基于DDC技术实现的常规空调机组控制

摘 要：在智能楼宇系统中，空调系统的控制系统占了很重要的位置。以往有很多的空调系统治能控制方案，但随着直接数字化控制（DDC）系统的发展，直接数字化控制出现在越来越多的楼宇控制（如照明、电梯群控等）系统中，并体现了其控制简便、灵活的特点。本文阐述了使用DDC技术实现常规空调机组智能运行控制主要技术环节的实现方法。

关键词：智能楼宇系统 空调 DDC 智能控制

一、引言

在智能建筑中，暖通空调系统所耗费的能量要占到大楼消耗的总能量的50％～70％左右，特别是冷冻机组、冷却塔、循环水泵和空调机组、新风机组，都是耗能大户。所以在满足人们需要的同时，必须利用现代先进的自动控制系统，发展一种有效的空调系统节能方法，尤其用是在改善现有大楼空调系统自动化方面。

DDC(Direct Digital Control)直接数字化控制，是楼宇自控系统中一部分，能对建筑物内空调系统及其设备进行有效控制和管理，使系统在较佳的工况下运行，从而延长设备的使用寿命以及达到提供舒适的空调环境和节能之目的。

二、实现具体方法

空调新风机组系统是楼宇自控系统中很重要的一个组成部分，相比于照明、电梯、给排水、冷水机组等其他楼宇智能控制子系统而言他要监控的点多而集中，且变量类型复杂；同时还需要实现诸如连锁保护、自动调节等抽象的逻辑运算控制功能。

在制作的时候，我们知道楼控系统的点表其实就是按实际需要将被控设备用一系列的点描述出来，我们用DDC模块监视（读）、控制（写）这些点，从而实现对现场设备的实时监控。下面我们以常规的空调机组配置为例说明由DDC实现智能控制的一般操作步骤：

第１步：确认工程方案点表

找到该工程点表存档，对照点表方案确认空调新风系统实际配置点数，下面是常规情况空调机组配置点（实际工程中或有增减，点变量类型也可能存在差异，供调试参考）：

常规情况下空调机组监控点：

模拟量输入（AI）：新风温、湿度，送风温、湿度，水阀开度；

数字量输入（DI）：风机压差，滤网压差，防冻开关，风机手自动状态，风机状态，风机故障；

模拟量输出（AO）：新风阀控制，回风阀控制，水阀控制；

数字量输入（DO）：风机起停，加湿阀控制。

第２步：确定设备端口接线

检查5201模块各个输入输出端口与设备接线，核对各个端口对应的输入输出是否与自控箱上的接线图一致。有调整的作相应记录。

UI1 新风温度 UI2 新风湿度 UI3 送风温度 UI4 送风湿度

UI5 风机压差 UI6 滤网压差 UI7 防冻开关 UI8 风机手自动状态

UI9 风机状态 UI10 风机故障 UI11 水阀开度 DO1 风机启停

DO2 加湿阀控制 UO1 新风阀控制 UO2 回风阀控制 AO1 水阀控制

第3步：确认系统要实现的控制功能

本例中系统到实现的控制功能为：

（1）送风温度控制：根据送风温度与设定温度，对水阀的开度进行PID（线性、连续模拟）调节，从而控制送风温度。在夏季工况时，当送风温度高于设定值时，调节水阀开大；当送风温 度低于设定值时，调节水阀开小。在冬季工况时，当送风温度高于设定值时，调节水阀关小；当送风温度低于设定值时，调节水阀开大。使送风温度始终控制在设定值范围内。

（2）联锁控制：新风风阀与风机和水阀联锁控制，停风机时自动关闭新风阀及水阀，风机启动前，延时自动打开风阀。

（3）对系统中各种温湿度进行监测和设定。

（4）过滤网的压差报警，提醒清洗过滤网。

（5）对加湿阀的控制。

（6）运行状态及故障状态监测、监测设备的手/自动状态。

第4步：配置节点端口

功能模块是Visio图版中Functional Block的英文直译，HW-BA5201模块的I/O口的配置属性也需要拖入功能模块设置，在此称为节点端口。

（1）打开LONMAKER FOR WINDOWS 建立节点5201设备(详细操作参见LONMAKER使用说明)。

（2）建立各功能块。

（3）设置模拟输入信号类型：

在Analog Input选项卡中:

