裝置采用變流量調節(jié)閥以后，末端裝置水流量的減少將使水系統(tǒng)的阻力增大，主干管之間的壓差增大，冷凍水泵的工作點偏移，在這種情況下冷凍水泵是否可以正常工作？同時，調節(jié)閥關小是否會對制冷機的工作造成不好的影響？分析如下：

5．1．1對制冷機的影響

經(jīng)甲方提供的數(shù)據(jù)計算得出待改造的11臺空調機組所在的工作區(qū)所需的總制冷量約為2306500kcal/h，此工作區(qū)還包括很多風機盤管系統(tǒng)，但我們可以計算出11套系統(tǒng)總需冷量為714000kcal/h，占全部需冷量的百分比為：

如調節(jié)的最大限按50%考慮，則調節(jié)量占需冷量的百分比：

5．1．2對水泵的影響

原冷水循環(huán)系統(tǒng)采用3臺IS200-150-400A單吸清水泵，兩用一備，每臺的設計流量為224～373m3/h，揚程為47.7～43m，兩臺合用時的流量為448～746m3/h，取中間值為597m3/h，揚程為45.6m。

被改造的11套系統(tǒng)的總水量：

占總水量的百分比；

如調節(jié)閥關閉一半，則系統(tǒng)的總水量變?yōu)椋?/p>

如調節(jié)閥完全關閉，則系統(tǒng)的總水量變?yōu)椋?/p>

從以上計算可以看出：（a）被改造的11套系統(tǒng)的需冷量占全部低區(qū)需冷量的30.9%，考慮極端情況，各閥門均調節(jié)到輸出能量的50%，則系統(tǒng)的冷量從原來的100%變?yōu)?00-（30.96÷2）=84.52%。制冷機組用的是約克離心式機組，從約克離心式機組的說明書中我們知道，機組可以在總負荷的20%～100%之間可靠的工作，故調節(jié)閥調節(jié)作用對冷水機組工作的可靠性是沒有影響的；（b）被改造的11套系統(tǒng)的總水量占整個低區(qū)總冷凍水循環(huán)量的23.9%，如調節(jié)閥關閉一半，即11套系統(tǒng)的總水量從143m3/h減少為71.5m3/h。此時的系統(tǒng)總循環(huán)水量從原來的597m3/h減少為597-71.5=525m3/h。從IS200-150-400A水泵的樣本中我們知道，此時水泵的工作點揚程大約為46.6m，不但水泵可以可靠的工作，而且不容還仍處于高效區(qū)（高效區(qū)的水量下限為448m3/h），因此不會對系統(tǒng)的冷凍水泵的工作造成不良影響。

5．2加裝自動控制系統(tǒng)后對原供熱系統(tǒng)影響的分析

加裝自動控制系統(tǒng)后是否會對供熱系統(tǒng)的板式換熱器、熱水循環(huán)泵等造成影響，我們也進行了分析：

5．2．1目前的供熱系統(tǒng)是由鍋爐提供3kg/cm2的蒸汽，經(jīng)過兩臺Alfallaval板式換熱器換成90℃的熱水，再經(jīng)過兩臺ISR125-100-200循環(huán)水泵供給A區(qū)低層，B區(qū)和C區(qū)的大約36臺新風機組一組合式空調機組熱水盤管，向相關區(qū)域提供熱量后變70℃的回水，再經(jīng)過板式換熱器加熱后供出。整個系統(tǒng)的最高處大約32m，膨脹水箱裝在8.5層的設備層內，水箱內水面距鍋爐房熱水循環(huán)泵入口處的高度為33.5m，系統(tǒng)設有一補水泵，補消耗在熱水循環(huán)泵入口處，水泵揚程為82.6m。

