楼宇控制系统(6篇)
楼宇控制系统篇1
关键词：楼宇自动化系统、阀门执行器、节能
中图分类号：TE08文献标识码：A
引言
楼宇自动化系统电动调节阀是楼宇自动化控制系统的关键设备，主要应用于暖通系统HVAC中的冷热源、能源分配及末端控制。电动调节阀接受现场控制器的控制信号，改变介质的控制变量（风量、水量等），使建筑设备按预定的工艺要求运行。
由于在楼宇系统中电动调节阀的原理比较简单，人们在工程设计中常忽视这一环节。在实际的工作环境中，电动调节阀长期和工作介质接触，要保证它的安全运行并非易事，这也是楼宇自动化系统中的一个薄弱环节。工程中由于对电动调节阀的选用不当或运行时维护不善，常使整个自动控制系统工作不正常，或严重影响系统的调节品质而导致整个系统失灵。文章结合工程实际介绍了电动调节阀的选用方法，并对其主要特性进行了分析研究。
图1楼宇系统中的电动调节阀
电动调节阀的选用
流量特性选择
流量特性的选择方法一般有数学计算分析法和经验法，工程上常采用经验法。为了使系统保持良好的调节品质，希望开环总放大系数之积保持为常数。通有下述两种选用方法：
1）根据管道系统压降变化情况来选择
配管状态S=1～0.6S=1～0.6S＜0.3
实际工作流量特性直线等百分比直线等百分比调节不适宜
所选流量特性直线等百分比等百分比等百分比
2）根据负荷变化情况来选择
当系统负荷变化较大时，选择等百分比阀；当所选调节阀经常工作在小开度时，也宜选等百分比阀，便于微调，不易引起振荡。当系统很稳定，而阀位移动范围较小，阀的特性对系统影响很小时，可选直线阀或等百分比阀。
结构形式的选择
选用时，要考虑被测介质的工艺条件、流体特性及生产流程。当阀前后压差较小，要求泄漏量也较小时，应选直通单座阀，如末端装置所用调节阀。当阀前后压差较大，并允许有较大泄漏量时，应选直通双座阀，如供回水总管间的压差控制旁通阀。在比值控制或旁路控制时，应选三通调节阀。当介质为高压时，应选高压调节阀。
开闭形式的选择
电动调节阀有电开与电关两种形式。调节阀开闭形式的选择主要从生产安全角度考虑。一般在能源中断时，应使调节阀切断进入被控制设备的原料或热能，停止向设备外输送流体。
工作范围的选择
（1）介质种类
楼宇自动化系统中，电动调节阀的介质常为水和蒸汽，对阀件无特殊要求。
（2）工作压力
工作压力与阀门的材质有关，通常应不超过阀门的额定工作压力。对于蒸汽阀，由于阀门的工作压力与工作温度与蒸汽的饱和压力与饱和温度不一定是对应的，因此应在温度与压力的使用范围中取较小者作为其应用的限制条件。
阀门口径的选择
合理选择调节阀的口径，对自动调节系统来讲是一个很重要的问题。如果过多地考虑流量裕度，选阀口径偏大，不但经济上造成浪费，更不利的是阀门经常工作在小开度，可调范围显著减小，使调节阀性能变坏，甚至引起振动和噪声，严重影响系统的稳定性以及阀门使用寿命。调节阀的口径是根据工艺要求的流通能力来确定的，先计算出C值后，查调节阀产品样本，确定调节阀公称直径。
电动执行机构的选择
电动执行机构是电动调节阀的重要驱动和控制部件，其选择的重要参数是输出转矩或输出推力。电动执行机构输出转矩或推力必须大于调节阀所需的工作转矩或推力，同时能确保调节阀的关阀力能在最不利的条件下紧密地关闭阀门。有些建筑设备监控系统工程由于电动调节阀的关闭力小于管道流体对阀芯的反作用力，而导致冬季无法调低室温，夏季无法调高室温，出现了既浪费能源又破坏舒适环境的现象。
根据实际工程的经验，电动调节阀执行机构的推力(或称关闭压力)选择在0.8～1MPa（即为8～10kg/cm2），同时考虑到设计院暖通设计数值与实际工作状态数值的差别，以及流体对阀芯和阀体的冲蚀，其实际工作状态的压差数值不应超过0.3Mpa，如压差较高应采取相应的减压或平衡压力的工艺措施。
电动调节阀的特性研究
调节阀的流量特性
调节阀的流量特性是指介质流过调节阀的相对流量与调节阀的相对开度之间的关系，即（1）
一般说来，改变调节阀的阀芯与阀座之间的流通面积，便可控制流量。但实际上由于各种因素的影响，在节流面积变化的同时，还会引起阀前、后压差的变化，从而使流量也发生变化。
调节阀的流通能力
调节阀流通能力定义为：阀门两端压差为105Pa，流体密度为ρ＝1g/cm3，调节阀全开时的流量（m3/h）。计算公式为：
（2）
上式适用于空调系统中的冷、热水控制。对于蒸汽阀，由于蒸汽密度在阀前后不同，因此必须考虑密度变化。
调节阀的节能特性
（1）改善部分负荷工况控制
由于室外气候的变化，暖通空调需要在部分负荷工况下运行的时间比例有所增加。结果，原本存在于冬、夏季运行之间的界限渐渐淡化了。因此，在冬季或过渡季节期间需要制冷的情况越来越普遍。如果能够对温度和湿度进行更加精确的控制，就有可能节省高达30%的能源。由于“部分负荷工况”出现的时间越来越长，制冷成本会骤然增加，因此有必要对控制回路进行检查，并重新调整运行参数。
