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空調控制系統范文1
一、 暖通空調系統分析研究
1、暖通空調工作原理
暖通空調工作原理就是制冷劑在制冷機組的蒸發器中與冷凍水進行熱量的交換而汽化，從而使冷凍水的溫度降低，然后，被汽化的制冷劑在壓縮機作用下，變成高溫高壓氣體，流經制冷機組的冷凝器時被來自冷卻塔的冷卻水冷卻，又從氣體變成了低溫低壓的液體，同時被降溫的冷凍水經冷凍水水泵送到空氣處理單元的熱交換器中，與混風進行冷熱交換形成冷風源，通過送風管道送入被調房間。如此循環，在夏季，房間的熱量就被冷卻水所帶走，在流經冷卻塔時釋放到空氣中。本文主要研究控制暖通空調系統的空氣處理部分，主要涉及供水系統和空氣處理單元。
2、暖通空調供水系統
常用的冷凍水(水為載冷劑)系統的冷凍水管道均為循環式系統，根據用戶的需求情況的不同，按水壓特性劃分，可分為閉式系統和開式系統兩種;按冷、熱水管道的設置方式劃分，可分為雙管制系統、三管制系統、四管制系統;按各末端設備的水流程劃分，可分為同程式和異程式系統;按水量劃分，可分為定水量和變水量系統。變流量系統中的原則是的供、回水溫度保持不變，建筑物負荷變化時，通過改變供、回水的流量來適應，該水系統輸送的水流量要與建筑物需求相適宜。隨著現代控制技術和電子技術的發展，自動控制設備的造價不斷的下降，變流量系統可以使系統全年以定溫差、變流量的方式運行，盡量節約冷凍水泵的能耗，使得其得以越來越廣泛的應用。目前，通常所說的變流量系統是指在水路系統的空調末端使用二通閥的系統，是與水路系統的空調末端使用三通閥的定流量系統相對而言的，所謂變流量與定流量均是指送冷凍水的水路系統的流量，而不是通過末端的流量，通過末端的流量變流量與定流量均是變化的。變流量系統的目的是要冷源輸出的流量所載的冷量與經常變化的末端所需的冷量相匹配，從而節約冷量的輸送動力和冷源的運行費用。由于目前大多數冷水機組的水流量要求恒定，所以變流量系統實際上是供冷(水)量與需冷(水) 量相對匹配的。即供冷(水)量只能隨冷水機組的運行臺數的不同產生變化。由于空調系統大部分時間都處于設計負荷的60%以下運行，且負荷隨著時間在不斷地變化，為了使冷水所載的冷量與經常變化的負荷相匹配，從而節約冷量輸送動力和冷源的運行費用，采用變冷水流量控制便成了理所當然的做法。
3、暖通空調空氣處理單元
在暖通空調空氣處理單元中，首先是新風與部分回風混合，形成混風，混風經過熱交換器與冷凍水進行熱交換形成送風，在冬天，混風吸收能量溫度提高，在夏天，混風溫度降低，送風在風機的作用下經過送風管道進入房間，與房間內的空氣進行熱量的傳遞，最終調節房間的溫度到達所需要的設定點。房間內的氣體在排風機的作用下被排出，形成回風。部分的回風排出室外，部分回風與新風混合重復上述過程。混風和冷凍水的熱交換是在空氣處理單元的熱交換器中進行的，熱交換器是暖通空調系統空氣處理單元中的重要部分，熱交換器的工況處于部分負荷下時，并非與設計工況相同，而實際使用過程中，熱交換器絕大多數時間是在非設計工況。
二、暖通空調控制系統設計分析研究
對房間溫度進行了合理的設定，然后建立合理的暖通空調控制器，使暖通空調控制系統能快速準確的調解房間溫度到達設定的房間最佳溫度值，并有效的抑制房間內部和外部的干擾對房間內溫度的影響，同時節省暖通空調系統能量的消耗。由于暖通空調具有時滯和大慣性，當前的控制信號要等到很長時間才能在系統的輸出中反映，而廣義預測控制可以利用現在時刻的控制變量使未來時刻系統的輸出快速準確的跟蹤期望的輸出。同時暖通空調的工況環境不斷變化且有干擾作用，用神經網絡的強學習能力使暖通空調控制系統有效的抑制工況變化和干擾帶來的對控制效果不利的影響。本文把廣義預測控制和神經網絡結合對暖通空調進行控制。
1、暖通空調廣義預測控制結構
這里選取的基于RBF模糊神經網絡暖通空調廣義預測控制系統結構。如前面所描述暖通空調系統具有非線性，時變性、大滯后和大慣性等特點，還受到許多的干擾。干擾1為冷熱水干擾，主要有盤管中冷/熱水流量、壓力變化，這些干擾折合成冷/熱水溫度變化就會對系統造成一定的影響。干擾2為外界干擾，主要有日照、室外氣溫、外部空氣侵入以及新風溫度變化和風機轉速變化，這些千擾可以看成空調的送風風量變化。干擾3為房間內部干擾，主要有人員的頻繁進出、房間內部各種耗能發熱設備的使用。基于RBF模糊神經網絡的暖通空調廣義預測控制主要由三部分構成。要實現暖通空調的廣義預測控制，要有準確的暖通空調輸出預測，在提供暖通空調預測輸出的基礎上，建立準確快速的在線優化策略和有效的反饋校正。即通過所得到的未來溫度輸出和優化目標函數，利用梯度下降法對實現滾動優化控制功能的RBF模糊神經網進行修正，從而得到最佳的控制規律。此RBF模糊神經網的輸入是實際房間溫度和設定房間溫度的差值和差值變化率，輸出是暖通空調調節閥電壓。
2、暖通空調控制器在線滾動優化
暖通空調廣義預測控制的在線滾動優化是利用模型辨識部分提供的預測輸出信息，根據優化的目標函數及選定的優化方法進行在線的滾動優化，從而得到合理的控制規律，考慮在線優化的計算量，這里用RBF模糊神經網絡完成廣義預測控制的在線滾動優化。按性能指標，利用優化方法獲得未來控制長度內的冷凍水調節閥電壓，并取其首分量作為當前時刻的冷凍水調節閥電壓。考慮降低在線計算的復雜性，采用了較常用的梯度下降法作為主要的優化算法。優化過程的關鍵是計算性能指標對RBF模糊神經網絡控制器參數的導數。 通過RBF模糊神經網和修正方法，利用暖通空調預測模型提供的信息來完成給定目標函數的優化，進而準確的提供冷凍水調節閥電壓，從而實現廣義預測控制的在線滾動優化來得到暖通空調的合理控制規律。