主要設備的規(guī)格：

①熱水循環(huán)泵：ISR125-100-200三臺揚程：50m，流量200m3/h

②板式換熱器：M15-MFCL兩臺熱負荷：6400kW

設計壓力：16.0barg實驗壓力：20.8barg設計溫度：150℃

③補水泵：40DL×7揚程：82.6m

5．2．2影響分析

可以看出，熱水循環(huán)水泵入口的靜壓為33.5m，經(jīng)過循環(huán)泵加壓后的壓力為33.5m+50m=83.5m，這一點是系統(tǒng)的最高壓力，系統(tǒng)中其他點的壓力都不會超過這一點的壓力。當用戶的熱負荷減少，經(jīng)查看ISR125-100-200水泵曲線，當該水泵的流量從200m3/h減少為100m3/h時，該泵揚程從50m上升為65m，在這種極端情況下，系統(tǒng)最大壓力點的壓力為33.5m+65m=98.5m。當補水泵向管網(wǎng)補水時，膨脹水箱的水位將會上升，當水面上升至上限時，電接點信號將會自動切斷補水泵的補水，從而使補水點的壓力恒定，維持在33.5m。

從以上分析可知，熱水管網(wǎng)中任何一點的壓力在任何情況下，都不會超過98.5m，而板式換熱器的設計壓力為16barg（大約160m水柱），從而可以知道，自動控制的加入不會給熱水循環(huán)系統(tǒng)的管網(wǎng)和板式換熱器造成不利的影響。

6結論

6．1加裝自動控制系統(tǒng)是解決舊有空調系統(tǒng)溫度超限、分布不均、局部過熱/過冷和能量浪費的有效方法，對改善空調區(qū)域的環(huán)境質量，減少能量損失，降低運行成本有著顯著的作用。

6．2對由多臺空氣處理器組成的較大規(guī)模空調系統(tǒng)進行自控改造時，集散熱量式控制系統(tǒng)是應該首選的一種控制方式，它具有結構簡單，功能強大、傳輸方便、數(shù)據(jù)安全可靠的特點。

6．3自控系統(tǒng)的調試就在對舊有空調系統(tǒng)的風道系統(tǒng)重新進行平衡調整后進行，不然自控系統(tǒng)可能達不到預期的效果。

6．4暖通空調工程中的控制對象多為溫度、流量等這些具有非線性、滯后特征的參數(shù)，單一的控制算法很難獲得較好的控制效果，PID控制與模糊控制的結合是個很好的算法選擇。

參考文獻

1張兆亮，集散控制系統(tǒng)，內蒙古：內蒙古人民出版社，1993

2王福瑞，單片微機測控系統(tǒng)設計大全，北京：北京航空航天大學出版社，1999。

第3篇

關鍵詞：自動控制風機盤管變風量系統(tǒng)制冷裝置新風機組恒溫控制器電動閥

一、工程概況：

本空調工程全部采用吊頂暗裝風機盤管加獨立新風系統(tǒng)。室內風機盤管承擔全部的室內冷負荷和濕負荷，新風機組把引入的室外新風處理到室內焓值，再按需求分配到各個房間。按舒適性空調設計，采用露點送風。系統(tǒng)冷熱源選用風冷式空氣源熱泵，安置于天臺上。空調水系統(tǒng)采用一次泵定水量系統(tǒng)，雙管制，閉式循環(huán)。系統(tǒng)主機采用遠程控制，各房間的風機盤管可單獨控制調節(jié)。

二、空氣房間溫度自動控制是通過接通或斷開電加熱器，以增加或減少精加熱器的熱量，而改變送風溫度來實現(xiàn)的。

空調溫度自動控制系統(tǒng)常用的改變送風溫度方法有：控制加熱空氣的電加熱器，空氣加熱器（介質為熱水或蒸汽）的加熱量或改變一、二次回風比等。室溫控制規(guī)律有位式、比例、比例積分、比例積分微分以及帶補償與否等幾種。設計時應根據(jù)室溫允許波動范圍大小的要求，被控制的調節(jié)機構及設備形式，選配測溫傳感器、溫度調節(jié)器及執(zhí)行器，組成溫度自動控制系統(tǒng)。

