控制系统基础知识课件

控制系统基础知识6/14/2024控制系统基础知识8/9/20231 DDCDDC控制概念控制概念 控制信号控制信号 控制回路控制回路 控制算法控制算法 控制逻辑控制逻辑6/14/20242 DDC控制概念8/9/20232DDC控制概念直接数字控制DirectDigitalControl-DDC取代传统气动控制及电动机械式控制系统能够提供舒适及能源管理能够提供系统信号/分析功能在中央电脑中可监视及操控各种装置设备基本概念AIAODIDO6/14/20243 DDC控制概念 直接数字控制 Direct DigitalDDC控制概念基本概念6/14/20244 DDC控制概念基本概念8/9/20234控制信号信号类型数字信号-DI,DO,BI,BO（Digital/Discrete/BinarySignal）-此类信号通常是以0或1代表其触点状态开Open关Close输入信号InputSignal(switchcontact)输出信号OutputSignal(0or24Vdc)R0or24Vdccom6/14/20245 控制信号信号类型数字信号 -DI,DO,BI 控制信号模拟信号-AI,AO（AnalogSignal）-可在某一范围内不断变化,也可随着时间而改变KPa1000420mAVdc102输入信号（压力）4100%020mAVdc102输出信（水阀）信号类型6/14/20246 控制信号模拟信号-AI,AO（Analog Si控制信号模擬信号AnalogSignal压力Pressure温度Temperature湿度Humidity电压Voltage电流Current时间Time信号类型数字信号DigitalSignal电源开关PowerOn/Off高/低限度High/LowLimit开关接点SwitchContact数字输入DI模拟输入AI数字输出DO模拟输出AO6/14/20247 控制信号模擬信号 Analog Signal信号类型数字信控制回路控制回路：开环控制输出信号不会与设定值作比较只能应用于已知输入与输出关系控制系统是以时间为基础,如:灯光系统Controller控制器Process计算处理Output输出Input输入6/14/20248 控制回路控制回路：开环控制 输出信号不会与设定值作比较 控制回路控制回路：闭环控制设定值与反馈(输入)信号比较，差值送往控制器控制器计算后，发出新的输出控制信号，从而使反馈值达到设定值输入信号Eg.25oC输出信号设定值SetpointSP=23oC6/14/20249 控制回路控制回路：闭环控制 设定值与反馈(输入)信号比较，控制算法控制类型：双位控制二位控制（开/关）只有两个固定位置“开”及“关”室温设定值开关6/14/202410 控制算法控制类型：双位控制 二位控制（开/关）室温设控制算法控制类型：比例控制线形模拟控制Yn=Y初始+Kp*Tn偏差Tn=(T实际T设定)存在偏差是比例调节的前提比例系数不合适会引起系统振荡6/14/202411 控制算法控制类型：比例控制 线形模拟控制8/9/20231控制算法控制类型：比例+积分控制线形模拟控制Yn=Y初始+Kp*Tn+Ki*(Tn+Tn-1)积分因素考虑了時間积累，不断消除偏差系统反映相对较慢6/14/202412 控制算法控制类型：比例+积分控制 线形模拟控制8/9/20控制算法控制类型：比例+积分+微分控制线形模拟控制Yn=Y初始+Kp*Tn+Ki*(Tn+Tn-1)+Kd*(TnTn-1)微分因素考虑了被控参数的变化速度，加快反应速度6/14/202413 控制算法控制类型：比例+积分+微分控制 线形模拟控制8/9控制逻辑控制逻辑算法是一种特定的程序，以用于某种控制要求控制逻辑是由各种算法组合在一起，并不断地在高速循环运行6/14/202414 控制逻辑控制逻辑 算法是一种特定的程序，以用于某种控制要求控制逻辑1.