（2）优化控制冷冻水循环
与温度控制相对简单的采暖设备相比，冷冻水装置需要非常复杂的控制系统。流量大但温差低的应用要求使用大型、反映敏捷的阀门。选用合适的压力补偿型调节阀，速度是其他类型阀的好几倍，可以保证控制的准确性。
（3）带板式热交换器直接加热生活用水
带板式热交换器的直接供热系统逐渐取代了生活热水供暖设备中的大型储热罐系统。促使这一发展的是更加严格的卫生规范，该规范旨在降低军团菌引发的风险，并减少大型且速度较慢的系统所造成的热量损失。
（4）区域供热设备节省空间的解决方案
以小型或中型设备为例，预制的紧凑型区域供热分站得到了越来越多的应用。由于紧凑型换热器的热传递速度大幅提高，控制系统也必须相应地提高速度。在过去，定位时间在15到30s的电动阀完全可以处理大流量的对流设备。如今小流量大换热面积的板式热交换器要求反应灵敏、定位迅速的控制设备。
结语
在目前已竣工的智能建筑工程中，相当部分的控制系统不尽人意，虽不全是电动调节阀引起的问题，但的确占有相当比例。因此，在楼字自动化系统中必须对该环节给予加倍的重视，从设计阶段就应该重视电动调节阀的选用，同时应结合实际的工程应用和先进的分析方法，精心考虑工况要求甚至安装细节，综合考虑各种因素，包括人为因素，客观评价方案的可行性，真正做到部件与系统的无缝连接。
参考文献
[1]程大章.智能建筑楼宇自控系统.中国建筑工业出版社，2005
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[3]李冬辉.楼宇自控系统中节能控制的研究.低压电器2004(6)：15-17
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作者简介：
楼宇控制系统篇2
随着时代的不断发展，楼宇的设计中也逐渐加入了智能的因素，在智能化发展的趋势下，楼宇自动化控制系统在建筑行业得到了广泛的应用。在实际的建工工程中，自动化系统不断走向发展与完善，但是关于楼宇自动化控制系统的失败案例也有不少，这就要求我们在实际工作中对自动控制系统进行进一步的完善。本文就对楼宇的自动化控制系统进行了深入浅出的分析与探讨，希望能为楼宇建设的自动化系统控制的相关设计提供一些参考。
【关键词】自动化控制系统完善
近年来我国的经济建设得到高速的发展，楼宇的建设开始全面开展，同时也带动了楼宇自动化系统控制建设的发展。楼宇自动化控制系统主要包括四大部分，包括主机、现场监控器、通信网络和仪表。楼宇自动化系统对建筑内的何磊设备进行监控，保证了运行的安全、可靠，同时还能节省人力和物力。但是，因为我国的楼宇自动化控制的发展比较晚，在设计和施工等方面还只是处于初级发展阶段，在具体的设计和施工方面还存在着很多不合理的地方，所以会有运行不良、使用寿命短等问题的出现。所以，根据实际情况，我们要针对楼宇自动化设计的特点对相关的管理功能进行选择，同时还要在实际的工作中积累关于自动化控制的相关经验，使系统设计得到相应的完善，使楼宇自动化控制系统真正的发挥出相应的功能。
1简述自动化控制系统有哪些基本的功能
在楼宇自动化系统设计中采用的数据通常情况下都是根据自动采集而来的数据，这些数据可以作为系统运行的一种参数，对运行情况进行自我监控，对系统中的各个指标进行全方位的调动，进而实现和创造经济效益和相应的社会效益。
1.1自动化系统具有数据自动采集的功能
对现地控制单位之间传送的数据进行的处理和存储要建立在系统数据库的基础之上，用上位计算机对系统的相关参数进行分析，从而形成系统运行的参数。在数据库中提取的数据资料可以对自动控制进行调节，通过本身的记录、检索等功能为系统的工作人员的灵活调用作为参考。
1.2自动化系统具有自动监控与调节的功能
想要提高系统的监控水平和调节水平，可以达到减少对系统操作失误的目的。但是，系统具有本身的复杂性，人工的监控是难以达到要求的，所以就需要自动监控和调节功能的开发与利用。对各种功能设置模拟操作系统，这个系统的设置要建立在数据科学合理的基础上。将自动系统的指令设置在屏幕显示器上，根据计算机屏幕显示执行的步骤，这样就可以对系统运行进行一目了然的监控了。
1.3总动画系统具有现地控制单元的功能
这个功能应该在自动化操作系统中某个环节的后面，进行现地的现实和处理，同时将操作的具体情况传到主控层。主控等再根据指令对是否满足指令的条件进行分析。最后按照发出的指令将硬件运行到相应的位置上。现地控制一般都会设置权限开关，根据开关实现远程的切换，同时依然可以使用手动的方式进行辅的操作，手动操作还可以解决特殊情况下的燃眉之急。
2对数据采集的设计
