刍议的DDC 控制系统在设备管理中的应用

摘要：直接数字化控制系统(简称DDC)需要和其它组件,如变频器、温度传感器等组合在一起，其工作才能发挥应有的作用。DDC自动控制系统通常用于对周边设备进行监测以及对设备进行控制，且具有保证运行可靠稳定,易于维护而且性价比高等优点。目前DDC 控制系统广泛应用在企业设备的统一管理中，本文对DDC 控制系统在设备管理中的应用进行讨论。

关键词：DD系统机电设备冷冻机展望

中图分类号：TU85文献标识码： A

前言：用工业控制计算机代替调节器,直接操作执行机构,这就是直接数字控制系统(简

称DDC)。由于工业控制机同常规工业自动化仪表相比,具有记忆、高速运算,便于集中控制等优点。因此,近廿年来,这类系统在国内外得到迅速发展。

1、系统内涵

用工业控制计算机代替调节器，直接操作执行机构，这就是直接数字控制系统(简称DDC)。由于工业控制机同常规工业自动化仪表相比，具有记忆、高速运算，便于集中控制等优点。因此，近廿年来，这类系统在国内外得到迅速发展。其中主要应用有如下六个方面:1.需要计算控制变量的系统;2.自治解祸系统;3.纯迟后时问较大的系统;4.精确或小流量的配比系统，5.多回路多变量的综合控制系统;6.控制回路很多.又要求集中的系统。

直接数字控制系统在企业设备的使用、管理上，是通过计算机技术、通信技术、自动控制技术，对分散于企业各处的机电设备（空调、照明、电力、给排水等）进行分散控制、统一管理，实现对各设备的实时控制、逻辑控制、状态显示、数据统计等。控制功能由分散的直接数字控制机实现，数据资料由中央控制机集中管理的分层控制形式。可大大加强各子系统的独立性和可靠性，减少中央机的工作量，实现风险分散，提高性能，降低价格等功能（如

图 1）。

2、系统四大特点

2.1实时控制

主要用于实时性较强，人工无法控制的设备，可以实现系统的最佳控制，使之工作于最优工况如空调系统的温/湿度控制、烩值控制、压差旁通等，其特点为:人工无法控制、输入输出一般皆为模拟量(AI/AO )

2.2逻辑控制

主要用于实时性不强，人工可以控制但工作较繁重的设备，实现设备的自动最优管理，避免人工操作的失误如:空调/照明/通风系统的定时开关、制冷站设备的顺序起动等其特点为:人工可控但工作繁重，输入输出一般皆为数字量(DI/DO )

2.3状态监视

主要用于对各种设备运行状态的监视，以便于及时了解设备的故障状态，方便维修如:空调机、风机、照明开/关、滤网状态等，其特点为:人员可通过巡视来了解其状态但工作繁重，皆为数字量输入(DI)

2.4数据统计

主要用于对各种设备运行参数进行采集、记录、存档及生成各种数据库、报表等，提供

给决策者作为管理、维修、决策的依据如:设备运行次数、运行时间、用电量统计等。

3、企业系统构成

3. 1系统构成

DDC控制系统采用OMRON公司的PLC控制模块。CPU型号为CS1G，通讯模块为CLK21。

上位机采用工业用计算机，通过CX一P软件编程和修改程序功能，并使用IFIX软件对整个系统进行图形化管理

IFIX软件是一款工业自动化图形控制软件，能给设备管理人员提供直观的图形界面，显示所有受控点、检测值、设备运行状态，并能直接在图形界面上对设备进行操作，极大地

提高了设备自动化控制水平。

各现场控制点上，操作人员可以通过触摸屏，利用多层菜单，对各设备的运行状态、设定参数、检测结果进行查询、设置。

3.2系统功能

直接数字控制系统中的计算机起着多同路数字调节器的作用，具有很大很灵活的多功能控制能力。DDC控制系统可以分为四部分，分别以DDC1,DDC2,DDC3,DDC4命名。各DDC单元通过CONTROL LINK模块与上位机连接(如图2)

系统计算机通过各单元与模块的连接，能够组织和编排各种应用程序，可以实现企业产生设备的任意控制算法和各种控制功能。直接数字控制系统所能完成的各种功能最后都集中到应用软件里。如对排风机、循环水泵、潜水泵、制冷机组、锅炉、空压机、干燥机等的直控、报警、操作指导、人机联系、数据记录等程序。这些控制程序平时存储在数据库中，使用时再从库里调出。

