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摘 要 空调VAV自控技术在超高层建筑中的广泛应用,其需要物业管理单位大量工程专业技术人员熟悉并掌握空调VAV自控技术,才能为超高层建筑的客户营造一个良好的办公与生活环境。
关键词 超高层建筑;空调VAV变风量系统;自控技术
中图分类号:TU86 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)23-0137-04
随着中国经济持续稳步的发展,城市化进程的快速推进,城市中超高层建筑的发展日新月异。在城市建筑迅猛发展过程中,随之而来的很多工程技术难题也摆在了工程技术人员面前。同时,超高层的很多客户的日常办公带来了不便和影响,例如客户在使用VAV空调系统时出现的投诉问题。这些工程问题有共性的方面,也有个性的方面。其中空调VAV自控系统的完美控制运行就是超高层建筑中的一个常见的综合性技术难题。它要求负责此方面技术工作负责人具有计算机、自动化控制、暖通空调、机电设备等方面的多专业技术知识。此外,还应具有计划、组织、沟通、协调等综合管理能力。我们如何能解决这个技术难题呢?
在介绍这个综合性技术问题之前,我先简单介绍此问题的几个重要部分的技术方面(超高层建筑Super high floor building 、楼宇自控系统Building Automation System、直接控制器Direct Digital Controler 、变风量系统Variable Air Volume System、比例积分微分PID调节、VAV系统的调试)概念及发展,从而更有助于大家对这个问题能有一个由浅入深的认识。
1 超高层建筑的发展及概念
1)高层建筑发展史。
1895年落成的美国纽约担保大厦,被誉为世界上第一栋独立建筑超过20层的新哥特式的大厦。1913年57层的伍尔沃思大厦,其高度达到243米,保持世界最高建筑纪录长达17年。1931年,102层的美国帝国大厦建成,成为标志美国摩天楼的达到顶点,建筑高度为385米。
2)超高层建筑。
60年代后期至70年代中期,是美国高层建筑最蓬勃发展的时期。1973年落成芝加哥艾莫科大厦,80层336米,是芝加哥第二高层建筑。l974 年在芝加哥建成的西尔斯110层,高443 m。在1966年马来西亚石油大厦(高450 m)建成前的22年中,西尔斯大厦一直是世界最高建筑。
1972年8月在美国召开的国际高层建筑会议上,专门讨论并提出高层建筑的分类和定义,具体如下:
①第一类高层建筑:9-16层(高度到50米);
②第二类高层建筑:17-25层(高度到75米);
③第三类高层建筑:26-40层(最高到100米);
④超高层建筑:40层以上(高度100米以上)。
2 超高层建筑的概念
今日超高层建筑在节约城市用地,提升城市形象,推动社会投资,扩大商旅交流等方面有着特殊的作用和意义。超高层建筑通常体型巨大,功能复杂,容纳人员众多,且主塔楼往往平面小,层数多,核心筒布置的合理与否直接关系到建筑的品质及使用率。
现超高层建筑区别于高层建筑的界定高度一般取100米,即100米以上的高层建筑称为超高层建筑。超过100米的超高层建筑分为三类:
1)建筑高度>300米。
2)建筑高度200-300米。
3)建筑高度150-200米。
3 超高层建筑的特点
1)成本方面。
比高层建筑高出15%~25%对抗风、抗震的要求,带来成本大量增加。
2)实用率方面。
公摊较高、消防楼梯增加、每50米设置避难层,使用率多在60%-70%左右。
3)物业管理方面。
