雅士空调自动控制系统设计指南

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1、空调自动控制系统设计指南1. 空调自动控制系统及其基本类型（1）空调系统的控制要求空调的用户或工艺条件不同，空调系统的控制要求也往往不同，但不外乎以 下几种情况：1）空调机组的起停控制和安全保护2）空调房间温度（或回风温度、或送风温度）的自动控制3）独立空调系统的温湿度（室内、回风或送风）控制4）区域内多个空调系统的集中管理与控制（集散式控制或分布式控制）5）其它控制要求，如风量控制（变风量或定风量）、压差控制（过滤器压差、 洁净室正压或负压、缺风保护等）等在以上几种情况中，第5）类控制要求一般不会独立提出，一般伴随第 2） 4）几种情况同时出现。第1）种控制要求独立提出时，严格意义上不属于空

2、调 自动控制系统的范畴，应该归于低压配电系统更为贴切。在目前国内的空调自动控制类项目实施中，大部分按照目前的专业分工情 况，对强弱电分柜制作和安装，即由独立的起动控制柜（配电箱）负责空调机组 的起停控制和安全保护，弱电控制器及其相关部件则集成于另一个独立的弱电控 制柜中。在雅士的标准中，我们倾向于强弱电一体的集成方案，即将空调机组 的起停控制单元与弱电控制单元集成于同一个控制柜中，可有效减少外部接线， 提高系统的可靠性。当然，采用强弱电一体的方案时，必须消除强电部分对弱电 部分的电磁干扰。（2）空调自动控制设备系统的基本类型按照空调设备系统前述的不同控制要求， 就有了以下几类典型的空调自动控

3、制设备系统：1）起动控制柜（配电箱）ASP起动控制柜内集成了设备的供电控制回路 （主回路）和保护控制回路（二次 回路），其主要功能有二：手动或自动通断设备的供电电源， 以控制设备的起停； 提供过载、欠压、失压、缺相、短路等多种保护功能，保证受控设备及供电系统 的安全。2）智能型空调控制柜（ASCP）智能型空调控制柜是集成了空调机组起动控制单元和单回路DDC控制器的控制柜。智能型空调控制柜一般用于单台空调机组的起停控制和温度（或湿度） 的单回路控制。智能型空调控制柜必须配套必要的附件或配合其它的控制对象，才能完成其单回路控制功能。常见的配套附件有温度传感器、电动（水）阀及执行器、电动 风阀等；常

4、见的其它控制对象有电加热器、 电极或电热式加湿器、单元式空调机 组的压缩机。3）单机多回路空调自动控制系统（SCS）我们将采用1个CPU控制（一个或多个空调系统的）两个以上回路的控制 模式，称为单机多回路控制系统（SCS）。在该系统中，每个系统只有一台微型 计算机（如DDC或PLC），不设分站。两个独立的 SCS系统中之间，没有通讯 要求。我们在工程上遇到的无中央站的恒温恒湿控制系统，都属于单机多回路控制系统（SCS）单机多回路控制系统（SCS）由现场控制机（ACU ）及外围设备组成。现场 控制机可以是强弱电一体的集成式柜机， 也可以是单一的弱电柜机。SCS中的外 围设备包括传感器和电动执行机

5、构两大类。4）集散式空调自动控制系统（DCS或TDS）对于空调设备有集中管理要求的项目或空调作为 BAS系统之子系统的项 目，一般设计为集散式空调自动控制系统（DCS或TDS），即所谓分散控制、集 中管理的控制系统。一个完整的集散式空调自动控制系统由一个中央管理工作站（AMS ）、多个现场控制机（ACU，也称分站）及若干套外围设备组成。在DCS系统中，各现场控制机（ACU，也称分站）承担相应空调系统的温 度、湿度、压力、流量等实时性强的控制和调节功能；中央管理工作站（AMS ）承担系统数据管理、控制方案指导、历史数据存储及远程操控等功能。2. 空调机组起动控制柜2.1.规格说明根据起动方式不同

6、，起动控制柜有多种类型，常用的有以下四种：a. 直接起动：通过交流接触器直接接通电源（全电压起动）。b. 星-三角起动：电机起动时，定子绕组接为丫形，起动后在预定时间转为形（降压起动）。c. 软起动：控制供电电压按预定函数关系，从零逐渐爬升至额定电压，在转换为全电压运行。d. 变频起动：控制供电电源频率，使之跟随设定的积分时间加速提升，直至达到全电压运行。起动控制柜型号的表示方法：2.2. 功能说明起动控制柜主要有两方面的功能，一是控制空调机组的起停，二是电气设备 的安全保护。起动方式不同，其工作原理和功能设置也有所不同， 表1为几种常 用起动控制柜的原理及功能比较表。表1.几种起动控制柜之比

