暖通空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制管理(4)
提要介紹了計(jì)算機(jī)在工業(yè)廠房
關(guān)鍵詞機(jī)房控制加濕器空調(diào)工程實(shí)例
AbstractDescribessevencasesofcomputercontrolapplication,includingahighaccuracycontroloftemperatureandhumidity,aVAVsystem,ACsystemsforalargepowerstation,BASforPeople.Systemsinallthecasesoperatewellwithdomesticallymadecomputerproducts.
Keywordscomputercontrol,air-conditioning,engineeringexample
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結(jié)合以上3講介紹的計(jì)算機(jī)在暖通空調(diào)中的各種應(yīng)用
6．1化纖廠側(cè)吹風(fēng)的恒溫恒濕恒風(fēng)速控制
抽絲工藝的側(cè)吹剛化纖生產(chǎn)過程中決定產(chǎn)品質(zhì)量的最重要的工藝環(huán)節(jié)。側(cè)吹風(fēng)工藝要求空氣處理系統(tǒng)提供恒溫
為保證潔凈度
--測量噴淋室后面的溫度T12
--測量送風(fēng)溫度T13
實(shí)際運(yùn)行表明
為保證恒定風(fēng)速
為了解兩個(gè)過濾器工作情況
測量新風(fēng)的溫濕度值T11、H11則是為了計(jì)算新風(fēng)的焓
由于噴淋室是工作在等焓噴淋工況，并且在任何工況下都要求將空氣處理至接近100%的相對濕度
這一系統(tǒng)自1992年投入運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行可靠
6．2變風(fēng)量（VAV）空調(diào)
該系統(tǒng)供9個(gè)房間，由一個(gè)空氣處理室統(tǒng)一送風(fēng)
每個(gè)房間有一臺(tái)變風(fēng)量末端（VAVbox）。該末端實(shí)際上是一個(gè)風(fēng)閥及一個(gè)風(fēng)量測量裝置
。每一個(gè)變風(fēng)量末端帶有一臺(tái)控制器，該控制器測量房間溫度及房間溫度設(shè)定值，測量變風(fēng)量箱的風(fēng)量，控制變風(fēng)量箱中的風(fēng)閥。其控制規(guī)律為：--根據(jù)房間溫度實(shí)測值與設(shè)定值之差按PID算法確定變風(fēng)量箱的風(fēng)量設(shè)定值：
--根據(jù)風(fēng)量實(shí)測值與風(fēng)量設(shè)定值之差，按照積分算法調(diào)整風(fēng)閥
，使風(fēng)量實(shí)測值達(dá)到風(fēng)量設(shè)定值。通過這種控制方法
，可以使房間溫度較好地控制在設(shè)定值周圍。風(fēng)閥的動(dòng)作一般由兩個(gè)因素引起：①室內(nèi)負(fù)荷突然增大或減?div id="4qifd00" class="flower right">后一現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)
可以控制有關(guān)設(shè)備的執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)：
--調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)
--啟/閉新排風(fēng)閥；
--啟/閉加熱器
--通過與各變風(fēng)量箱進(jìn)行數(shù)字通訊
--距風(fēng)道末端1/3處的風(fēng)道內(nèi)靜壓
--送風(fēng)溫度、濕度
--室外溫度
--回風(fēng)溫度
、濕度；--回風(fēng)道回風(fēng)閥前的靜壓。
變風(fēng)量機(jī)組的計(jì)算機(jī)控制器是在兩個(gè)層次上進(jìn)行控制的：
--根據(jù)各空調(diào)房間的狀況確定送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及送風(fēng)溫濕度的設(shè)定值
；--調(diào)整風(fēng)閥
、水閥、排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使送風(fēng)溫度達(dá)到要求的設(shè)定值，同時(shí)還不會(huì)使各房間出現(xiàn)太大的正壓或負(fù)壓。為了簡單
，送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)風(fēng)道上距末端1/3處的靜壓傳感器的靜壓值來調(diào)整，通過加大/減小轉(zhuǎn)速，使該點(diǎn)靜壓維持于180Pa。這樣，每個(gè)變風(fēng)量箱都可以保證有足夠的資用壓頭，在需要時(shí)，將風(fēng)閥開到A時(shí)即可達(dá)到設(shè)計(jì)的最大風(fēng)量。送風(fēng)溫度設(shè)定值的確定是為了使各房間都滿足溫度要求
