空调自控基本知识

自控基本知识（一）基本概念自动控制是指用专用的仪表和装置组成控制系统，以代替人的手动操作，去调节空调参数，使之维持在给定数值上，或是按给定的规律变化，从而满足空调房间的要求。现在国内自动控制采用的方法，都是先测出调节参数对给定值的偏差，然后根据这个偏差，经控制系统的调节，消除干扰的影响，使调节参数再回到给定值(或允许范围)。（二）自动控制系统的组成目前空调自动控制系统多采用电动调节。这样的控制系统可由下面所示方块图表示：附图：自动控制系统方块图由于外扰的作用，调节对象的调节参数发生变化，经敏感元件测量并传送给控制机构（调节器），调节器根据调节参数对给定值的偏差，指令执行机构使调节机构动作，去调节调节对象的负荷，使调节参数回到原来的给定值。在给执行机构供电的主电路上，为使调节稳定，常装有通断机构，以便对执行机构间断供电。（三）自动调节常用术语1．调节参数(也叫被调参数)需要维持数值不变或在允许范围内变化的参数，叫做调节参数。空调中的调节参数主要是温度、湿度、压力，还有水位等等。2．给定值(也叫定值值)就是根据需要给调节参数预先规定的不变值或波动范围，叫做给定值。例如规定维持房间温度为23±0.5℃，这个数值(即波动范围22.5～23.5℃)就是室温调节系统的给定值(范围)。3．偏差调节参数的实际数值同给定值之间的差值，叫做偏差。例如，规定控制温度(给定值)为20℃，而实际却是21℃，它们相差的1℃即为偏差。4．扰动能引起调节参数产生偏差的因素，叫做扰动或干扰。空调中引起空调房间温度变化的因素，象室外温度变化、送风温度变化以及室内余热变化等等，都是室温的扰动。自动调节的作用，也正是为消除扰动的影响，使调节参数恒定或在要求范围内。5．调节对象需要维持调节参数的数值不超过给定的变化限度的地方，就叫做调节对象。在空调中，需要调节空气参数的各个环节都是调节对象，如恒温室，喷水室出口、二次加热器之后等等。闪6仔．柱敏感元件稼练雨测量和反控映调节参齐数大小的患部件，叫爸做敏感元展件。空调画中主要是耍感温元件锁，即测量碌温度的设龙备，象热费电阻等。米此外还有躬感湿元件谋、压力测士量元件和科水位指示功设备等。渡7繁．正调节器赤坚娱接受敏感掉元件的信替号并指令念执行机构伏动作的二销次仪表或匙装置，统内称调节器段。虑8睬．套执行机构旦内再接受控制区机笔构朝(股调节稳器痛)弓的指令并誉驱使调节羡机构动作惨的设备，苏叫做执行温机构。比赴如接触器很、电机和寿调压器等拖等。悠9叙．悔调节机构图晋慌直接影响雄和调节被胡调参数的鸟机构，叫雅做调节机圾构。比如半电加热器著、双通三狗通水阀、征风阀等等磁。疫（四）调稳节对象的夺特性料调节对象功是自动调擦节系统的躁服务对象杏。它的特膨性如何，掘直接影响压到自动调袍节系统的央效果。这随些特性是村；急1决．对象的司负荷菊优育当调节过杠程处于稳根定状态时慨，在单位都时间内流者入或流出赌调节对象造的能量，闪叫做调节蚂对象的负怜荷。比如锄，当空调失房间的空手气温度保绘持恒定时黑，单位时毛间流入或爱流出空调芝间的热量早，就是空欠调间的负共荷。这时沃流出的热哨量和流入仔的热量相扯平衡。痕愁俯由于外扰准的作用，耽将引起对右象负荷的敞变渗化丽(戴比如对于叼空调间来意说，由于拜室外温度晓的变化，皆便改变了说它向室外侵的散热义量栏)头，从而破但坏了原来坛的能量平幼衡状态，菌引起调节笨参数的变至化，于是际调节过程胶便开始，涛以改变对抹象的输入砍或输出能绪量，使能沟量达到新筋的平衡，廉令调节参捎数回到给亿定值。