随着智能建筑的发展，中央空调系统的重要性愈见明显。同时，为了降低操作人员劳动强度、满足舒适性、提高利用效率、节约能源，中央空调的计算机控制发挥了不可替代的作用。其控制系统一般采用集散控制系统（DCS）利用计算机技术、通信技术、控制技术对各设备进行集中监视、操作、管理和分散控制，具有实时准确、智能的特点，因而得到了广泛的应用。

1 系统构成及特点

1.1 硬件构成

系统网络结构分为三层：现场控制级监控级和管理级，由面向过程的现场控制单元、面向操作人员的操作站（终端）和面向监控管理人员的工程师站（中央站），以及信息传输通道组成。

以德国西门子公司的楼控产品APOGEE S600顶峰系统为例，如图1。

该网络结构分为三层：最低层为楼层级网络（FLN），采用RS-485 通信接口主要设备有：直接数字单元（DPU）、单元控制器（UC）、终端设备控制器（TEC）等，其作用是实现现场控制和监测中间层楼宇级网络（BLN），主要包括楼控计算机模块化楼宇控制器（MBC）和模块化设备控制器（MEC）等采用peer-to-peer 控制网络，可实现对系统的离线配置、组态和在线监控及维护最上层为管理网络（MLN）遵循TCP/IP 协议，协调管理整个楼宇楼控的各个子系统甚至可把分散控制系统作为企业管理信息系统MIS（Management Information System）的一个节点，从而将现场设备监控与管理纳入企业网，与MIS有机地结合起来有助于完成工程技术、经济、商务和人事各方面的总体协调和管理任务，实现整个企业管理信息系统的最优化，提高经济效益。

1.2 软件构成

分散控制系统软件分为系统软件和应用软件，如图2。

系统软件一般选Win98 和Windows NT。应用软件是用户根据要解决的控制问题而编写的多种程序，其中现场控制单元的软件多采用模块化结构设计，其执行代码部分固化在EPROM中，数据部分保留在RAM中，系统复位或开机时数据初始值从网络装入。组态分为硬件组态和软件组态，硬件组态就是根据硬件的模块化结构对计算机极其网络系统进行管理配置；软件组态又包括基本配置组态和应用软件组态，前者是给系统一个配置信息，而后者则负责数据库的生成、历史库的生成图形生成、报表生成和控制系统组态等。

2 空调冷冻系统的监测与自动控制

空调冷冻系统由冷冻水系统和冷却水系统构成，通过DDC直接控制每台冷水机组的运行和监测冷冻水、冷却水系统的流量、温度和压力等参数其原理图如3。

2.1 监测参数

冷水机组出口冷冻水温度、分水器供水温度、集水器回水温度、冷却水泵进口温度、冷水机组出口冷却水温度、冷水机组出口冷冻水压力、冷冻水回水流量、旁通电动阀开度显示、冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔运行状态显示及故

障报警所有的信息都在DDC及中央操作站（COS）显示。

2.2 冷却机组运行参数的自动控制

2.2.1 冷冻水环路压差的自动控制

为了保证冷冻水泵流量和冷水机组的水量稳定，通常采用固定供回水压差的办法。当实际负荷降低时，用水量下降，供水管道压力上升，当供、回水管压差超过限定值时DPC 压差控制器动作，DDC根据此信号开启分水器与集水器之间连通管上的电动旁通阀，使冷冻水经旁通阀流回集水器减少系统压差；当压差回到设定值以下时，旁通阀开度减小至关断（注：压差控制亦可通过冷冻泵的变速控制实现，而且当系统需水量大于运行的水泵水量时，反映出的结果是旁通阀全关且压差继续下降，这时应在设计许可情况下增加水泵投入运行台数，反之，则减少台数。）

2.2.2 冷水机组的节能控制

2.2.2.1 回水温度控制

理论上，回水温度可反映空调需冷量，从而可控制冷水机组运行台数，实现节能控制但由于受目前水温传感器精度（＞0.4℃）等的约束，采用此方法，一般限于冷水机组台数在两台以下的系统。

