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空调控制系统范文1
一、 暖通空调系统分析研究
1、暖通空调工作原理
暖通空调工作原理就是制冷剂在制冷机组的蒸发器中与冷冻水进行热量的交换而汽化，从而使冷冻水的温度降低，然后，被汽化的制冷剂在压缩机作用下，变成高温高压气体，流经制冷机组的冷凝器时被来自冷却塔的冷却水冷却，又从气体变成了低温低压的液体，同时被降温的冷冻水经冷冻水水泵送到空气处理单元的热交换器中，与混风进行冷热交换形成冷风源，通过送风管道送入被调房间。如此循环，在夏季，房间的热量就被冷却水所带走，在流经冷却塔时释放到空气中。本文主要研究控制暖通空调系统的空气处理部分，主要涉及供水系统和空气处理单元。
2、暖通空调供水系统
常用的冷冻水(水为载冷剂)系统的冷冻水管道均为循环式系统，根据用户的需求情况的不同，按水压特性划分，可分为闭式系统和开式系统两种;按冷、热水管道的设置方式划分，可分为双管制系统、三管制系统、四管制系统;按各末端设备的水流程划分，可分为同程式和异程式系统;按水量划分，可分为定水量和变水量系统。变流量系统中的原则是的供、回水温度保持不变，建筑物负荷变化时，通过改变供、回水的流量来适应，该水系统输送的水流量要与建筑物需求相适宜。随着现代控制技术和电子技术的发展，自动控制设备的造价不断的下降，变流量系统可以使系统全年以定温差、变流量的方式运行，尽量节约冷冻水泵的能耗，使得其得以越来越广泛的应用。目前，通常所说的变流量系统是指在水路系统的空调末端使用二通阀的系统，是与水路系统的空调末端使用三通阀的定流量系统相对而言的，所谓变流量与定流量均是指送冷冻水的水路系统的流量，而不是通过末端的流量，通过末端的流量变流量与定流量均是变化的。变流量系统的目的是要冷源输出的流量所载的冷量与经常变化的末端所需的冷量相匹配，从而节约冷量的输送动力和冷源的运行费用。由于目前大多数冷水机组的水流量要求恒定，所以变流量系统实际上是供冷(水)量与需冷(水) 量相对匹配的。即供冷(水)量只能随冷水机组的运行台数的不同产生变化。由于空调系统大部分时间都处于设计负荷的60%以下运行，且负荷随着时间在不断地变化，为了使冷水所载的冷量与经常变化的负荷相匹配，从而节约冷量输送动力和冷源的运行费用，采用变冷水流量控制便成了理所当然的做法。
3、暖通空调空气处理单元
在暖通空调空气处理单元中，首先是新风与部分回风混合，形成混风，混风经过热交换器与冷冻水进行热交换形成送风，在冬天，混风吸收能量温度提高，在夏天，混风温度降低，送风在风机的作用下经过送风管道进入房间，与房间内的空气进行热量的传递，最终调节房间的温度到达所需要的设定点。房间内的气体在排风机的作用下被排出，形成回风。部分的回风排出室外，部分回风与新风混合重复上述过程。混风和冷冻水的热交换是在空气处理单元的热交换器中进行的，热交换器是暖通空调系统空气处理单元中的重要部分，热交换器的工况处于部分负荷下时，并非与设计工况相同，而实际使用过程中，热交换器绝大多数时间是在非设计工况。
二、暖通空调控制系统设计分析研究
对房间温度进行了合理的设定，然后建立合理的暖通空调控制器，使暖通空调控制系统能快速准确的调解房间温度到达设定的房间最佳温度值，并有效的抑制房间内部和外部的干扰对房间内温度的影响，同时节省暖通空调系统能量的消耗。由于暖通空调具有时滞和大惯性，当前的控制信号要等到很长时间才能在系统的输出中反映，而广义预测控制可以利用现在时刻的控制变量使未来时刻系统的输出快速准确的跟踪期望的输出。同时暖通空调的工况环境不断变化且有干扰作用，用神经网络的强学习能力使暖通空调控制系统有效的抑制工况变化和干扰带来的对控制效果不利的影响。本文把广义预测控制和神经网络结合对暖通空调进行控制。
1、暖通空调广义预测控制结构
