張華+李書才+張冰

摘 要：空調(diào)系統(tǒng)在溫度濕度較高的地區(qū)是一個(gè)很龐大的系統(tǒng)，所用到的空調(diào)機(jī)有組合式空調(diào)機(jī)組、螺桿式冷水空調(diào)機(jī)組、風(fēng)冷柜式空調(diào)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤管、恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組等五種空調(diào)機(jī)之多，而且數(shù)量也很多，像這樣龐大的系統(tǒng)如果不進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)在短時(shí)間內(nèi)很難高質(zhì)量完成設(shè)計(jì)。文章主要對(duì)空調(diào)自控系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)，以期在發(fā)電廠設(shè)計(jì)中縮短空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的周期，減少重復(fù)性設(shè)計(jì)工作，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率、設(shè)計(jì)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：空調(diào)自控系統(tǒng)；模塊化設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)優(yōu)化

當(dāng)設(shè)計(jì)工作任務(wù)重、工期緊時(shí)，需要在短時(shí)間內(nèi)完成大量的設(shè)計(jì)工作，大力開展設(shè)計(jì)流程優(yōu)化工作勢(shì)在必行。通過(guò)進(jìn)行設(shè)計(jì)流程分析，對(duì)設(shè)計(jì)工作形成模塊化設(shè)計(jì)，達(dá)到縮短設(shè)計(jì)周期，減少設(shè)計(jì)工作，提高設(shè)計(jì)效率、設(shè)計(jì)質(zhì)量。

模塊化設(shè)計(jì)是在對(duì)一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析、劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，然后通過(guò)模塊的選擇和組合構(gòu)成不同的顧客定制的產(chǎn)品。是設(shè)計(jì)過(guò)程中的一種創(chuàng)新思維，模塊化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是模塊劃分。

模塊化設(shè)計(jì)方法的最初目的是通過(guò)分解問(wèn)題來(lái)降低整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜度，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)方法將一個(gè)系統(tǒng)分解為多個(gè)模塊化子系統(tǒng)，提高設(shè)計(jì)成果的可重用度。每個(gè)模塊化子系統(tǒng)都可認(rèn)為是重用單元，伴隨著系統(tǒng)復(fù)雜度的提高，如何令設(shè)計(jì)人員模塊化設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵就在于實(shí)現(xiàn)提高模塊化子系統(tǒng)的重用度。

空調(diào)自控系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)關(guān)鍵就在于如何將如此龐大的系統(tǒng)分解為多個(gè)模塊化的子系統(tǒng)。根據(jù)不同空調(diào)機(jī)組分成不同的小模塊化子系統(tǒng)，可提高模塊的可用度?？偨Y(jié)多個(gè)工程的空調(diào)系統(tǒng)，常用到的空調(diào)機(jī)組主要有：組合式空調(diào)機(jī)組、螺桿式冷水空調(diào)機(jī)組、風(fēng)冷柜式空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組、恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組等。空調(diào)機(jī)組的模塊化設(shè)計(jì)：主要是接口問(wèn)題，要求制造廠按照標(biāo)準(zhǔn)的接口進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣設(shè)計(jì)時(shí)一方面可以減少制造廠資料的制約，掌握設(shè)計(jì)的主動(dòng)權(quán)，另一方面還可以減少控制系統(tǒng)的點(diǎn)數(shù)，精簡(jiǎn)空調(diào)自控系統(tǒng)。

現(xiàn)將各個(gè)空調(diào)機(jī)組的模塊化介紹如下：

1 組合式空調(diào)機(jī)組模塊

組合式空調(diào)機(jī)組一般包括下列各段：回風(fēng)段、回風(fēng)消音段、回風(fēng)機(jī)段、新排風(fēng)調(diào)節(jié)段（節(jié)能段）、初效過(guò)濾段、中效過(guò)濾段、表冷段、加熱+加濕段、送風(fēng)機(jī)段、送風(fēng)消音段、送風(fēng)段及部件。每臺(tái)組合式空調(diào)機(jī)組還有新風(fēng)閥、排風(fēng)閥、混風(fēng)閥、送風(fēng)閥、回風(fēng)閥、水閥，顯而易見組成一臺(tái)組合式空調(diào)機(jī)組的設(shè)備是很多的，如果每臺(tái)組合式空調(diào)機(jī)組的控制都由空調(diào)自控系統(tǒng)完成，工作量是很大的，并且IO點(diǎn)數(shù)也會(huì)增加很多，這樣整個(gè)空調(diào)自控系統(tǒng)就顯得很復(fù)雜、很龐大。