2.2.2.2 冷量控制

测量冷水机的供水温度T ₂ 、回水温度T ₁ 及回水流量L，根据冷量计算公式（CP _t1 、CP _t2 分别表示对应于T ₁ 、T ₂ 时水的比热容）：

计算出空调实际所需冷负荷，由此自动控制冷水机组、冷冻水泵的起、停台数从而达到节能的目的。

设备运行台数控制时，宜采用冷量控制且其相应传感器宜设于用户侧的供回水总管上，并保证前面和后面分别有5倍、3倍以上接管直径的直管段长度而旁通阀则因此也设在供回水总管上（如图3所示）。

2.2.3 冷水机组的联锁控制

2.2.3 冷水机组的联锁控制

为了保证机组的安全运行，延长设备使用寿命，对冷水机组及辅机实施起、停联锁控制。联动控制一般采用两种方法：轮换法和累积法第一种方法因程序编制复杂，对设备固定较死，往往较少采用累积法。是指分别统计相同的几台设备的累积运行时间，优先启动累积运行时间最短的设备，优先关闭累积运行时间最长的设备，

为了便于叙述，不妨假设制冷机、冷却塔、水泵累积运行时间由短到长都依次为1#、2#、3#则3#制冷机作为备用，故以下只讨论1#、2#制冷机的联动顺序。

(1) 正常开启顺序及延时

开第一台设备时

开冷却塔1# → 开相应冷却塔(水)蝶阀 → 30S 后开冷却水泵1# → 240S 后开冷冻水蝶阀 → 30S 后开冷冻水泵1# → 240S 后开制冷机1#

1# 机组开启再开启2#时

开冷却塔2# → 开冷却水泵2# → 10S 后开冷却塔(水)蝶阀 → 60S 后开冷冻水泵2# → 30S 后开相应冷冻水蝶阀 → 240S 后开制冷机2#

(2) 正常停机顺序及延时

当二套设备都在运行时

关制冷机 → 180S 后关冷冻水蝶阀 → 10S 后关冷冻水泵 → 60S 后关冷却水蝶阀 → 30S 后关冷却水泵 → 60S 后关冷却水塔冷却水塔蝶阀

当仅一套设备运行时

关制冷机 → 180S 后关冷冻水泵 → 30S 后关冷冻水蝶阀 → 60S 后关冷却水泵 → 30S 后关冷却水蝶阀 → 60S 后关冷却水塔冷却水塔蝶阀

(3) 故障停机时顺序和延时(此时程序会自动强制关闭制冷机)

当二套设备都在运行时

关制冷机 → 120S 后关冷冻水蝶阀 → 20S 后关冷冻水泵 → 50S 后关冷却水蝶阀冷却水塔蝶阀 → 20S 后关冷却水泵 → 30S 关冷却水塔

当仅一套设备运行时

关制冷机 → 120S 后关冷冻水泵 → 20S 后关冷冻水蝶阀 → 30S 后关冷却水泵 → 20S 后关冷却水蝶阀 → 30S 关冷却水塔、冷却水塔蝶阀

2.2.4 冷却塔控制

冷却塔与冷水机组通常是电气联锁的，但并非要求冷却塔风机必须随冷水机组同时运行，而只是要求冷却塔的控制系统投入工作。一旦冷却回水温度不能保证时，则自动启动冷却塔风机，因此，可以利用冷却回水温度来控制冷却塔相应

风机（风机以台数控制或变速控制），构成一个独立控制回路。

3 结束语

目前我国智能建筑仍处于起步阶段，空调自控技术发展亦任重而道远，尤其须不断提高设计、施工、调试、维护、系统集成水平。同时应加强空调自控普及教育，提高行业认识水平。据统计，智能建筑中智能系统的成本回收期在三年左右，远快于建筑的其它部分投资回收期，从而应该加强对智能自控的必要性认识。

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