单板机控制系统原理解析

时间：2023-06-17 理论教育 版权反馈

【摘要】：图3-34所示为单板微型计算机空调控制系统原理框图。2)应定期或不定期地对控制系统中的传感器、变送器进行检查和校验。4)应经常检查微型计算机控制系统中对指令的执行情况。7)采用单板计算机控制系统在出现“死机”时的处理。

单板机控制系统原理解析

1.单板微型计算机空调控制系统的原理

这里提到的单板微型计算机的空调控制系统,是指单板微型计算机的直接控制,是把单板微型计算机作为空调控制系统的一个控制器。

对于一般空调控制系统,采用单板微型计算机作为系统中的一个控制器进行直接控制是完全可以满足其控制需要的。

图3-34所示为单板微型计算机空调控制系统原理框图。

图3-34 单板微型计算机空调系统控制原理框图

在控制系统中,根据微型计算机所使用的语言,编制出适合空调系统运行调节需要的程序,通过微型计算机的键盘送入用户存储器。

在空调系统的运行中,只要起动微型计算机控制系统,并通过键盘设定必要的控制参数(如空调房间内的空气温度、相对湿度、静压等),也有的控制系统将控制参数通过数学表达式由程序自动设定,微型计算机即可按照人们事先存入微机中的控制程序,采用最佳的运行调节方式(工况)进行运行调节和控制。

微型计算机控制系统在运行中,由设置在必要位置的传感器、变送器检测到的模拟量(如室内外空气温度、相对湿度,空调系统中的送、回风温度和相对湿度,供冷、供热介质的温度、压力、流量以及空调系统中各调节阀的开度等)、开关量(如系统中风机、水泵、制冷压缩机的起动或停止,某些开关的闭合或断开,调节阀的打开或关闭,继电器触点的通或断等)通过多路开关电路或切换电路,经模-数(A-D)转换电路(即模拟量输入通道)转换为相应的数字量信号进入微型计算机,而开关量信号则通过数字量输入通道进入微型计算机。这些信号进入计算机后,根据被调参数的给定值和测量值的偏差信号,经计算机的计算处理后,将结果以数字量的形式输出,经光电隔离电路及有关继电器电路,按照一定的控制规则(如PID等),再算出调节量的大小或状态,以断续的形式直接控制有关的调节执行机构,实现计算机直接对调节对象进行闭环控制,同时对空调系统中的控制参数及设备运行状态进行自动巡检、自动保护、自动报警、自动打印和图形显示以及绘制有关统计报表等,从而实现全自动安全、可靠和最佳运行调节。

前面已经提到,空调系统的单板计算机控制系统中除了其单板计算机系统中的硬件外,还有空调控制系统中的其他设备,如温度、相对湿度、压力、压差等传感器、变送器,以及加热、加湿、冷水调节阀和风系统中的送风、回风、排风、一次回风、二次回风、可调新风和最小新风的调节执行机构,一些指标、显示仪表等。因此要做到空调系统的微型计算机控制系统的安全、可靠运行,除要求微型计算机控制系统具有可靠的硬件和正确的控制程序软件外,还必须保证可调系统中其他设备的可靠,两者缺一不可。

由于可以运行调节的单板计算机控制系统安全、可靠地运行受到诸多因素的制约,因此在系统的运行中应注意以下7点：

1)应加强运行操作人员的事业心和责任心,切实做到定时、定点、定线和不定时的巡视检查,以便做到及时发现问题,及时处理,以避免造成不必要的损失。

2)应定期或不定期地对控制系统中的传感器、变送器进行检查和校验。对于接线,连线有断开、脱焊、松动者应及时处理,因为传感器、变送器接线的断开、脱焊、松动都会造成送入微型计算机的错误信息,从而导致微型计算机发出错误的指令,产生错误的调节方式。

3)检查控制系统中的有关仪表指示(或显示)是否正确,其误差是否在允许范围内,如发现异常应及时处理。如某单位在空调运行调节的单板微型计算机的控制系统中采用了DWS-P型温、湿度传感器,SWS数显温、湿度仪,来自传感器的温、湿度信号由SWS数显温、湿度仪显示现场的温、湿度值,同时输出DC 0～5V或DC 0～10mA信号进入微型计算机内,作为计算机发出调节指令的依据。如果DWS-P型温、湿度传感器所发出的温、湿度是错误的,则输入计算机的信号也是错误的,计算机将在错误数据的基础上进行计算、处理,从而发出错误的调节指令。因此,为保证空调运行调节的微型计算机安全、可靠地正确运行,对控制系统中的传感器、变压器及有关指示(或显示)仪表应定期校验(或随时检查),以保证送入计算机内的信息是正确的。

4)应经常检查微型计算机控制系统中对指令的执行情况。一般在单板计算机控制系统的操纵台上,都配置有各调节阀(包括加热、加湿和冷水电动调节阀及各有关风量调节阀)的开、关信号指示灯。在运行调节中,某一调节阀的开阀指示灯亮,则表示微型计算机发出的开阀指令已被执行；如果开阀和关闭指示灯不亮,说明微型计算机没有指令发出,此时调节阀可能处于某一开度位置；如果当某一调节阀的关阀指示灯亮,则微型计算机发出的关阀指示灯已被执行。因此,为保证计算机指令的正确执行,必须对控制系统中的有关调节、执行机构进行及时维护、保养,以使它们处于灵活、可靠状态。如果控制系统中的电动调节阀、电动执行机构或风量调节阀处于卡死、锈死等状态,当单板计算机发出调节指令时,它们也无法执行,达不到调节目的,如果时间较长还会烧毁调节阀和执行机构中的电动机。

5)应经常检查单板计算机控制系统的供电电源是否合适。如果微型计算机控制系统的供电电源发生故障,则系统将会无法工作；如果电压过高、负载过大,将会造成某些元器件的烧毁和断路。

6)应正确送入设定值。有些空调运行调节的微型计算机控制系统,在起动微型计算机之后、实现控制之前,必须将控制参数的设定值通过键盘送入计算机,计算机才能进入控制状态。如果控制参数的设定值没有送入微型计算机内,微型计算机控制系统将一直处于等待状态。(www.daowen.com)

一般在单板计算机的空调控制系统中,送入的设定值大致有室内空气温度、相对湿度(或含湿量)、调节系统中各调节执行机构的PID参数、初始工况等。

如某微型计算机控制系统在起动计算机后需送入室内温度和含湿量测定值,分别为T=22℃,d=08.0。如果送入设定值时将d=08.0误送为d=080或d=0.80,都会造成加湿系统的失控。因此,在微型计算机控制的空调系统中,向计算机送入正确的设定值也是至关重要的。采用微型计算机控制的空调系统,如果发现运行参数发生失控,应首先检查送入计算机的控制参数的设定值是否正确,且发现错误后必须立即纠正。

7)采用单板计算机控制系统在出现“死机”时的处理。空调系统的运行调节采用微型计算机的控制系统在运行中出现控制停止,计算机不再执行后面的程序的现象称为“死机”。死机的出现往往是由于微机控制系统受到较强电场和磁场的干扰所致,如空调系统中风机、水泵、制冷压缩机在起动时的大电流、高电压所产生的强电场作用,对于抗干扰能力较差的微机系统往往会造成“死机”现象。由于此种情况通常是短暂的,甚至是瞬间的,因而微型计算机在运行中出现“死机”时,可先关闭微型计算机控制系统,待高峰电流过后再重新起动,同时应注意提高微型计算机控制系统的抗干扰能力。

2.具有一、二次回风定露点DDC自控系统(见图3-35)

3.空调机组DDC自控系统(见图3-36)