这里选取的基于RBF模糊神经网络暖通空调广义预测控制系统结构。如前面所描述暖通空调系统具有非线性，时变性、大滞后和大惯性等特点，还受到许多的干扰。干扰1为冷热水干扰，主要有盘管中冷/热水流量、压力变化，这些干扰折合成冷/热水温度变化就会对系统造成一定的影响。干扰2为外界干扰，主要有日照、室外气温、外部空气侵入以及新风温度变化和风机转速变化，这些千扰可以看成空调的送风风量变化。干扰3为房间内部干扰，主要有人员的频繁进出、房间内部各种耗能发热设备的使用。基于RBF模糊神经网络的暖通空调广义预测控制主要由三部分构成。要实现暖通空调的广义预测控制，要有准确的暖通空调输出预测，在提供暖通空调预测输出的基础上，建立准确快速的在线优化策略和有效的反馈校正。即通过所得到的未来温度输出和优化目标函数，利用梯度下降法对实现滚动优化控制功能的RBF模糊神经网进行修正，从而得到最佳的控制规律。此RBF模糊神经网的输入是实际房间温度和设定房间温度的差值和差值变化率，输出是暖通空调调节阀电压。
2、暖通空调控制器在线滚动优化
暖通空调广义预测控制的在线滚动优化是利用模型辨识部分提供的预测输出信息，根据优化的目标函数及选定的优化方法进行在线的滚动优化，从而得到合理的控制规律，考虑在线优化的计算量，这里用RBF模糊神经网络完成广义预测控制的在线滚动优化。按性能指标，利用优化方法获得未来控制长度内的冷冻水调节阀电压，并取其首分量作为当前时刻的冷冻水调节阀电压。考虑降低在线计算的复杂性，采用了较常用的梯度下降法作为主要的优化算法。优化过程的关键是计算性能指标对RBF模糊神经网络控制器参数的导数。 通过RBF模糊神经网和修正方法，利用暖通空调预测模型提供的信息来完成给定目标函数的优化，进而准确的提供冷冻水调节阀电压，从而实现广义预测控制的在线滚动优化来得到暖通空调的合理控制规律。
3、暖通空调广义预测控制反馈校正
预测控制算法在进行滚动优化时，优化的基点应与系统实际一致。由于暖通空调系统受诸多干扰的影响，有可能导致辨识模型的失配。既基于不变RBF模糊神经网模型的预测不可能和实际空气处理单元完全相符。这就需要用附加的预测手段补充模型预测的不足，或者对基础模型进行在线修正。况且滚动优只有建立在反馈校正的基础上，才能体现出其优越性。对RBF模糊神经网络各隐单元的“中心”和“宽度”和隐层到输出层的权值采用梯度下降法进行调整，在控制的每一步，都实时检测被控对象的实际输出与RBF模糊神经网络预测器输出之间的误差，若此误差大于预先设定的允许误差，则利用上述修正方法修正暖通空调预测模型的RBF模糊神经网络参数;否则，维持原有的RBF模糊神经网络预测模型。
三、结语
空调系统是按满足用户最大需求而设计，所有的空调系统长时间处在低负荷下运行。由于能源十分紧张，同时暖通空调的能耗在国民经济总能耗中所占比重越来越大，所以开发中央空调系统的优化控制技术，使中央空调系统在不同负荷下、不同工况条件下，都能以最佳效率运行，并且达到最好的控制效果，是非常迫切的并且具有非常广阔的应用前景。
空调控制系统范文2
本文介绍了一种空调机温度控制系统。本温度控制系统采用AT89C51单片机收集数据，处理数据来实现对温度的调控。主要过程如下：利用传感器将非电量信号转换为电信号，转换后的电信号再进入A/D转换器转换成数字量，传送给单片机进行数据处理，并向设备输出控制信号。由LED实时显示被控温度及设定温度，使系统应用更加方便、直观。
【关键词】单片机、A/D转换系统设计系统调试
绪论
单片机利用大规模集成电路技术把中央处理器和数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM）及其他I/O通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统。而现代的单片机则加上了中断单元、定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。
第1章单片机空调控制系统