读取室内温度2.与设定值作比较3.如室内温度偏离设定值，进行PID运算4.运算结果输出信号控制阀门5.重复步骤14OutputAction12SetPoint3SPTSP5Delay控制逻辑6/14/202415 控制逻辑1.读取室内温度 4 Output Actio控制逻辑案例讨论1.下图有多少个控制点？2.它们是什么控制类型？6/14/202416Shao Rong-Service 控制逻辑案例讨论1.下图有多少个控制点？8/9/202控制逻辑回风机控制回风机控制？DI-drycontract回风机启停？DO-24Vdc回风机进气控制阀门？AI/AO420mA/010Vdc排风阀排气阀控制？AO/Linkage冷冻盘管冷冻盘管控制?AO-210Vdc加热盘管加热盘管控制?AO210Vdc混合风阀混合风阀控制?AO/Linkage送风机控制送风机状态？DI-drycontract送风机启停？DO-24Vdc送风机进气控制阀门？AI/AO420mA/010Vdc回风温度AI10Kohm新风阀新风阀控制?AO210Vdc出风温度AI10Kohm6/14/202417 控制逻辑回风机控制排风阀冷冻盘管加热盘管混合风阀送风机控制控制逻辑InputOutputDIAIDOAO送风机状态1送风机启停1送风机控制1出风温度1回风机状态1回风机启停1回风机控制1回风温度1冷水盘管控制1热水盘管控制1排气风阀控制1新风风阀控制1回风风阀控制149控制点表6/14/202418 控制逻辑 楼宇自控系统介绍BuildingAutomationSystem1.自动控制基本原理2.楼宇自动控制系统设备构成3.基本设计依据-监控点的概念4.主要监控对象和监控内容19楼宇自控系统介绍自动控制基本原理19楼宇自控系统的控制原理楼宇自控系统介绍1.自动控制基本理论自动控制回路包括三个部分：第一部分，传感器S：数据测量(Sensor),分为模拟数据,开关数据第二部分，控制器C:根据其他信息进行数据的处理(Controller)第三部分，执行器A:发出控制动作(Actuator)这三个基本功能行为组成了我们所知的自动控制回路。CSA20楼宇自控系统的控制原理楼宇自控系统介绍1.自动控制基本理论楼宇自控系统的组成传感器控制器执行器操作及应用软件系统集成楼宇自控系统介绍2.楼宇自控系统组成监控网络网络路由器，网关现场控制器21楼宇自控系统的组成楼宇自控系统介绍2.楼宇自控系统组成监楼宇自控系统介绍传感器系列室内,室外,风道,水管温度传感器室内,室外,风道湿度传感器静压,压力,压差传感器流量传感器照度传感器CO,CO2等气体传感器电压,电流,功率因数传感器温控器风流,水流开关压差,低温限位传感器22楼宇自控系统介绍传感器系列室内,室外,风道,水管温度传感器楼宇自控系统介绍执行器系列风阀执行器电动调节式水阀电动蝶阀电磁阀变频器.23楼宇自控系统介绍执行器系列 风阀执行器23管理级,控制级控制器及网络现场控制,集中管理ME812uMMXSEZNMEXAARRCEQ-PRTLSPBACnet/ARC156,orBACnetMS/TPBACnetTCP/IP,EthernetME-LGRMXME812u-LGRMEXBACviewWeb浏览器WebCTRL服务器PDAInternet远程Web浏览器手机LGRZNZNThird-partyIntegrationRS232/485Third-partyIntegrationRS232/485Third-partyIntegrationModbusRS232/485OPCXML/SOAPIntegration156Kbps10/100Mbps156KbpsThird-partyIntegrationTCP/IP10/100MbpsARCnet156KbpsMS/TP76.8KbpsThird-partyIntegrationRS232/48524管理级,控制级控制器及网络 