3、暖通空調廣義預測控制反饋校正
預測控制算法在進行滾動優化時，優化的基點應與系統實際一致。由于暖通空調系統受諸多干擾的影響，有可能導致辨識模型的失配。既基于不變RBF模糊神經網模型的預測不可能和實際空氣處理單元完全相符。這就需要用附加的預測手段補充模型預測的不足，或者對基礎模型進行在線修正。況且滾動優只有建立在反饋校正的基礎上，才能體現出其優越性。對RBF模糊神經網絡各隱單元的“中心”和“寬度”和隱層到輸出層的權值采用梯度下降法進行調整，在控制的每一步，都實時檢測被控對象的實際輸出與RBF模糊神經網絡預測器輸出之間的誤差，若此誤差大于預先設定的允許誤差，則利用上述修正方法修正暖通空調預測模型的RBF模糊神經網絡參數;否則，維持原有的RBF模糊神經網絡預測模型。
三、結語
空調系統是按滿足用戶最大需求而設計，所有的空調系統長時間處在低負荷下運行。由于能源十分緊張，同時暖通空調的能耗在國民經濟總能耗中所占比重越來越大，所以開發中央空調系統的優化控制技術，使中央空調系統在不同負荷下、不同工況條件下，都能以最佳效率運行，并且達到最好的控制效果，是非常迫切的并且具有非常廣闊的應用前景。
空調控制系統范文2
本文介紹了一種空調機溫度控制系統。本溫度控制系統采用AT89C51單片機收集數據，處理數據來實現對溫度的調控。主要過程如下：利用傳感器將非電量信號轉換為電信號，轉換后的電信號再進入A/D轉換器轉換成數字量，傳送給單片機進行數據處理，并向設備輸出控制信號。由LED實時顯示被控溫度及設定溫度，使系統應用更加方便、直觀。
【關鍵詞】單片機、A/D轉換系統設計系統調試
緒論
單片機利用大規模集成電路技術把中央處理器和數據存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM）及其他I/O通信口集成在一塊芯片上，構成一個最小的計算機系統。而現代的單片機則加上了中斷單元、定時單元及A/D轉換等更復雜、更完善的電路，使得單片機的功能越來越強大，應用更廣泛。
第1章單片機空調控制系統
隨著中國人民環境的改善和人民生活質量的提高，公共建筑和住宅的供熱和空調已成為普遍的需求，建筑能耗占全社會總能耗的比例巨大且持續增長。據統計，2001年中國建筑能耗已達到3.76億噸標準煤，占總能耗的27.6%，年增長比例是5%。在發達國家中，供熱和空調的能耗很大，可占到社會總能耗的25%-30%。有資料統計，辦公樓中空調系統耗能量占總能量的25%左右，所以空調控制系統設計始終是建筑環境與設備領域中的重要研究課題之一。
1.1當前國內研究情況
1）在城市現代化建設過程中，用電結構發生變化，其中用在建筑物空調系統的電力負荷比例日益增加。據不完全統計，北京已有250余幢賓館、辦公樓和50余家大商場采用中央空調，其空調用電負荷達40萬kW。相當于華北電網為了調峰，耗資27億元而興建的十三陵抽水蓄能電站的1/2裝機容量。以廣東省為例，現有裝機容量已達30萬kW,并以每年30%的速度遞增，其用電負荷已占總共電量的40%以上。
2）改革開放以來，我國經濟的高速發展和人民物質生活水平的不斷提高，對電力供應不斷提出新的挑戰。盡管我國發電裝機容量已超過2億Kw,年發電量已突破9000億kWh。然而，目前我國電力供應仍很緊張。突出的矛盾是電網峰谷負荷差加大，夜間至清晨谷段負荷率低，而高峰段電力嚴重不足，有的電網峰谷負荷之差達25%-30%，造成白天經常拉閘限電，夜間有電送不出的現象。
3）由于空調用電負荷一般在電力谷段用量甚少，對城市點昂具有很大的“肖鋒填谷“潛力，而在中央空調中，制冷系統的用電量通常占整個空調系統用電量的40%-50%，如以商場為例，每10萬m2空調制冷系統的須用電功率約為7000-9000KW。因此，空調蓄冷系統應運而生，并將日益展示他廣闊的應用前景
1.2空調控制系統的組成以及基本工作原理
空調系統的基本組成形式可分為三大組成部分，分別是：冷熱源設備（主機）、空調末端設備、附件及管道系統。該系統具有制冷、制熱、除濕、自動4種工作模式，包括定時、睡眠、風向、智能化霜、應急運轉、試運轉以及5種可調室內風速等控制功能；在定時開機時，可根據訪間溫度作智能判斷，自動調整定時開機時間，避免開機時太冷或太熱；另外，可對設定溫度和房間溫度兩種溫度的10個溫度值進行同時指示，以及完整的抗干擾和系統保護功能。
1.2.1控制器原理
該系統具有制冷、制熱、除濕、自動4種工作模式，包括定時、睡眠、風向、智能化霜、應急運轉、試運轉以及5種可調室內風速等控制功能；在定時開機時，可根據訪間溫度作智能判斷，自動調整定時開機時間，避免開機時太冷或太熱；另外，可對設定溫度和房間溫度兩種溫度的10個溫度值進行同時指示，以及完整的抗干擾和系統保護功能。
本系統硬件簡單可靠，軟件具有更完善的控制功能和抗干擾能力。系統具有很高的性能價格比
系統CPU根據遙控器或按鍵輸入的命令，對采集到的溫度進行智能判斷，然后作出相應的制冷、制熱或除溫運行。再通過接口電路，驅動壓縮機、換向閥、風向電機和室內風機作相應動作，并對溫度用LED指示。系統的原理框圖如圖1所示。