便于统一管理、日常运行能耗高、后期维护管理费用高。
4)安全性方面。
电梯安全系数、可燃性材料增加、人员疏散等问题。
5)室内环境方面。
不能开窗,IAQ降低、通透性降低、内区全年制冷能耗大。
6)其他。
开发周期拉长、智能化技术的使用、水系统、配电和消防要求的变化。
4 我国超高层建筑的发展
目前我国2000年前建造的超高层建筑仅3幢,分别为深圳地王大厦、广州中信广场、上海金茂大厦。2000-2010年期间建造的超高层建筑有10幢,而当前正在建的超高层项目则有40幢。截至2014年5月中国在建超300米高的超高层数量已达到78栋。由此数据推算,可以预测未来5-7年,中国的天际线将达至新的标准。
5 楼宇自控系统的概念及发展
随着超高层建筑的发展,智能化的建筑已经逐渐成为现代化建设的主流方向。楼宇自控系统作为智能化建筑的标志,在本着降低能耗,集中管理,提高设备的运行性能及品质以及节省人力的原则,为建筑中的工作人员提供一个舒适的工作环境。
楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(Building Automation System简称BAS),是智能建筑不可缺少的一部分,其任务是对建筑物内的机电设备能源使用、环境、安全设施进行监测和控制等,以提供一个既安全可靠,又节约能源,而且舒适宜人的办公或居住环境。
楼宇自动化系统(BAS)涵盖建筑的机电设备,包括供配电系统、中央空调系统、照明系统、送排风系统、给水系统、排水系统、电梯系统等进行集中监视和控制来提高建筑的物业管理水平,降低设备故障率和维护营运成本。
设计楼宇自动化系统的主要解决将建筑内各种机电设备的信息进行收集与分析、归类与处理、判断执行与反馈,采用优化的控制手段对各系统设备进行集中监控和管理的问题,使建筑机电系统各个子系统设备始终在协同一致和高效有序的状态下运行。 6 我国楼宇自控系统的发展
1980年至1985年,北京的高层建筑(楼宇)机电设备只是分散的独立控制运行,由于没有安装楼宇自动化控制系统,出现了机电设备长时间开机或出现故障时不能及时发现,导致了能源的浪费和设备的损坏。并且在楼宇设备管理当中出现大量的人力资源浪费。
到了90年代初期,随着计算机技术的发展,我国的大型建筑安装了自动控制系统。但是由于引进的国外楼宇控制系统与我国的机电设备出现了不匹配或安装和使用上存在缺陷,使楼宇自动化控制系统并没有充分发挥着应有的作用。
到90年代中后期,我国一线大城市修建的大型城市综合体及高层建筑普遍都安装了楼宇自动控制系统,并且此时由于引进国外先进的楼宇自动控制系统已经是相当成熟的产品了。在楼宇机电设备控制管理当中,发挥着重要的作用。
7 直接控制器
直接数字控制系统(简称DDC)中,直接数字控制器通过输入通道(模拟量输入通道AI或开关量输入通道DI)对多个被控过程通道进行巡回检测。根据给定值及预先设计好控制程序计算出控制指令,经过输出通道(AO模拟输出通道或DO数字输出通道)直接去控制执行机构,将各被控制变量通过执行机构保持在给定数值上。直接数字控制系统框图所示。
在直接控制系统中,直接数字控制器不仅完全取代模拟调节器直接参与闭环控制的职能,而且可以非常灵活的通过改变过程实现一些较复杂的控制要求。此外,直接数字控制系统可以与计算机系统结合起来构成分级控制的集散系统,实现楼宇自动控制的最优化控制。
8 空调VAV变风量系统
空调变风量VAV系统70年代后在美国得到广泛应用,并在其后40年中不断发展,已经成为美国大型公共及商业建筑空调系统的主流,并在中国的超高层建筑中得到最为广泛的应用。