3.2.1 各 AHU（空气处理单元）的控制

DDC 系统检测暖通风机的运转状况，及时反映其停车、运转和过载；通过检测风压差监测过滤网的情况；通过检测进风口和排风口温度自动调节冷冻水或热水的阀开度，从而进

行温度调节。其中温度调节系统采用 PID 算法进行控制，使得空气温度不至于变化过大。

一般设计步骤和具体方法：设置春季室内温度范围，当新风温度高于春季室内温度范围时，系统设定自动进入为夏季状态。电动三通阀调节冷冻水流量来控制通风温度，此时设定新风进风阀开度为 10%，回风和送风阀开度为100%；当新风低于是室内温度时为过渡状态，通过调节新风阀来控制室内温度，回风阀开度调为 10%；当新风温度低于室内温度且新风阀开度为 100% 时，系统设定为冬季状态，电动三通阀调节热水流量来控制通风温度，新风阀开度再次调为 10%，回风阀开度为 100%。

整个系统有不断变化的升温、保温、降温过程，为了满足上述要求，了解被控系统的特性。建立系统的数学模型，就可以对控制系统，AHU系统还通过DDC系统与消防系统连接，当有火警发生时，DDC系统自动停比供风电机，并关闭消火阀。

3.2.2冷冻机组和锅炉补水系统的控制

(1)冷冻机控制:冷冻机系统有两组，一组是风冷机组，用于生产用的工艺冷冻水系统，另外一组是水冷机组，用于中央空调，也可提供生产用工艺冷冻水夏天只启用水冷机组，其他季节启用风冷机组。因此，需要为冷冻机组的循环水提供补水。DDC系统首先判断是哪一组冷冻机组运行，然后通过检测管道压力，由电接点压力开关控制两组补水泵的启动和关闭。侮组补水泵有主泵和辅泵。当主补水泵补水五分钟仍未到设定压力，则判断该水泵有故障，即启动备用水泵。启动备用水泵五分钟后仍达不到设定压力，则停比补水，并报警。

(2)锅炉的控制:电锅炉的启动和停比的时间可以设置为4次/天，并有两重温度和管道压力保护当锅炉的启动和停比信号以及各保护信号被接入DDC系统后，系统可以即时监控锅炉的运行情况。系统还可以事先设定水温，根据水温自动调节容积式换热器的阀开度，使得生活用水保持在要求的温度范围内。并能够保持锅炉停比运行后管路内的水温还能够处在较高点上，通过循环水泵的运转，使热水能够在锅炉停比运行半小时后仍得到了充分的利用。

4、提升与展望

DDC控制系统作为一个独立的运行管理系统，可以将系统所有设备都处在它的十分严密的监控状态中，但不是说整个系统就完全自动化了，还是有一些反映设备状态的数据仍然不能摆脱人工的记录和整理，所以DDC控制系统还是有提升的空间如果，DDC控制系统中的上位机能够与企业的局域网进行连接，通过编程使DDC系统的各项数据也存入公司的服务器中，便于长期保存和调用。

另外，这套系统在安全方面还有待于加强，特别是对于各现场控制单元，由于没有设定密码保护，设备的参数设定值有可能被修改或破坏。在设计初期，就是因为担心操作面板可能被误操作，所以所有可能影响设备运行状态的操作都设定了手动和自动两种状态，一旦

DDC系统的参数被修改造成设备运行不正常则可立即改为手动操作。

结语：

采用DDC系统对企业产生设备进行控制管理，可以有效改善系统的运行品质，

节省运行能耗，提高管理水平，并减少运行管理劳动强度，值得大家借鉴、使用。

参考文献

[1]周隽格.HRC酒店客房控制系统在建筑节能巾的应用[J].智能建筑与城市信息，2008 (03).

[2]孙德政.青岛电厂#1机组WDPF系统移植到OVAT工ON改造项目实施[J].山东电力技术2006(03).

[3]谢习华.基于上下位机结构的隧道凿岩 机器人控制系统[J].中国工程机械学报，2004 (04).

[4]赵世武.分数阶MIMO控制系统状态空间建模分析[J].合肥工业大学学报，2006 (06).

[5]创李金城.免疫PID在温控系统中的应用研究[J].机械工程与自动化，2011(04).