演示文稿自动控制原理

演示文稿自动控制原理当前第1页\共有51页\编于星期二\11点（优选）自动控制原理第章当前第2页\共有51页\编于星期二\11点水泵控制风机控制风机控制冷水机组控制供热锅炉控制当前第3页\共有51页\编于星期二\11点第一节水泵控制单级单吸离心泵的性能曲线三种不同的G-H曲线1－平坦型;２－陡降型;３－驼峰型

1、单台水泵的特性曲线当前第4页\共有51页\编于星期二\11点2、管路特性曲线在管路系统中，水泵的工作状态与管路特性有关。对于开式系统有：对于闭式系统有：当前第5页\共有51页\编于星期二\11点一台泵单独工作时的流量大于并联工作时每台泵的流量。两台泵并联工作时，其流量不能比单台泵工作时成倍增加。3、联合工作特性当前第6页\共有51页\编于星期二\11点二、水泵的启停控制全压启动（直接启动）降压启动变频启动当前第7页\共有51页\编于星期二\11点全压启动、降压启动和变频启动

由公用低压电网供电时，容量小于或等于11KW者，可全压启动。由居住小区变电所低压配电装置供电时，容量在小于或等于15KW者，可全压启动。

当启动电流降到原来的1/K时，启动转矩变为原来的1/K2，说明降压启动会显著降低转矩。串入电抗器降压启动自耦变压器降压启动星三角转换降压启动当前第8页\共有51页\编于星期二\11点

空调启动电路中，并入了一个电容，提供转矩，而增加的PTC为串入的阻抗，降低启动电流。例如当前第9页\共有51页\编于星期二\11点

一般水泵等设备都有两种控制模式：手动和自动控制模式，手动一般在调试期使用，自动在运行期使用。三、水泵的控制电路当前第10页\共有51页\编于星期二\11点

在没有变频调速的系统中，通常可以用：改变水泵台数、改变水泵功率、改变电动机与水泵皮带轮的直径及改变阀门开度适应负荷变化。四、水泵的变频调速

以一台90KW连续运转的水泵为例，一年的用电量将近80万KWh，如果该水泵平均转速降为额定转速的2/3，则平均功率可降为额定功率的1/3左右，每年节省耗电50多万KWh。按每KWh电费0.5元计算，每年大约可以节约电费25万元。当前第11页\共有51页\编于星期二\11点

包括：离心式、轴流式、贯流式风机分类第二节风机控制当前第12页\共有51页\编于星期二\11点

风机的有效功率：一、风机工作特性第二节风机控制——通常指风机有效功率Q——风机输送风量——风机产生的风压二、风机并联工作

曲线特性类似水泵曲线特性当前第13页\共有51页\编于星期二\11点改变管网特性曲线的调节方法

当关小阀门时，压力由P1增加到P2，而流量由Q1减小到Q2，一部分压力作为克服阻力损失掉了，功率由N1降到N2，效率也下降了。第二节风机控制三、风机调节方法改变风机特性曲线的方法

1、改变风机的转数

2、改变风机进口导流叶片角度用交流变频器控制风机就是这种控制方法，改变风机转速，功率成三次方规律变化，是一种节能调节方法。当前第14页\共有51页\编于星期二\11点这种导流器结构简单，使用可靠，其调节效率虽然比改变转数稍差，但比改变官网特性曲线好，是一种常用的风机调节方法。第二节风机控制改变风机进口导流叶片角度当前第15页\共有51页\编于星期二\11点活塞式、螺杆式、离心式和吸收式。冷水机组分类第三节冷水机组控制当前第16页\共有51页\编于星期二\11点(1)普通冰箱压缩机(2)多缸空气压缩机(3)螺杆压缩机(4)螺杆示意图当前第17页\共有51页\编于星期二\11点一、制冷机组自动控制1.离心机——调节入口导叶

2.活塞机——多缸卸载3.螺杆式——调节滑阀位置4.吸收式——调节吸收剂和水蒸气的比例当前第18页\共有51页\编于星期二\11点1.监控内容1)对制冷工艺参数(压力、温度、流量等)进行自动检测。

2)自动控制某些工艺参数，使之恒定或者按一定规律变化。如：台数与蒸发压力、冷凝压力、供液量、排气量的调节。

3)根据编制的工艺流程和规定的操作程序，对机器、设备执行一定的顺序控制或程序控制，水泵、风机压缩机的启停设定。

4)实现自动保护，保证制冷设备的安全运行。当前第19页\共有51页\编于星期二\11点2.BAS对冷水机组的监控方式对于自身已经具有控制系统的制冷设备，BAS实现对其控制的方式有三种：1)不与冷水机组的控制器通信，而是在冷冻水、冷却水管路安装水温传感器、流量变送器，当计算机分析出需要开/关主机或改变出口水温设定值时，就以某种方式显示出来，通知值班人员进行相应的操作（外部辅助型）。