Measurement Type指定模拟量输入信号的类型。模拟量输入信号有0~5V、0~10V与4~20mA三种类型。它的选择必须与相应端口的硬件插针设置相匹配。

Translation Enabled指定AI Translation选项卡中的分段线性插值转换表是否可用。

Device Offset指定设备的零点偏移量。从输入传感器读入的数据需与该偏移量相加才能得出反映实际情况的测量值。

Sample Time模拟量输入信号的采样时间间隔。其取值范围为0~65535秒。

通过AI Translation选项卡中的转换表，我们可以将从硬件输入口读入的原始电压或电流数据转换为需要通过输出网络变量发送出去的值。

（5）其他模拟量输入端口配置：

UI2： 新风湿度：

在Universal Input选项中：Location 新风湿度

在type list列表中选变量类型:lev_cont_f

在AI Translation选项卡中的转换表输入4-20mA对应0-100

UI3： 送风温度：

配置和UI2端口基本相同，不同之处：

在Universal Input选项中：Location 送风温度

在Analog Input选项卡中：Measurement Type：0-10V

在AI Translation选项卡中的转换表输入0-10V对应0-100

UI4： 送风湿度

配置和UI2端口基本相同，不同之处：

在Universal Input选项中：Location 送风湿度

在type list列表中选变量类型:lev_cont_f

在Analog Input选项卡中：Measurement Type：0-10V

在AI Translation选项卡中的转换表输入0-10V对应0-100

UI11：水阀开度

配置和UI2端口基本相同，不同之处：

在Universal Input选项中：Location 水阀开度

在type list列表中选变量类型:lev_cont_f

在Analog Input选项卡中：Measurement Type：0-10V

在AI Translation选项卡中的转换表输入2-10V对应0-100

UI6:滤网压差

在Universal Input选项中：Location 滤网压差

UI7:防冻开关

在Universal Input选项中：Location 防冻开关

UI8:风机手自动状态

在Universal Input选项中：Location 风机手自动状

UI9:风机运行状状态

在Universal Input选项中：Location 风机运行状态

UI10:风机故障报警

在Universal Input选项中：Location 风机故障报警

第5步：配置AC功能模块属性

（1）AC功能模块功用简介：

AC是英文Air Controller空气调节器的缩写，AC可以根据送风温度与设定温度，对水阀的开度进行PID（线性、连续模拟）调节，从而控制送风温度。

AC功能模块主要对房间温度、湿度以及混风比进行手动或自动调节。以下图表对AC功能模块的输入以及输出进行了概述。

（2）AC功能模块HVAC选项卡：

空调控制系统主要包括温度控制、湿度控制与风量控制三部分

Temperature Controller(温度控制器)：对防冻开关状态、风机状态、室内温度、温度设定值以及水阀手自动状态等输入信号进行分析判断，输出水阀开度控制信号。

Humidity Controller(湿度控制器)：对防冻开关状态、风机状态、室内湿度、湿度设定值以及加湿阀手自动状态等输入信号进行分析判断，输出加湿阀开度控制信号。

Air Controller(风量控制器)：对防冻开关状态、风机状态、新风温湿度以及风阀手自动状态等输入信号进行分析判断，输出新风阀以及回风阀开度控制信号。

第6步：配置SM功能模块属性

（1）SM功能模块功用简介：

SM是英文State Machine（状态机）的缩写，它根据所有输入信号的逻辑组合来决定输出信号的逻辑状态。该模块包含16个输入信号，8个输出信号。

（2）本例要实现的逻辑功能：

①启动风机；

②停止风机；

③风机故障报警时,立即停风机；

④风机启动10秒后,如果检测不到风机压差动作,则立即停风机；

⑤手动挡不能启停风机。

真值表如下图：

16个输入的逻辑组合关系发生变化时，State Machine功能模块就会针对新的输入逻辑组合在输入/输出逻辑对应关系表中进行查询，并给出正确的输出。

三、结束语

本文通过语言描述和图表展示，详细地展现了用DDC实现空调控制的主要方法步骤。其中选取的各指标参数为空调所共有的，故该方法可以普适于绝大多数楼宇空调控制情况。