在对自动化系统进行上述三项基本功能的设计的时候，一定要体现出系统基本功能之间的共通性，还要对这些功能进行合理的处理，使自动化控制功能的适用性能够得到相应的提高。
2.1对数据采集的设计
在对系统数据进行采集之前要做到有针对性的进行采集，对自动化控制系统数据进行采集之后，要及时将数据传送到上位计算机中，实现系统运行的实时监控，这些数据可以作为盘点系统运行是否正常的重要依据。对系统的数据采集可以用单端隔离的模拟量进行输入卡，用波形检测的方式对系统自动收集的数据进行分析与监控，同时，必须要设置好采集范围和输出通道。
对数据进行采集设计时要做到对数据保存情况的实时显示。在对软件进行设计的时候还要对校本程序进行编译，同时用人机界面对数据的几率、存储等情况进行显示，最后将软件和数据可连接起来。这种功能使数据记录和存取的便利性得到大大的提高，同时还完成了对数据可的属性设置。
值得一提的是，对数据进行采集的时候要遵循一个重要的原则，探测元件与要采集的内体要尽量靠近，以减少传导中的误差，避免这些误差对数据真实性的影响。在传输中还可以使用光纤等新技术，这种新技术的应用可以达到准确的目的同时又不会使误差造成系统的误动作。
2.2监控设计
在自动化系统中的监控最常见的方式有三种：远程监控方式、集中监控方式和现场总线监控方式。其中几种监控方式便于系统运行的维护管理，对系统的设计比较容易，也没有较高的要求和标准。远程监控方式的优点主要有对资源能够起到节约监控的目的，同时具有较高的可靠性，并且在实际的应用中可以体现出组态灵活的优势，还可以实现对电缆、附属材料的节约利用。现场总线监控方式是当今条件下一种比较符合时代特征的监控方式，它可以实现远程监控，使监控的连接线路缩短，在这种方式上可以很好的体现出智能化的特点。同时为网络控制系统的发展奠定了基础。
2.3现地控制单元
自动化系统现地控制单元的实际采用了计算机软件和硬件等先进的技术，确保了各项标准都能符合指标要求。随着科技的不断发展，计算机在不断的更新换代，系统的规模也应该随着计算机的更型换代得到扩展与升级，维护方面要具备自我诊断和自我恢复的功能，避免因为人员操作失误造成的损失。现地控制单元的设计主要包括对机组设备的调节和将控制；对机组控制单元顺序的控制；数据通信要保持通畅；要有自我诊断的功能。
3结语
综上所述，对自动化控制系统进行设计的时候，要将采集到的数据及时的输送到上位计算机中，对整个运行流程实现实时监控，根据数据对系统运行状况进行判断。还要根据各种方式的运用，使系统工作的效率得到提高，减少维护故障率，在新技术的帮助下，实现计算机对整个系统的配置与设计。
参考文献
[1]张雪峰.楼宇自动化控制系统的IP化发展分析[J].智能建筑电气技术，2012（6）.
[2]杨慕铁.浅析如何完善楼宇自动化控制系统设计[J].福建建材，2013（6）.
[3]何宇红.楼宇自动化控制系统工程设计探析[J].科技与企业，2012（10）.
作者简介
汪诗雯（1985-），女，安徽省歙县人。大学本科学历。现为柳州市人民医院助理工程师。主要研究方向为电子信息工程。
楼宇控制系统篇3
关键词：智能建筑；楼宇自动化；控制系统的研究与分析
伴随着我国经济的快速发展，社会的进步，我国也加强了对建筑业的支持力度。智能建筑的核心是楼宇自动化。随着楼宇自动化的快速发展使得楼宇自动化的市场需求也不断扩大。楼宇自动化将计算机技术，网络技术，通信技术相结合，应用于自动化的控制系统中，节省了更多的管理成本和人力成本。本文将进一步对楼宇自动化的定义原理，应用和发展进行阐述。
1自动化控制系统的定义和原理，组成和功能
1.1楼宇自动化控制系统的定义和组成
楼宇自动化是智能建筑的核心部分，随着近年来智能建筑的蓬勃发展，楼宇自动化的市场需求也在不断扩大。楼宇自动化控制系统是将计算机技术，通信技术，信息技术，网络技术进行整合的一种控制系统。为了能够为人类节约更多的人力和管理成本，节约能源，给人们提供一个安全可靠，舒适安静并且高效的生活环境和工作环境静，楼宇自动化控制系统通过对控制手段进行综合的分析，对各种处理机电设备的信息进行了优化。楼宇自动化控制系统由安全系统，照明系统，排水系统，配电系统等子系统构成的。楼宇自动化控制系统通过对控制手段以及处理各种机电设备的优化处理，从而实现了对各个控制系统中的设备的集中管理和控制的目的。
1.2楼宇自动化控制系统的原理和功能
楼宇自动化控制系统又称为分布式控制系统，简称为DCS。楼宇控制系统采用的是集散型的计算机控制系统。集散型计算机控制系统是以现代控制理论为理论基础的。楼宇自动化控制系统通过利用微型计算机的能够对监控设备进行实时有效的控制的功能，有效的避免了集中的计算机控制中所出现的问题。除此之外，自动化控制系统系统的管理有关的设备，充分发挥了设备的整体优势和发展潜力，并且也延长了设备电池的使用寿命，降低能源的消耗，节约了人力成本和管理成本。楼宇自动化控制系统主要是通过实现对智能建筑系统的综合分析与利用，来实现自身控制系统的最优化。