随着中国人民环境的改善和人民生活质量的提高，公共建筑和住宅的供热和空调已成为普遍的需求，建筑能耗占全社会总能耗的比例巨大且持续增长。据统计，2001年中国建筑能耗已达到3.76亿吨标准煤，占总能耗的27.6%，年增长比例是5%。在发达国家中，供热和空调的能耗很大，可占到社会总能耗的25%-30%。有资料统计，办公楼中空调系统耗能量占总能量的25%左右，所以空调控制系统设计始终是建筑环境与设备领域中的重要研究课题之一。
1.1当前国内研究情况
1）在城市现代化建设过程中，用电结构发生变化，其中用在建筑物空调系统的电力负荷比例日益增加。据不完全统计，北京已有250余幢宾馆、办公楼和50余家大商场采用中央空调，其空调用电负荷达40万kW。相当于华北电网为了调峰，耗资27亿元而兴建的十三陵抽水蓄能电站的1/2装机容量。以广东省为例，现有装机容量已达30万kW,并以每年30%的速度递增，其用电负荷已占总共电量的40%以上。
2）改革开放以来，我国经济的高速发展和人民物质生活水平的不断提高，对电力供应不断提出新的挑战。尽管我国发电装机容量已超过2亿Kw,年发电量已突破9000亿kWh。然而，目前我国电力供应仍很紧张。突出的矛盾是电网峰谷负荷差加大，夜间至清晨谷段负荷率低，而高峰段电力严重不足，有的电网峰谷负荷之差达25%-30%，造成白天经常拉闸限电，夜间有电送不出的现象。
3）由于空调用电负荷一般在电力谷段用量甚少，对城市点昂具有很大的“肖锋填谷“潜力，而在中央空调中，制冷系统的用电量通常占整个空调系统用电量的40%-50%，如以商场为例，每10万m2空调制冷系统的须用电功率约为7000-9000KW。因此，空调蓄冷系统应运而生，并将日益展示他广阔的应用前景
1.2空调控制系统的组成以及基本工作原理
空调系统的基本组成形式可分为三大组成部分，分别是：冷热源设备（主机）、空调末端设备、附件及管道系统。该系统具有制冷、制热、除湿、自动4种工作模式，包括定时、睡眠、风向、智能化霜、应急运转、试运转以及5种可调室内风速等控制功能；在定时开机时，可根据访间温度作智能判断，自动调整定时开机时间，避免开机时太冷或太热；另外，可对设定温度和房间温度两种温度的10个温度值进行同时指示，以及完整的抗干扰和系统保护功能。
1.2.1控制器原理
该系统具有制冷、制热、除湿、自动4种工作模式，包括定时、睡眠、风向、智能化霜、应急运转、试运转以及5种可调室内风速等控制功能；在定时开机时，可根据访间温度作智能判断，自动调整定时开机时间，避免开机时太冷或太热；另外，可对设定温度和房间温度两种温度的10个温度值进行同时指示，以及完整的抗干扰和系统保护功能。
本系统硬件简单可靠，软件具有更完善的控制功能和抗干扰能力。系统具有很高的性能价格比
系统CPU根据遥控器或按键输入的命令，对采集到的温度进行智能判断，然后作出相应的制冷、制热或除温运行。再通过接口电路，驱动压缩机、换向阀、风向电机和室内风机作相应动作，并对温度用LED指示。系统的原理框图如图1所示。
1.3软件设计
软件设计采用模拟化处理，主控程序包括以下几个部分：程序的初始化、试运转、数据和信号的采集与处理、温度LED指示、室内风机的闭环积分控制、室内风向电机的步进控制。功能子程序包括制冷、制热、除湿、自动四种运行模式。中断程序包括遥控接收。各种定时的中断查询处理、速度检测等。系统的主控程序流程如图4所示。
1.4硬件设计
1.4.1单片机的选择
系统有3路温度模拟信号输入，还有1路电压和1路电流模拟输入，共5路模拟输入要求；而模拟信号要转换成数字信号才能用单片机CPU处理。为提高系统的性能价格比，应采用含有A/D转换器的单片机。经过各方面的综合比较，我们选用了美国Microchip公司的PIC16C72单片机作为控制核心。它具有5路模拟量输入的A/D转换器，恰好满足系统的模拟输入要求。另外，它在1块芯片上集成了1个8位逻辑运算单元和工作寄存器、2KB程序存储器、128个数据存储器、3个端口（A口、B口、C口）共22条I/O线、3个定时器/计数器。另外，只有35条易学易用而高效的RISC（精简指令集计算机）指令，同时，芯片具看门狗功能，并提供对软件运行出错的保护。