，亦即在任何時(shí)候希望系統(tǒng)中總是有的房間風(fēng)量達(dá)到最大風(fēng)量的80%以上，有的房間風(fēng)量則在最大風(fēng)量的60%以下。為此，控制算法為：·計(jì)算每個(gè)房間風(fēng)量設(shè)定值與設(shè)計(jì)最大風(fēng)量值之比r；
·若rmax<0.8
，則將送風(fēng)溫度設(shè)定值提高0.5℃；·若rmin<0.6，則將送風(fēng)溫度設(shè)定值降低0.5℃
；·若各房間0.6< rmin<0.8
，則送風(fēng)溫度設(shè)定值不變；·若rmax>0.8
，rmin<0.6，則送風(fēng)溫度設(shè)定值不變。用這種方法
，可能盡可能發(fā)揮變風(fēng)量系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，滿足各房間負(fù)荷變化的需要。由于被控房間屬于內(nèi)區(qū)，全年均為冷負(fù)荷送風(fēng)溫濕度通過控制加熱器
、加濕器、表冷器及新回風(fēng)比來調(diào)節(jié)?div id="d48novz" class="flower left">s為從空調(diào)房間至空調(diào)箱間的風(fēng)道和風(fēng)閥的阻力系數(shù)，∑Gi為總風(fēng)量
，如果新風(fēng)閥的阻力系數(shù)為sN，則新風(fēng)量GN為：即新風(fēng)與總風(fēng)量之比。此時(shí)排風(fēng)側(cè)排風(fēng)機(jī)風(fēng)量
，排風(fēng)機(jī)應(yīng)提供的壓頭Δpe式中se為排風(fēng)道及排風(fēng)閥的阻力系數(shù)
。因此
，當(dāng)送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可同時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以使室內(nèi)平均靜壓為零。這可以依據(jù)回風(fēng)閥前的壓力傳感器讀取p0來調(diào)整，使p0維持在sr(∑Gi)2。這里sr為回風(fēng)道的阻力系數(shù)，它可以在初調(diào)節(jié)時(shí)由實(shí)測數(shù)據(jù)確定。這樣調(diào)整，不論總送風(fēng)量如何變化，新回風(fēng)比可維持不變，當(dāng)要改變新回風(fēng)比時(shí)，同步開大或關(guān)小新排風(fēng)閥。但由于要求的排風(fēng)量隨新回風(fēng)比的改變而變大或減小，因此排風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)為會(huì)偏移，使得在新風(fēng)比加大時(shí)p0及室內(nèi)壓力有所增高；新風(fēng)減少時(shí)，p0及室內(nèi)壓力有所降低綜合上述分析
實(shí)踐表明，上述調(diào)節(jié)方式簡單可靠
目前中央電視臺(tái)演播大樓中已有兩個(gè)系統(tǒng)（K段
6．3葛洲壩電廠空調(diào)通風(fēng)自控系統(tǒng)
這是利用微機(jī)對分布于大江電廠
該系統(tǒng)集散式控制結(jié)構(gòu)
該微機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上包括3個(gè)子系統(tǒng)：即大江電廠空調(diào)通風(fēng)子系統(tǒng)、二江電廠空調(diào)通風(fēng)子系統(tǒng)和500kW開關(guān)站空調(diào)通風(fēng)子系統(tǒng)
。各子系統(tǒng)相互獨(dú)立，因此在微機(jī)自控的設(shè)計(jì)中考慮其靈活性和可靠性，即便于獨(dú)立運(yùn)行該工程中采用二級管理工作站方式，即中央管理工作站和區(qū)域管理工作站
管理工作站基本配置如下：
1．硬件配置
LX-P5/60PT主機(jī)
LASERJET-4L激光打印機(jī)1臺(tái)
通訊電源
環(huán)接口機(jī)
2．軟件配置
DBMAN4.0RH數(shù)據(jù)庫與通訊管理程序
FORE4.0圖形化及用戶接口定義文件
EUMS設(shè)備運(yùn)行管理軟件
3．基本功能
通過彩色監(jiān)視器顯示多個(gè)不同的畫面和各子系統(tǒng)實(shí)時(shí)測量參數(shù)，測量數(shù)據(jù)也可用曲線
通過RH-NET網(wǎng)與各DCU相連，可隨時(shí)得到各臺(tái)DCU的各種測量與控制信息
管理工作站中有3個(gè)軟件--DBMAN管理機(jī)內(nèi)硬盤的數(shù)據(jù)庫及通訊
由于葛洲壩電廠的廠區(qū)非常大，并且受控設(shè)備布置極為分散
冷凍站所用設(shè)備
--冷水機(jī)組3臺(tái)
--冷凍水循環(huán)泵3臺(tái)
--冷凍水供水泵3臺(tái)
--冷卻水增壓泵2臺(tái)
--排水泵1臺(tái)
--蓄冷水池1座
--電動(dòng)調(diào)節(jié)閥1只
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">、诶鋬稣咀钥赵O(shè)備配置
--RH-DCU-6403型現(xiàn)場控制機(jī)2臺(tái)
--RH-DCWS水道溫度傳感器22臺(tái)