2楼宇自动化控制系统的子系统
2.1照明系统
在智能建筑系统中，电能是最重要的部分，并且照明系统是非常消耗电能的系统。由此可见，照明系统在智能建筑系统中的节能系统中发挥着不可替代的作用。照明系统的良好的协调能力和运行进度是智能建筑的优势的集中体现。
2.2消防系统
消防系统是保证建筑中的人的生命财产安全的系统，它在智能建筑系统中占有重要地位，并且对楼宇自动化控制系统的管理起着非常重要的作用。消防系统有它自己固定的运行模式。它无论是在事前还是事中，都对灾害做出了有效及时的应对方案。
2.3配电系统
在楼宇自动化控制系统中电能是一切系统正常运行和工作的保证和基础，如果电能运行过程中电能出现了问题，那么其它系统是无法完成工作的。楼宇自动化控制系统中的配电系统充分利用了计算机技术，对供电设备进行监控，停电后会自动开启应急电源，保证所有用电设备在停电时也能够正常运行。
3楼宇自动化控制系统的集成化发展
3.1信息系统的集成化
随着近年来我国对智能建筑的重视程度的不断提高，我国的有关专家也与各个国家的相关专家进行了学术上的研究和探讨，我国也吸收了很多国外的先进技术和理念，然而楼宇自动化向集成化方向发展是国际上楼宇自动化发展的总体趋势。楼宇自动化的出现，它的目的是能够为人们提供一个安全，舒适，高效的生活与工作环境。楼宇自动化控制系统的管理者对信息进行综合的整合和利用，通过信息网络的集成将相关的设备都连接起来，以实现最终的目标。
3.2数据与管理资料的集成化
在楼宇自动化控制系统中，实时准确的数据，完整的资料，是确保系统进行集成的重要依据。智能建筑包括实时控制和管理。并且它包括很多子系统，如果不能获得实时的数据，就没有办法对各个子系统进行有效的联结，因此就没有办法形成一个完整的大系统。
3.3监控软件的数字集成化
当今世界是数字化的世界，数字化能够体现控制系统的精准程度和灵活程度。在楼宇自动化控制系统中，监控软件的数字化，可以实现对系统集成化程度进行数字化的评估。监控软件的数字化，有效的实现了设备系统的整合。不仅如此，软件数字化采用分布式管理，各管理端口可以根据自己的模式来设定和控制各个子系统，从而实现各个子系统之间的有效连接，进而促进整个大系统的运行。
4楼宇自动化控制系统的发展情况与未来前景
近年来随着经济的高速发展，智能建筑的重要作用也日益突出，智能建筑中的楼宇自动化的市场需求也在不断扩大。然而到目前为止，我国现阶段的楼宇自动化水平还有待提高，与国际上的应用程度相比，我国的应用水平还是相对落后的。虽然我国已经开始了楼宇自动化控制系统的应用，但在应用的过程中，还是存在着很多阻碍，并且有很多问题有待解决。首先，我国的建筑行业虽然开发了自己的智能建筑的产品，但是产品的水平并没有真正的适应人们的需要，并没有在真正意义上认识到楼宇自动化控制系统应用的层次。并且由于我国的智能建筑的发展水平相对落后，造成我国国内建筑市场的产品大多是外国品牌，国内市场被国外产品所占领，这足以充分说明我国对自动化控制系统的控制和研究还不够深入，缺乏水平和质量上的保证，没有赢得人们的信赖。其次，在我国能源缺乏是一个重要的问题。然而在这种能源短缺的社会环境下，资源的浪费，环境的污染仍然是一项重要的课题。虽然楼宇自动化控制系统中明确规定了节约能源，有效管理的理念，但在实际运行过程中，节约能源并没有真正的得到落实。在节约能源方面，我们还是存在缺少管理部门的监管，管理人员的管理力度不够的问题。此外，国内的楼宇自动化控制系统的控制性能并没有达到最优。现阶段，国内的楼宇自动化控制系统的控制性能无论是从控制水平还是从控制程度上来看都与国际水平有很大差距。控制水平不够，不仅会增加能源消耗，也会提高管理成本。随着近年来我国经济社会的高速发展，对建筑业的发展水平也有了新的要求。当今社会，节能减排将会是一个永恒的主题，然而建筑业也是能源消耗很高的行业。虽然智能建筑在发展过程中遇到了很多问题和阻碍，但现如今经济的高速发展，信息网络的不断不发达，科学技术的进步，这都为楼宇自动化控制系统的发展提供了有力的支持和保障。我相信，楼宇自动化控制系统将会有非常开阔的前景。
5总结
智能建筑的核心就是楼宇自动化控制系统。随着我国经济社会的不断发展，人们的需求也在不断改变。楼宇自动化控制系统在一定程度上为人们提供了一个安全高效，安静舒适的生活与工作环境。然而在楼宇自动化控制系统的应用过程中，由于地区的发展水平不同等各种原因出现了很多问题，我们还有很多需要改进的地方，在今后的工作中我国要加大支持力度，鼓励科研的发展，促进我国建筑业的进一步发展。
参考文献：
[1]赵炜.浅谈智能建筑中的楼宇自动化系统技术[J].技术广场，2012（7）.