1.4.2模拟输入电路
本系统直接用热敏电阻进行测温，再加一级电容滤波。对外交换温度检测电路，因其干扰较大，特加上二极管限幅保护。对传感器的不同电阻值，将其所对应的不同分压值输入至PIC单片机的A/D转换口，在单片机内部转换成数字信号。该检测电路结构简单，性能价格比高。又因采用的单片机为8位，所以温度转换精度高，可为0.5℃，完全满足了空调的信号检测精度要求。对过流信号的检测，不用经过比较器，节约了资源；而是采用模拟信号整流分压后直接输入，通过单片机自带的A/D转换器，每500μs对其进行一次检测，并进行软件比较，以确认是否过流。对过零电压信号的检测，也是采用模拟信号整流分压后直接输入。因两个半的过零点都要检测，所以用桥式整流。模拟输入电路如图2所示。
1.5单片机控制系统的调试
1.5.1硬件调试
根据设计的原理电路做好实验样机，便进入硬件调试阶段。调试工作的主要任务是排除样机故障，其中包括设计错误和工艺性故障。
1）脱机检查
用万能表或逻辑测试笔逐步按照逻辑图检查机中各器件的电源及各引脚的连接是否正确，检查数据总线、地址总线和控制总线是否有短路等故障。有时为保护芯片，先对各管座的电位（或电源）进行检查，确定其无误后再插入芯片检查。
1.5.2仿真调试
暂时排除目标板的CPU和EPROM，将样机接上仿真机的40芯仿真插头进行调试，调试各部分接口电路是否满足设计要求。这部分工作是一种经验性很强的工作，一般来说，设计制作的样机不可能一次性完好，总是需要调试的。通常的方法是，先编调试软件，逐一检查调试硬件电路系统设计的准确性。其次是调试MONITOR程序，只有MONITOER程序正常工作才可以进行下面的应用软件调试。
1.5.3硬件电路调试的一般顺序
1）检查CPU的时钟电路。通过测试ALE信号，如没有ALE信号，则判断是晶体或CPU故障，这称之为“心脏”检查。
2）检查ABUS/DBUS的分时复用功能的地址锁存是否正常。
3）检查I/O地址分配器。一般是由部分译码或全译码电路构成，如是部分译码设计，则排除地址重叠故障。
4）对扩展的RAM、ROM进行检查调试。一般先后写入55H、AAH，再读出比较，以此判断是否正常。因为这样RAM、ROM的各位均写入过‘0’、‘1’代码。
5）用户级I/O设备调试。如面板、显示、打印、报警等等。
1.5.4软件调试
软件调试根据开发的设备情况可以有以下方法：
1）交叉汇编
用IBMPC/XT机对MCS—51系列单片机程序进行交叉汇编时，可借助IBMPC/XT机的行编辑和屏幕编辑功能，将源程序按规定的格式输入到PC机，生成MCS—51HEX目标代码和LIST文件。
2）用汇编语言
现在有些单片STD工业控制机或者开发系统，可直接使用汇编语言，借助CRT进行汇编语言调试。
3）手工汇编
这种方法是最原始，但又是一种最简捷的调试方法，且不必增加调试设备。这种方法的实质就是对照MCS—51指令编码表，将源程序指令逐条地译成机器码，然后输入到RAM重新进行调试。在进行手工汇编时，要特别注意转移指令、调用指令、查表指令。必须准确无误地计算出操作码、转移地址和相对偏移量，以免出错。
4）以上3种方法调试完成以后，即可通过EPROM写入器，将目标代码写入EPROM中，并将其插至机器的相应插座上，系统便可投入运行。
硬件、软件仿真调试经过硬件、软件单独调试后，即可进入硬件、软件联合仿真调试阶段，找出硬件、软件之间不相匹配的地方，反复修改和调试。实验室调试工作完成以后，即可组装成机器，移至现场进行运行和进一步调试，并根据运行及调试中的问题反复进行修改。
1.5.5调试
单片机控制技术应用越来越广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。对工程技术人员来说，抓住系统的原理构成、软件设计、硬件设计以及系统调试方法的要点是十分必要的。根据工作经验，前面叙述的系统调试方法将会有助于从事这方面工作的技术人员及本专业的学习者。
