霍尼韦尔DDC控制系统的应用.docx
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霍尼韦尔DDC控制系统的应用
霍尼韦尔DDC控制系统的应用
摘要：
为迎接26届大运会，营造良好的比赛环境，罗湖体育馆作为主要的比赛场馆之一，改造空调送风系统是主要该场馆整改项目。
在原有的设施设备基础上，经过整改建筑设备智能监控系统，符合规范及自动控制的要求。
不但满足体育馆对送风量温、湿度的需求下，还减少设备管理人员的工作量，能源消耗满足了安全环保节能的指标，直接产生一定的经济效益和社会效益。
关键词：
DDC控制器；系统抗干扰；监控；恒温；节能
在现代商业及工业楼宇中，空调系统设备较多，自动化管理是使其安全工作并良好运行的重要保证。
同时，空调的能源消耗一般占总能源消耗的40%以上，因此对空调节能降耗是节能的一种重要手段。
随着DDC控制新技术的应用，在改善现有空调系统自动化上方面有相当大优越性。
DDC（Directdigitalcontrol）直接数字化控制，是一项构造简单，操作容易的控制设备，它可由接口转接设备随负荷变化做系统控制，如空调冷水循环系统、空调风柜变频自动风量调整等，可以让空调系统更有地运转，这样，不仅为设备管理带来很大的经济效益，而且还可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。
我根据在高级技师电工专业模块班学到的微机知识、PLC、变频器的知识及参加高训组织的楼宇管理师项目开发工作，利用DDC控制器、变频器、以及SYM网络服务器组合设计对罗湖体育馆送风机组的温、湿度控制及节能进行了改造，取得了较为满意的效果。
在此，总结整理出设计制作过程与心得体会，请各位专家教授审定斧正。
一、问题的提出
（1）改造前，体育馆的空调机组，原设计由传统的继电器电路+DDC现场控制，风机一开机就由工频运行，以全压方式向场馆内各房间送风，由于设备选型及设计缺陷，不能实现系统的自动控制，系统的送风、温、湿度控制及房间正压的控制都是靠人工来控制，无法及时将风量、温、湿度控制在一定的范围内，不能满足场馆赛事中使用的需求。
比赛运动员和现场观众的都有不舒适的感觉。
同时该设备长时间投入运转工作，都一直处于固定工频模式运行，有明显的浪费电力现象。
（2）改造前设备运行存在很大的隐患危害，即控制室的DDC远程控制系统一直受外界的干扰影响，不能实现稳定的远程自动控制，远程控制会间断性失效，导致该自控系统长期处于瘫痪状态，设备的启停只能由设备管理员现场控制；远程自动控制会间断性失效且发现时间慢，启动慢并掌控不准，当风压较小及温度较高时运动员会感到胸闷，身体有不适的感觉，会影响运动员的正常水平发挥，当室内温度超低时，运动员不但感觉不舒服同时还浪费电力。
（3）改造前SYM网络服务器，现场EXCEL5000网络控制器与DDC控制器由于参数设置不合理造成网络不能正常工作。
二、改造方案的确定
1.改造方案的对比
方案一：
废弃原有DDC控制系统，增加PLC、触摸屏、变频器集中控制。
（1）该方案的缺点是：
PLC本身不带显示屏，现场操作须要借助、触摸屏，才能参数修改及设备起停，PLC编程复杂语句多，PLC参数修改不便，要有电脑或者手编程器，无CBS通信协议，增加大量的现场布线工作，价格较贵。
（2）该方案的优点是：
但是PLC工作稳定性较高，PLC便于集中控制，PLC间接能发送和接受0-10v模拟量，能适应比较恶劣的工作环境，技术成熟。
方案二：
DDC、变频器、SYM网络服务器集中控制；
（1）该方案的缺点是：
DDC参数修改，要有电脑，工作环境相对PLC来说要求较高。
（2）该方案的优点是：
DDC本身带显示屏，现场操作不要借助、触摸屏，价格适中，DDC直接发送和接受0-10v模拟量，DDC便于集中控制，系统集成CBS通信协议，布线工作量无（与原CBS总线并接，减少成本及施工周期）
2.设计方案的选定
时值大运筹备期间，罗湖体育馆是大运会主要赛事场馆之一，大运会期间有大量的运动员和观众及工作人员在馆内工作，届时对馆内空气质量要求将是相当高，我们应体育馆管理单位的要求对馆内送风系统集中控制的稳定性及节能两个方面进行改造。