空调变风量VAV系统一般由具有变频器的电机空调新风机组和多个与变风量末端(VAV BOX)箱组成,每个VAV BOX控制器可根据空调负荷和室内客户对温度的要求参数变化自动调节VAV BOX箱的送风量,以达到调节供风区域温度的目的。VAV BOX箱也可根据需要配备有送风机、带调节控制加热盘管或电加热装置。现场的VAVBOX箱由主空调新风机组供风,空调新机组的出风温度则由基于该新风机组所带所有VAVBOX箱“末端负荷”要求进行计算处理后给定。
8.1 空调VAV变风量系统控制原理说明
VAV变风量系统是根据末端空调负荷的变化及室内客户对环境舒适度要求的改变,自动调节室内空调送风量,以满足室内客户对空调舒适性方面的要求。同时,根据实际空调末端实测送风量自动调节空调新风机的转速,最大限度地减少风机的能源消耗,从而最大限度的节能降耗。
如图所示,通过改变VAV送风末端风阀的开度可以控制送入客户租区内各区域的风量,从而满足不同区域的客户对办公空调舒适性的需求。同时,由于变风量VAV系统根据各控制区域客户租区内负荷需求决定总负荷输出,在低负荷状态下送风能源、冷热量消耗都获得节省。特别是在各控制区域负荷差别较大的情况下,节能效果较为明显。
根据控制原理不同VAV变风量系统可分为压力有关型和压力无关型两种。
VAV送风末端的两种控制方式
压力有关型VAV送风末端的控制方式如图a所示。它是根据租区设定温度的与租区室内温度差值来确定末端风门开度的。当风管静压发生变化时,由于室内温度存在一定的惯性,不可能发生突然变化。因此不会影响VAV BOX箱风门的开度变化。风管静压变化了而风门开度不变,送风量必然发生改变。即送风量的大小与风管静压有关,故称为压力有关型VAV送风末端。
压力无关型VAV送风末端的控制方式如图b所示。它采用串级PID调节方式,首先根据客户租区内设定温度与室内温度的差值确定风量需求,然后再根据风量需求与实际探测后的风量差值确定VAV BOX箱的风门开度。在压力无关型VAV送风末端系统中,当风管静压变化时,立刻会导致风管中送风量的变化,图b中的PID2运算模块将改变VAV BOX箱风阀开度,保持恒定送风量。即送风量不再受风管静压的影响,故称为压力无关型VAV送风末端。在目前建筑空调系统中被大量采用。
8.2 空调VAV变风量箱测试方法
以下为VAV变风量箱的风量、风压及漏风率测量装置、条件和方法。
1)测试装置:
测量装置由VAV变风量箱、连接管、测试管组成,参见下图。
风量测量时的试验布置
2)测试工况:
干球温度23~30°C,湿球温度13~27°C。
3)测试条件:
测试应满足以下条件:
①由被测VAV变风量箱至流量和压力测量截面之间的风管应不漏气。
②入口风管段前系统运行稳定,不干扰测量段的气流流动。
4)测试方法:
①风量测量:
测量截面应选择在变风量箱的出风口直管段上,位置参见布置图。至少应测量三个工况点,即最大、最小和中间风量工况;
在每一种风量下,应测量变风量箱的出口动压、静压。
②静压的测量:
在测量截面管壁上将相互成90°分布的四个静压孔的取压接口连接成静压环,将压力计一端与该环连接,另一端和周围大气相通。压力计的读值为机组的静压。
管壁上静压孔直径应取1~3 mm,孔边必须呈直角,且无毛刺,取压接口管的内径应不小于两倍静压孔直径。
③动压的测量:
用皮托管测量动压时,皮托管的直管必须垂直管壁,皮托管的测头应正对气流方向且与风管轴线平行。
9 PID比例积分微分控制系统
PID比例积分微分自动控制系统已经成为现代社会生活中不可缺少的一部分。在大量的自动控制系统中,PID在实际应用中仍占统治地位。PID长盛不衰的原因是多方面的。 1)首先,由于自动控制学科高度的交叉性、应用的广泛性,因此PID控制本身有着广泛的应用领域,在各行各业生活的各个方面为人类社会服务。
