王哲

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化控制在建筑中的應(yīng)用范圍越來越廣泛，民用建筑中的自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)受到外界或自身各種因素的影響而產(chǎn)生各種擾動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響自動(dòng)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，本文闡述如何減小建筑自動(dòng)控制系統(tǒng)的擾動(dòng)，以供同仁參考。

關(guān)鍵詞：減小和消除 民用建筑 自動(dòng)控制系統(tǒng) 擾動(dòng)

1.前言

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了建筑技術(shù)的發(fā)展，二者有機(jī)結(jié)合就產(chǎn)生了一種智能建筑模式，這種模式的誕生對于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是極為有利的。自從建筑智能概念引入到建筑設(shè)計(jì)中后，建筑智能在現(xiàn)代建筑中運(yùn)用得越來越普及。自動(dòng)控制系統(tǒng)是通過給定信號和反饋信進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，系統(tǒng)會(huì)受到外界或自身各種因素的影響而產(chǎn)生各種干擾，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，這種干擾在工程上稱之為擾動(dòng)。要減小和消除擾動(dòng)問題首要任務(wù)是分析擾動(dòng)產(chǎn)生的各種因素，然后針對產(chǎn)生擾動(dòng)的各種因素逐個(gè)削減和消除，從而達(dá)到減小或消除擾動(dòng)目的。

2.補(bǔ)水箱液位自動(dòng)控制原理如下：

（1）從液位變送器中檢測出液位轉(zhuǎn)換為4-20mA電流信號，并傳送至控制室儀表盤的數(shù)顯表；

（2）數(shù)顯表顯示輸入的液位（4-20mA電流信號）值并判斷該數(shù)值是否達(dá)到報(bào)警值（控制電磁閥關(guān)閉），若達(dá)到即通過電節(jié)點(diǎn)輸出開關(guān)量；

（3）開關(guān)量信號傳至電磁閥，由開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換為電源的通斷來控制電磁閥開啟和關(guān)斷從而達(dá)到控制液位的目的。

3.變頻補(bǔ)水自動(dòng)控制原理如下：

（1）從采暖管道上的壓力傳感器中檢測出壓力轉(zhuǎn)換為4-20mA電流信號，并傳至控制室儀表盤的數(shù)顯表和配電柜上變頻器控制信號輸入端；

（2）數(shù)顯表顯示輸入的壓力（4-20mA電流信號）值并判斷該數(shù)值是否達(dá)到報(bào)警值，若達(dá)到即通過電接點(diǎn)輸出開關(guān)量到報(bào)警器；

（3）壓力（4-20mA電流）信號作為變頻器的控制信號輸入變頻器來控制輸出電源的頻率進(jìn)而控制水泵轉(zhuǎn)速最終達(dá)到控制采暖循環(huán)水系統(tǒng)水壓的目的。按以上系統(tǒng)圖安裝完各個(gè)設(shè)備和管路后，經(jīng)檢查便開始往水箱充水調(diào)試。通上電源各設(shè)備投入運(yùn)行，但這時(shí)奇怪的現(xiàn)象發(fā)生了，往水箱注水的補(bǔ)水管有節(jié)律地震動(dòng)，發(fā)出“呯呯”的聲響。聽到異常聲響叫調(diào)試人員立即斷開系統(tǒng)電源，電磁閥關(guān)閉，“呯呯”的異常聲響也戛然而止。在現(xiàn)場首先仔細(xì)檢查管路和設(shè)備的安裝狀況，檢查結(jié)果沒有發(fā)現(xiàn)任何問題。再次開機(jī)往水箱注水時(shí)的“呯呯”異常聲響依然如故，索性多開一會(huì)兒仔細(xì)觀察系統(tǒng)運(yùn)行情況，發(fā)覺注入水箱的水有時(shí)斷時(shí)續(xù)現(xiàn)象，馬上用摸一下電磁閥明顯感覺有反復(fù)開啟和關(guān)斷的現(xiàn)象。