楼宇控制系统篇4
中图分类号：P258文献标识码：A
第一部分智能数字机电控制系统的构成
在当今楼市如雨后春笋般崛起的市场形势下，小区业主对园区品质有了更高的要求。小区以及楼宇的综合智能化项目工程，也越来越受到重视。再加上当今第三代移动通信标准的确定，移动通信引入小区综合弱点网络已成为当今关注的问题。
一IP综合网络的组成：
首先我们将IP主干网络应用到楼宇通信主干，实现多线合一，无需像现在一样分为电话线，宽带线，电视线等等，节约了成本。
1、IP系统有六个关键部分组成：（如下图）
彩图-1
代替PBX的CallManager，是基于Windows2000的软件。在IP信号连接到网络时，IP信号通过DHCP与CM建立初始化，获得自己的IP地址和位码；当IP终端呼叫其他终端时，由CM提供拨号音并完成信号的路由交换。所以CallManager是IP网中必不可少的部分。
代替传统模拟电话的IP电话，其有MAC地址，可通过DHCP动态获得一IP地址；IP电话有二个以太网接口，一个连接到以太网交换机，另一个连接到PC，以减少对布线系统的影响。
连接到传统电视网的网关，若本项目不考虑这些节点与PSTN相连，可不考虑网关。
用于大型H.323网络中的关守(Gatekeeper)，完成信号到IP地址的解析及各网关/CM间的带宽管理。
支持IP电话的局域网交换机。该交换机配有可给IP电话提供电源的以太网交换模块；完善的QoS机制；可提供语音压缩编码的转换和电话会议的服务模块。
第二部分数字信号处理试验
测试目的
结合工作中的具体案例，从RC、RL一阶电路的响应中正确区分零输入响应、零状态响应、冲激响应和阶跃响应。
测试原理及方法
描述线性非时变连续时间系统的数学模型是线性常系数微分方程。为了确定一个线性非时变系统在给定激励下的完全响应y(t),就要对该系统列写微分方程表示式，并求出满足初始条件的解。
完全响应y(t)可分为零输入响应与零状态响应，零输入响应是激励为零时仅由系统初始状态y(0-)所产生的响应，用y(t)表示；零状态响应是系统初始状态为零仅由激励e(t)所引起的响应，用yzs(t)表示。于是，可以把激励信号与初始状态两种不同因素引起的响应区分开来分别计算，然后叠加，即：
本测试以一阶RL(或RC)电路为例，讨论微分方程的建立和求解问题。
如图所示电路，电压源e(t)作为激励，电感上流过的电流i(t)作为响应，描述该系统的微分方程为：
只要给定激励e(t)和初始状态i(0-)的值，就可以求出完全响应i(t)及其零输入响应与零状态响应分量。本测试中激励电压源可有下列四种形式：,参数a由键盘输入。
利用微分方程的数值解法，可让计算机完成上述计算工作并给出图形显示。
在线性系统的时域分析方法中，卷积是个极其重要的概念，占有重要地位，只要知道了系统在单位冲激信号作用下的零状态响应即系统的单位冲激响应h(t),就可以利用卷积积分求出系统在任何激励x(t)作用下的零状态响应yzs(t).
通过选择适当的参数可以形象地说明卷积的物理意义及主要性质。完全响应由零输入与零状态响应组成。本测试以一阶RL电路为例。如右图：
电压源为e(t)作为激励，电感上的电流i(t)为响应，则系统微分方程为：
L+Ri(t)=e(t)
三.物理原理
描述线性移不变离散时间系统的数学模型是常系数差分方程，它与系统的结构流图之间可以相互推导。迭代解法（也称递推解法）是求差分方程的最简单也最适合用的方法，也是实现数字滤波器的一种基本方法，因此应该很好的掌握。
本测试适用的差分方程通式为
NN
Σa[k]y(n-k)=Σb[r]x(n-r)
k=0r=0
x(n)与有y(n)分别为系统的激励和响应。
离散系统的响应可分为零输入响应和零状态响应分量，零输入分量仅由系统的初始状态有y(-1),y(-2),……y(-N)引起，外激励x(n)=0;而零状态分量仅由外激励x(n)引起，初始状态y(-1),y(-2),……y(-N)均为零。
本测试差分方程解法中只限于激励是单位阶跃信号u(n),即x(n)=u(n)的情况，通过选择输入N和系数a[k],b[r]以及初始值y(0),y(1),……，y(-N)。如果已知y(-1),y(-2),……y(-N)，欲求y(0),y(1),……，y(-N)，可利用迭代法逐一导出这样我们可以由给定的差分方程以及已知的初始状态找到所需的初始值（包括零输入初始值，零状态初始值，全响应初始值），进而求出零输入响应，单位冲激响应h(n)以及u(n)激励下的全响应和零状态响应。至于其它激励下的零状态响应，可以用它的单位冲激响应h(n)与输入信号x(n)的离散卷积求出。
离散卷积的计算公式如下：
+∞
y(n)=x(n)*h(n)=∑x(m)h(n-m)
-∞
序列x(n),h(n)可以是有限长或无限长，但为了在计算机上绘图观察方便，我们主要讨论有限长序列。如果x(n)和h(n)长度分别为M和N,则响应序列y(n)也为有限长序列，其长度为L=M+N-1。于是，上式可以“形象”地描述为两个有限长序列的反褶，移位，相乘，累加过程，这使计算机编程十分方便。
3．差分方程迭代解法
（1）本测试要求首先键入方程两端系数的个数和需要输入y(n)的样点个数，然后依次输入a[0]~a[N],b[0]~b[N]这些系数的数值和y(n)的初始值y(0)~y(N-1),h(n)的初始值h(0)~h(N-1),运行后既得冲激响应h(n)和阶跃信号激励下的响应y(n)的结果和图形显示。
（2）对于下列离散系统，已知（-1）=2，（0）=0，利用本测试系统零输入响应
（n），单位冲激响应h(n)以及u(n)作用下的零状态响应与全响应y(n).