（1）控制電加熱器的功率

控制電加熱器的功率來控制室溫的系統(tǒng)，其原理圖及方框圖見下

①是室溫位式控制方案，由測溫傳感器TN，位式溫度調節(jié)器TNC，及電接觸器JS組成。當室溫偏離設定值時，調節(jié)器TNC輸出通斷指令的電信號，使電接觸器閉合或斷開，以控制電加熱器開或停，改變送風溫度，達到控制室溫的目的

②是室溫PID控制方案，由測溫傳感器TN，PID溫度調節(jié)器TNC及可控硅電壓調整器ZK組成，可實現(xiàn)室溫PID控制。

（2）控制空氣加熱器的熱交換能力

控制進入空氣加熱器熱媒流量的室溫控制系統(tǒng)及其原理如下：

該方案是由測溫傳感器TN，溫度調節(jié)器TNC，通斷儀ZJ及直通或三通調節(jié)閥組成。當室溫偏離設定值時，調節(jié)器輸出偏差指令信號，控制調節(jié)閥開大或關小，改變進入空氣熱交換器的蒸汽量或熱水量，從而改變送風溫度，達到控制室溫的目的。

（3）制進入空氣加熱器的熱水溫度

該溫控方案組成與上面相同，不同的是控制三通閥來改變進入空氣加熱器的水溫，改變熱交換能力，達到控制室溫的目的。

三、房間空氣相對濕度自動控制的方法

空調房間溫濕度控制：

空調房間溫濕度的干擾因素的多樣性，氣候變化的多工況性以及房間存在的較大的熱慣性等因素使得利用單回路直接控制房間溫濕度的方法難以達到滿意的調節(jié)效果。因此，應該另選有效的方法。針對空調房間的熱特性，采用串級調節(jié)較適宜。其調節(jié)框圖如圖所示

室溫調節(jié)器用于克服維護結構傳熱，室內熱源散熱引起的室溫干擾。室溫調節(jié)器根據(jù)房間內實際溫度與設定溫度的偏差調整送風溫度的設定值。送風溫度調節(jié)器則用來控制送風溫度。這一環(huán)節(jié)主要克服在不同的季節(jié)，新風、回風混合比的變化引起的對換熱器的出口狀態(tài)干擾。使其在進入房間前受到一定的抑制，減少對室內狀態(tài)的影響。采用串級調節(jié)后，還能改變對象的時間特性，提高系統(tǒng)的控制質量。

四、風機盤管空調系統(tǒng)的自動控制

（一）溫控器

（1）風機盤管宜采用溫控器控制電動水閥，手動控制風機三速的控制方式。風機啟停與電動水閥連鎖。

（2）冬夏季均運行的風機盤管，其溫控器應有冬夏轉換措施。一般以各溫控器獨自設置冬夏轉換開關為好。

（二）節(jié)能鑰匙

（1）房間設有節(jié)能鑰匙系統(tǒng)時，風機盤管宜與其連鎖以節(jié)能。

（2）當要求不高時，可采用插、拔鑰匙使風機盤管啟動或斷電停轉的方式。使用要求較高時，可增設一個溫度開關。

（三）定流量水系統(tǒng)

風機盤管定流量水系統(tǒng)自控方式較簡單易行，但節(jié)能效果沒有變流量自控方式好。

五、風機盤管的定流量水系統(tǒng)自動控制

該工程使用定流量二管制，其風機盤管機組的控制通常采用兩種方式。

（1）三速開關手控的二管制定流量系統(tǒng)

采用二管制水系統(tǒng)時，表面冷卻器中的水是常通的。水量依靠閥門的一次性調整，而室溫的高低是由手動選擇風機的三檔轉速來實現(xiàn)的。

（2）溫控器加三速開關的二管制定流量水系統(tǒng)

采用這種控制的水系統(tǒng)時，表面冷卻器中的水是常通的，水量依靠閥門一次性調整。室內溫度控制器控制風機啟停，而手動三檔開關調節(jié)風機的轉速。

溫控器選擇AFT06*系列即可滿足要求。該系列是帶浸入式套管的。

六、變風量系統(tǒng)的監(jiān)控

變風量系統(tǒng)的基本思想是當室內空調負荷改變以及室內空氣參數(shù)設定值變化時，自動調節(jié)空調系統(tǒng)送入房間的送風量，使通過空氣送入房間的負荷與房間的實際負荷相匹配，以滿足室內人員的舒適要求或工藝生產(chǎn)要求。同時送風量的調節(jié)可以最大限度的減少風機的動力，節(jié)約運行能耗。