1.3軟件設計
軟件設計采用模擬化處理，主控程序包括以下幾個部分：程序的初始化、試運轉、數據和信號的采集與處理、溫度LED指示、室內風機的閉環積分控制、室內風向電機的步進控制。功能子程序包括制冷、制熱、除濕、自動四種運行模式。中斷程序包括遙控接收。各種定時的中斷查詢處理、速度檢測等。系統的主控程序流程如圖4所示。
1.4硬件設計
1.4.1單片機的選擇
系統有3路溫度模擬信號輸入，還有1路電壓和1路電流模擬輸入，共5路模擬輸入要求；而模擬信號要轉換成數字信號才能用單片機CPU處理。為提高系統的性能價格比，應采用含有A/D轉換器的單片機。經過各方面的綜合比較，我們選用了美國Microchip公司的PIC16C72單片機作為控制核心。它具有5路模擬量輸入的A/D轉換器，恰好滿足系統的模擬輸入要求。另外，它在1塊芯片上集成了1個8位邏輯運算單元和工作寄存器、2KB程序存儲器、128個數據存儲器、3個端口（A口、B口、C口）共22條I/O線、3個定時器/計數器。另外，只有35條易學易用而高效的RISC（精簡指令集計算機）指令，同時，芯片具看門狗功能，并提供對軟件運行出錯的保護。
1.4.2模擬輸入電路
本系統直接用熱敏電阻進行測溫，再加一級電容濾波。對外交換溫度檢測電路，因其干擾較大，特加上二極管限幅保護。對傳感器的不同電阻值，將其所對應的不同分壓值輸入至PIC單片機的A/D轉換口，在單片機內部轉換成數字信號。該檢測電路結構簡單，性能價格比高。又因采用的單片機為8位，所以溫度轉換精度高，可為0.5℃，完全滿足了空調的信號檢測精度要求。對過流信號的檢測，不用經過比較器，節約了資源；而是采用模擬信號整流分壓后直接輸入，通過單片機自帶的A/D轉換器，每500μs對其進行一次檢測，并進行軟件比較，以確認是否過流。對過零電壓信號的檢測，也是采用模擬信號整流分壓后直接輸入。因兩個半的過零點都要檢測，所以用橋式整流。模擬輸入電路如圖2所示。
1.5單片機控制系統的調試
1.5.1硬件調試
根據設計的原理電路做好實驗樣機，便進入硬件調試階段。調試工作的主要任務是排除樣機故障，其中包括設計錯誤和工藝性故障。
1）脫機檢查
用萬能表或邏輯測試筆逐步按照邏輯圖檢查機中各器件的電源及各引腳的連接是否正確，檢查數據總線、地址總線和控制總線是否有短路等故障。有時為保護芯片，先對各管座的電位（或電源）進行檢查，確定其無誤后再插入芯片檢查。
1.5.2仿真調試
暫時排除目標板的CPU和EPROM，將樣機接上仿真機的40芯仿真插頭進行調試，調試各部分接口電路是否滿足設計要求。這部分工作是一種經驗性很強的工作，一般來說，設計制作的樣機不可能一次性完好，總是需要調試的。通常的方法是，先編調試軟件，逐一檢查調試硬件電路系統設計的準確性。其次是調試MONITOR程序，只有MONITOER程序正常工作才可以進行下面的應用軟件調試。
1.5.3硬件電路調試的一般順序
1）檢查CPU的時鐘電路。通過測試ALE信號，如沒有ALE信號，則判斷是晶體或CPU故障，這稱之為“心臟”檢查。
2）檢查ABUS/DBUS的分時復用功能的地址鎖存是否正常。
3）檢查I/O地址分配器。一般是由部分譯碼或全譯碼電路構成，如是部分譯碼設計，則排除地址重疊故障。
4）對擴展的RAM、ROM進行檢查調試。一般先后寫入55H、AAH，再讀出比較，以此判斷是否正常。因為這樣RAM、ROM的各位均寫入過‘0’、‘1’代碼。
5）用戶級I/O設備調試。如面板、顯示、打印、報警等等。
1.5.4軟件調試
軟件調試根據開發的設備情況可以有以下方法：
1）交叉匯編
用IBMPC/XT機對MCS—51系列單片機程序進行交叉匯編時，可借助IBMPC/XT機的行編輯和屏幕編輯功能，將源程序按規定的格式輸入到PC機，生成MCS—51HEX目標代碼和LIST文件。
2）用匯編語言
現在有些單片STD工業控制機或者開發系統，可直接使用匯編語言，借助CRT進行匯編語言調試。
3）手工匯編
這種方法是最原始，但又是一種最簡捷的調試方法，且不必增加調試設備。這種方法的實質就是對照MCS—51指令編碼表，將源程序指令逐條地譯成機器碼，然后輸入到RAM重新進行調試。在進行手工匯編時，要特別注意轉移指令、調用指令、查表指令。必須準確無誤地計算出操作碼、轉移地址和相對偏移量，以免出錯。
4）以上3種方法調試完成以后，即可通過EPROM寫入器，將目標代碼寫入EPROM中，并將其插至機器的相應插座上，系統便可投入運行。
硬件、軟件仿真調試經過硬件、軟件單獨調試后，即可進入硬件、軟件聯合仿真調試階段，找出硬件、軟件之間不相匹配的地方，反復修改和調試。實驗室調試工作完成以后，即可組裝成機器，移至現場進行運行和進一步調試，并根據運行及調試中的問題反復進行修改。
1.5.5調試
單片機控制技術應用越來越廣泛，其核心技術是單片機控制系統的設計。對工程技術人員來說，抓住系統的原理構成、軟件設計、硬件設計以及系統調試方法的要點是十分必要的。根據工作經驗，前面敘述的系統調試方法將會有助于從事這方面工作的技術人員及本專業的學習者。
第2章單片機的空調控制系統技術和量化要求
2.1空調控制系統的數字化控制
（以Infineon的8位單片機C504/C508）為例
2.1.1模糊智能控制