2)其次,更先进的控制策略所需的数学工具难以被多数技术人员所掌握,这个限制了其它一些控制的发展和传播。
3)第三自动控制需要其它技术支持,如网络、计算机等,只有将这些方面综合考虑和运用,才能在实际控制中取得满意的控制效果。而PID控制是经典的自动控制技术,在理论和时间方面都很成熟,易于被人接受和研究。统计表明生产过程80%的控制可以用PID控制器构成单回路反馈控制系统进行控制(简单控制系统PID控制是比例积分微分控制的简称。是一种负反馈控制。
PID调节(比例积分微分调节)具有如下的优点:
①PID控制的原理相对简单,适用和实现都比较方便。
②PID控制适应性强,常见的大部分应用系统都可以使用PID控制,因此其应用面宽。
③PID控制鲁棒性强,使得系统对过程变化不敏感,比较稳定,这个符合系统的控制要求。比例(P)控制规律,提高系统开环增益,减小系统稳态误差,但会降低系统的相对稳定性。比例微分(PD)控制规律,PD控制规律中的微分控制规律能反映输入信号的变化趋势,产生有效的预判修正信号,以增加系统的阻尼程度,从而提高系统的稳定程度。积分(I)控制规律,在串联校正中,采用I控制器可以提高系统的无差度有利提高系统稳定度。
因此,在了解了上述几个重要部分层专业知识后,我们总结超高层VAV空调技术如下关系图。
我们会发现超高层VAV空调自控系统是否能完美控制运行,排除空调系统在设计及施工方面出现的问题前提下,VAV空调自控系统的调试方法及PID调节发挥着重要核心的作用。
随着超高层智能建筑的不断落成,要求从事物业管理的工程人员具备较高的综合专业技术知识,以满足现超高层大厦空调设备运行与维护的要求。VAV空调自动技术是在超高层建筑中智能空调应用中最为普遍的技术。直接数字控制器(PID调节)在VAV变风量空调自动控制中发挥的至关重要的作用,同时也是楼宇自动控制中应用最普遍最为核心的技术。
因此,只有我们了解熟悉超高层建筑、楼宇自控系统、直接数字控制器、VAV变风量空调系统的特性,掌握PID自控调节技术及VAV变风量空调调试方法,并将此与超高层建筑特性和客户办公环境的需求良好结合。才能在超高层建筑中使用及维护好VAV空调变风量系统,才能为客户创造一个安全、健康、舒适的办公环境,才能达到超高层建筑可持续发展和节能降耗的长远目标。同时,超高层建筑在城市中的迅速发展,建筑的管理人员只有了解和掌握了上述超高层建筑VAV空调自控技术的专业知识后,在创造社会价值和环境价值的前提下,不断的创造可观的经济价值。
参考文献
[1]王再英.楼宇自动化系统原理与应用[M].电子工业出版社,2011.
关键词 超高层建筑;空调VAV变风量系统;自控技术
中图分类号:TU86 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)23-0137-04
随着中国经济持续稳步的发展,城市化进程的快速推进,城市中超高层建筑的发展日新月异。在城市建筑迅猛发展过程中,随之而来的很多工程技术难题也摆在了工程技术人员面前。同时,超高层的很多客户的日常办公带来了不便和影响,例如客户在使用VAV空调系统时出现的投诉问题。这些工程问题有共性的方面,也有个性的方面。其中空调VAV自控系统的完美控制运行就是超高层建筑中的一个常见的综合性技术难题。它要求负责此方面技术工作负责人具有计算机、自动化控制、暖通空调、机电设备等方面的多专业技术知识。此外,还应具有计划、组织、沟通、协调等综合管理能力。我们如何能解决这个技术难题呢?