2)采用主机制造商提供的冷冻站管理系统，完全依赖厂家提供的控制系统，可以对主机群控，但不能对水系统进行控制，如水泵、水温等参数（厂家依赖型）。

当前第20页\共有51页\编于星期二\11点3)设法使主机的控制单元与BAS通信，通过与厂家协商，修改软件、有下挂口、采用共同的协议与BAS结合。（与厂家协商型）当前第21页\共有51页\编于星期二\11点二、活塞式制冷机组的自动控制与安全保护1.蒸发器和冷凝器的自动控制

2.活塞式制冷压缩机的能量调节

3.活塞式制冷压缩机的安全保护

4.计算机顺序控制当前第22页\共有51页\编于星期二\11点1.蒸发器和冷凝器的自动控制(1)蒸发器温度(或蒸发压力)的自动控制空调负荷是经常变化的，因此要求制冷装置的制冷量也要相应的变化，而制冷量的变化，就是循环的制冷剂流量的变化，所以需要对蒸发器的供液量进行调节，实现对载冷剂即被冷却介质的温度控制。

(2)冷凝器温度的自动控制冷凝压力偏高，压缩机排气温度会上升，压缩比增大，制冷量减小，功耗增大，同时还容易导致设备产生事故；冷凝压力低，膨胀阀前后压差小，制冷量也不足，而且容易造成湿压缩，损坏压缩机。当前第23页\共有51页\编于星期二\11点启动启动前应全面检查制冷系统、润滑油系统、水系统和末端设备，确认曲轴箱电加热器已通电24小时以上。停止可直接按“OFF”，使压缩机停机。压缩机曲轴箱中电加热器仍可继续工作。当前第24页\共有51页\编于星期二\11点(2)冷凝器温度的自动控制1)水冷式冷凝器冷凝压力的控制。用冷凝压力发出信号；用冷凝温度间接发出信号；

结合下图理解水冷式冷凝器压力控制

2)风冷式冷凝器冷凝压力控制。改变制冷剂经过冷凝器的流量；改变经过冷凝器的空气流量；当前第25页\共有51页\编于星期二\11点空调用制冷装置温度自动控制示意图

1—电磁阀2—热力膨胀阀3—蒸发器

4—压缩机5—分油器

6—水量调节阀7—冷凝器当前第26页\共有51页\编于星期二\11点2.活塞式制冷压缩机的能量调节(1)压缩机的双位控制对压缩机进行起、停控制的双位控制方法是最简单的控制方法，适用于小型压缩机。

(2)压缩机的分级控制在多台压缩机或用多缸压缩机的制冷系统中，可控制压缩机的运行台数或气缸数进行能量控制。

(3)旁通能量调节旁通能量调节是将制冷系统高压侧气体旁通到低压侧的一种能量调节方式。

(4)压缩机变速能量调节压缩机制冷量及消耗功率与转速成比例。当前第27页\共有51页\编于星期二\11点3.活塞式制冷压缩机的安全保护(1)排气与吸气压力自动保护(2)润滑油的自动保护在制冷压缩机运转过程中，它的运动部件会摩擦发热。

(3)断水保护在制冷装置运行过程中，有时会由于水泵发生故障或其他方面的原因而造成断水，这对水冷式压缩机和水冷式冷凝器，在高压控制器保护失灵的情况下，将会造成严重的事故。

(4)冷冻水防冻自动保护在制冷装置运行中，蒸发器中冷冻水温度过低，容易发生冻结，影响压缩机的正常运行，因此设置了冷冻水防冻结自动保护系统。当前第28页\共有51页\编于星期二\11点(5)油温保护油温过高也可能使摩擦部件如轴瓦等遭到破坏，通常油温不超过60℃。

(6)电动机保护保护电动机安全运转的有过电流继电器、热保护器和保护电动绕组温度过高时用的热敏电阻等，这些保护装置和元件的选择使用可根据电动机技术要求进行。

(7)排气温度保护压缩机排气温度过高会使润滑条件恶化，润滑油碳化，影响压缩机寿命，因此在压缩机排气腔内或排气管上设置温度继电器或温度传感器，当压缩机排气温度过高时，指令压缩机停机，当温度降低后，再恢复压缩机的运行。当前第29页\共有51页\编于星期二\11点活塞式制冷装置自动保护系统

1—压缩机2—蒸发器3—冷凝器4—膨胀阀5—高低压控制器6—油压控制器

7—温度控制器8—水流控制器9—吸气压力调节阀10—电磁阀11—排气温度传感器当前第30页\共有51页\编于星期二\11点三、离心式制冷压缩机能量调节与安全保护系统1.离心式制冷机组能量自动控制(1)进口导叶调节进口导叶调节是指通过调节压缩机可调导叶的开度大小来调节制冷量。开始要达到30%，然后可以再连续调到40%，断续调到100%。