除了節(jié)能的優(yōu)勢外，VAV系統(tǒng)還有以下特點：（1）能實現(xiàn)局部區(qū)域的靈活控制，可根據(jù)負荷變化或個人舒適度要求調節(jié)。（2）由于能自動調節(jié)送入各房間的冷量，系統(tǒng)內各用戶可以按實際需要配置冷量，考慮各房間的同時使用系數(shù)和負荷分布，系統(tǒng)冷源配置可以減少20%~30%左右，設備投資相應較大減少。（3）室內無過冷過熱現(xiàn)象。

該系統(tǒng)采用單風管再加熱VAV空調系統(tǒng)，其原理和控制系統(tǒng)圖如下：

七、空調用制冷裝置的自動控制

1、蒸發(fā)器的自動控制

空調用制冷裝置系統(tǒng)的蒸發(fā)器和冷凝器溫度的自動控制如圖所示

空調負荷是經(jīng)常變化的，因此，要求制冷裝置的制冷量也要相應地變化。而制冷量的變化，就是循環(huán)的制冷劑流量的變化，所以需要對蒸發(fā)器的供液量進行調節(jié)，實現(xiàn)對載冷劑即被冷卻物質的溫度控制。空調用制冷裝置的中常用的供液量自動控制的設備是熱力膨脹閥。

熱力膨脹閥的一種直接作用式調節(jié)閥，安裝在蒸發(fā)器入口管上，感溫包安裝在蒸發(fā)器的出口管上。DV1和DV2是電磁閥，壓縮機停時，電磁閥立即關閉，切斷冷凝器至蒸發(fā)器的供液。

2、冷凝器的自動控制

在制冷裝置上通常用冷卻水量調節(jié)閥來調節(jié)冷凝溫度。冷卻水量調節(jié)閥是一種直接作用式調節(jié)閥，安裝在冷凝器的冷卻水進水管上，它的壓力測量溫包安裝在壓縮機的排氣端，或冷凝器的制冷劑入口端，以感受Pl的變化。

3、制冷裝置的自動保護

為了保證制冷裝置的安全運行，在制冷系統(tǒng)中常有一些自動保護器件。制冷系統(tǒng)常用的自動保護包括排氣壓力保護、吸氣壓力保護、減壓保護、斷水保護、冷凍水防凍保護等。其系統(tǒng)圖如下：

（一）排氣與吸氣壓力自動保護

在制冷設備中設置了安全閥，還使用壓力控制器來控制排氣壓力。當排氣壓力超過設定值時，壓力控制器立即切斷壓縮機電動機電源，起高壓保護作用；控制吸氣壓力的采用壓力控制器PxS。它對吸氣壓力有保護作用。

（二）油壓的自動保護

在制冷壓縮機運轉過程中，它的運動部件會摩擦生熱。為了防止部件因發(fā)熱而變形而發(fā)生事故，必須不斷供給一定壓力的油。油壓控制器是一個壓差控制器，用它可以實現(xiàn)制冷裝置油壓的自動保護。

（三）斷水自動保護

為了保證壓縮機的安全，在壓縮機水套出水口和冷凝器出水口，裝設了斷水保護裝置。該裝置是由測量冷凝器出水口水的電阻的兩個電極，配以晶體管控制電路的水流控制器SLS及繼電器所組成。

（四）凍水防凍自動保護

在制冷裝置運行中，蒸發(fā)器中冷凍水溫度過低，容易發(fā)生凍結影響壓縮機的正常運行，因此設置了冷凍水防凍自動保護系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在蒸發(fā)器出口端安裝了溫度控制器TfS，當冷凍水出口處溫度降至較低時，溫度控制器使中間繼電器斷開，壓縮機也就停止運轉；在壓縮機停轉后，若蒸發(fā)器冷凍水溫度回升到某一溫度時，溫度控制器使中間繼電器接通，冷凍水泵和冷卻水泵就重新啟動，而壓縮機也恢復運轉。