--RH-CAY-FB水道壓力傳感器11臺(tái)
--RH-DCYW液位傳感器4臺(tái)
--RH-DCU現(xiàn)場控制機(jī)軟件
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">、郾O(jiān)控功能
--檢測冷卻水進(jìn)出水溫度、壓力
，檢測冷凍水供回水溫度；檢測冷凍水供水泵出口壓力；--檢測冷卻水上游
--檢測蓄冷水池液位，并可自動(dòng)啟動(dòng)補(bǔ)水電動(dòng)閥進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)水及溢流報(bào)警
--顯示各測量參數(shù)
--監(jiān)視并調(diào)整各設(shè)備的運(yùn)行情況
--循環(huán)水泵、供水泵以及電動(dòng)閥門的控制
--自動(dòng)控制/手動(dòng)控制的切換
--控制設(shè)備的啟停和切換
--設(shè)備故障報(bào)警；
--控制系統(tǒng)故障報(bào)警
--記錄設(shè)備運(yùn)行時(shí)間
在該工程中，自控系統(tǒng)充分顯示了其監(jiān)測和自控的優(yōu)勢
6．4豐澤園飯店空調(diào)自控系統(tǒng)
豐澤園飯店為一個(gè)公用性建筑
該系統(tǒng)由1套中央管理工作站
、25臺(tái)DCU現(xiàn)場控制機(jī)、1套RH-NET局部通訊網(wǎng)及若干溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、電動(dòng)執(zhí)行器等設(shè)備組成。?div id="4qifd00" class="flower right">
--控制系統(tǒng)圖形顯示（網(wǎng)絡(luò)圖、系統(tǒng)圖
、曲線圖）；--系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)及設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與顯示；
--設(shè)定值修改
；--設(shè)備的遠(yuǎn)動(dòng)控制
；--故障診斷與顯示；
--中央管理工作站的運(yùn)行控制
；--數(shù)據(jù)庫檢索和打印報(bào)表
。②RH-NET局部通訊網(wǎng)絡(luò)
由一臺(tái)中央通訊接口機(jī)（RH-NCI）
、25臺(tái)現(xiàn)場機(jī)通訊接口（RH-NTI）及通訊線路構(gòu)成，它負(fù)責(zé)中央管理工作站與各現(xiàn)場控制機(jī)及現(xiàn)場控制機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)共享。?div id="4qifd00" class="flower right">
共用9臺(tái)RH-DCU-4040型現(xiàn)場控制機(jī)
，12臺(tái)RH-DCU-2020型現(xiàn)場控制機(jī)和4臺(tái)RH-H-DCU-6260型現(xiàn)場控制機(jī)對空調(diào)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)主要功能
--自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測新風(fēng)、送風(fēng)
--自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測冷熱水閥門開度及送風(fēng)機(jī)
、進(jìn)風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)的啟停狀態(tài)；--自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測蒸汽壓力
、熱水溫度、流量、水泵啟停狀態(tài)及水池水位；--根據(jù)氣象參數(shù)及不同控制要求，自動(dòng)調(diào)節(jié)和切換各閥門
，從而控制新風(fēng)處理狀態(tài)及全空氣空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)狀態(tài)；--能夠?qū)崿F(xiàn)被控參數(shù)設(shè)定值的修改；
--能夠接收中央管理工作站的遠(yuǎn)動(dòng)控制功能
；--風(fēng)機(jī)與相關(guān)閥門的軟件聯(lián)鎖
；--控制機(jī)具有掉電保護(hù)功能。
?div id="d48novz" class="flower left">
空調(diào)系統(tǒng)及冷凍站系統(tǒng)的控制原理在前幾講中已經(jīng)有深入論述
，本講不詳細(xì)復(fù)述，現(xiàn)對該工程中的給排水系統(tǒng)進(jìn)行說明。豐澤園飯店的水系統(tǒng)控制機(jī)范圍主要有：生活水系統(tǒng)