與普通空調的運行方式不同，變頻空調的壓縮機需要連續運行。其速度調節變得更加重要，要確保室內溫度波動限制在較小范圍內。事實上永磁直流無刷電機是一個多變量，非線性，強耦合的對象，需要智能控制才能取得比較滿意的效果。考慮到8位單片機的資源有限，本系統采用模糊控制來實現電機轉速的控制。因為C504/C508的CCU單元的通道0在塊交換模式下降了參與電機換相外，還可用來完成捕獲動作，故這個通道可以同時用于電機速度檢測。系統所用的模糊控制規則如下式：U=αE+（1-α）E式中，E為位速度誤差，Ec為速度誤差變化率，α為加權系數，在0和1之間取值，U為控制器輸出。通過調整加權系數，本系統可以對控制規則進行在線修正。
2.1.2功率變換電路
功率變換電路及其驅動和保護是直流無刷電機調速系統的最核心的部分。功率變換電路主要是整流橋和逆變橋。目前在國內變頻空調產品中這部分電路的角色主要是由智能功率模塊（IPM）來充當。所謂IPM，就是將功率變換電路，驅動，保護，檢測，輔助電源都集成在一個模塊內。
2.1.3單片機控制系統中控制算法
(1)直接數字控制
當被控對象的數學模型能夠確定時，可采用直接數字控制。所謂數學模型就是系統動態特性的數學表達式，它表示系統輸入輸出及其內部狀態之間的關系。一般多用實驗的方法測出系統的特性曲線，然后再由此曲線確定出其數學模型。現在經常采用的方法是計算機仿真及計算機輔助設計，由計算機確定出系統的數學模型，因而加快了系統模型的建立。當系統模型建立后，即可選定上述某一種算法，設計數字控制器，并求出差分方程。計算機的主要任務就是按此差分方程計算并輸出控制量，進而實現控制。
(2)數字化PID控制
由于被控對象是復雜的，因此并非所有的系統均可求出數學模型，有些即使可以求出來，但由于被控對象環境的影響，許多參數經常變化，因此很難進行直接數字控制。此時最好選用數字化PID（比例積分微分）控制。在PID控制算法中，以位置型和增量型2種PID為基礎，根據系統的要求，可對PID控制進行必要的改進。通過各種組合，可以得到更圓滿的控制系統，以滿足各種不同控制系統的要求。
2.2單片機控制系統的數字化
2.21采用數字化負荷隨動控制理論
運用現代化計算機技術、數字化自動控制技術，對中央空調設備運行進行綜合、優化；針對中央空調主機和輔機系統運行的工況和末端負荷的變化，采集其瞬間多種變化參數，對負荷進行隨動跟蹤；自動、準確、及時地對冷凍（溫）水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機設備的運行參數進行采集，對系統各設備自動進行實時優化控制，使中央空調主機運行環境得以優化，使得主機工質和輔機系統各種流量跟隨末端負荷的變化而同步變化，確保中央空調系統在滿足舒適性的前提下，大幅度降低系統的能源消耗。即把負荷運行所不需要的，而系統運行又將會產生的這部分多余的冷量節省下來。
2.22中央空調數字化負荷隨動節能控制系統
控制精度高，同頻精度和穩定性好，可使中央空調系統節能達到20%以上。該技術、產品在國內、國外處于領先水平，具有高效節能、安全、舒適和方便管理的顯著效果。
第3章結論
單片機控制技術應用越來越廣泛，其核心技術是單片機控制系統的設計。對工程技術人員來說，抓住系統的原理構成、軟件設計、硬件設計以及系統調試方法的要點是十分必要的。隨著我國經濟實力的增長，開發新產品的思路上過去那種過多注重價格因素而使新產品開發上不了檔次的弱點有所改善，開始注意使用當前最先進的單片機開發高檔次的產品。由于單片機的開發手段目前仍以仿真器為主，公司能否提供廉價的仿真器，提供方便的技術服務與培訓，較之能否提供高性能、低價位的單片機有著同等的重要性。各單片機廠商在開發工具以及技術服務方面也進行著激烈的競爭。這種競爭與推出新型的單片機以顯示高技術方面的優勢是相輔相成的。競爭的結果是為單片機應用工程師提供更廣闊的選擇空間，而最終受益的是單片機產品的消費者，由于單片機對各行各業都有用，這種電子技術的進步導致各行各業的進步，也帶動了人類文明的進步。
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第5章致謝
本論文設計在（）老師的悉心指導和嚴格要求下業已完成，從課題選擇到具體的寫作過程，無不凝聚著（）老師的心血和汗水，在我的畢業論文寫作期間，（）老師為我提供了種種專業知識上的指導和一些富于創造性的建議，沒有這樣的幫助和關懷，我不會這么順利的完成畢業論文。在此向（）老師表示深深的感謝和崇高的敬意。
在臨近畢業之際，我還要借此機會向在這四年中給予了我幫助和指導的所有老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認真負責，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業知識，并在設計中得以體現，順利完成畢業論文。
空調控制系統范文3
關鍵詞：獨立新風系統(以下簡稱DOAS)；吊頂冷輻射板(以下簡稱CRCP)；太陽能電池板（以下簡稱SOLAR）
空調系統用電負荷日益加大并與電網用電高峰重疊，是導致我國夏天用電高峰緊缺以及電網運行不經濟的重要原因。空調系統占據居民用電量已經超出百分之二十左右。應用太陽能儲熱實現室內空氣調節的研究對節能減排有著重要的作用。