4、水量調節(jié)閥的選擇：

根據(jù)系統(tǒng)水管管徑尺寸為：DN25DN32DN50三種，選擇相應閥門口徑的電動調節(jié)閥。結果如下：（品牌：丹佛斯）

閥門口徑KV值經(jīng)過閥們的流量（m^3/h）

壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)壓降(bar)

0.20.250.30.350.40.450.50.550.6

DN25104.475.005.485.926.326.717.077.427.75

DN32167.168.008.769.4710.1210.7311.3111.8712.39

DN504017.8920.0021.9123.6625.3026.8328.2829.6630.98

二通閥選擇：DN25Kvs=10m^3/h編號：065Z3420法蘭連接VL2（PN6）

065B1725法蘭連接VF2（PN16）

065B1525法蘭連接VFS2（PN25）

DN32Kvs=16m^3/h編號：065Z3421法蘭連接VL2（PN6）

065B1732法蘭連接VF2（PN16）

065B1532法蘭連接VFS2（PN25）

DN50Kvs=40m^3/h編號：065Z3423法蘭連接VL2（PN6）

065B1750法蘭連接VF2（PN16）

065B1550法蘭連接VFS2（PN25）

三通閥選擇：DN25Kvs=10m^3/h編號：內螺紋：065B1425外螺紋：065B1325

法蘭連接VF3，VL3

DN32Kvs=16m^3/h編號：內螺紋：065B1432外螺紋：065B1332

DN50Kvs=40m^3/h編號：內螺紋：065B1450外螺紋：065B1350

模擬量控制驅動器：AME15，AME16，AME25，AME35

AME電子驅動器用在DN50以下的VRB，VRG，VF，VL，VFS2，VEF2閥門。該驅動器自動適應行程到閥的終端位置以減少調試時間。電源電壓：24V~。適配器編號：065Z7548，介質溫度超過150℃。閥桿加熱器，用于DN15~DN50的閥門，編號是065B2171。

手動平衡閥：MSV-C該閥用于平衡制冷、供熱和生活用水系統(tǒng)的流量。其特點有：固定的測量孔板；帶有2件針式測量接頭；手輪具有關斷功能，一圈360度均可讀數(shù)；數(shù)字刻度指示，并具有鎖定功能；固定孔板測量精度是+-5%，MSV-C為內螺紋。

八、風機盤管系統(tǒng)的監(jiān)控

風機盤管系統(tǒng)的控制通常包括風機轉速控制和室內溫度控制兩部分。

1、風機盤管系統(tǒng)的監(jiān)控功能

（1）室內溫度測量；（2）冷、熱水閥開關控制；（3）風機變速及啟停控制

其監(jiān)控原理圖如圖

九、新風機組的監(jiān)控

新風機組通常與風機盤管配合進行使用，主要是為各房間提供一定的新鮮空氣，滿足人員衛(wèi)生要求。其基本監(jiān)控功能有：（1）監(jiān)測功能檢查風機電機的工作狀態(tài)，確定是處于開或關；檢測風機電機的電流是否過載；測量風機出口處的空氣溫濕度，以了解機組是否已將新風處理到要求的狀態(tài)；測量空氣過濾器兩側的壓差，以了解過濾器是否要求清洗；檢查新風閥狀態(tài)，確定是開還是關。（2）控制功能根據(jù)要求啟停風機；控制水量調節(jié)閥的開度；控制干蒸汽加濕器調節(jié)閥的開度；換熱器的冬季防凍保護（3）集中管理功能顯示新風機組啟停狀態(tài)，送風溫濕度，風閥，水閥狀態(tài)。通過中央控制管理機啟停機組，修改送風參數(shù)設定值