现场控制,集中管理ME81操作软件及应用软件楼宇自控系统的大脑25操作软件及应用软件 楼宇自控系统的大脑25系统集成BAS,BMS,IBMSBASBuildingAutomationSysem机电设备的综合管理包括对暖通、给排水、电气、照明、电梯等机电设备的管理BMSBuildingManagementsystem机电及弱电系统的综合管理在BAS管理平台上集成联锁管理包括消防报警系统、综合安防、公共广播、程控交换机，停车场管理等系统IBMSIntegratedBuildingManagementsystem与办公自动化网络企业ERP管理系统集成的综合管理系统26系统集成 BAS,BMS,IBMSBASBMSIBMS26楼宇自控系统的控制原理楼宇自控系统中描述监控内容的基础是监控点，简称“点”。项目设计中统计监控点的表格，简称“点表”。楼宇自控系统中监控点按照分为四类：模拟输入AIAnalog Input0-10V 4-20mA开关输入DIDigital Input无源干触点模拟输出AOAnalog Output0-10V 4-20mA开关输出DODigital Output无源干触点UI：UniversalInput通用输入（AI或DI）UO：UniversalOutput通用输出（AO或DO）楼宇自控系统介绍3.系统设计基础-监控点的概念27楼宇自控系统的控制原理楼宇自控系统中描述监控内容的基础是监控楼宇自控系统的控制原理楼宇自控系统介绍常见的点表28楼宇自控系统的控制原理楼宇自控系统介绍常见的点表28冷热源送排风照明变配电电梯给排水空调系统楼宇自控系统介绍4.主要监控对象29冷热源送排风照明变配电电梯给排水空调系统楼宇自控系统介绍4楼宇自控系统的控制原理楼宇自控系统介绍监控内容中央空调系统（HVAC）冷源系统（CHILLER）热源系统（HEATING）冷热源系统（CHILLER&HEATING）空调机组（AHU）新风机组（FAU，OAU）送排风机（SEF）风机盘管（FCU）变风量末端（VAV-BOX）增长点30楼宇自控系统的控制原理楼宇自控系统介绍监控内容中央空调系统楼宇自控系统的控制原理楼宇自控系统介绍监控内容给排水系统（PUMP&SUMP）照明系统（LIGHTING）变配电系统（ELE）电梯（ELEVATOR）其他（OTHER）生活水泵排水泵水箱、水池高压侧低压侧变压器31楼宇自控系统的控制原理楼宇自控系统介绍监控内容给排水系统（楼宇自控系统的控制原理冷源系统冷冻水段冷却水段开关控制、运行状态、故障报警、手自动状态开关控制、运行状态、故障报警开关控制、运行状态、故障报警、手自动状态开关控制、运行状态、故障报警、手自动状态供回水温度水流开关蝶阀开关控制供回水温度冷却塔蝶阀控制供回水压差旁通阀控制空调末端32楼宇自控系统的控制原理冷源系统冷冻水段冷却水段开关控制、楼宇自控系统的控制原理冷源系统空调冷源系统监控概述1配电柜监控2设备连锁控制3机组次序控制4系统优化控制5冷却水塔风机自动控制6维修指示7报警及数据记录其他监控点：阀位状态反馈水管流量等等33楼宇自控系统的控制原理冷源系统空调冷源系统监控概述1配楼宇自控系统的控制原理热源系统旁通阀控制供回水压差供回水温度开关控制、运行状态、故障报警、手自动状态水流开关蝶阀开关控制一次侧一次侧二次侧二次侧34楼宇自控系统的控制原理热源系统旁通阀控制供回水压差供回水楼宇自控系统的控制原理空调机组AHU回风段新风段机组段送风段开关控制、运行状态、故障报警、手自动状态，变频控制热水阀调节回风温湿度回风阀调节新风阀调节过滤网报警冷水阀调节加湿器控制送风温度送风压力高效过滤35楼宇自控系统的控制原理空调机组 