DDC(Direct Digital Controller)直接數(shù)字控制,通常稱為DDC控制器。DDC系統(tǒng)的組成通常包括中央控制設(shè)備(集中控制電腦、彩色監(jiān)視器、鍵盤、打印機、不間斷電源、通訊接口等)、現(xiàn)場DDC控制器、通訊網(wǎng)絡(luò)、以及相應(yīng)的傳感器、執(zhí)行器、調(diào)節(jié)閥等元器件。
1.直接數(shù)字控制器定義和主要功能
直接數(shù)字控制器又稱下位機。直接數(shù)字控制器的“控制器”指完成被控設(shè)備特征參數(shù)與過程參數(shù)的測量,并達到控制目的的控制裝置;“數(shù)字”的含義是控制器利用數(shù)字電子計算機實現(xiàn)其功能要求;“直接”說明該裝置在被控設(shè)備的附近,無須再通過其他裝置即可實現(xiàn)上述全部測控功能。
它具有可靠性高、控制功能強、可編寫程序,既能能獨立監(jiān)控有關(guān)設(shè)備,又可連網(wǎng)通過通信網(wǎng)絡(luò)接受中央管理計算機的統(tǒng)一管理與優(yōu)化管理。
? 主要功能
1.對現(xiàn)場設(shè)備進行周期性的數(shù)據(jù)采集。
2.對采集的數(shù)據(jù)進行調(diào)整和處理(濾波、放大、轉(zhuǎn)換)。
3.對現(xiàn)場設(shè)備采集的信息進行分析和運算并控制現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)。
4.實時對現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)的檢查對比,對異常的狀態(tài)進行報警處理。
5.根據(jù)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定的控制算法(連續(xù)調(diào)節(jié)和順序邏輯控制)。
6.通過預(yù)定的程序完成各種控制功能,包括P控制、PI控制、PID控制、開關(guān)控制、平均值控制、*大/*小值控制、焓值計算控制、邏輯運算控制和聯(lián)鎖控制等)。
7.對現(xiàn)場的設(shè)備執(zhí)行各種命令(執(zhí)行時間、事件響應(yīng)程序、優(yōu)化控制程序等)。
2.直接數(shù)字控制器的結(jié)構(gòu)及原理
直接數(shù)字控制器內(nèi)部包含了可編程序續(xù)的處理器,采用了模塊化的硬件結(jié)構(gòu)。在不同的控制要求下,可以對模塊進行不同的組合。執(zhí)行不同的控制功能。
可編程模塊化控制器是*靈活、功能*強的DDC 設(shè)備。它具備通信功能,控制程序可根據(jù)要求進行編寫或修改(比如CARE-excel編程),在系統(tǒng)設(shè)計和使用中,主要掌握DDC的輸入和輸出的連接。
工作原理:所有的控制邏輯均由微信號處理器,并以各控制器為基礎(chǔ)完成。這些控制器接收傳感器,常用觸點或其它儀器傳送來的輸入信號,并根據(jù)軟件程序處理這些信號,再輸出信號到外部設(shè)備。這些信號可用于啟動或關(guān)閉機器,打開或關(guān)閉閥門或風(fēng)門,或按程序執(zhí)行復(fù)雜的動作。這些控制器可用手操作中央機器系統(tǒng)或終端系統(tǒng)。
DDC控制器是整個控制系統(tǒng)的核心。是系統(tǒng)實現(xiàn)控制功能的關(guān)鍵部件。它的工作過程是控制器通過模擬量輸入通道(AI)和數(shù)字量輸入通道(DI)采集實時數(shù)據(jù),并將模擬量信號轉(zhuǎn)變成計算機可接受的數(shù)字信號(A/D轉(zhuǎn)換),然后按照一定的控制規(guī)律進行運算,*后發(fā)出控制信號,并將數(shù)字量信號轉(zhuǎn)變成模擬量信號(D/A轉(zhuǎn)換),并通過模擬量輸出通道(AO)和數(shù)字量輸出通道(DO)直接控制設(shè)備的運行。
DDC 的輸入/輸出有四種:
? 模擬量輸入(AI)
模擬量輸入的物理、化學(xué)量有溫度、壓力、流量、液位、空氣質(zhì)量等,這些物理化學(xué)量通過相應(yīng)的傳感器測量并經(jīng)過變送器轉(zhuǎn)變?yōu)闃藴实碾娦盘枴H纾?/span>0—5V、0—10V、-10V—+10V、0—20mA、4—20mA等。這些標準的電信號與DDC的模擬量輸入口連接,經(jīng)過內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量,再由DDC計算機進行分析處理。
