制冷与空调自动控制课件.ppt

1、设备（系统）运行状态控制；设备（系统）运行状态控制；控制范畴：控制范畴：控制命令输入（开、停、切换等）；系统监控（参数记录存储、传送通信、显示打印等）；设备（系统）运行参数调节控制；设备（系统）运行参数调节控制；控制范畴：控制范畴：相关参数检测（温度、压力、湿度等）；由控制器（软件/硬件）调节控制执行器件（阀件、伺服电机、功率驱动器件等）；控制范畴：控制范畴：系统安全保护（气压、油压、缺液等）；器件安全保护（短路、过载、欠压等）；设备连锁保护（风机与相关设备连锁）；设备（系统）运行安全保护控制。设备（系统）运行安全保护控制。控制方式：控制方式：电气控制电气控制+自动调节阀自动调节阀+安全保护；

2、安全保护；微机控制微机控制(MCU/PLC)+电电/气动调节气动调节阀阀+安全保护；安全保护；微机控制微机控制(MCU/PLC)+集中监控集中监控(网络网络通信通信)+电电/气动调节阀气动调节阀+安全保护。安全保护。课程安排：课程安排：制冷空调自动控制系统；制冷空调自动控制系统；电气控制系统介绍电气控制系统介绍；微机控制技术介绍；微机控制技术介绍；集中监控集中监控(网络通信网络通信)技术介绍；技术介绍；复习。复习。制冷空调自动控制系统：制冷空调自动控制系统：自控系统组成：自控系统组成：给定值给定值信号信号被控被控介质介质被控参数被控参数测量值测量值(传感器传感器)控制控制偏差偏差图图1 1 自

3、控系统组成框图自控系统组成框图控制器控制器干扰干扰反馈反馈执行器执行器变送器变送器被控对象被控对象制冷空调自动控制系统：制冷空调自动控制系统：组成：组成：传感器传感器-将被测量量按一定规律转换成便于传输和处理的另一种物理量的元件。物理量物理量1(1(温度、压力等温度、压力等)物理量物理量2(2(电压、电流等电压、电流等)传感器传感器传感器传感器温度传感器温度传感器温度传感器形式有热电偶、热敏电阻、PN结半导体、集成温度传感器等。（Pg183)此略。湿度传感器湿度传感器湿度传感器的类型有多种，常见的有电容式、陶瓷式、高分子材料式等。传感器传感器湿度传感器湿度传感器电容式：湿度影响电容介质，容量变

4、化反映湿度变化陶瓷式：多孔陶瓷体(附有湿度敏感玻璃层)湿度影响陶瓷体的电阻值 高分子材料式:膨胀性高分子材料中夹导电粉末,吸湿膨胀影响电阻值 传感器传感器压力传感器压力传感器应变片式：压力使应变片形变，影响电阻值电容式：压力使电容膜片介质形变,容量变化反映压力变化,(微压传感)压电式:采用具有压电效应材料作为敏感元件,直接输出电量传感器传感器流量传感器流量传感器（Pg244）此略带变送功能，直接输出数码传感器传感器液位传感器液位传感器（双位输出，连续输出）（双位输出，连续输出）传感器传感器风速传感测量风速传感测量（Pg244）（数码显示输出）（数码显示输出）迷你风速计技术数据传感器：NT，热线

5、 插深：300毫米/直径12毫米 量程：010米/秒-20+50 099990立方米/小时 功能一体化探头，保持/最大/最小值，时间、多点平均传感器：NT，热线 技术数据 量程：010米/秒 0+50 德图425型风速仪 量程：020米/秒-20+70 传感器传感器传感器选用注意：传感器选用注意：1、量程（、量程（F.S）；）；2、灵敏度（、灵敏度（K）；）；3、分辨率；分辨率；4、工作原理，避免在工作环境受干扰。、工作原理，避免在工作环境受干扰。制冷空调自动控制系统：制冷空调自动控制系统：组成：组成：变送器-将被测信号转换成标准信号（010mADC，420mADC，010VDC等）的器件，便

6、于信号传送和处理。很多传感器和变送器封装为一体。制冷空调自动控制系统：制冷空调自动控制系统：组成：组成：控制器-将测量值信号与给定值信号进行比较，针对此偏差按照预定的控制规律发出控制指令的部件。控制器控制器控制规律控制规律在自控系统中，若有扰在自控系统中，若有扰动，被控量就会偏离允动，被控量就会偏离允许的偏差范围，自控的许的偏差范围，自控的作用会使被控量逐渐恢作用会使被控量逐渐恢复到允许偏差范围，其复到允许偏差范围，其过程如图过程如图2所示。这里所示。这里涉及最大偏差、允许偏涉及最大偏差、允许偏差范围（精度）、调节差范围（精度）、调节时间，振荡周期、静差时间，振荡周期、静差等参数。等参数。比例