第三部分结论
楼宇控制系统篇5
关键词：建筑节能，楼宇自控，节能控制
Abstract:thispaperaimstopressingenergysituation,accordingtobuildingenergyefficiencyinbuildingsandequipmentcontrolwaysofsavingenergycontrolmethodfortheanalysis,italsosummarizestheconstructionequipmentautomaticcontrolusuallyadoptsomeenergysavingcontroltechnologyandstrategy,andengagedintheindustrytosharepersonnel,andpromotethedevelopmentofthecauseofbuildingenergyefficiency.
Keywords:buildingenergyefficiency,buildingautomation,energycontrol
中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：
1大型建筑运行能耗的构成分析
下表是从某资料获取美欧国家建筑物能耗分配比例综合统计表，从中可以看出：一栋建筑内，暖通空调是最大的耗能大户。所以采用良好的节能控制措施，对节约能源，降低运行费用十分重要。
耗能课目通风、空调生活热水动力、照明厨房炊事
耗能比例%6515146
2楼宇自控系统节能控制措施
楼宇自控系统主要的功能之一就是可以尽可能地节约能源，针对不同的受控设备，采用相应的节能控制技术或控制策略实现节能运行，随着技术的不断进步，有的楼宇自控系统厂家，为了更好地保护客户利益，已经将一些通用的节能控制程序内置在控制器中，具体节能程序包括如下：
自动日光节约时间切换
基于日历的计划列表
计划表
经济节能控制
设备计划列表、优化和顺序列表
事件计划列表
假日计划列表
夜间低温设定控制
尖峰需求显示（PDL）
启停事件最优控制（SSTO）
临时强制计划表
控制器内置节能控制算法是对用户非常好的一个功能，而且目前作为一种技术发展趋势，相信越来越多的厂家会采用这一技术。
2.1空调控制系统可以采用的节能控制策略
空调系统是建筑中的能耗大户。合理地控制空调设备的运行，在保证建筑物内舒适环境的前提下最大程度地降低能耗。在自控系统工程商在实施中，一般需要根据空调系统的工艺要求，结合工艺要求采用一定的节能控制策略，这样，可以在满足空调系统运行工艺要求的前提下进行节能，常见的节能控制策略主要包括如下：
2.1.1最优启停控制
在启动暖通空调系统工作时，在最短的时间内达到所需要的舒适度。而最优停止控制是最优启动的逆过程，在工作区域停止使用前的合适时刻停止空调设备的运转，仍能达到最低的舒适度要求，其目标是使设备系统工作时间最短、能耗最低。空调制冷系统往往是建筑能耗最大的地方。
2.1.2室内温度浮动（新风补偿）控制
一般来讲，维持室内恒定的温湿度（如夏季26℃、50%RH）不变，往往导致室内外较大的温差。人长时间停留在不变的低温环境和遇到室内外温差的较大突变，往往会引起皮肤汗腺收缩、血流不畅、神经功能紊乱等“空调适应不全症”（俗称“空调病”），同时空调系统的运行能耗也会大大的提高。采用室外新风温度补偿调节策略，随着室外空气温度的变化适当提高夏季室内空气温度和降低冬季的室内空气温度，为室内提供健康、舒适的动态热环境，同时为空调制冷系统带来显著的节能效果。
2.1.3最小新风量控制
为符合卫生标准，空调系统需要引进室外新鲜的空气，称为最小新风量。新风量一般定在送风量的20%~30%，可以检测室内二氧化碳的浓度，对比允许浓度，减少新风量的输入。
2.1.4提前预冷关闭新风
对于办公楼类建筑，为使工作人员到达室内时温度较为舒适，要提前开机，开机时要关闭所有新风阀，减少新风负荷的消耗。
2.1.5夏季工况的夜间吹洗
在夏季，可利用凌晨清新的凉空气，开大新风阀，关闭冷冻水阀门，对整栋建筑进行吹洗，可以冷却建筑结构所吸收的热量，使得建筑物降温，减少开机时的冷负荷量。
2.1.6焓差控制
通过设置室内外温湿度传感器测量室内外空气的焓，根据室内空气质量与焓值来控制送、排风量。
在夏季，由于在黎明前室外空气比室内空气温度低，空气品质也较好，系统自动适时地引入较为凉爽的室外新风，最大限度地利用自然能量和清洁的大气来置换建筑物内污浊的空气。当室外空气焓值小于室内空气焓值时，干球温度低于室内干球温度，开大新风阀，转至变新风量控制，直至最大新风量。
2.1.7冷冻站设备台数控制
根据对自控系统深入的研究以及长期的施工经验，在冷冻站设置冷冻水回水流量变送器、供、回水温度传感器，可以计算出空调系统末端实际消耗冷负荷QL=CG（t2-t1）
QL——冷负荷KW；
C——冷冻水的比热，4.186KJ/Kg.℃；
G——冷冻水流量，kg/s；
t1•t2-——冷冻水供、回水温度，℃；
冷机的额定制冷量为QNO，则冷机工作的台数和冷负荷的关系如下：