因此需要先將組合式空調(diào)機(jī)組進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，首先要求組合式空調(diào)的控制由空調(diào)機(jī)制造廠商完成，并包括以上所有設(shè)備的供貨，設(shè)備統(tǒng)一由制造廠供貨后可以實(shí)現(xiàn)組合式空調(diào)機(jī)組的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，這樣大量工作可以在工廠內(nèi)完成，減少很多設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工的工作量。

組合式空調(diào)機(jī)組的控制由制造廠完成，是需要制造廠完成對(duì)整個(gè)空調(diào)機(jī)組所有設(shè)備的控制，包括新風(fēng)閥、排風(fēng)閥、混風(fēng)閥、送風(fēng)閥、回風(fēng)閥、水閥這六個(gè)閥門的控制，還有組合式空調(diào)機(jī)組送、回風(fēng)口溫濕度傳感器，組合式空調(diào)機(jī)初、中效過(guò)濾段壓差開關(guān)等所有需要監(jiān)視及連鎖的測(cè)點(diǎn)，如果組合式空調(diào)機(jī)組帶有加熱器，則加熱器的控制也需要由制造廠統(tǒng)一控制。

所有設(shè)備均由空調(diào)機(jī)組制造廠完成后，不僅減少了空調(diào)機(jī)組與空調(diào)自控系統(tǒng)之間的配合工作，也為模塊化設(shè)計(jì)提供了前提條件。這樣就可以統(tǒng)一要求制造廠提供與遠(yuǎn)方控制的接口清單，在技術(shù)規(guī)范書中就可以這樣寫：“應(yīng)配供組合式空氣處理機(jī)組的電控柜，并預(yù)留遠(yuǎn)方控制的接口，接口位置在電控柜的端子排上。提供每臺(tái)機(jī)組應(yīng)留有與空調(diào)自控系統(tǒng)的硬接線接口，包括：空調(diào)機(jī)組遠(yuǎn)程啟動(dòng)指令、停止指令，空調(diào)機(jī)組故障及報(bào)警反饋、運(yùn)行反饋、停止反饋、遠(yuǎn)方允許反饋，空調(diào)機(jī)組溫濕度設(shè)定、溫濕度反饋。賣方提供與空調(diào)自控系統(tǒng)接口所需的資料及其他支持，以實(shí)現(xiàn)空調(diào)自控系統(tǒng)監(jiān)控機(jī)組的運(yùn)行?！?/p>

將組合式空調(diào)機(jī)組模塊化以后，每臺(tái)空調(diào)機(jī)組至少可以減少18個(gè)DI點(diǎn)、8個(gè)DO點(diǎn)、3個(gè)AI點(diǎn)、3個(gè)AO點(diǎn)，這樣每臺(tái)空調(diào)機(jī)組至少可以減少32個(gè)IO點(diǎn)數(shù)，如果一個(gè)工程使用4臺(tái)組合式空調(diào)機(jī)組就可以減少128個(gè)IO點(diǎn)，數(shù)量是相當(dāng)可觀的，這樣就可以大大精簡(jiǎn)空調(diào)自控系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了空調(diào)自控系統(tǒng)的控制邏輯。而且還減少了設(shè)備訂貨、供電、接線等大量配合及現(xiàn)場(chǎng)施工工作。

2 螺桿式冷水空調(diào)機(jī)組

螺桿式冷水空調(diào)機(jī)組與組合式空調(diào)機(jī)組的要求一樣，空調(diào)機(jī)組本身所需的所有設(shè)備均由制造廠配套提供并完成控制，只需空調(diào)機(jī)組預(yù)留6個(gè)硬接線接口以便于電廠DCS系統(tǒng)能監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行，這6個(gè)硬接線接口分別為：“機(jī)組遠(yuǎn)程啟動(dòng)指令、停止指令、機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)、就地/遠(yuǎn)方狀態(tài)、故障報(bào)警信號(hào)”。并提供螺桿式冷水空調(diào)機(jī)組冷凍水的流量開關(guān)及安裝。