在介绍这个综合性技术问题之前,我先简单介绍此问题的几个重要部分的技术方面(超高层建筑Super high floor building 、楼宇自控系统Building Automation System、直接控制器Direct Digital Controler 、变风量系统Variable Air Volume System、比例积分微分PID调节、VAV系统的调试)概念及发展,从而更有助于大家对这个问题能有一个由浅入深的认识。
1 超高层建筑的发展及概念
1)高层建筑发展史。
1895年落成的美国纽约担保大厦,被誉为世界上第一栋独立建筑超过20层的新哥特式的大厦。1913年57层的伍尔沃思大厦,其高度达到243米,保持世界最高建筑纪录长达17年。1931年,102层的美国帝国大厦建成,成为标志美国摩天楼的达到顶点,建筑高度为385米。
2)超高层建筑。
60年代后期至70年代中期,是美国高层建筑最蓬勃发展的时期。1973年落成芝加哥艾莫科大厦,80层336米,是芝加哥第二高层建筑。l974 年在芝加哥建成的西尔斯110层,高443 m。在1966年马来西亚石油大厦(高450 m)建成前的22年中,西尔斯大厦一直是世界最高建筑。
1972年8月在美国召开的国际高层建筑会议上,专门讨论并提出高层建筑的分类和定义,具体如下:
①第一类高层建筑:9-16层(高度到50米);
②第二类高层建筑:17-25层(高度到75米);
③第三类高层建筑:26-40层(最高到100米);
④超高层建筑:40层以上(高度100米以上)。
2 超高层建筑的概念
今日超高层建筑在节约城市用地,提升城市形象,推动社会投资,扩大商旅交流等方面有着特殊的作用和意义。超高层建筑通常体型巨大,功能复杂,容纳人员众多,且主塔楼往往平面小,层数多,核心筒布置的合理与否直接关系到建筑的品质及使用率。
现超高层建筑区别于高层建筑的界定高度一般取100米,即100米以上的高层建筑称为超高层建筑。超过100米的超高层建筑分为三类:
1)建筑高度>300米。
2)建筑高度200-300米。
3)建筑高度150-200米。
3 超高层建筑的特点
1)成本方面。
比高层建筑高出15%~25%对抗风、抗震的要求,带来成本大量增加。
2)实用率方面。
公摊较高、消防楼梯增加、每50米设置避难层,使用率多在60%-70%左右。
3)物业管理方面。
便于统一管理、日常运行能耗高、后期维护管理费用高。
4)安全性方面。
电梯安全系数、可燃性材料增加、人员疏散等问题。
5)室内环境方面。
不能开窗,IAQ降低、通透性降低、内区全年制冷能耗大。
6)其他。
开发周期拉长、智能化技术的使用、水系统、配电和消防要求的变化。
4 我国超高层建筑的发展
目前我国2000年前建造的超高层建筑仅3幢,分别为深圳地王大厦、广州中信广场、上海金茂大厦。2000-2010年期间建造的超高层建筑有10幢,而当前正在建的超高层项目则有40幢。截至2014年5月中国在建超300米高的超高层数量已达到78栋。由此数据推算,可以预测未来5-7年,中国的天际线将达至新的标准。
5 楼宇自控系统的概念及发展
随着超高层建筑的发展,智能化的建筑已经逐渐成为现代化建设的主流方向。楼宇自控系统作为智能化建筑的标志,在本着降低能耗,集中管理,提高设备的运行性能及品质以及节省人力的原则,为建筑中的工作人员提供一个舒适的工作环境。
楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(Building Automation System简称BAS),是智能建筑不可缺少的一部分,其任务是对建筑物内的机电设备能源使用、环境、安全设施进行监测和控制等,以提供一个既安全可靠,又节约能源,而且舒适宜人的办公或居住环境。
楼宇自动化系统(BAS)涵盖建筑的机电设备,包括供配电系统、中央空调系统、照明系统、送排风系统、给水系统、排水系统、电梯系统等进行集中监视和控制来提高建筑的物业管理水平,降低设备故障率和维护营运成本。