一台工作QL≤1QNO
两台工作QL=1QNO~2QNO
由于机械制冷的冷机（本工程冷水机组属于这种情况）的装机容量都在几十到几百千瓦，启动时对电网冲击很大，所以在增减冷机台数时，必须延迟一定的时间，比如10min~30min。为避免频繁启、停，需要启动第二台冷机为1QNO+ΔQ。由两台减至一台时，其冷量为1QNO-ΔQ，设计一个不灵敏区。
通过冷机台数控制策略动态的决定投运的冷机台数，避免低负荷运行，同时根据冷水机组台数合理控制设备的台数（冷冻泵、冷却泵、冷却塔等）。这样既起到节能的效果又可以对冷机系统起到合理的保护作用，延长其使用寿命。当然，冷水机组台数控制策略还应结合各台冷水机组最佳制冷能效比（COP）进行合理编排。
本建筑设备中制冷、换热系统的耗能最大，其运行监控管理直接影响到每日消耗的电量，所以对其节能控制应给予重视。利用实测所需冷（热）负荷控制冷机运行台数，这是当今比较好的节能措施，经验统计，可节约运行费用10~25%左右。
2.1.8水泵变频控制
在空调系统设计过程中，泵的选型是根据系统的最大负荷来选择的，泵的额定功率往往要大于设计的最大功率，这样就导致了设备选型所造成的能量浪费。另外，由于受到内、外界干扰等不定因素的影响，系统的实际负荷总是不断变化的，大部分时间系统都工作在部分负荷状态。为使循环水量与负荷变化相适应，冷冻、冷却泵变频控制系统则摒弃传统的采用阀门节流调节流量，避免大量能量被阀门消耗，而是充分考虑建筑负荷状况、管网状况、室外气象参数等多种变化的因素，对水泵采用变频处理，调节水泵转速，使水泵的流量与实际负荷相适应，达到降低泵耗、提高空调品质的目的。当然，变频系统的最低运行频率需要根据冷水机组允许的最小流量限制水泵的最低运行频率。水泵变频控制一般可节省40~60％的水泵能耗，节省的泵耗主要包括设备选型过大引起的泵耗和变频后减少的流量所消耗的泵耗。
生活供水系统目前大部分都已经采用成套的恒压变频供水控制方式，已经普遍考虑了节能。
2.1.9室内温度分层控制
对于大型公共建筑，例如政府办公大楼或机场、火车站、大型商场类建筑，由于考虑到人员流动通道需要，在建筑内内上下层自动扶梯处存在大面积的空间连通现象，由于空气对流造成热气流上升、冷气流下沉，影响空调系统的舒适性效果。
这种情况下，通过设置在屋顶、室内或地面的设置温度传感器可检测到室内不同空间内的温度，从而指导不同楼层空调系统改变其系统运行设定温度，例如，降低靠上楼层的设定温度，适当提高靠下楼层的设定温度；
另外，对于不同空调系统，如位于大空间定风量空调系统，可改变末端风口的送风方向，例如，对于有电动球形喷口送风末端，在夏季和冬季应调整到不同的送风方向，夏季冷风尽可能向上吹出，冬季热风尽可能吹向地面，这样可尽量减少垂直方向温度不均匀的问题。
2.2通风系统节能控制
楼宇自控系统是通过控制通风系统每小时送排风量的大小从而达到节能的要求。
通过现场DDC控制器对建筑内的通风设备实现联网集中控制，实现最佳启停和最佳节能控制。
对于大功率送排风机，可采用根据室内或回风空气质量变频或定时间歇开关的工作模式，避免长期连续运行，这样不经可满足通风工艺要求，有节约了大量能源。
3结束语
楼宇控制系统篇6
【关键字】智能化，中央空调，集散控制系统
中图分类号：G623文献标识码：A
前言
中央空调的集散控制系统主要就是为了空气温度的调控，实现远程操作。由于现在空调的大量使用，温度调控的不协调，对污染物的排放以及气流组织的协调都有一定的问题，因此为了改善这种状况，中央空调的集散调控系统就被应用于此。我们通过集散控制系统的实施，进行了如下的讨论和研究。
二、中央空调集散控制系统
1.中央空调集散控制系统———新风自动控制系统主要实现净化房间的温、湿度控制。操作工作站以计算机为核心，提供操作者图形界面和基本过程控制功能及人机接口，完成设备的监视、控制、调节。
空调房间集散控制系统的组成如图1所示。
图1中央空调温度控制系统的组成风道温度传感器TI设于回风处，输出4-20MA的电流信号给控制器TC,控制器将传感器检测的温度与设定值相比较，并根据比较结果输出相应的电流信号控制电动调节阀的开启度，调节冷（热）水的流量，使送风温度随之变化，最终使房间温度保持在设定值范围内。
（一）被控对象在自动控制系统中，工艺变量需要控制的生产设备或机器为被控对象，简称对象。空调温度控制系统中房间就是被控对象。
（二）执行器在过程控制中，执行器大多采用阀的形式，控制各种气体或液体的流量与流速，是过程控制系统的一个重要组成部分，其特性好坏对控制质量的影响是很大的。它接受调节器送来的信号，自动地改变阀门的开度，从而改变输送给被控对象的能量或物料量。我们选用的电动执行器接受0-10V的连续信号，进行连续的PID控制。
（三）调节器又称控制器，它将检测元件或变送器送来的信号与其内部的工艺参数给定值信号进行比较，得到偏差信号；根据这个偏差信号的大小按一定的运算规律计算出控制信号，并将控制信号传送给执行器。
2.微机控制下的集散式系统