7、积分微分控制器比例微分控制器比例积分控制器比例控制器连续控制双位控制器继电器断续控制控制器控制器控制规律：控制规律：-双位控制双位控制控制器的控制机构根据控制器的控制机构根据给定只输出给定只输出-开启开启（上限值时）和关闭（上限值时）和关闭（下限值时）两个信号。（下限值时）两个信号。温度双位调节过程如右温度双位调节过程如右图：室温在给定值上下图：室温在给定值上下波动呈等幅振荡过程。波动呈等幅振荡过程。控制器控制器控制规律：控制规律：-双位控制双位控制温度双位调节过程所用温度双位调节过程所用控制器一般采用双位输控制器一般采用双位输出温度控制器出温度控制器+电磁阀电磁阀来实现来实现。控制规律：控制

8、规律：-比例控制比例控制(P-proportion)控制器输出与输入大小控制器输出与输入大小成比例关系，没有延时。成比例关系，没有延时。比例控制环节能迅速抑比例控制环节能迅速抑制干扰，是基本的调节制干扰，是基本的调节环节。环节。感温包感温包+控制阀就属于控制阀就属于比例控制。比例控制。控制器控制器控制器控制器控制规律：控制规律：-比例控制比例控制(P-proportion)以下一些自力调节阀也以下一些自力调节阀也属于比例控制。属于比例控制。控制器控制器控制规律：控制规律：-比例积分比例积分(PI-proportion integral)控制器输入有偏差存在，控制器输入有偏差存在，积分控制器的输

9、出就会积分控制器的输出就会随时间不断变化，直到随时间不断变化，直到静差消除，控制器的输静差消除，控制器的输出才会保持不变。积分出才会保持不变。积分环节起消除静差的作用。环节起消除静差的作用。温度传感器温度传感器+控制器控制器+薄薄膜控制阀就属于此类。膜控制阀就属于此类。控制器控制器控制规律：控制规律：-比例微分比例微分(PD)/比例积分微分比例积分微分(PID)控制器微分作用的输出控制器微分作用的输出与偏差变化的速度成正与偏差变化的速度成正比，它具有超前作用，比，它具有超前作用，能抑制被调量的振荡起能抑制被调量的振荡起到缩短调节时间作用。到缩短调节时间作用。(D-differentialD-d

10、ifferential）温 度 传 感 器温 度 传 感 器+控 制 器控 制 器（PD/PIDPD/PID软件算法）软件算法）+电电动控制阀就属于此类。动控制阀就属于此类。控制器控制器控制规律：控制规律：-模糊控模糊控制制(fuzzy control)室室内内温温度度室室外外温温度度室室内内湿湿度度风风扇扇转转速速风风向向控控制制压缩压缩机电机电机变机变频增频增量量模模 糊糊 化化 处处 理理根根据据模模糊糊规规则则的的模模糊糊推推理理精精 确确 化化 处处 理理Zero-DefectNegative BigNegative MedialNegative SmallPositive Smal

11、lPositive MedialPositive BigU1 12.5 7.5 5 2.5 0 2.5 5 7.5 12.5 NB NM NS ZD PS PM PB室内温度室内温度控制器控制器控制规律：控制规律：-模糊控模糊控制制(输入输入/出隶属函数出隶属函数)5 5 10 15 20 25 30 35 45U1VL LO ME HL VH 室外温度室外温度 0 20 30 40 50 60 70 80 100U1VL LO ME HL VH 室内湿度室内湿度105 2 0 25 10 NB NM NS ZD PS PM PB压缩机电机压缩机电机变频增量变频增量HZ VL LO ME HL

12、 VH 0 200 500 800 1000 r/m 室内风机室内风机 转速转速 VL LO ME HLVH0 20 45 70 90 导向片导向片角度角度制冷空调自动控制系统：制冷空调自动控制系统：组成：组成：执行器执行器-将来自控制器的控制信号转变为操作量的部件。制冷空调自动控制系统中有如电磁阀、电动阀、变频驱动器等等。执行器执行器电磁阀：电磁阀：由电磁线圈的通、断由电磁线圈的通、断电来控制阀的开启和电来控制阀的开启和关闭。关闭。两通阀：两通阀：执行器执行器 间接作用二通阀（导阀间接作用二通阀（导阀+主阀）主阀）三通阀（控制方向）三通阀（控制方向）执行器执行器 四通阀（三通导阀四通阀（三通导阀+滑阀滑阀主阀）主阀）-制冷运行状态制冷运行状态四通阀四通阀-制热运行状态制热运行状态执行器执行器 电动阀（开启度由电机电动阀（开启度由电机驱动控制）驱动控制）风道阀（由执行器控制风道阀（由执行器控制叶片角度变化）叶片角度变化）