本系統的主要特點是：采用獨立新風系統(以下簡稱DOAS)來解決室內空氣品質問題，采用吊頂冷輻射板(以下簡稱CRCP)和太陽能電池板（以下簡稱SOLAR）的技術來解決空調與供電問題。總體上稱為DOAS+CRCP+SOLAR系統。系統如圖1所示
圖1 系統原理框圖
Fig.1 System Block Diagram
2010太陽能十項全能競賽（歐洲賽區）
一、SOLAR系統
1、該部分的組成主要有，小型氣象儀、主動式太陽能電池板（PV板）、輻射板、控制系統、逆變器、蓄電池、監控系統以及電能表等
2、系統的工作原理是，小型氣象儀實時更新當地的天氣情況，包括陰晴、溫度、濕度、風向、風力等等，并且將這些數據傳到監控系統。監控系統根據所在位置的經緯度計算出太陽每天的運行軌跡，然后實時調整PV板的方位，以便達到最大功率跟蹤。而輻射板是黏貼在PV板的背面，PV板通過光電效應將太陽能轉化為電能，與此同時，PV板溫度將會持續上升，其發電效率隨溫度升高而降低。為此，采用水冷系統來降低PV板的溫度，提高PV板的發電效率。通常可以提升百分之五的效率。而這部分熱水能量儲存在水袋中，作為室內空調夜間加熱熱源。光伏發電的邏輯優先順序為：首先滿足負荷用電，多余部分為蓄電池充電、再剩余部分向電網送電。用電的邏輯優先順序為：優先應用PV板產生的電能、而后使用蓄電池電能、如果光伏發電量不足并且蓄電池儲能不足時采用電網供電。
3、供電系統如圖2所示：
圖2 供電系統簡圖
Fig.2 Power system diagram
4、本SOLAR系統的多模式控制策略：
模式1：
當PV板發電量大于負荷耗電量，且蓄電池已充滿或接近浮充狀態時，開關K1，K2均閉合，系統聯網運行，光伏部分的剩余電能可以滿足蓄電池的充電需求，并向電網側送電。
模式2：
當PV板發電量大于負荷耗電量，且蓄電池未充滿，若蓄電池荷電狀態較低，蓄電池處于容量較低的狀態，則K1斷開，K2閉合，系統以孤網模式繼續運行，由PV板負責對蓄電池進行充電，因K1斷開，避免了電網對蓄電池進行充電。
模式3：
當PV板發電量小于負荷耗電量，若蓄電池電量充足，則K1斷開，K2閉合，系統處于孤島運行模式，由蓄電池負責補充系統功率缺額。
模式4：
當PV板發電量小于負荷耗電量，若蓄電池容量低于一定的下限，為了避免蓄電池的過放電，則斷開蓄電池開關K2，閉合開關K1，系統聯網運行，由電網彌補系統功率缺額，蓄電池僅負責通訊設備的電力供應。
二、CRCP系統
輻射板有金屬輻射板(圖1)和土建輻射板(圖2)等多種形式。金屬輻射板可作為室內吊頂的一部分，使用較方便。為防輻射板結露，其冷水供水溫度應高于室內空氣露點溫度2～3℃ ，一般為16～18℃ ，采用的供、回水溫差一般為3℃。
1、吊頂冷輻射板系統包括：金屬輻射板、控制器LOGIX5000（AB公司）、PLUS400模塊（上位機顯示）、ETHERNET模塊、RS232模塊、DI模塊一個、DO模塊四個、AI模塊一個、AO模塊一個、RTD（熱電阻）模塊、Pt100/ Pt1000等熱電阻若干、溫濕度傳感器、電動調節閥以及開關閥、新風換氣機、水源熱泵、水泵冷熱水箱。
2、軟件控制程序的功能：
1）空調系統顯示器與PLC通訊程序
2）控制器I/O接口調試程序
3）閥門以及泵的控制程序
4）空調系統、新風系統以及太陽能系統的聯動程序
5）空調系統雙閉環的PID控制程序。
圖3空調系統流程圖
Fig.3 Air-conditioning system flowchart
3、冷熱水系統多模式方案
本系統采用的是金屬輻射板，布置在屋頂以及墻面，在主管路以及室內主要分區均設有電動調節閥，從而可以實現分區優化控制。工作模式有：
模式一：白天制冷
白天，室內溫度較高，需要制冷。此時，PLC控制器首先根據室外傳感器傳回的數據，判定外部空氣是否符合作為室內空氣冷源的要求，1）如果符合要求，可以通過開啟天窗、以及其他側立面的窗戶進行制冷，2）如果不符合要求，那么可以利用冷水箱的冷水進入輻射板進行制冷，3）如果上述均不符合要求，那么開啟熱泵進行制冷，將冷量排到冷水箱，熱量排到熱水箱。
模式二：白天制熱
白天，室內溫度較低，需要制熱。此時，PLC控制器首先根據室外傳感器傳回的數據，判定外部空氣是否作為室內空氣熱源的要求，1）如果符合要求，可以通過開啟天窗、以及其他側立面的窗戶進行制熱，2）如果不符合要求，那么可以利用熱水箱的熱水進入輻射板進行制熱，3）如果上述均不符合要求，那么開啟熱泵進行制熱，將冷量排到冷水箱，熱量排到熱水箱。
空調控制系統范文4
關鍵詞：中央空調；STC11F08XE；PID參數優化；紅外線控制
中圖分類號：TM925.12 文獻標識碼：A
在智能建筑高速發展的今天，中央空調是成為樓宇自動化系統的主要監控對象之一。由于中央空調系統龐大，反應速度較慢，滯后較為嚴重，致使其每年的耗電量約占建筑物總用電量的50%～60%左右[1]。目前中央空調系統應用越來越廣泛，幾乎所有大型新建建筑都設有中央空調系統，其發展也越來越往節能、健康方向過度。如何采用先進技術對中央空調進行控制，使其更好地克服耗電量大，滯后嚴重已然成為面臨的首要問題之一。本文針對傳統單片機片內資源少，性能及工作速度慢的缺陷，采用STC系列增強型8051單片機對中央空調進行硬件設計和軟件設計。
1 中央空調控制系統硬件設計
1.1設計原理