、高低區(qū)熱水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)。上述系統(tǒng)共用一臺(tái)RH-DCU-6260型現(xiàn)場控制機(jī)。生活水系統(tǒng)中有兩臺(tái)生活水泵，一用一備。根據(jù)屋頂水箱和地下貯水池的水位來控制泵的啟停，并實(shí)現(xiàn)報(bào)警。高低區(qū)熱水循環(huán)泵一用一備。由回水溫度來控制啟停。同時(shí)檢測熱交換器內(nèi)的水溫和混水器的水溫。凝結(jié)水泵由凝結(jié)水池的水位來控制其啟停，同時(shí)實(shí)現(xiàn)溢流報(bào)警。污水和雨水系統(tǒng)配置兩臺(tái)RH-DCU-4040型現(xiàn)場控制機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和報(bào)警。污水系統(tǒng)共有4個(gè)污水池和8臺(tái)污水泵。每個(gè)污水池配置2臺(tái)污水泵（一用一備），污水泵的啟停由污水池的水位來決定，當(dāng)液位達(dá)到溢流水位時(shí)系統(tǒng)會(huì)溢流報(bào)警。雨水系統(tǒng)共有2個(gè)雨水池本工程已運(yùn)行5年以上，由于應(yīng)用了微機(jī)控制系統(tǒng)
6．5撫順市新華區(qū)熱網(wǎng)控制
由于某些原因限制，管網(wǎng)的熱源側(cè)管徑小于末端管徑
。為了增大供熱面積而利用現(xiàn)有管網(wǎng)，采用高溫水小流量、在熱力站混水的方案，同時(shí)使用RH分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。全熱網(wǎng)共32個(gè)熱力站（現(xiàn)增加為35個(gè)），供熱面積280萬.m2
，在鍋爐房設(shè)中央管理站，在各熱力站安裝RH-DCU-4040現(xiàn)場控制機(jī)，通過電話線將各熱力站的DCU現(xiàn)場控制機(jī)與中央管理機(jī)相連，構(gòu)成分布式系統(tǒng)。另外還在鍋爐房、泵房及補(bǔ)水站等處設(shè)置了3臺(tái)RH-DCU-4040進(jìn)行系統(tǒng)的補(bǔ)水、定壓控制及熱量、水量的監(jiān)測統(tǒng)計(jì)供回水間安裝混水泵以實(shí)現(xiàn)混水；供水管及混水管上安裝兩個(gè)電動(dòng)閥以調(diào)節(jié)供水量及混水量
。為有效地對這兩個(gè)電動(dòng)閥進(jìn)行控制并了解熱網(wǎng)工作狀況，測量供回水及用戶側(cè)壓力p1、p2、p3及這3個(gè)相應(yīng)點(diǎn)的溫度T1、T2、T3各熱力站的現(xiàn)場控制機(jī)將實(shí)測的壓力
這種混水式熱網(wǎng)的一個(gè)主要缺點(diǎn)是末端用戶側(cè)壓力偏高
中央管理機(jī)除控制調(diào)節(jié)外，還具有許多管理功能
該系統(tǒng)自1994年起全面運(yùn)行至今
6．6濰坊國際金融大廈IBS系統(tǒng)
濰坊國際金融大廈是一座集金融
總體設(shè)計(jì)思想是保證大廈的先進(jìn)性
系統(tǒng)集成的本質(zhì)就是達(dá)到資源的共享，從設(shè)計(jì)的角度講就是實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的綜合統(tǒng)籌設(shè)計(jì)
，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的性能價(jià)格比。根據(jù)用戶的要求，本工程中主要有如下系統(tǒng)。6．6．1綜合布線系統(tǒng)
本工程中布線系統(tǒng)包括語音傳輸
、數(shù)據(jù)通訊和BAS三部分內(nèi)容，其中BAS部分包括保安系統(tǒng)和樓宇自控系統(tǒng)等樓宇中各子系統(tǒng)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)通訊電纜6．6．2樓宇自控系統(tǒng)
6．6．2．1建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)
本工程中應(yīng)用RH型分布式微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制管理，其基本控制范圍如下
空調(diào)系統(tǒng)：空調(diào)機(jī)組11臺(tái)
冷凍站：3臺(tái)吸收式冷水機(jī)組
熱交換站：6臺(tái)熱交換器，2個(gè)水箱
通風(fēng)系統(tǒng)：送排風(fēng)機(jī)34臺(tái)
給排水系統(tǒng)：生活給水泵2臺(tái)
變配電及照明系統(tǒng)：變配電所設(shè)備（包括4臺(tái)變壓器
電梯系統(tǒng)
；6部電梯，2部自動(dòng)扶梯。6．6．2．2保安系統(tǒng)
本工程中應(yīng)用德國安福公司的保安產(chǎn)品，其系統(tǒng)包括：
--閉路監(jiān)控系統(tǒng)
--出入門控制系統(tǒng)
--保安防盜系統(tǒng)
--保安巡更系統(tǒng)
6．2．2．3消防系統(tǒng)
本工程中使用的是德國安福公司的BMC664型計(jì)算機(jī)火災(zāi)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)
，其內(nèi)容包括：--火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)
--火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)