4.擾動(dòng)的原因

通過仔細(xì)觀察和分析得出的結(jié)論是：由于從水箱頂部的水流直接沖擊水箱液面，一方面造成液面擾動(dòng)，另一方面尤為嚴(yán)重的是水面沖擊形成水壓傳至箱體底部，而液位傳感器是投入式感應(yīng)壓力的傳感器，沖擊箱體底部的水壓恰恰反映出來是液位信號，沖擊箱體底部的水壓變化反映出來也恰恰是液位的巨輻變化，和液面擾動(dòng)兩者疊加反映出來的擾動(dòng)更為強(qiáng)烈，超出了系統(tǒng)設(shè)定的上限和下限動(dòng)作值，從而引起電磁閥有節(jié)律的關(guān)閉和開啟形成一個(gè)震蕩系統(tǒng)。

5.解決措施

原因找到了，接下來針對產(chǎn)生的原因來減小和消除擾動(dòng)不是一件難事，由于是沖擊液面造成的擾動(dòng)所以只要減小和消除沖擊液面即可。方法是從箱頂?shù)娜胨诮右桓睆絇VC給水管引入水箱底并在水箱底做一個(gè)90°彎把豎向水流轉(zhuǎn)變?yōu)闄M向水流，這樣沖擊壓力方向改變也不會(huì)直接擾動(dòng)液面，然后把出水口放在離傳感器最遠(yuǎn)位置，即把出水口和傳感器分別放在箱底的對角處。

通過以上措施把水流產(chǎn)生擾動(dòng)基本降至最小，當(dāng)然“呯呯”的異常聲響也消除，水箱液位控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。水的壓縮系數(shù)很小，但氣體的壓縮系數(shù)較大，在密閉系統(tǒng)中氣體的體積較大的變化而只給壓力帶來較小的變化，這樣可以把壓縮水轉(zhuǎn)換為壓縮空氣以減小壓力劇烈變化。方法是在水泵出水口1.5米處加裝一個(gè)氣壓緩沖罐，液體的體積變化反應(yīng)是氣體體積變化，同樣壓力也是反應(yīng)出氣體的壓力變化相對于液體平穩(wěn)了許多，通過這樣處理過后水泵恢復(fù)了平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

6.總結(jié)

自動(dòng)控制系統(tǒng)都會(huì)受到外界或自身各種因素的影響而產(chǎn)生的各種擾動(dòng)，當(dāng)擾動(dòng)超出控制系統(tǒng)所能承受的范圍，使系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，要仔細(xì)分析擾動(dòng)產(chǎn)生的原因并結(jié)合設(shè)備的工作原理，再設(shè)法予以減小和消除，使系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。在這里也強(qiáng)調(diào)一下結(jié)合設(shè)備的工作原理也很重要，因?yàn)橥N設(shè)備不同的工作原理處理方法也不同，例如以上所講的補(bǔ)水箱水位控制系統(tǒng)的液位傳感器若是浮球式則用另外一種叫液面擾動(dòng)隔離法的方法效果會(huì)更好。

近年來民用建筑發(fā)展比較快，一些新的技術(shù)也在不斷的運(yùn)用中，目前國際上已經(jīng)開始研究人工智能代理技術(shù)來逐步取代過去的自動(dòng)控制系統(tǒng)，這個(gè)技術(shù)的誕生，為樓宇智能控制的更進(jìn)一步的開展，開辟了一條新的道路與思路。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及基于網(wǎng)絡(luò)的分布計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，智能Agent技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到建筑自動(dòng)系統(tǒng)中來了。在民用建筑自動(dòng)控制系統(tǒng)中，它的作用非常大，如果這種技術(shù)能夠全面投入使用，那么將大大地提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率，解放更多的人投入到其他內(nèi)容的研究中去，所以這種技術(shù)必將成為民用自動(dòng)控制系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。因此，就需要廣大研究人員不斷的進(jìn)行學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，才能有效的減小和消除民用建筑自動(dòng)控制系統(tǒng)的擾動(dòng)，使能使系統(tǒng)正常的運(yùn)行。

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