? 數(shù)字量輸入(DI)
DDC計算機可以直接判斷DI通道上的開關(guān)信號,并將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(通為“1”、斷為“0”),這些數(shù)字量經(jīng)過DDC控制器進行邏輯運算和處理。DDC 控制器對外部的開關(guān)、開關(guān)量傳感器進行采集。一般數(shù)字量接口沒有接外設(shè)或所接外設(shè)是斷開狀態(tài)時,DDC控制器將其認定為“0”,而當外設(shè)開關(guān)信號接通時,DDC控制器將其認定為“1”。
? 模擬量輸出(AO)
DDC控制器對外部信號的采集,通過DDC控制器分析處理后再輸出給輸出通道。當外部需要模擬量輸出時,系統(tǒng)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后變成標準電信號。如:0—5V、0—10V、0—20mA、4—20mA等。模擬量輸出信號一般用來控制風(fēng)閥或水閥,風(fēng)閥和水閥,有氣動執(zhí)行器和電動執(zhí)行器兩種,氣動執(zhí)行器是通過DDC 輸出的模擬量電信號來控制電氣轉(zhuǎn)換器,使其輸出對應(yīng)的氣信號來控制氣動執(zhí)行器。電動執(zhí)行器是通過DDC輸出模擬量電信號直接控制電動執(zhí)行器。
? 數(shù)字量輸出(DO)
DDC控制器對外部信號的采集,通過DDC 控制器分析處理后再輸出給輸出通道。當外部需要數(shù)字量輸出時,系統(tǒng)直接提供開關(guān)信號來驅(qū)動外部設(shè)備。這些數(shù)字量開關(guān)信號可以是繼電器的觸點、NPN或PNP三極管、可控硅元件等。它們被用來控制如接觸器、變頻器、電磁閥、照明燈等。
3.直接數(shù)字控制(DDC)系統(tǒng)
直接數(shù)字控制系統(tǒng)是指一個終端系統(tǒng),是機械系統(tǒng)中用于服務(wù)于單獨區(qū)域的組成部分,例如:一個單獨的風(fēng)機盤管控制器、VAV控制器、熱泵控制器等。
DDC終端是DDC的應(yīng)用系統(tǒng)。這是應(yīng)用于商業(yè)建筑的控制工業(yè)的新發(fā)展,它可提供整個建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行情況。
直接數(shù)字控制DDC系統(tǒng)的信息處理與控制的水平取決于機器設(shè)備的形式,如VAV終端,其操作系統(tǒng)通過設(shè)置是否需加熱或降溫的氣流溫度來設(shè)定給定值,根據(jù)氣流流量和給定值的*大*小流量值進行控制,也可設(shè)定的日程序、假日程序等。
如果裝有排氣感溫棒,還可根據(jù)排氣溫度進行控制。直接數(shù)字控制DDC系統(tǒng)可監(jiān)控每個VAV的風(fēng)扇運行時間和管道加熱器工作時間。
DDC 控制器作為控制系統(tǒng)的分站主要是和現(xiàn)場的設(shè)備進行連接。它們之間是通過RS-485網(wǎng)線進行連接,利用手持式編程器和PC機可以對DDC 進行編程,編程方式采用圖形化編程語言。可以實現(xiàn)比例、比例-積分、比例積分-微分、開關(guān)、*大 /*小值選擇、平均值、焓值、邏輯、聯(lián)鎖等控制功能。
DDC系統(tǒng)的優(yōu)點
簡化操作;降低費用;提高舒適性;無需校準;改善控制方;提高房產(chǎn)價值;控制優(yōu)越;控制靈活;改善居住條件;改善維護和服務(wù)。
DDC系統(tǒng)的特點
可將建筑聯(lián)網(wǎng);能提供過往使用紀錄;操作人員不需要計算機經(jīng)驗;DDC系統(tǒng)能協(xié)助顧問工程師;DDC系統(tǒng)對服務(wù)和管理公司的益處;DDC系統(tǒng)控制設(shè)備與機械系統(tǒng)設(shè)備之差異;DDC系統(tǒng)適用的建筑大小。
網(wǎng)絡(luò)適配器