中央空調調節室內溫濕度是人們獲得較舒適的辦公環境。當室內人們有需求時，通過紅外線遙控裝置對中央空調內部核心STC單片機進行指示，單片機通過調節溫度傳感器、濕度傳感器對新風口、回風口溫濕度進行檢測，當調節閥收到檢測的反饋信號時，會自動調節其開度大小。此時，新進入的新風將同室內的回風混合，形成混合風。當風管內混合風溫度過高時，電機會帶動表冷器對其進行降溫處理，冷熱水進行PID調節。當風管內混合風體濕度不夠時，噴淋泵對其進行加濕，此過程都有變頻器參與。當中央空調內混合風溫濕度差較大時，負荷量隨之將變大，變頻器自動增加水泵轉速。反之，減少其轉速。變頻器的加入使中央空調的各個泵組和冷卻塔風機的運行跟隨負荷的變化而同步變化，可以在能夠保證負荷需求的前提下，實現中央空調的的最大節能。經過調節的混合風送達送風口時，溫濕度傳感器會再一次進行檢測，來確定送入室內風體的溫濕度。經過A/D轉換，將其具體溫濕度值顯示在液晶顯示屏上供人們確認。中央空調設計原理如圖1所示。
圖1 中央空調系統圖
1.2 硬件選型
此次設計的硬件選型主要包括微控制器、溫度傳感器、濕度傳感器、調節閥、變頻器和風閥執行器等相關硬件的選型。其硬件選取清單如表1所示。
表 1 中央空調硬件選取清單
序列 類型 所選硬件
1 微控制器 STC11F08XE
2 溫度傳感器 DS18b20
3 濕度傳感器 SHT11
4 變頻器 MICROMASTER430
5 調節閥 Danfoss
6 風閥執行器 GBB161.2E
本次設計選用的微控制器為STC11F08XE，相比傳統的8051內核單片機而言，在片內資源、性能以及工作速度上都有很大的改進，尤其是采用了基于Flash的在線系統編程ISP技術。同時選擇片內資源時也自動遵循“夠用”原則，保證了單片機系統的高性能和可靠性。STC11F08XE單片機集成了增強型8051CPU、8KB Flash程序存儲器、1280字節的RAM、全雙工異步串行接口UART和MAX810專用復位電路及硬件看門狗。溫度傳感器DS18b20是全數字溫度轉換及輸出的傳感器。具有先進的單總線數據通信，最高分辨率可達到12位。可選用寄生的工作方式，方便多機掛接，可以適應不同的硬件系統。濕度傳感器SHT11是一款數字濕度傳感器，其高度集成，可將濕度感測、信號變換、A/D轉換和加熱器等功能集成一體，可提供濕度補償測量值和高質量的露點計算功能。MICROMASTER430變頻器模型具有6個可編程的帶電位隔離數字輸入，2個模擬輸入，2個可編輯的模擬輸出，3個可編輯的觸電器輸出，具有啟動和滑差補償的功能，內置的高級PID調節器。混水機調節開度反饋和冷水調節開度反饋選用的是Danfoss調節閥。Danfoss調節閥的驅動器可接收4～20mA的控制信號，輸出信號為0～10V，輸入信號具有分段功能。閥門帶有行程自檢功能，能夠自動檢測閥桿的最高位和最低位，并分配給相應電壓信號。同時，閥位還具有現實開度位置的功能。風閥執行器GBB161.2E中帶有內置選項，同時具有偏差、定位信號、閥位顯示、反饋電位計以及可調的輔助開關。
2 中央空調控制系統軟件設計
本次軟件設計的主要部分是中央空調的溫濕度控制。其流程圖如圖3所示。所以對電機控制和模數轉換溫濕度檢測進行軟件編程。用Ptotel軟件繪制設計原理圖，主要包括：主電路部分、USB下載部分、外擴引腳部分和電源部分；選取Keil uvision軟件對溫濕度控制進行編程，包括溫度檢測、濕度檢測、PID調節和各個電機的啟動停止等；使用ISP-STC燒錄軟件將編輯好的程序燒錄到計算機中。在ISP-STC中選定單片機型號，點擊“打開文件”并在對話框內找到編譯好的程序文件進行下載，手動按下電源開關便即可把可執行文件寫入單片內部。最終與焊接好的硬件版相連，板上的液晶顯示器顯示當前室內溫濕度，本設計的軟件部分采用C語言與匯編語言相結合編程。
圖2 中央空調控制系統軟件設計流程圖
3遙控與顯示部分設計
本次設計也選用紅外線遙控來控制中央空調中STC11F08XE單片機運行即電機啟停和溫濕度檢測。當然此紅外線遙控上需配備一個紅外線發射管，當與電器的紅外線接收端形成對射的狀態時，就會達到遙控的作用。此次紅外遙控采用555電路產生脈沖信號，其振蕩電路所產生的特有的頻率脈沖會通過驅動紅外線發射管所發出的相同頻率的信號，來實現紅外線控制。其設計框圖如圖4所示。當中央空調將調節好的新風由送風口送入室內時，前風量的溫濕度會由液晶顯示屏顯示。液晶顯示屏有兩塊板構成，當給其內部液晶施加一個電場，會改變其內部分子排列，從而使液晶層中的液滴形成屏幕上的像素。此次設計將液晶顯示屏與溫濕度檢測電路板相連，配合軟件編程可讀出室內當前溫濕度。
圖3 紅外線遙控設計框圖
5 結語
本文以STC11F08XE單片機為控制核心對央空調進硬件與軟件設計。在控制上采取傳統PID調節與嵌入式蟻群仿生算法相結合的方法對中央空調的冷熱水調節和溫濕度檢測進行控制。紅外線遠程遙控機組動作，液晶屏顯示中央空調控制結果。通過本文的中央空調系統控制研究為辦公樓宇中央空調的智能化控制奠定了一定的理論和實驗基礎。
參考文獻
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空調控制系統范文5