為實現(xiàn)上述功能，相應的硬件配置如下：

新風機組的新風閥配置開關式風閥控制器。這是因為新風機組的風量是根據(jù)工作區(qū)內人員數(shù)量計算出來的，一般不做調節(jié)，因此新風門只有開、閉兩種狀態(tài)。在風機開啟時，風閥全開，停機時，風閥全關。風閥的控制通過一路DO通道完成。當輸入為高電平時，風閥全開；低電平時，風閥全關。若要了解風閥的實際狀態(tài)，還可以用一路DI接受風閥執(zhí)行器的反饋信號。

十、電子機械房間恒溫控制器RMTE

該控制器廣泛應用于商業(yè)、工業(yè)和住宅建筑。適用于供熱，制冷和全年空調系統(tǒng)的室溫控制，特別是風機盤管和電加熱器等。特點是：高度敏感，無基準振動問題，硬防火塑料底座和上蓋，一體結構，易于安裝，系統(tǒng)OFF位置，切斷所有環(huán)路。RMTE-HC2適用于2管制供熱/關斷/制冷，溫度范圍是10~30℃。電源等級：230V+-10%50/60HZ電流等級：恒溫控制器1A230V/AC風機6（2）A230V/AC

十一、區(qū)域電動閥ZV-2/3

該系列閥門與時間溫度控制器一起用來控制家庭和商業(yè)的中央供熱，熱水及冷水系統(tǒng)中的水量。主要參數(shù)：適用于各種安裝要求和偏好，適用于供熱和供冷應用，性能可靠，使用壽命長，易于安裝和接線，結構堅固。相關數(shù)據(jù)如下：

類型產(chǎn)品編號種類DN關閉壓力KV螺紋（外）介質

ZV-215087N72402-通開/關152.5bar3.2G1/2”制冷/熱水（+5/+90）

ZV-220087N7241202bar3.2G3/4”

ZV-225087N7242250.8bar6.8G1”

ZV-315087N72373-通分流器152.5bar4.3G1/2”

ZV-320087N7238201bar4.6G3/4”

ZV-325087N7239251bar5.7G1”

十二、SIEMENS3LD主控和急停開關

3LD1開關可用于控制主回路、輔助回路以及三相電機和其它負載。應用

它是手動隔離開關，符合IEC947-3/DINVDE0660第107部分(EN60947-3)標準，并且滿足隔離要求。3LD1控制開關可以用于：起/停(ON/OFF)。控制該開關有三個相鄰的主觸頭，在開關的任何一邊都可以裝第四個觸頭。這個觸頭可以是N觸頭或一個帶1常開和1常閉觸點的開關

SIEMENS3TH中間繼電器

3TH系列中間繼電器，適用于交流50Hz或60Hz，電壓至660V和直流電壓至600V的控制電路中，用來控制各種電磁線圈及作為電信號的放大和傳遞，符合IEC947，VDE0660，GB14048等標準。繼電器動作機構靈活，手動檢查方便，結構設計緊湊，可防止外界雜物及灰塵落入繼電器的活動部位。接線端都有罩覆蓋，人手不能直接接觸帶電部位，安全防護性很高；繼電器電磁鐵工作可靠、損耗小、噪音小、具有很高的機械強度，線圈的接線端裝有電壓規(guī)格標志牌，標志牌按電壓等級著有特定的顏色，清晰醒目，接線方便，可避免因接錯電壓規(guī)格而導致線圈燒毀。

十三、壓差控制器

根據(jù)閥門口徑，選擇以下幾種：ASV-PVDN25ASV-PVDN32AIPDN50

ASV壓差平衡閥可自動保證供熱和制冷系統(tǒng)的水力平衡。該工程中采用的是定水量系統(tǒng)，壓差控制器用在排氣與吸氣壓力自動保護中。使用ASV閥門，可避免煩瑣的調試過程，安裝完閥門即可。在所有負荷下自動平衡系統(tǒng)，也有助于節(jié)能。安裝時需安在回水管，且流向應與閥體上的箭頭一致。

十四、參考文獻

建筑環(huán)境與設備的自動化劉耀浩天津大學出版社

建筑設備自動化卿曉霞重慶大學出版社