为满足体育馆空调机组的送风稳定性及节能的需求，在设计中着重考虑在满足舒适性要求的前提下，尽量减少空调负荷和设备初投资，节省能耗，经过对比确定选用方案二。
3.改造的项目
采用变频器对送风动力系统进行变频控制；网络集成改造，提升监控系统智能化控制；对通信线路抗干扰问题进行改造。
三、变频器、加湿器改造
1.变频器的选用
变量风机的电机功率按实际选用，DCC输出0-10V信号，选用ABBAcs510―01-025A-4的变频器。
2.变频器的安装
变频器是精密的电子设备，为了确保其稳定运行，计划安装时，对其工作的场所和环境必须进行考虑，以使其充分发挥应有的功能。
变频器运行时会产生热量，为了便于通风，使变频器散热，变频器应垂直安装，不可倒置，并且安装时要使其距离其他设备、墙壁或电路管道有足够的距离。
3.变频器参数的设定
采用变频调速时只要设好了相应的参数，电机启动、停止平稳，改变变频器的输出频率就可方便的调整新风机出风压力大小。
4.加湿器的改造
机组本身自带加湿量为65Kg/H的电极式加湿器，但无法利用DDC来控制。
后改用瑞士品牌NORDMANNAT3000-6564，加湿量为64Kg/H，该加湿器根据0-10V模拟量控制，可以进行加湿量无极调节，并带有SC系统（自清洁系统）。
能与DDC控制器组网控制。
四、网络集成改造
本项目的网络架构应该是由两层网络和三级设备构成。
1.两层网络
由管理层网络和监控层网络组成第一层。
为实际两级网络是大厦单独搭建的专门用于BAS的局域网；第二层网络为大厦的监控层网络。
（1）管理层网络。
为TCP/IP的网络传输，数据传输速率不低于10Mbps。
在这层网络上可连接服务器、操作站、BA网络控制器、以太网路由器及接口路由器。
该层网络的主要功能是将大楼的机电设备进行集中管理并监控其运行。
在最短的时间内传输大量的数据到网络服务器，及时完成数据采集任务，从而使网络服务器能够根据数据统计计算出合适的控制参数，保证可靠的通讯联接以及快速的响应速度。
（2）控制层网络。
以使用TCP/IP、C-bus技术的DDC为主，包括：
HoneywellXL5000、XL50现场控制器，包括HoneywellXl5000控制器所在的C-bus网络，遵守C-bus标准协议，数据传输速率78kbps。
其中还包括VAV-box控制器和其他相关C-bus、设备。
2.三级设备
三级设备如下：
第一级为SYM网络服务器设置在控制中心；第二级为XL5000，设置在控制中心；第三级为XL50控制器控制8部空调风柜机组以及采集现场信号的传感器和驱动现场控制装置的执行机构，随被控设备就地设置。
（1）SYM系统服务器：
以太网交换机等相关BAS专用局域网网络设备。
该层网络的主要功能是将大楼的机电设备进行集中管理并监控其运行。
在最短的时间内传输大量的数据到SYM网络服务器，及时完成数据采集、分析处理及WEB显示任务，从而使网络服务器能够根据数据统计计算出合适的控制参数，保证可靠的通讯联接以及快速的响应速度。
（2）XL5000网络控制器：
两级网络之间通过XL5000网络控制器相联接。
整体系统为分布式智能系统，在网络控制器（NC）失效时，各位于现场的XL50DDC控制器均可独立地继续其正常工作。
（3）现场控制器DDCXL50控制器。
所谓在线数字控制是以微处理器为基础、不借助模拟仪表而将系统中的传感器或变送器输出的信号，直接输入到微型计算机中，经微型计机按预先编制的程序计算处理，直接驱动执行器的控制方式，简称DDC（DirectDigitalControl），这种计算机称为直接数字控制器，简称DDC控制器。
五、干扰电路改造
1.硬件抗干扰采用四种方法
（1）对控制采用箱，屏蔽抗干扰方法，减少干扰源。
（2）BA系统新增网络管理器在线路传输上抗干扰，保证系统的稳定性。
（3）对供电电源增加防浪涌电路。
（4）改造前无抗干扰电路，改造后增加了C-BUS抗干扰电路两套（自制）在原有5V信号电压基础上增加一个功率放大器，将末端薄弱电压稳定在5V以上，消除信号衰减，确保通信质量。
2.软件抗干扰
对罗湖体育馆的DDC控制系统，我采用算术平均滤波法和消抖滤波法做软件抗干扰的处理，得到了较好效果。
取次数多，去平均值在原有的CBS通信系统中加抗干扰电路，在终端薄弱线路中增加信号电压放大器，提高末端供电电压保证系统稳定信号源。
减少信号衰减增强通信质量。