制冷空調產品檢測裝置是檢測和衡量制冷空調產品的質量的方便易行的手段以及為產品開發研究提供精準的試驗數據的無可替代的工具。制冷空調檢測控制統是指基于焓差法的試驗方法稱之為風側式空調測試和在標準規定中的水測量熱計法的標準之下的為水側測試，對所要檢測的空調設備進行綜合性能檢測以及處理的半智能型控制系統。由于本系統具有優先使用頻繁、耗電量相比其他系統要大以及對檢測裝置的節能設計和人性化要求愈來愈高。制冷空調產品檢測裝置控制系統水平的高低,檢測裝置的測量精確度和裝置的穩定程度取決于系統的精確控制上，同時也是試驗裝置技術所代表的先進水平的非常重要的標志之一。本文將就在制冷空調產品過程中可能以及必不可少出現的空氣處理裝置及空調，不方便進行遠程操作的冷水處理機組和在冬天以最優工況運行二十四小時制冷較為困難的問題作優化設計。
2制冷空調產品檢測裝置控制系統的基本工作原理
2.1系統組成
此檢測控制系統由包括空氣處理機、空氣取樣裝置以及風量測量裝置等在內的測試間一和由僅包括空氣處理機和空氣取樣裝置在內的測試間二，加上兩個測試間相互連通的水路系統共同組成。在實際測試中根據被測類型選擇測試間。
2.2空調檢測系統的調控
制冷空調一二分別用于模擬室內環境，為制冷空調工作的室內環境的提供相應的操作條件。制冷空調設備調整室內和室外溫度，電加熱線圈提供熱源，并可自動調整室內和室外的電氣環境加熱量和加濕量。兩試驗間室內和室外的溫度和濕度的控制，連接兩個測試水調節系統是通過冷水機組與電加熱裝置，恒溫箱提供同時提供冷水溫度和水箱，從而保證水箱的恒定熱源的提供，并通過調控恒溫水箱各種加熱強度及三通閥開度的大小來控制被檢測制冷空調進出水的溫度。
2.3檢測系統測量和計算
根據GB/T7725-1996的要求，被檢測的制冷空調稱為單元式風冷空調機，需實時記錄室內溫度的基本數據，濕度和入口和出口之間的壓差試驗室。根據國標的規定，如果被檢測的制冷空調為風冷式進水流量和水側出口水溫必須由冷水機組、風機盤管機組提供。根據檢測數據，通過計算機實時監測得出的被檢測制冷空調的電功率和能效比，冷量和熱量等檢測參數。
3制冷空調檢測系統的原理
為了實現機器的溫度和入口和出口溫度調節靈活，控制方案如下所述：通過可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）控制被測機器、空氣處理機、風冷冷水機、水泵等設備的開啟和停止，然后實時壓力，溫度采集系統，系統的流量信號，通過計算機實時監測數據和計算與制冷空調試驗，冷卻能力和設備，操作系統電源狀態，設備，能源效率比系統流量測試標準規定值。
4控制系統優化方案
現階段制冷空調產品性能實驗裝置測控系統的特點有：控制精度高，自動化程度高，抗干擾能力強，工況穩定性好，性能價格比高。此階段制冷空調產品性能試驗裝置的測控系統的各個部分之間已不再是相互獨立的，而是通過系統的數據通訊總線互相協助共同完成試驗操作。
4.1系統的無干擾切換控制
控制系統優化方案：對控制系統的出廠標準配置的基礎上，對系統的遠程控制功能增加，和雙向操作無擾動切換，為了實現這種設想，在空氣處理器的控制系統和冷水機組的標準配置可用于增加遠程啟停控制點。即將遠程設備停止、開啟信號引入PLC系統進行控制。
4.2為解決冬季制冷連續運行24h的方案
控制系統優化方案：在寒冷的冬季制冷運行時，由于空氣處理機組，風冷冷水機組冷凝溫度太低，造成機組停機保護，從而破壞試驗條件下的操作。因此，自動監測和冷凝液的溫度調節是通過增加操作裝置實現的，傳感器、壓力變送器等。為了實現這一目標，冷凝風機連接到逆變器，在壓縮冷凝機組吸氣壓力加壓力變送器的測量點，操作者雙手套百分比轉換一套冷凝壓力值，使用內置的PID調節功能的逆變器，逆變器的輸出調整，為了保證冷凝壓力值設置范圍。
4.3結果與分析
系統無擾動切換控制的實現，節省人員成本，是由機器來完成安裝，只需要一個操作者管理可以安全方便的設備操作和維護工作。并且線路簡化，設備的運行故障率比較低，線路維護以及檢修的工作量大大減少。有時與觸摸屏結合使用，不僅可省卻按鈕、指示燈，節約空間，還具有動態的顯示系統流程及主要參數，以及指導操作、記錄故障等功能。冷凝溫度的自動監測和調控，不僅全面解決寒冷的冬季運行24小時制冷問題，通過變頻器的使用，可以在非滿負荷運行，節約用電，以達到節能的目的。
5結語
空調控制系統范文6
關鍵詞：集中空調；變風量；智能控制；前景
中圖分類號：TB494 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著我國城市的發展，經濟的增長，集中空調的應用日益廣泛，特別是在一些大型商場、辦公樓等等大型公眾場所中，更是發揮了重要作用。在信息化技術高速發展的今天，空調智能控制應用于集中空調系統中，實現了變風量空調系統的智能化控制，解決了變風量空調對控制的依賴性。正確地完成變風量空調系統控制設計是變風量空調系統設計的重點，也是系統成功與否的關鍵。
一、集中空調變風量系統智能化控制技術的應用
變風量空調系統區域溫度可控，滿足了個性需求；部分負荷時，采用變頻裝置調節風機轉速，大大減降低了風機能耗；保持定風量空調系統空氣過濾效率高、室內空氣品質好、室內相對濕度低，熱舒適性好的特點；通過改變新風比還可利用室外新風進行自然冷卻，并可實現低溫送風；系統無水管進入空調區域。其突出的優點、性能，深受用戶歡迎。但在實現智能控制上，也經歷一段艱難的實踐摸索過程。最初是采取以下的方法進行“智能”控制的：
1、變風量末端控制