可茧见调节对腥象负荷的领变化情况计，直接牵弓涉到对自岗动调节系疲统的要求许。如果对质象的负荷俭变化速度冠相当急剧速，那么就赶要求自动字调节系统吓具有较高寨的灵敏度芒，能够在坡调节参数颂偏差很小柄时就开始胳调节动作失，以便迅览速恢复平遗衡。反之登，对自动绿调节系统缸灵敏度的徒要求就不冻一定那样删高。一般赢空调对象早负荷变化户是比较缓丝慢的。交2慨．对象的狠传递系数幸物乓对象的负奥荷每变化舌一个单位缴能量时，胶引起调节多参数相应迁的变化量烧，称为传杯递系数，轰以狗K造表示。例愤如，喷水压室的传递散系数是指堡在一定喷骄水量和风见量下，喷茶水温度每嘉变狐化蒙1屈℃躁时引起露璃点温度的筹变化，水子加热器的们传递系数优是指热水访温度变端化套l渣℃坦时通过它冠的空气温瞧度变化值控，恒温室乞的传递系耗数是指在没一定送风驾量下，送桐风温度变晶化及1式℃也时引起室辉温妈(盾一般指控挖制池点挎)葵的变化值伐。综合以探上所述就辆是，假设销在对象负窝荷的温度蹦变化尽为厘Δθ桃f杏时，引起西对象的温典度变化独为翁Δ胸θ直，冷则佛K婆＝贵（杏Δ术θ归）骆/克(惰Δθ滨f甲)蚂。传递系能数备K拉值小，当证扰动破坏汁平衡状态威时，调节聪参数离开路给定值的余偏差小，樱自动调节逮系统就容化易保持平音衡，反之俗，传递系容数大，调典节参数离盯开给定值踩的偏差大磁，调节对鄙象不易保描持平衡。托3让．嫌对象的时米间常数治(没也叫反应翻时很间宇)袋眉耐它表示当粥调节对象或的负荷发错生最大变爆化时，调捆节参数保遮持初始的众变化速度材，使其值激改变到规冷定数值所决需的时间浩，卖以贵T董表示。反匠应时间的榨倒数叫对穗象的灵敏头度，毁它的意思混是当调节缺对象的负弟荷产生最洋大变化时汁，调节参述数的变化脊速度。它柄们表示了刻当调节对颈象的负荷岔发生变化盾时，引起鲜调节参数播变化速度岭的快慢，炸反应时间顽长洒(伴灵敏度桃小无)匙表示即使罢热量变遍化算(钉扰窗动端)勉很大，温鹊度也只能哥是很缓慢好的变化，抖反之，反哗应时间泽短运(雾灵敏度挥大首)滋，表示室迹温的变化农速度快，旗热惯性小索。应在空调中绵对象的时撒间常流数训T款是这样确睁定的，即沃对象的冷会热负荷从葛某稳定值糟突然改拥变状(唉阶毁跃惊)驶到某稳定秘值，调节饭参咽数达—蝴—爆温度从原盈稳定值起昏达到负荷回阶跃后最俊后稳定值译的六63.柳2就％时的时馒间。割4交．悉对象的滞预后仗(认也叫延肺迟林)钉廉雅当对象的返负荷变化洒时，调节斯参数并不斑能立即随啄着变化，五而是延迟祸一个时间姜后才开始抢变化，这用段时间称喘为滞后时继间，村以乘τ康表示。比仍如空调系族统中，电烈加热器电搭源刚接通完，空调房欠间控制点察的温度不夜会马上上岛升，而要蒙经过一段镇时逗间某(舍在这段时词间内进行荒热量输送瓦和空气混条合瞧等盘)雅才开始上侵升。闪校墨调节对象肺的滞后，长对于调节圣过程产生燥不利影响以，它将降话低调节系赌统的稳定畅性，增大巡调节参数脚的偏差，皆拖长调节别时间。谋附图：调辽节对象的户飞升变化柿曲线娘榆俭综上所述乐，比较理岗想的调节绝对象是负菠荷变化要摇小，传递且系数要小明些，滞后杆时间短些轿。狱（五）调府节器的特何性罚调节器在半自动调节头系统中，剪象人的大但脑一样，始它负责接告受信号并总发出动作现命令。它岔有以下主刺要特性：扣1扑．秆调节范围陡晴贸指的是调龄节器的工胁作范围，新即调节器无能在调节即参数从某见值到某值丢的范围内昨工作，一责般即表盘容刻度值。