另外還需注意一般螺桿式冷水空調(diào)機(jī)組還有配套使用的冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔，數(shù)量一般與空調(diào)機(jī)組的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)，這些設(shè)備的控制也要求制造廠配套完成，并預(yù)留每臺(tái)設(shè)備的遠(yuǎn)程啟動(dòng)指令、停止指令、機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)、就地/遠(yuǎn)方狀態(tài)、故障報(bào)警信號(hào)6個(gè)硬接線接口，提供以上設(shè)備就地控制箱的電氣原理圖及端子排接線圖。

3 風(fēng)冷柜式空調(diào)機(jī)及風(fēng)機(jī)盤管模塊

風(fēng)冷柜式空調(diào)機(jī)及風(fēng)機(jī)盤管的控制比較類似，所以可以作為一種模塊，這兩種空調(diào)機(jī)組也是要求預(yù)留機(jī)組遠(yuǎn)程啟動(dòng)指令、停止指令、機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)、就地/遠(yuǎn)方狀態(tài)、故障報(bào)警信號(hào)6個(gè)硬接線接口。

另外需要注意的是每臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管入口有個(gè)電動(dòng)三通水閥，這個(gè)水閥是根據(jù)房間的溫度用來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管的進(jìn)水量，實(shí)現(xiàn)對(duì)房間溫度的調(diào)節(jié)，由于風(fēng)機(jī)盤管一般是每個(gè)房間有一臺(tái)，風(fēng)機(jī)盤管所需的溫度傳感器以及電動(dòng)三通水閥均需要由制造廠配供，并負(fù)責(zé)完成風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組根據(jù)溫度調(diào)節(jié)的自控控制。否則還需要為每臺(tái)風(fēng)機(jī)盤管訂購(gòu)溫度傳感器、電動(dòng)三通閥，還要負(fù)責(zé)相關(guān)接線及電動(dòng)三通閥的配電，而且風(fēng)機(jī)盤管的數(shù)量一般比較龐大，這些瑣碎的工作一般處理起來(lái)就比較困難。

按照上述要求即可以完成模塊化設(shè)計(jì)，可以減少很多現(xiàn)場(chǎng)工作量，還可以簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)，對(duì)供貨、施工、設(shè)計(jì)、運(yùn)行等都方便了很多。

4 恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組模塊

恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組與組合式空調(diào)機(jī)組類似也是屬于復(fù)雜的空調(diào)機(jī)組，都有很多設(shè)備組成，這里就不再贅述。不過(guò)為了達(dá)到模塊化設(shè)計(jì)的要求，對(duì)恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組的要求與其它空調(diào)機(jī)組的要求是一樣的，恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組也留有6個(gè)硬接線接口信號(hào)以便于電廠DCS系統(tǒng)能監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行，6個(gè)硬接線接口信號(hào)分別為：“機(jī)組遠(yuǎn)程啟動(dòng)指令、停止指令、機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)、就地/遠(yuǎn)方狀態(tài)、故障報(bào)警”，這樣就與其他空調(diào)的接口信號(hào)一致，可以做到不同空調(diào)接口信號(hào)的模塊化。

完成空調(diào)機(jī)組的模塊化設(shè)計(jì)后，可以要求不同的制造廠按照相同的要求完成空調(diào)機(jī)組的控制及供貨，這樣就實(shí)現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)，不管最終選用哪個(gè)制造廠的空調(diào)機(jī)，要求是一樣的，預(yù)留的接口是一樣的，設(shè)計(jì)也是一樣的，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)。

5 結(jié)束語(yǔ)

這樣就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)空調(diào)自控系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)了，不管最終選用那個(gè)制造廠的空調(diào)機(jī)，不管軸流風(fēng)機(jī)、排煙閥與排煙風(fēng)機(jī)有多少臺(tái)我們的要求是一樣的，預(yù)留的接口是一樣的，最終設(shè)計(jì)出來(lái)的成品也是一樣的。從而減少了大量的重復(fù)性設(shè)計(jì)工作，縮短了空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的周期，提高了本系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率、設(shè)計(jì)質(zhì)量。

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