7、较直接起动星-三角起动软起动变频起动工作原理通过交流接触器 直接接通电源（全电压起动）电机起动时，定 子绕组接为Y 形，起动后在预 定时间转为控制供电电压按 预定函数关系， 从零逐渐爬升至 额定电压，在转控制供电电源频率， 使之跟随设定的积分 时间加速提升，直至 达到全电压运行。形。(降压起动)换为全电压运 行。功能设置手动起停； 受控起停； 运行、电源、 故障指示； 过载保护； 消防连锁。手动起停； 受控起停； 运行、电源、 故障指示； 过载保护； 消防连锁。手动起停； 受控起停； 运行、电源、 故障指示； 过载保护； 消防连锁； 旁路切换。手动设定起停； 受控起停； 运行、电源、故 障指示

8、；过流、过压、欠 压、过载、缺相 等保护起动及运行数据 记录。优缺点投资省，线路简 单。起动电流为 额定电流的 57 倍，对电源冲击 大。投资少，线路简 单。起动电流为 直接起动时的 1/3,可明显减小 对电源的冲击。起动电流可在额 定电流25倍间 调整。软起动、 软停车，无机械 冲击。初投资较 大。起动方式可灵活选 择，起动电流可调整。 对电机及供电系统的 保护好，无机械冲击。 初投资大。适用范围P w 7.5Kw 的小型电机111 w P w 55Kw的中小型电机I2】7.5Kw以上，客 户指定时；可用 于多负载并联。客户指定使用或因调 速功能设置。注：1 P w7.5Kw为雅士企业标准。

9、理论上，只要电机功率不超过其供电变压器容量的5%,都可采用直接起动方式；2 11 w P 55Kw也是雅士企业标准。 理论上，4KW以上的运转时定子绕组为形接法的小 容量电机，都可采用 Y- 起动方式。2.3. 设计文件起动控制柜一般应按标准产品设计和生产，其设计文件也应标准化。这些文件包括设计输入文件、设计输出文件和报价文件。2.3.1. 设计输入文件作为设备设计和选型的依据，起动控制柜的设计输入文件应至少包括：(1) 用户的需求资料。这些资料一般包含在订货合同或技术附件中， 其中包括： 要控制的设备功率，要求的起动方式等；(2) 与起动控制柜相关的国家标准；这些标准包括：(3) 与起动控制

10、柜有关的企业标准标准。这些标准包括：2.32设计输出文件每一种类型的起动控制柜都有一套标准的并受控的设计输出文件，其中包括：（韩志车）(1)电气原理图(2)控制柜接线图(3)控制柜底板布置图(4)控制柜箱体外形图(5)材料明细表2.3.3.报价文件起动控制柜的报价输出文件应包括：（1）报价2.4. 标准价格的使用方法3. 智能型空调控制柜3.1. 规格说明智能型空调控制柜是集成了空调机组起动控制单元和单回路 DDC控制器的 控制柜，只需配套一只温度传感器和一个电动执行机构 （电动水阀或风阀等，一 般作为附件），即可实现空调机组起停控制及温度控制。根据所用控制器类型不同，智能型空调控制柜分为多种

11、类型和规格：AIU -D 3.0 -bb箱式（可缺省），壁挂安装c柜式，落地安装电机功率（KW ）（n台电机时为 n x P或P1+P2）起动方式D直接起动T星-三角降压起动S软起动F变频起动 雅士起动控制柜32功能说明33设计文件3.3.1. 设计输入文件3.32设计输出文件报价文件3.4. 标准价格的使用方法4.单机多回路控制系统（SCS4.1. 系统构成单机多回路控制系统（SCS）由现场控制机（ACU ）及外围设备构成。现场 控制机有两种类型，一种是强弱电一体集成的4.2. 控制器选型4.3. 控制方案说明4.4. 设计文件4.4.1. 设计输入文件4.4.2. 设计输出文件4.4.3.

12、 报价文件4.5. 标准报价及其使用方法5.集散式空调自动控制系统（DCS5.1.系统构成单机多回路控制系统（SCS）由现场控制机（ACU ）及外围设备构成。现场 控制机有两种类型，一种是强弱电一体集成的5.2. 控制器选型5.3. 控制方案说明5.4. 设计文件5.4.1. 设计输入文件5.4.2. 设计输出文件5.4.3. 报价文件5.5. 标准报价及其使用方法6.1. 单机多回路控制系统（SCS）1.1. 系统定义我们将采用1个CPU控制（一个或多个空调系统的）两个以上回路的控制 模式，称为单机多回路控制系统（SCS）。在该系统中，每个系统只有一台微型 计算机（如DDC或PLC），不设分