设计楼宇自动化系统的主要解决将建筑内各种机电设备的信息进行收集与分析、归类与处理、判断执行与反馈,采用优化的控制手段对各系统设备进行集中监控和管理的问题,使建筑机电系统各个子系统设备始终在协同一致和高效有序的状态下运行。 6 我国楼宇自控系统的发展
1980年至1985年,北京的高层建筑(楼宇)机电设备只是分散的独立控制运行,由于没有安装楼宇自动化控制系统,出现了机电设备长时间开机或出现故障时不能及时发现,导致了能源的浪费和设备的损坏。并且在楼宇设备管理当中出现大量的人力资源浪费。
到了90年代初期,随着计算机技术的发展,我国的大型建筑安装了自动控制系统。但是由于引进的国外楼宇控制系统与我国的机电设备出现了不匹配或安装和使用上存在缺陷,使楼宇自动化控制系统并没有充分发挥着应有的作用。
到90年代中后期,我国一线大城市修建的大型城市综合体及高层建筑普遍都安装了楼宇自动控制系统,并且此时由于引进国外先进的楼宇自动控制系统已经是相当成熟的产品了。在楼宇机电设备控制管理当中,发挥着重要的作用。
7 直接控制器
直接数字控制系统(简称DDC)中,直接数字控制器通过输入通道(模拟量输入通道AI或开关量输入通道DI)对多个被控过程通道进行巡回检测。根据给定值及预先设计好控制程序计算出控制指令,经过输出通道(AO模拟输出通道或DO数字输出通道)直接去控制执行机构,将各被控制变量通过执行机构保持在给定数值上。直接数字控制系统框图所示。
在直接控制系统中,直接数字控制器不仅完全取代模拟调节器直接参与闭环控制的职能,而且可以非常灵活的通过改变过程实现一些较复杂的控制要求。此外,直接数字控制系统可以与计算机系统结合起来构成分级控制的集散系统,实现楼宇自动控制的最优化控制。
8 空调VAV变风量系统
空调变风量VAV系统70年代后在美国得到广泛应用,并在其后40年中不断发展,已经成为美国大型公共及商业建筑空调系统的主流,并在中国的超高层建筑中得到最为广泛的应用。
空调变风量VAV系统一般由具有变频器的电机空调新风机组和多个与变风量末端(VAV BOX)箱组成,每个VAV BOX控制器可根据空调负荷和室内客户对温度的要求参数变化自动调节VAV BOX箱的送风量,以达到调节供风区域温度的目的。VAV BOX箱也可根据需要配备有送风机、带调节控制加热盘管或电加热装置。现场的VAVBOX箱由主空调新风机组供风,空调新机组的出风温度则由基于该新风机组所带所有VAVBOX箱“末端负荷”要求进行计算处理后给定。
8.1 空调VAV变风量系统控制原理说明
VAV变风量系统是根据末端空调负荷的变化及室内客户对环境舒适度要求的改变,自动调节室内空调送风量,以满足室内客户对空调舒适性方面的要求。同时,根据实际空调末端实测送风量自动调节空调新风机的转速,最大限度地减少风机的能源消耗,从而最大限度的节能降耗。
如图所示,通过改变VAV送风末端风阀的开度可以控制送入客户租区内各区域的风量,从而满足不同区域的客户对办公空调舒适性的需求。同时,由于变风量VAV系统根据各控制区域客户租区内负荷需求决定总负荷输出,在低负荷状态下送风能源、冷热量消耗都获得节省。特别是在各控制区域负荷差别较大的情况下,节能效果较为明显。
根据控制原理不同VAV变风量系统可分为压力有关型和压力无关型两种。
VAV送风末端的两种控制方式
压力有关型VAV送风末端的控制方式如图a所示。它是根据租区设定温度的与租区室内温度差值来确定末端风门开度的。当风管静压发生变化时,由于室内温度存在一定的惯性,不可能发生突然变化。因此不会影响VAV BOX箱风门的开度变化。风管静压变化了而风门开度不变,送风量必然发生改变。即送风量的大小与风管静压有关,故称为压力有关型VAV送风末端。
压力无关型VAV送风末端的控制方式如图b所示。它采用串级PID调节方式,首先根据客户租区内设定温度与室内温度的差值确定风量需求,然后再根据风量需求与实际探测后的风量差值确定VAV BOX箱的风门开度。在压力无关型VAV送风末端系统中,当风管静压变化时,立刻会导致风管中送风量的变化,图b中的PID2运算模块将改变VAV BOX箱风阀开度,保持恒定送风量。即送风量不再受风管静压的影响,故称为压力无关型VAV送风末端。在目前建筑空调系统中被大量采用。