LON 網(wǎng)絡(luò)適配器(LON 網(wǎng)卡)用于將管理中心計算機接入現(xiàn)場 LonWorks 網(wǎng)絡(luò)總線。LON 網(wǎng)絡(luò)通訊速率為 78Kbps。PCLTA-21網(wǎng)絡(luò)適配器用于臺式 PC 機的 PCI 插槽。
路由器
路由器是連接兩段LonWorks 網(wǎng)絡(luò)(一般是主干線和分支)的工具,主要用于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能,提高網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量。同時具有增加網(wǎng)絡(luò)傳輸距離,擴展網(wǎng)絡(luò)節(jié)點控制器數(shù)量的功能。主干線總線網(wǎng)絡(luò)拓撲方式通訊距離一般不超過 2700 米,不超過63 個路由器,每個路由器可分一個分支,每個分支總線網(wǎng)絡(luò)拓撲通訊距離一般不超過2700 米,DDC 數(shù)量不超過 63 個。
4.系統(tǒng)應(yīng)用
照明控制系統(tǒng)
(1)監(jiān)控對象:設(shè)置58個點對各樓層總照明配電箱進行實時監(jiān)控。
(2)遠程定時控制:根據(jù)各樓層不同的作息時間,制定相應(yīng)的控制時間表,編制相應(yīng)的軟件控制程序,由定時開關(guān)控制29路照明控制箱的開關(guān)。
(3)狀態(tài)監(jiān)視:樓控中心可對各路照明狀態(tài)進行監(jiān)視,一旦出現(xiàn)異常情況,立即產(chǎn)生報警信息,提醒操作人員,通知維護人員進行維修。
照明系統(tǒng)監(jiān)控點統(tǒng)計
新風(fēng)空調(diào)控制系統(tǒng)
(1)監(jiān)控對象:設(shè)置121個點實現(xiàn)對14臺變風(fēng)量空調(diào)機組進行遠程起停控制、節(jié)能控制、實時監(jiān)視和故障診斷控制,對兩臺組合式空調(diào)進行遠程起停控制。
(2)遠程起停控制:當風(fēng)機控制箱控制按鈕處于自動位置時,在樓控中心可遠程起動或停止風(fēng)機;當控制按鈕處于手動位置時,可本地起停新風(fēng)機組。
(3)節(jié)能控制:以新風(fēng)入口溫度、新風(fēng)出口溫度、所處季節(jié)等為參量,利用軟件編制相應(yīng)新風(fēng)機節(jié)能管理控制程序,對新風(fēng)機組進行控制,對水閥的開度進行PID調(diào)節(jié)。
(4)實時監(jiān)視:實時監(jiān)視各新風(fēng)機組、空調(diào)機的運行狀態(tài)及新風(fēng)機組、空調(diào)機組有無故障報警。
(5)故障診斷 當檢測到新風(fēng)機組、空調(diào)機組出現(xiàn)故障時,樓控中心立即發(fā)故障報警信息,提醒操作員通知相關(guān)人員維修設(shè)備。
(6)過濾器阻塞報警 空氣過濾器兩端壓差過大時發(fā)出報警信息,提示相關(guān)人員清掃。
(7)空氣質(zhì)量監(jiān)測點 在商場內(nèi)設(shè)置空氣質(zhì)量監(jiān)測點,根據(jù)二氧化碳濃度直接調(diào)節(jié)變風(fēng)量空調(diào)機組,從而調(diào)節(jié)新風(fēng)回風(fēng),確保商場的新風(fēng)流量滿足空調(diào)新風(fēng)舒適感的要求。
新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控點統(tǒng)計
供配電系統(tǒng)
(1)監(jiān)控對象 需監(jiān)控的設(shè)備包括1DP、2DP低壓進線柜和4DP聯(lián)絡(luò)柜,共設(shè)監(jiān)控點21個。
(2)遠程控制 通過編制相應(yīng)控制程序,實現(xiàn)對市電雙回路供電電源母線開關(guān)的遠程監(jiān)控。
(3)實時監(jiān)視 樓控中心可對空氣斷路器狀態(tài)、開關(guān)柜的進線電流、電壓、功率因數(shù)、頻率等進行實時監(jiān)測并顯示。
(4)故障診斷 當市電供電電源出現(xiàn)故障(如缺相、斷電等)時,作出相應(yīng)保護,并立即產(chǎn)生報告,提醒操作人員,通知維護人員進行維修。
配電系統(tǒng)監(jiān)控點分布