共2骄．拥精度等级净按剂它代表仪狱表自身所副产生的基樱本误差，喊是指仪表嘱在正常工触作条件下垒可能发生磁的最大绝旋对误的差微Δ该x君(宇仪表读数俗与被测量怖的实际值站之洗差德)崭，与仪表诉额定撞值危X普H路(俱表盘最大彼刻度值即睁满标容值衡)决的百分比熄。有两种遣表示方法树，一种是己用百分数指表示，比错如说某表拼精度钩为匆1抖％，一种姿是以百分肥数中的数并字表示，驼即协把段1势％称委为默1帐级表缸，枝0.拉5蒜％称首为劣0.港5呆级表等等挖。显然数糟字越小表辜示仪表误挎差越小。骄覆弄由于仪表厦误奉差炸Δ茂x您出现的位走置不定条，朗惊假所以测量享数字愈小四误差愈大涌。比如某脸一外个分1谱级表，其持温度测量骑范围宋为盖0框～民5牧0封℃猫，那么它顽可能出现邮的最大误抱差丈Δ浑x悉＝各50×抄1栋％疤＝赶±0.贝5律℃齿，这说明糠测束量教0寄～咳5蹦0寸℃颈时均可能公出检现词0.5贩0弟℃行的误差，录显然测量呆0温℃务时其误差制为把0.班5身℃源，要比测春量冒5蛾0目℃宵时出钟现虫0.5添0来℃赔的误差大乏得多。因相此为充分份利用仪表蛮的准确度慧，提高测皆量精度，铺选仪表时暴应尽量采在用小量程独的仪表，扭或使仪表城经常测量夕范围在其唤全量程针的跳1骡／袖2纽以上饭。纯娃3删．讽不灵敏区蜓(侍呆滞灾区童)育篇劲不能引起谣调节动作冻的调节参挣数对给定位值的偏差窜区间，如蛮图所示。崭一般都是长以对满刻广度的百分劳数表示，福比如刻度烛为丑0腹～上5辰0浮℃舱的调节器哲，其不灵合敏区烧为叶0.库5洗％念，派词通那么该调烧节器不灵造敏区的温妈度值灵为洞50×0最.喊5愉％礼＝勺0.2虎5醒℃宽，它表示财实际温度筋在给定值若附叹近勇0.2猪5隶℃阁这个偏差乎区间内时打，调节器配没有输出爽动作讯号竿。显然不闪灵区愈小凉仪表愈灵圣敏。迅附扫图絮挑南仪表不灵股敏区庸4乌．院调节器的旬滞后生扣营当调节对竖象中安装僻测量元件缺处的调节监参数开始薯变化时，饲一般要经锯过一段时章间后调节殿器才使调湖节机构相输应的动作味，这段时脚间就是调盲节器的滞选后。调节唉器的滞后名将引起自驰动控制系刺统的滞后豆。士5．反馈杀耳揪为了保证译自动调节怠系统的稳狡定性，把找调节机莫构仇渐(名或调节器抽的输出敞量化)沾的某些量愚返回来对邪调节器起娱作用，就占叫做反馈迁。如果调缸节参数对块给定值产沙生偏差时住，反馈作侮用使偏差勿信号减弱牵，叫做负凤反馈，反皇之，如果浴反馈作用辞使偏差信湾号增大，摊叫做正反宜馈。正反小馈可以增旦大调节器起的放大倍漂数，负反拾馈用来提换高自动调叠节系皮统姓(抛或调节贯器亩)刘的稳定性虎。调节器趴一般都采槐用负反馈塔来调节调休节器的品敞质，以提如高调节的辰稳定性。蝶（六）调卖节器的种御类博由于工业促参数种类寄繁多，所徐以调节器纤的种类也腐很多。空杂调中多采葡用位式调机节器，比毁例调节器承和比例积岸分微分调奶节器。简卵述如下；艘1弱．救两位式调跌节器买荡布两位式调侮节器的动硬作特点是么：当调节要参数产生瞎偏差时，慌它输出信程号只能使工执行机构宣通或断，朗从而带动迁调节机构澡全开或全狡关，调节不参数经常闹在上下两刑个极限之筐间波动。冤所以它一计般常用于延允许调节选参数有一她定波动、选反应时间瞒长、滞后愧时间小，裳负荷变动租不频繁的邪调节对象宵，比如用浑于室温调徒节。煮乖彼为了改善慢两位式调暴节的品质因，空调中搂还采用三堵位式调节挨器，实际座就是两个敲双位调节样环节组成城下上限定俗值，进行页三位调节诊。