8.2 空调VAV变风量箱测试方法
以下为VAV变风量箱的风量、风压及漏风率测量装置、条件和方法。
1)测试装置:
测量装置由VAV变风量箱、连接管、测试管组成,参见下图。
风量测量时的试验布置
2)测试工况:
干球温度23~30°C,湿球温度13~27°C。
3)测试条件:
测试应满足以下条件:
①由被测VAV变风量箱至流量和压力测量截面之间的风管应不漏气。
②入口风管段前系统运行稳定,不干扰测量段的气流流动。
4)测试方法:
①风量测量:
测量截面应选择在变风量箱的出风口直管段上,位置参见布置图。至少应测量三个工况点,即最大、最小和中间风量工况;
在每一种风量下,应测量变风量箱的出口动压、静压。
②静压的测量:
在测量截面管壁上将相互成90°分布的四个静压孔的取压接口连接成静压环,将压力计一端与该环连接,另一端和周围大气相通。压力计的读值为机组的静压。
管壁上静压孔直径应取1~3 mm,孔边必须呈直角,且无毛刺,取压接口管的内径应不小于两倍静压孔直径。
③动压的测量:
用皮托管测量动压时,皮托管的直管必须垂直管壁,皮托管的测头应正对气流方向且与风管轴线平行。
9 PID比例积分微分控制系统
PID比例积分微分自动控制系统已经成为现代社会生活中不可缺少的一部分。在大量的自动控制系统中,PID在实际应用中仍占统治地位。PID长盛不衰的原因是多方面的。 1)首先,由于自动控制学科高度的交叉性、应用的广泛性,因此PID控制本身有着广泛的应用领域,在各行各业生活的各个方面为人类社会服务。
2)其次,更先进的控制策略所需的数学工具难以被多数技术人员所掌握,这个限制了其它一些控制的发展和传播。
3)第三自动控制需要其它技术支持,如网络、计算机等,只有将这些方面综合考虑和运用,才能在实际控制中取得满意的控制效果。而PID控制是经典的自动控制技术,在理论和时间方面都很成熟,易于被人接受和研究。统计表明生产过程80%的控制可以用PID控制器构成单回路反馈控制系统进行控制(简单控制系统PID控制是比例积分微分控制的简称。是一种负反馈控制。
PID调节(比例积分微分调节)具有如下的优点:
①PID控制的原理相对简单,适用和实现都比较方便。
②PID控制适应性强,常见的大部分应用系统都可以使用PID控制,因此其应用面宽。
③PID控制鲁棒性强,使得系统对过程变化不敏感,比较稳定,这个符合系统的控制要求。比例(P)控制规律,提高系统开环增益,减小系统稳态误差,但会降低系统的相对稳定性。比例微分(PD)控制规律,PD控制规律中的微分控制规律能反映输入信号的变化趋势,产生有效的预判修正信号,以增加系统的阻尼程度,从而提高系统的稳定程度。积分(I)控制规律,在串联校正中,采用I控制器可以提高系统的无差度有利提高系统稳定度。
因此,在了解了上述几个重要部分层专业知识后,我们总结超高层VAV空调技术如下关系图。
我们会发现超高层VAV空调自控系统是否能完美控制运行,排除空调系统在设计及施工方面出现的问题前提下,VAV空调自控系统的调试方法及PID调节发挥着重要核心的作用。
随着超高层智能建筑的不断落成,要求从事物业管理的工程人员具备较高的综合专业技术知识,以满足现超高层大厦空调设备运行与维护的要求。VAV空调自动技术是在超高层建筑中智能空调应用中最为普遍的技术。直接数字控制器(PID调节)在VAV变风量空调自动控制中发挥的至关重要的作用,同时也是楼宇自动控制中应用最普遍最为核心的技术。
因此,只有我们了解熟悉超高层建筑、楼宇自控系统、直接数字控制器、VAV变风量空调系统的特性,掌握PID自控调节技术及VAV变风量空调调试方法,并将此与超高层建筑特性和客户办公环境的需求良好结合。才能在超高层建筑中使用及维护好VAV空调变风量系统,才能为客户创造一个安全、健康、舒适的办公环境,才能达到超高层建筑可持续发展和节能降耗的长远目标。同时,超高层建筑在城市中的迅速发展,建筑的管理人员只有了解和掌握了上述超高层建筑VAV空调自控技术的专业知识后,在创造社会价值和环境价值的前提下,不断的创造可观的经济价值。
参考文献
[1]王再英.楼宇自动化系统原理与应用[M].电子工业出版社,2011.