(2)变转速调节。具有较好的无级能量调节功能，且随着转速的减小，喘振点也向小流量方向移动。

(3)进气节流调节，适用于制冷量变化不大的场合。

2.离心式制冷压缩机的安全保护当前第31页\共有51页\编于星期二\11点单级离心式制冷压缩机示意图

1—电动机2—增速齿轮3—主动齿轮4—叶轮5—导叶调节阀当前第32页\共有51页\编于星期二\11点2.离心式制冷压缩机的安全保护

(1)压力保护离心式制冷压缩机的压力保护主要有润滑油油压差过低保护、高压保护和冷媒回收装置小压缩机出口压力过高保护。

(2)温度保护离心式制冷压缩机的温度保护主要有轴承温度过高保护、蒸发温度过低保护等。

(3)其他保护离心式制冷压缩机的其他保护主要有电动机保护和防喘振保护。当前第33页\共有51页\编于星期二\11点四、直燃式冷热水机组的能量调节与安全保护系统1.直燃式冷热水机组能量自动控制

2.溶液循环量调节

3.直燃式冷热水机组的保护装置

4.计算机监控系统直燃式冷热水机组能量控制：

1)设置两只以上的喷嘴，根据外界负荷变更喷嘴数量，进行分级调节。

2)利用调节机构来改变进入喷嘴的燃料量，无级调节。当前第34页\共有51页\编于星期二\11点直燃型机组制冷

1—燃烧器风机2—空气量控制3—燃烧器控制4—燃烧器5—高压发生器

6—调节电动机7—计算机控制系统8、10—温度传感器9、11—冷/热水出口连接管当前第35页\共有51页\编于星期二\11点稀溶液循环量控制示意图当前第36页\共有51页\编于星期二\11点2.溶液循环量调节(1)发生器液位控制通过安装在高压发生器中的电极式液位计检测溶液液位的变化，通过溶液调节间或变频器控制溶液泵转速来实现对溶液循环量的控制，使低液位时溶液循环量增大，高液位时溶液的循环量减少或溶液泵停止。

(2)稀溶液循环量控制通过安装在蒸发器冷水管道上的温度传感器，检测蒸发器冷水温度，调节进入蒸发器的溶液循环量，使机组的输出负荷发生改变，保持冷水温度在设定的范围内，送往发生器的稀溶液循环量共有4种控制方法，下面结合蒸汽型溴化锂吸收式机组讨论循环量控制方法。当前第37页\共有51页\编于星期二\11点(2)稀溶液循环量控制

1)二通阀控制：一般与加热蒸汽量控制组合使用，放气范围基本保持不变。

2)三通阀控制：不必与加热蒸汽量控制组合使用，与二通阀一样具有热力系数高、蒸汽单耗小等优点。

3)变频器控制：采用变频器改变溶液泵的转速，来控制输送到高压发生器的液体流量。当前第38页\共有51页\编于星期二\11点3.直燃式冷热水机组的保护装置一般有：防冻、防晶、防止水污染、屏蔽保护、高压保护及蒸发高温保护等。直燃式还有：1)安全点火装置。

2)燃料压力保护装置。

3)熄火安全装置。

4)排气高温继电器。

5)空气压力开关。

6)燃烧器风扇过电流保护装置。当前第39页\共有51页\编于星期二\11点第四节锅炉监控(1)自动检测显示、记录锅炉的水位，热媒的温度、压力、流量，给水流量，炉膛负压和排烟温度等运行参数。

(2)起动/停止和运行台数的控制按照预先编制的程序，对锅炉及其辅机进行起停控制。

(3)自动控制当锅炉在运行过程中受到干扰的影响，其参数偏离工艺要求的设定值时，自动化系统及时产生调节作用克服干扰的影响，使其参数重新回到工艺要求的设定值，实现安全、经济运行的目的。当前第40页\共有51页\编于星期二\11点(4)自动保护当锅炉及其辅助设备的运行工况发生异常或关键运行参数越限时，立即发出声光报警信号；同时采取联锁保护措施进行处理，避免事故(如损坏设备和危及人身安全)的发生或扩大。包括：1)蒸汽压力超压自动保护。

2)蒸汽超温自动保护。

3)低油压自动保护。

4)高、低油温自动保护。

5)低气压自动保护。当前第41页\共有51页\编于星期二\11点一、自动保护

6)风压高、低自动保护。

7)汽包水位高、低自动保护。

8)为了保证燃油与燃气锅炉的安全运行，必须设置燃油/燃气压力上下限控制及其越限声光报警装置、熄火自动保护装置和灭火自动保护装置。

9)电动机过载自动保护。10)灭火自动保护。当前第42页\共有51页\编于星期二\11点二、锅炉燃烧的自动控制1.燃油与燃气锅炉燃烧系统的监控

燃油与燃气锅炉的燃烧控制通常采用比例控制，比值控制可分为：单闭环比值控制、双闭环比值控制、变比值控制及依据某一变量调整的固定比值控制。单闭环比值控制系统燃气加热炉炉温控制系统当前第43页\共有51页\编于星期二\11点燃油与燃气锅炉燃烧系统的DDC监控原理图

TT—温度变送器PT—压力变送器

FT—流量变送器LT—液位变送器—电动调节阀当前第44页\共有51页