六、系统调试及系统调试心得
1.送风系统调试
（1）按施工图纸检查各设备接线端子，有无漏、掉、错、虚接的情况；
（2）用测量工具（摇表、万用表）测量，各设备线路和接点有无因施工受到损伤或短接；
（3）安检各设备及线路后，送控制电路电源并测量其电压，重复安全检查；
（4）将电脑和DDC相连，将电脑内制作的控制程序由电脑传到DDC里；
（5）设定变频器参数，测量输入电压是否在380V±7%内，电压正常后，手动启动风机并测量其电流是否正常，并检查风机压差开关（设定60Pa闭合）是否闭合，风压在120Pa左右，运行正常；
（6）手动停止风机，转到变频位置，并按启动，变频器频率从0HZ开始加载；
（7）开启房间风机盘管和FFU，并将风机盘管温度设定在23±2℃，湿度设定在55±10%，FFU风速设定在中间第五档；
（8）将DDC的运行键拨至运行位置；
（9）将DDC温度、露点温度、主送风管压力、各房间压力从最小调到最大，看冰水控制阀、加热器、加湿器、各房间鲜风阀能否从最小值调到最大值，并测量DDC输出是否在0―10V之内变化，不能者对其值进行修正，并测量加热器和加湿器的电流值是否在额定范围内；
（10）用标准温度计、露点温度计、压差计测量各送风实测值并记录，检查DDC的显示值和实测值是否一致，不一至者在DDC内对其值进行修正，不能修正者更换其传感器；
（11）设定DDC控制参数，温度19.5℃，露点温度12.5℃，房间静压10K级二个设15Pa，100K级三个设10Pa，主送风管压力设定在90Pa，并检测各参数正常；
（12）断开各传感器，报警器工作正常；
（13）DDC、各房间正压、各执行器动作正常，调试成功。
2.空调机组调试
根据需方要求，水冷空调机组控制内容如下：
从DDC取个DO点控制机组启停运行，DI点获得机组的运行状态信号、回风温度信号，DDC联动相应的设备，调节控制水路电动二通阀的工作，同时由BA系统通过运行状态信号、回风温度信号调节水阀开度，保持回风温度在设定点范围。
3.网络服务器调试
（1）SYM编程工具。
SYM能兼容现行的常用现场总线协议标准C-bus，同时还能为非标准协议的连接提供工具软件。
这个强大的工具包可以让客户管理和集成多种协议，而且可以实现本地控制或通过网络实现远程管理。
（2）图形化用户界面。
用预建的通用控件来快速开发应用程序，为客户的应用提供简单易用、功能强大的编程语言，为基于C-bus通讯的设备提供完善的网络管理工具，
提供图形化的工程设计界面，用图形化的Java控件，简化应用开发配置和测试控制逻辑和提供图形化的用户界面，简单的连接就可以实现共享数据在同协议或不同协议设备间的传递图片库、HVAC背景图和动画可以创建出丰富生动的图形化界面。
4.系统调试心得
精心调试、测试。
在弱电系统中的各相关设备分系统安装调试完毕后，即可对本系统进行安装和系统的初步建立。
智能建筑系统在安装和建立后，即可进行系统的调试。
调试的步骤一般分为：
分调：
对各个子系统的调试。
总调：
在分调完成后进行，进行总控、分控的测试和各子系统的协调动作。
总之，智能建筑系统是一个高技术含量的系统工程，安装调试决定了它的成功与否。
只有做到，仔细审图，熟悉规范、系统、产品性能，理论与实践相结合，务实细致，积极负责，精心测试，才能保证安装调试的质量，保证智能建筑系统运行稳定可靠，维护容易，客户使用方便。
5.系统试运行和验收
系统编程完成后即投入试运行。
在此期间对系统接口程序、系统组态（进行描述）和联动编程进行纠错和优化，经过数次反复最终形成最全面、合理、完善的系统。
完成试运行后，组织业主、设计院和有关专家进行系统验收。
新风机组的DDC自动控制改造，不仅降低了人员的工作量，还能保证比赛场馆的正常使用，达到改造的预期效果，节约能源，提高环保意识，是我们每个公民应尽的职责。
参考文献：
[1]韩安荣主《通用变频器及其应用》.北京：
机械工业出版社2000
[2]孔凡才主编《自动控制系统及应用》.北京：
机械工业出版社1994
[3]沈聿农主编《传感器及应用技术》.北京：
化学工业出版社2002
作者简介：
胡明德，男，高级技师/机械电器助理工程师，学历：
大专，研究方向：
楼宇智能化。
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