它比两销位式偏差阵小。不志夜空调自动术调节系统前中采用的役调节器，番绝大部分口是位式调是节器。例摸如晚XC衫T辆—匙10谱2质、膛11揉2拨、悄12爆2镇，自动平毯衡电桥各萝系列中均汗有。勒2手．顶比例调节僵器喂柿并比例调节孙在各种连更续调节作柱用中，是骡一种基本剃的调节方嘴式。它的判特点是，纳当调节参摊数与给定膝值产生偏兄差时，调快节器按偏板差的大小互和方向，膏发出与偏核差成比例初的信号，孕不同的偏园差相应有兰不同的调怠节机构位腐置。就是咬说，当调初节参数偏扑离给定值低时，调节跳机构便移遮到一个新糟位置，偏戒差消除后映，调节机欲构又回到锄原始位置疾。调节机鹅构的动作医仅仅与偏饲差大小有维关，而与催调节参数脸的变化速话度和偏差留存在的时疤间没有关三系。劝蕉阳比例调节扎器的调节湖速度快、牵稳定性好药，一般不易发财生长“陵振荡过辆程编”含，调节参怠数能稳定登下来。但择它调节终州了，调节指参数不能院回到原来滑的给定值叨上，而存伤在一个剩翠余偏差，锦称为静差衫。这是因鲜为这种调涝节器的偏贵差值与调蛋节机构的牲位置成比糊例关系，杨当对象负肚荷发生变挥化时，调萝节机构必担须改变相冻应的位置慧来调节负愧荷的流入虏量或流出讯量，使之疮达到新的挺平衡状态旁，而调节侄器的给定商值，可以困看做只是滋调节对象老在某个给馅定负荷下滚的给定值烦，当对象堵的负荷在些新的平衡脉状态下，唐这时的调奖节参，数改并不一定葛是给定阻值锈(轻除非这时裁的负荷平哈衡状态正规好是调节轧参数为给根定值时之亭平衡状变态薯)办，所以它四们二者便丛存在一个李差值江。毙搜“涂比例订带咸”哈是比例调丘节器的主挺要特性。僵它的意思统是：使调泽节机构从探全飞关换(践全册开受)绣到全舅开傲(质全设关他)尖所需产生店调节参数飞变化的百葵分数，狠以狗P觉表示。或贝者说，和授果把调节营器的全量顶程拆微(苍从起始值绪到满标返值逐)擦作胸为菊10姿0泊％时，使本调节机构暴产生全程恋动毫作塌(辫从全开到叛全关，或背从全关到嘱全肢开摔)宵所需要调锦节参数变傅化的百分脖数。例如卡一个温度石调节器的厉全量程润为只0惩—蛋5融0运℃洁,槽现在将给使定值定红在味2斯0琴℃写，如果当窑温度升艺到技21.渔5蒜℃校时就可以砍使调节热异媒的阀门刑全关，当很温度下降茧到评18.浊5该℃齐时阀门就百全开，即竖是说温度增有婶21.饲5遗—卵18.终5弃＝盛3牲℃担的变化，拔就使阀门灯产生全程羞动作，这醒个调节器泥的比例带描为挤：叮质P速＝啦（合21.吼5俭－姐18.近5通）熄/摸（坟5歪0挪－看0棵）近＝末6夏％授音俊上弹述召“松比例扬带攀”壳指的是相无对值，有饶时竿用挡“育准比例唤带值”漫表示，指煤的是绝对让值，即指散调节参数柜变化某值爬时，使调姨节机构产遇生全程动怨作，则此龄调节参数飞值就狱为何“绩准比例谦带堵”阀。例如，绢若被调温睬度变散化愿1军℃砌时，正好匠使调节阀同门从全丸开申(船全壶关衰)竭变化到全忙关半(费全纽开蚊)拖，则称其钩准比例带丧为勇1君℃刷。象上例增，比例带恐为是6狂％，准比小例带则阿为淡3仪℃协。克么拉调节器的肺比例带一毕般都是可殃调的。比程例带的宽陷窄梦(切大良小谜)随，表示调域节机构动肿作的快慢佛，比例带津愈窄，对舒调节参数行变化的反犬应愈灵敏更，调节器盼动作愈灵旬敏，静差际也小，但帐系统的稳班定性变坏区，如季当难P<虚1企％时，实朝际就是一托个两位式刊调节器。爷反之，比夏例带愈宽牢，对调节险参数变化弹的反应灵唐敏度减低膝，静差增宾大。律3诱．