13、站。两个独立的 SCS系统中之间，没有通讯 要求。我们在工程上遇到的无中央站的恒温恒湿控制系统，都属于单机多回路控制系统（SCS）1.2. 系统构成单机多回路控制系统（SCS）由现场控制机（ACU ）及外围设备构成。现场 控制机有两种类型，一种是强弱电一体集成的1.3. 控制器选型1.4. 控制方案1.5. 设计输出文件1.6. 报价方法2. 集散式空调自动控制系统（DCS）2.1. 系统定义2.2. 系统结构2.3. 控制器选型2.4. 控制方案2.5. 设计输出文件2.6. 报价方法5）智能（温控）型空调控制柜6）独立式空调自动控制系统（ACS）7）集散式空调自动控制系统（DCS）一个完整

14、的空调自动控制系统通常包括控制柜（箱）及外围设备两部分。控 制柜（箱）用以集成空调机组之起动控制单元及弱电控制单元之控制器及其人机 界面；外围设备包括同一控制系统所需配套的传感器、开关、电动阀门及其执行器。及其配套服务工作1）控制柜（箱）根据功能分类，控制柜（箱）可以分为： 起动控制柜按照起动方式不同，常采用以下三种类型的起动控制柜：e.直接起动：f. 星-三角起动：g. 软起动：h. 变频起动： 变风量控制柜按控制原理不同，常采用的变风量控制柜分为以下三类：a. 变频型变风量控制柜b. 调压型变风量控制柜c. 节流型变风量控制柜。根据控制方式不同，以上三种变风量控制柜又可分为智能型（自主型）

15、和标 准型（手动型或被动型）。表2.几种智能型变风量控制柜之比较智能变频型 变风量控制柜智能调压型 变风量控制柜智能节流型 变风量控制柜工作原理按温度控制要求调节电 机的供电频率，实现自 动变频变风量控制按温度控制要求调节电 机工作电压，实现变风量 自动控制按温度控制要求调节风 阀开度，实现变风量自动 控制功能设置机组起停控制与保 护（同变频起动柜） 自动变频变风量控 制温度设定与指示机组起停控制与保 护（同直接起动控制 柜）自动调压变风量控 制温度设定与指示机组起停控制与保 护（同直接起动或星-三角起动柜）风阀开度自动调节 变风量控制温度设定与指示系统构成箱体（壁挂或洛地） 变频器温度传感器

16、（附件）箱体（壁挂或洛地） 起动控制单元（直接 起动或星-三角起 动）可控硅调速器 单回路DDC控制器 温度传感器（附件）箱体（壁挂或洛地） 起动控制单元（直接 起动或星-三角起动） 单回路DDC控制器 温度传感器（附件） 风阀执行器（附件）优缺点节能效果显著 工作稳定性高 初投资较咼节能效果一般 工作稳定性较差 初投资适中节能效果较差 工作稳定性较高 初投资较小适用条件中小型变风量空调系统小型（电机功率 7.5KW 以下）变风量空调系统不建议采用表3.几种标准型变风量控制柜之比较变频型变风量控制柜调压型变风量控制柜节流型变风量控制柜工作原理手动设定或按外来信号 控制电机的供电频率， 实现风量

17、调整或变风量 控制手动设定或按外来信号 调节电机工作电压，实现 风量控制手动设定调节风阀开度， 实现风量调整功能设置机组起停控制与保 护（同变频起动柜） 手动变频或接受外 部信号进行风量调 整或变风量控制机组起停控制与保 护（同直接起动控制 柜）手动变频或接受外 部信号进行风量调 整或变风量控制机组起停控制与保 护（同直接起动或星-三角起动柜） 手动设定调节风阀 开度，实现风量调整系统构成箱体（壁挂或洛地） 变频器箱体（壁挂或洛地） 起动控制单元（直接 起动）可控硅调速控制器箱体（壁挂或洛地） 起动控制单元（直接 起动或星-三角起动） 调节电位器风阀执行器（附件）优缺点节能效果显著 工作稳定性

18、高 初投资较咼节能效果一般 工作稳定性较差 初投资适中节能效果较差 工作稳定性较高 初投资较小适用条件变风量空调系统之AHU机组控制； 压力渐变型空调机 组之定风量控制； 多工况转换运行之 机组控制； 小型直联传动型机 组之风量控制。小型（电机功率 7.5KW 以下）机组的以下控制： 压力渐变型空调机 组之定风量控制； 多工况转换运行之 机组控制； 小型直联传动型机 组之风量控制。压力渐变型空调机 组之定风量控制；中小型直联传动型 机组之风量调整。 智能型温度控制柜 智能型恒温恒湿控制柜按控制器类型分类，智能型控制柜（箱）又可以分为DDC智能型和PLC智能型两大类。常用的DDC控制器有：SIEMENS： RDW62，MEC，MBCHONEYWELL : EXCEL20，EXCEL50，EXCEL80/100，T775,H775, T7984， P606/P906常用的PLC控制器有：SIEMENS: S7-200, S7-300A-B: Micrologix , Logix6.1. 外围设备6.2. 线材及线管、线槽6.3. 控制软件6.4. 设备安装及布线工程6.5. 现场查线及系统调试7.空调自动控制系统报价文件的格式