微机测控系统足以微型计算机为核心来检测和控制被对象生产过程的自动化系统。它主要包括硬件和软件两部分，目前在工业控制上面应用较多的是微机测控系统一种称为微机直接数字控制系统，简称为DDC。如上图2为集散系统结构图：
数转换后，变为数字量信息送给微机。微机则根据对应于一定控制规律的控制算式，用数字运行的方式，完成对工业参数若干回路的比例、积分、微分计算和比较分析，并通过操作台显示、打印输出结果，同时将运算结果经输出通道的数、模转换、输出扫描等装置顺序地将各路校正信息送到相应的执行器，实现对生产装置的闭环控制。
在整个生产过程中。由于生产过程复杂，设备分布又广，其中各工序、各设备同时并行地工作，而且基本上是独立的，故系统比较复杂。采用这样的系统可以实现从简单到复杂的调度，兼顾了集中式和分散式两者的部分优点，从而达到最佳控制。在这种系统中，基础的微机只把必要的信息送到主控计算机，而绝大部分时间都是各个微机并行地就地工作。这个分布式控制就称为“集散式控制系统(TDS)”。
在大型的建筑物或者生产厂房中，有可能会设置几套甚至十几套空调系统。这样在管理上面则不可避免的出现控制上的复杂性。在这种情况下，为了便于运行管理，在现场采用编程控制器(PLC)进行各空调系统的就地运行控制，然后用总线将可编程控制器的通信接口与中央控制总站内的监控微机实现通信。
三、智能化集散控制系统的构成
1.计算机监控管理软件
分散控制系统软件分为系统软件和应用软件，如下图3：
系统软件一般选WindowsNT。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及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、图形牛成、报表生成和控制系统组态等。采集中央空调智能监测系统中末端数据，并根据监测对象的要求，对现场监测节点的硬件和软件进行详细的分析和设计。要求实现智能仪表的作用，具体包括：现场数据测鼋、运行状态显示、按键控制与参数设定以及与上层部分的数据通信等。
2.PLC软件设计
如左图为软件设计示意图。每一栋楼的中央空调系统的控制只受控于各自的PLC，它们除接受中控室的计算机控制之外，彼此之间是独立的。下面以1号楼为例说明PLC软件程序的设计。PLC控制中央空调系统的起／停有手动和自动两种方式，当选择手动方式时，手动指示灯亮，在现场PLC操作台上可以任意选择机组、开／关冷却塔、起／停冷冻泵、冷却泵、空调主机等；也可以在中控室PC台上操作，通过鼠标点击控制界面上的控制按钮实现手动操作。当选择自动方式时，自动指示灯亮，通过在PLC或者PC操作台上按下自动起动按钮，中央空调系统自动起动，工艺顺序为：支部开关一冷却塔一冷却泵一冷冻泵一空调主机。按下停止按钮，系统按照起动逆序自动停止。
在中央空调变频调速集散控制系统中，第一级为中央监控工作站(即PC机)，是集中监控、远程控制、数据处理和中央管理的中心；第二级为直接数字控制器(DDC)变频器和可编程控制器PLC，能独立完成对现场机电设备的数据采集和控制；第三级为现场传感探测元件(如热电阻或者热电偶)及控制执行元件(继电器等)
四、中央空调系统采用集散控制的必要性
集散型计算机控制系统，实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种新的控制技术，是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通讯技术和人机接口技术相互渗透、相互发展而产生的，既不同于分散的仪表控制系统，也不同于集中式计算机控制系统，它是吸收了两者的优点，并在其基础上发展起来的一门新的系统工程技术。目前，集散型计算机控制系统已在工业各领域得到成功运用。
目前，大楼中央空调大都采用分散管理就地控制，整个系统不能统一协调，不能很好发挥整个系统协同工作的效果。如果采用集中控制，由于被控设备分散在大厦各个地方，中央主机到被控设备的连线较长，信号容易受到干扰产生故障，同时由于中央主机集中处理信号，如果中央主机产生故障则整个系统停止工作，可靠性较差。随着计算机技术的高速发展，采用集散型控制系统成为趋势。计算机集散控制系统就是中央主机主要进行报表处理，集中管理，被控对象由带计算机处理功能的现场控制器(主要是直接数字控制器，简称DDc)根据有关参数进行控制。各DDc和中央主机以及各DDc之间实现点对点通讯，传输数据和控制信号。集散控制系统可靠性高，当中央主机发生故障，把控制功能分散在DDc上而数据资料由中央主机集中管理的方法，加强了子系统的独立性、可靠性，并减少了中央主机的工作量，整个系统的性能得到了提高。
结束语
综上所述，随着我国集散控制系统的具体应用，其已经大大改善了我国中央空调的问题。这种技术不仅仅可以应用在简单的空调的调控上，而且还可以在大型的工程施工中得到有效的利用，也会颇有成效。相信我国的中央空调的调控监测技术会日臻成熟，同样的这些新技术也可以加工利用到其他的技术管理措施中去。
参考文献：
[1]侯文霞，陆述田．变频调速技术在中央空调系统中的应用．机床电器，2012.