--火災(zāi)探測器系統(tǒng)
--火災(zāi)設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)
6．2．4車庫管理系統(tǒng)
每一個(gè)進(jìn)入車道包括如下設(shè)備：
--自動(dòng)出票機(jī)
--讀卡器
--自動(dòng)閘門器
--車輛轉(zhuǎn)換器
6．6．3辦公自動(dòng)化系統(tǒng)
6．6．3．1酒店管理系統(tǒng)
本工程中根據(jù)實(shí)際情況
，采用清華大學(xué)軟件中心WINDOWS版酒店計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。6.6.3.2廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本工程中建筑功能可分為：娛樂區(qū)
、購物區(qū)、寫字辦公區(qū)和客房區(qū)等，依照不同區(qū)域要求，廣播對應(yīng)提供：背景、音樂、緊急廣播和背景緊急廣播。硬件配置如下：
--背景音樂用CD唱機(jī)
--緊急廣播用廣播話筒和雙卡錄音機(jī)
--管線接音箱
--音量控制器
--揚(yáng)聲器
該系統(tǒng)已從1996年起陸續(xù)投入運(yùn)行
，并逐漸反映出它在提高大樓的科學(xué)化管理水平中不可取代的作用。6．7人民大會(huì)堂的空調(diào)自控
人民大會(huì)堂的空調(diào)及制冷站系統(tǒng)采用RH分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制管理
。它由6臺(tái)中央管理機(jī)、近60臺(tái)RH-DCU現(xiàn)場控制機(jī)及相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)和通訊設(shè)備構(gòu)成，系統(tǒng)主要分冷凍站的控制管理和幾個(gè)區(qū)空調(diào)的控制管理。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)見圖6-11。由于人民大會(huì)堂的使用特點(diǎn)，各廳堂在使用前要迅速將環(huán)境參數(shù)調(diào)整到要求值，在使用時(shí)負(fù)荷會(huì)突然增加，要求空調(diào)系統(tǒng)能及時(shí)做出反應(yīng)，對環(huán)境參數(shù)給予準(zhǔn)確控制。此外，各廳的同時(shí)使用率不高，因此通過風(fēng)道連接各廳的空調(diào)系統(tǒng)，在需要時(shí)調(diào)整有關(guān)電動(dòng)風(fēng)閥?div id="m50uktp" class="box-center"> 、俑鶕?jù)廳堂使用要求和空調(diào)機(jī)組狀況
?div id="d48novz" class="flower left">
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這些工作都由設(shè)在幾個(gè)區(qū)的中央管理機(jī)承擔(dān)
。由運(yùn)行管理人員預(yù)先設(shè)定好各廳堂要求的運(yùn)行時(shí)間表和各時(shí)間段的溫濕度標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)道調(diào)整要求等。中央管理計(jì)算機(jī)即可根據(jù)這些要求，實(shí)時(shí)指揮各臺(tái)現(xiàn)場控制機(jī)進(jìn)行相應(yīng)操作，完成這類控制調(diào)節(jié)任務(wù)。人民大會(huì)堂空調(diào)自控系統(tǒng)已連續(xù)運(yùn)行3年以上
。在各項(xiàng)重大的國事活動(dòng)中很好地實(shí)現(xiàn)了各廳堂的各種環(huán)境控制要求，受到了中央有關(guān)部門的好評。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的采用，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，使要求的各種環(huán)境條件得以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)。同時(shí)也在很大程度上降低了運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。在這樣的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的系統(tǒng)中全部采用國產(chǎn)設(shè)備（包括計(jì)算機(jī)硬件、軟件、通訊系統(tǒng)及傳感器），并獲得令人滿意的效果，表明我國的空調(diào)計(jì)算機(jī)控制的研究、開發(fā)、設(shè)備生產(chǎn)及工程實(shí)施能力都已達(dá)到很高水平。在一般的控制工程中應(yīng)優(yōu)先考慮國產(chǎn)產(chǎn)品和系統(tǒng)，不一定全部采用進(jìn)口的。中國已有能夠承擔(dān)和出色完成重大的空調(diào)計(jì)算機(jī)控制工程的全套軟件、硬件和工程實(shí)施的民族企業(yè)