智能化中央空调生产应用场景控制概论

2023-01-02白建文

中国设备工程 2022年3期

白建文

（约克广州空调冷冻设备有限公司，广东清远 511600）

在中央空调系统运行过程中产生的主要问题是制冷系统设计为一个独立的整体，缺乏与生产设备运行和厂房内部之间的相互感知和互联互通，中央空调系统各参数的自动调节需求完全依赖于各类传感器反馈的信息数据，实际空调系统运行会随着生产环境的变化而改变。在大型系统化环境的空调温度以及湿度等因素影响下，生产车间会产生较为明显的滞后效应，控制结果经常产生一定偏差，随着时间的累积，传感器的测量偏差（尤其是湿度传感器）也会逐步累积，进而导致大型中央空调智能化控制系统的控制不够准确。目前，随着自动化、智能化以及信息化等技术的不断发展，可通过先进的网络组态技术，将中央空调控制系统与设备PLC相互联通，设备运行状态发生变化时，系统通过监控设备的运行温度、压力等参数，通过PLC控制器自动调节空调运行频率和阀门角度，以实时调节空调系统的输出温度和风量，达到最佳的控制目的。

1 中央空调智能化控制系统特点分析

在中央空调智能化控制系统中，其特点具有多样性，主要有以下几方面：（1）空调智能化控制系统包括各种功能性的系列仪表，其中有电动仪表、气动仪表以及智能化仪表等，这些仪表的选择和使用需要与中央空调系统相结合，以此提高系统控制效果，满足使用需求。（2）中央空调系统应用具备工况转换控制要求，中央空调系统的应用需要依据气候实际变化，在不同工况情况下，设计相应的智能控制系统，在使用过程中满足系统参数控制要求，同时可以提高节能效果。（3）中央空调系统中的温度、湿度和压力，在空调系统应用过程中，比较重要的控制参数为温度、湿度和压力，这3项参数在系统中同时存在并互相影响作用。（4）中央空调系统控制对象，这种被控制的对象存在特殊性，运行过程中存在较大动态惯性，并且具备滞后时间，存在非线性特性。从控制角度上难以使用精确的数学模型进行计算和模拟，通常情况下可以使用理想化的经验数学模型进行推演。

2 中央空调系统自动化控制方式分析

2.1 调节公式控制方式的集中化运行

在暖通中央空调系统实际运行过程中实施智能化调节，需要集中分析运行调节方式，同时也是建筑负荷动态变化，过程中需要将不同时刻的循环流速以及最佳的供回水温度进行确定，设备运行过程中，满足实际运行需求，以此提高节能效果。基于这一情况，输入设定数值并不是定值，需要结合负荷实际情况设置以及调整动态化数值。

（1）运行调节方式中的自动控制调节方式，首先是结合物理参数温度以及流量数值，需要加以检测现场自动化控制仪表；其次是将控制器中的计算模块输入之后，可以获得响应的负荷数值；其三是调节公式，判断标准化定式，最佳供回水温度以及相对流量数值，以此作为设定过程中的输入数值，与传感器检测数值进行对应，按照这一思路分析，需要配合模糊PID控制算法，控制实际电动调节阀开度，同时可以处理水泵频率。工作人员需要反复检测回水实际问题，多次检测之后，需要分析相对流量以及温度数值，以此回水数值需要满足新的平衡需求。

（2）自动化控制调节方式，在基本性的计算调节公式之后，需要通过实际控制项目的精确度确定相对性流量变化步长；其次是相对流量计算数值以及设定数值存在差异，按照舍零取整的方式，相对负荷数值小于0.3情况下，需要按照0.3数值进行计算。其次是对最佳供水温度判定原则，综合性分析设备厂家的实际需求，机组设备需要具备最低性的流量限制，供水温度处于最低数值，考虑最低运行频率限制等多种问题。

2.2 冷温水控制设备方式

空调系统运行本身就是一种工艺性系统，在控制阶段的首要阶段确定工艺系统运行特点，过程中选择针对性的控制方式。在空调水系统运行中，部分人认为空调系统是将冷热负荷成为控制主要目标，使用管网供回水温度作为其控制输入数值。部分人认为空调系统本身属于管网系统，实际运行需要借助物理参数压力，使用过程中满足系统正常运行需求，同时将系统运行压力作为控制输入数值。还有部分人认为管网运行中的系统平衡性运行具备重要性，将压差作为控制输入价值。在冷水控制设备中，其运行的主要原理在夏季空调集中调节比较常见，在运行基本过程中需要设定冷水主管段上部分回水温度以及供回水压差数值，使用现场测量设备测量这一数值，对设定数值进行比较，系统应用需要经过控制器进行模糊预算，改变循环水泵中的频率，启动或者是停止调整主机。设计工况过程中，供水温度设置在7℃，回水温度设置为12℃，传感器在检测方面，测量的回水温度超过12℃，结果表明，建筑本身负荷有所增加，同时需要增加过程中的循环水量，有效调整水泵频率。

3 结合采集生产设备运行信号对空调设备计算、调节以及控制

系统运行过程中，需要包括制冷系统PLC控制以及风柜风送系统PLC，制冷系统的设置需要包括三套制冷机组以及配套的水塔水泵等。制冷系统的使用需要提供相应的冷源，水泵可以使用变频器进行控制，冷却水泵应用过程中可以设定冷却水回水温度，结合冷冻机负荷以及室外露点温度进行水泵转速的自动化调节，以此完成节能目的。冷冻水泵需要依据冷冻水供水以及回水主管路压差，对水泵转速进行自动化调节。风柜系统应用需要负责车间空气处理工作，在空调系统运行过程中需要负责冷冻水以及空气能量交换，以此确保车间环境状态。在风柜系统中，送风机部分主要利用变频控制，新风回风阀需要利用比例控制，风机应用的送风速度需要结合生产设备，自动化调节生产设备运行状态，新风回风比例阀需要依据回风焓差以及车间设备排风机工作情况进行调节。

控制方式：依据生产设备，统计开关量，分析基本热负荷数值，在利用PLC技术对输出对应的模拟量，计算之后以此控制变频器实际转速。设备应用需要依据功率数值大小以及散热数值计算空调的送风量，通过风量实际数值作为设备运行中的PLC计算数值。印刷机运行中，主电机工作阶段需要保证送风速度为2784m3/h，电机工作运行，控制设备PLC需要传输开关量数值，传输到空调需求控制系统中，空调送风机的使用需要结合需求风量数值以及总风量数值，获取相应的电压信号，风机实现自动化调速工作。设备实际排风量数值需要与总风量数值确定新风阀开度电压信号，风阀设定需要结合信号，对新风量进行自动化调节，新风阀最小开度数值基本设定为15%。

计算方式：风机变频器模拟控制信号数值确定为：10×（设备实际运行数字数值+基本数值）/（设备全部运行数值+基本数值）。其中10V数值意味着变频器50Hz，风柜风机保证满负荷空调送风。在风焓值低于新风数值阶段，将比例控制信号低于1.5数值，风阀数值最小开度需要设置为15%，在大于1.5情况下，风阀开度需要满足与信号相对应，在过渡季节回风焓值相比于新风数值较高时，需要使用全新风。生产设备以及环境变化，基本数值在计算机人机界面自动化输入之后，需要满足手动功能以及自动化功能控制，计算机输入数值需要保证调节风机速度以及新风阀开度的直接性调节。

结合空调系统自动化记录分析，车间生产设备工作状态在不断变化，空调送风机实际工作频率依据需求有所相应，车间针对新风补充的需求也在不断变化。