AHU回风段新风段机组段楼宇自控系统的控制原理空调机组AHU空调机组监控概述1配电柜监控2自动温度调节3自动湿度调节4自动变频调节5焓值控制6设备连锁控制7维修指示8报警及数据记录其他监控点：阀位状态反馈防冻开关状态火灾报警信号等等36楼宇自控系统的控制原理空调机组 AHU空调机组监控概述1楼宇自控系统的控制原理新风机组FAU新风段机组段送风段开关控制、运行状态、故障报警、手自动状态送风温湿度加湿器控制过滤网压差报警新风阀控制冷热水阀调节37楼宇自控系统的控制原理新风机组 FAU新风段机组段送风段楼宇自控系统的控制原理给排水高低液位报警开关控制、运行状态、故障报警、手自动状态高低液位报警生活水：38楼宇自控系统的控制原理给排水高低液位报警开关控制、运行状楼宇自控系统的控制原理给排水高液位报警开关控制、运行状态、故障报警、手自动状态排污水：低液位报警39楼宇自控系统的控制原理给排水高液位报警开关控制、运行状态楼宇自控系统的控制原理给排水给排水监控概述1配电柜监控2集水井水位自动调节3生活水箱水位自动调节4机组次序控制5维修指示6报警及数据记录40楼宇自控系统的控制原理给排水给排水监控概述1配电柜监控楼宇自控系统的控制原理照明照明开关状态，手动自动，开关控制包括泛光照明，公共照明，场外照明车库照明，航空灯照明等41楼宇自控系统的控制原理照明照明开关状态，手动自动，开关楼宇自控系统的控制原理变配电高压进线开关状态，保护跳脱高压：42楼宇自控系统的控制原理变配电高压进线开关状态，保护跳脱高楼宇自控系统的控制原理变配电变配电监控概述1状态监控收集并显示变配电系统的状态数据信息，包括如下：开关状态保护跳脱电压电流功率因数频率2维修指示3报警及数据记录43楼宇自控系统的控制原理变配电变配电监控概述1状态监控 楼宇自控系统的控制原理电梯电梯运行状态，故障报警包括客梯，货梯，消防梯，自动扶梯等44楼宇自控系统的控制原理电梯电梯运行状态，故障报警包括客梯楼宇自控系统的控制原理其他系统其他系统包括气体系统水处理系统净水系统游泳池水处理系统热水炉系统水源热泵系统地源热泵系统通过计算机数据通讯接口将实现参数监测功能。45楼宇自控系统的控制原理其他系统其他系统包括气体系统通过计系统集成目前常见的集成系统物业管理系统综合安保系统火灾消防报警系统其他系统目前常见的集成协议OPCSERVER/OPCCLIENTXML/SOAPMODBUSRTU/ETHERNETBACnet/RS485，BACnet/IPBASSASFASBMS46系统集成目前常见的集成系统物业管理系统目前常见的集成协议OP楼宇自控系统总结楼宇自控系统是应用计算机技术,网络技术对建筑内所有机电设备进行现场自动控制,中央集中管理,并通过系统集成为业主达到舒适,运营,节能管理的智能化弱电系统主要设备由传感器,控制器,执行器,软件及集成五部分组成系统的关键技术依据是自控监控点表.被控对象主要由暖通,电气,照明,给排水,电梯等机电设备按使用功能确认繁简不同的控制原理。47楼宇自控系统总结楼宇自控系统是应用计算机技术,网络技术对建二、方案报价48二、方案报价48方案报价组成常规的楼宇自控系统方案报价由下列内容组成：监控点表（可能设计院或业主已提供，如果没有需自己做）技术支持方案描述公司标准版报价设备清单公司标准版系统结构图（如有必要）销售及技术支持控制原理图（如有必要）销售及技术支持产品样本，认证证书公司标准版报价/合同审批单(成本，付款等）内部文件系统集成方案,特殊优化方案49方案报价组成常规的楼宇自控系统方案报价由下列内容组成：监方案报价条件做常规的楼宇自控系统方案报价需有如下资料：点表（设计院或业主提供，部分项目没有）暖通图纸（包括暖通设备清单，水系统图等）电气图纸（具体的照明配电箱系统图等）给排水图纸（具体的设备清单，地下给排水平面图等）弱电系统招标要求（明确与BMS系统的接口等要求）50方案报价条件做常规的楼宇自控系统方案报价需有如下资料：点