纯比例积分谎微分调节拔器亲(PI搏D麻调节版器爬)浴搬呈比例积分件微分调节邀器是比例碰、积分、孤微分三种给调节的组绒合体。前工面已经介巾绍了比例达调节的特钞点，就是钓调节机构妨的位置与卸调节参数级的偏差值不保持比例尸关系，调旗节稳定后冒存在静差漆。下面我限们来介绍扰积分、微轮分调节的好特点。信虏继积分调节俩的特点是坟：调节机捕构的移动培速度与调祸节参数的养偏差成比茫例，偏差变越大，调孕节机构的乐移动就越台快。同时捉它的动作叶是积累的籍，偏差存毅在越久，仆它的移动间量就越大盐。只要有慰。偏差存兴在，调节志机构就继座续移动，托直到偏差婆消除为止导。这时调现节机构可饶以在保持第系统平衡吨的任何位口置上。所右以，积分断作用不但锋与偏差值君的大小有委关，而且约与偏差存蹦在的时间愚有关。调邮节信号是响偏差信号推按时间的斥叠吧加运(使积狸分撑)卫，因此称遵为积分作终用。乐“且积分时丸间踪”养(信以川T牲I达表某示复)笛是积分调鼓节的主要席特性。含雁义是：当点调节参数渡最初产生冠最大的偏毕差，而积滚分调节设亦备以不变勉的最初的绘恢复速度糟，使调节身参数重新摄恢复到给腾定值所需篮的时间。舰积分时间更短表示积抢分作用强例度大，可辰以在较短樱时间内翅使调节过能程趋于稳贸定，尽快竿消除偏差雹。称生舱反之，积帮分时间长脑，使调节追过程稳定呜需要的时江间长，消兼除偏差慢植。害拦哑积分调节汗的优点是拼不存在静箩差，可以本在负荷变急化时维持瞧调节参数林在给定值逮上。但稳链定性差，跨在调节过母程中容易要使调节参圾数产生波懒动，动偏倚差较大。栗济堵微分调节口的特点是贩：调节机慌构的位置清与调节参叉数的变化菌速度成比呀例。即它威只受偏差亲变化的影师响。当偏论差值不变潜化词时防不(释即调节参反数稳定在运某值征时燃)猪，不管偏疫差值的大罪小和存在壁的时间都烈不引起微袋分作用。史所以微分子作用只阻酿止调节参绕数的一切性变化。当哗调节参数邀在较大扰努动下发生披突然而又兔剧烈的变遵化时，微百分元件会外立即产生博一个较大遣的校正动亲作，这样匆似乎有一霉种预先调鼠节的作用仅。看酷迫微分作用衰的大小饶以荣“阵微分时盏间仔”该(硬以印T欢D亏表看示消)杂来衡量。暑它的含义配是：在调疑节参数产许生等速变晕化的情况带下，比例添调节作用示使调节机绑构移动某隆一距离所晒需要的时助间，与比缓例微分组探合调节使智调节机构隔移动同样盯距离所需层时间之差迷，叫展做跟“亏微分时萄间涂”协。也就是尿说，经过非时谅间凳T去D没之后，由庭比例作用国产生的调踏节信号才振和比例微架分联合作伍用产生的梯调节信号裂相等。可垫见比例微氏分调节比怨纯比例调饼节提虫前缘T戚D备时间发出喜调节信号相。微分时升间大，表龟示其作用怀强烈。反亿之，微分川时间小，机表示微分岭作用弱。吓微分作用丘可以缩短像过渡过程狐和减小动数差。但因悲为它不能恐消除偏差布，所以微誉分作用不荐能单独使蜜用，而是呈同比例积相分等组成余联合动作毁的调节器怨。盐恨未用上述不誓同调节规裤律的元件俱，即可组章成各种调出节器。比浇如比例积购分调节姓器父(附P卷I通调节随器余)井、比例积惨分微分调毛节译器水(PI习D悬调节寿器兰)盘等漏。戚PI源D箩调节器是罪用积分调脉节消除静炮差，用微酸分调节来加缩短过渡礼过程和减锤小动差。淡是动作比纷较完整的药调节器。论锤典由于调节膀器的调节忍规律不同肯，因此必显须与所服颂务调节对饲象的特性亲相适应，蒸这样才会坝得到好的营调节效果尝。透（七）对悉自动调节绒系统的要宜求泼在自