變風量末端按溫控區設置，每個變風量末端需控制器，由對應溫控區內的室內溫控器控制。控制器是變風量末端裝置控制系統的核心，它將被調量與定值進行比較，得出偏差值，然后參照預先設定的控制規律，調節風閥的開度，是被調量等于或接近于給定值。變風量末端裝置控制器采用連續性控制規律。
2、系統風量控制
（1）控制原理：空調器AHU的風量控制是變風量空調系統最主要的控制內容之一。本工程選用變定靜壓法控制系統風量。變定靜壓法的控制邏輯：根據各獨立分區的變風量末端裝置控制器提供給中央監控系統的數據，按各分區最大靜壓需求值重新確定靜壓設定值。系統靜壓值盡可能設置得低些，直至某分區的末端裝置調節風閥全開。
變定靜壓法原理圖
（2）靜壓設定點：變定靜壓控制法仍需設置靜壓測定點。由于靜壓設定值可隨時根據需求重新設定，靜壓設定值的大小變得不那么重要，它僅起到初始設定作用。系統靜壓初始設定點應設置在離空調器出口約1/3處的主送風管上。
二、智能控制技術的逐步發展，在變風量空調系統中的新應用
隨著智能控制技術的不斷成熟進步，目前主要分為：分級遞階控制系統，專家控制系統，人工神經網絡控制系統，模糊控制系統，學習控制系統等幾種。
這里主要介紹一下：模糊控制系統 、人工神經網絡控制系統、專家控制系統在變風量空調系統中的應用。
1、模糊控制
模糊控制是以模糊集理論為基礎，以模糊語言變量和邏輯推理為工具，利用人的知識和經驗，將直覺納入到決策之中的一種智能控制方法。它是利用模糊及理論設計的，無需知道被控對象精確的數學模型，而且模糊算法能夠有效地利用專家所提供的模糊信息和知識，進而能夠處理定義不完善或難以精確建模的復雜過程。三十多年來，模糊控制及其算法在工程領域取得的明顯應用效果，使人們堅信在原有控制理論基礎上納入模糊控制，是解決非線性不確定系統控制問題的有效途徑之一。
模糊模型是用模糊語言和規則描述的一個系統的動態特性及性能指標。實踐證明，它具有如下幾個特點:
(l)易于實現對具有不確定性的對象和具有強非線性的對象進行控制；(2)對被控對象特性參數的變化具有較強的抗干擾能力； (3)對于控制系統的干擾具有較強的抑制能力。
模糊控制理論和技術是智能控制領域中非常有前途的一個分支，在工程上也已經獲得了很多成功的應用。1974年，英國學者Mamdani利用模糊語言構成的模糊控制器，首次將模糊控制理論應用到蒸汽機和鍋爐的控制中。1979年，英國學者Procrk和Mamd耐研究出一種自組織的模糊控制器，標志著模糊控制器智能化程度向高級階段發展。1980年代末期，日本科學家成功地將模糊控制理論運用于消費產品控制和工業控制，在世界范圍內掀起了應用的。
2、人工神經網絡
人工神經網絡是由大量神經元處理單元廣泛互連而形成的網絡，是一個高度復雜的非線性動力學系統。它是對人腦功能的抽象和模擬，能夠反映人腦的基本特性，特別適合處理需要同時考慮許多因素和條件的、不精確和模糊的信息處理問題。
智能建筑VAV空調(變風量空調)系統就是比較典型的人工神經網絡。VAV空調系統的特點是節能潛力大，控制靈活，然而VAV系統需要精心設計、施工、調試和管理，否則有可能產生新風不足、氣流組織不好、噪聲偏大、節能效果不好等問題。VAV空調系統能否正常運行在很大程度上要依靠控制系統，VAV空調系統的控制系統基本上都采用VPT法（變靜壓變溫度法)，機理是由各VAV的要求風量計算出系統的要求風量進行前饋控制，同時根據各VAV閥位開度和系統送風量靜壓是否滿足，進行反饋控制，控制方式基本上采用多個回路的PID控制，基本結構見圖1所示。由于VAV空調系統是一個高度非線性系統，PID控制在面臨復雜的環境時，控制效果很差。因此，運用智能控制方法從全局對系統進行控制，不需要對系統建模，可解決以往控制回路由于耦合帶來的許多控制性能問題。神經網絡控制已經開始運用在VAV空調系統中，主要是與PID控制結合，對送風量進行智能控制，獲得了很好的效果。
圖1VAV空調機組變靜壓控制原理圖
3、專家系統
專家系統是一種人工智能的計算機程序系統，具有相當于某個專門領域的專家的知識和經驗水平，以及解決專門問題的能力，其主要由知識庫和推理機兩個部分組成成。
基于MAS的協作智能專家系統，將MAS與專家系統相結合，并集成模糊控制、神經網絡等人工智能技術，形成一個優勢互補系統，共同實現分布式中央空調系統的整體優化控制與節能。系統的模型見圖2所示，主體框架基于MAS，充分利用Agent具有的自主性、自治性、社會性和智能性等特性，實現系統資源全局共享和協調控制，從而較好地解決了中央空調系統分解和協調控制的問題。每個子系統由相應的子Agent進行控制，對于易于建模的子系統，在構造子Agent的反應模塊和規劃模塊時，采用常規的控制方式；對于難于建模，動態特性變化較大的子系統，通過集成模糊控制、神經網絡控制等人工智能技術來設計模塊，實現局部子系統的智能控制。將該控制器應用于恒溫恒濕空氣調節中央監控系統后取得了良好的控制效果。
圖2MAS智能專家系統的模型結構
三、結語
在能源日益缺乏、環保問題日益嚴重的今天，發展綠色建筑、智能建筑是大勢所趨，只有這樣才能既滿足人們對建筑不斷增長的功能要求，又能最大限度地節約資源，降低能耗，減少污染。本論述分析了模糊控制、神經網絡、專家系統等智能控制技術在智能建筑空調系統的應用。研究表明，智能控制技術是智能建筑發展的一個重要方向，能夠提供更好的控制策略，使智能建筑達到節能環保的目的。
參考文獻
[1]代睿,曹龍漢.智能控制技術在智能建筑空調系統中的應用[J].甘肅科技縱橫. 2010(06)