第2章单片机的空调控制系统技术和量化要求
2.1空调控制系统的数字化控制
（以Infineon的8位单片机C504/C508）为例
2.1.1模糊智能控制
与普通空调的运行方式不同，变频空调的压缩机需要连续运行。其速度调节变得更加重要，要确保室内温度波动限制在较小范围内。事实上永磁直流无刷电机是一个多变量，非线性，强耦合的对象，需要智能控制才能取得比较满意的效果。考虑到8位单片机的资源有限，本系统采用模糊控制来实现电机转速的控制。因为C504/C508的CCU单元的通道0在块交换模式下降了参与电机换相外，还可用来完成捕获动作，故这个通道可以同时用于电机速度检测。系统所用的模糊控制规则如下式：U=αE+（1-α）E式中，E为位速度误差，Ec为速度误差变化率，α为加权系数，在0和1之间取值，U为控制器输出。通过调整加权系数，本系统可以对控制规则进行在线修正。
2.1.2功率变换电路
功率变换电路及其驱动和保护是直流无刷电机调速系统的最核心的部分。功率变换电路主要是整流桥和逆变桥。目前在国内变频空调产品中这部分电路的角色主要是由智能功率模块（IPM）来充当。所谓IPM，就是将功率变换电路，驱动，保护，检测，辅助电源都集成在一个模块内。
2.1.3单片机控制系统中控制算法
(1)直接数字控制
当被控对象的数学模型能够确定时，可采用直接数字控制。所谓数学模型就是系统动态特性的数学表达式，它表示系统输入输出及其内部状态之间的关系。一般多用实验的方法测出系统的特性曲线，然后再由此曲线确定出其数学模型。现在经常采用的方法是计算机仿真及计算机辅助设计，由计算机确定出系统的数学模型，因而加快了系统模型的建立。当系统模型建立后，即可选定上述某一种算法，设计数字控制器，并求出差分方程。计算机的主要任务就是按此差分方程计算并输出控制量，进而实现控制。
(2)数字化PID控制
由于被控对象是复杂的，因此并非所有的系统均可求出数学模型，有些即使可以求出来，但由于被控对象环境的影响，许多参数经常变化，因此很难进行直接数字控制。此时最好选用数字化PID（比例积分微分）控制。在PID控制算法中，以位置型和增量型2种PID为基础，根据系统的要求，可对PID控制进行必要的改进。通过各种组合，可以得到更圆满的控制系统，以满足各种不同控制系统的要求。
2.2单片机控制系统的数字化
2.21采用数字化负荷随动控制理论
运用现代化计算机技术、数字化自动控制技术，对中央空调设备运行进行综合、优化；针对中央空调主机和辅机系统运行的工况和末端负荷的变化，采集其瞬间多种变化参数，对负荷进行随动跟踪；自动、准确、及时地对冷冻（温）水泵、冷却水泵、冷却塔风机设备的运行参数进行采集，对系统各设备自动进行实时优化控制，使中央空调主机运行环境得以优化，使得主机工质和辅机系统各种流量跟随末端负荷的变化而同步变化，确保中央空调系统在满足舒适性的前提下，大幅度降低系统的能源消耗。即把负荷运行所不需要的，而系统运行又将会产生的这部分多余的冷量节省下来。
2.22中央空调数字化负荷随动节能控制系统
控制精度高，同频精度和稳定性好，可使中央空调系统节能达到20%以上。该技术、产品在国内、国外处于领先水平，具有高效节能、安全、舒适和方便管理的显著效果。
第3章结论
单片机控制技术应用越来越广泛，其核心技术是单片机控制系统的设计。对工程技术人员来说，抓住系统的原理构成、软件设计、硬件设计以及系统调试方法的要点是十分必要的。随着我国经济实力的增长，开发新产品的思路上过去那种过多注重价格因素而使新产品开发上不了档次的弱点有所改善，开始注意使用当前最先进的单片机开发高档次的产品。由于单片机的开发手段目前仍以仿真器为主，公司能否提供廉价的仿真器，提供方便的技术服务与培训，较之能否提供高性能、低价位的单片机有着同等的重要性。各单片机厂商在开发工具以及技术服务方面也进行着激烈的竞争。这种竞争与推出新型的单片机以显示高技术方面的优势是相辅相成的。竞争的结果是为单片机应用工程师提供更广阔的选择空间，而最终受益的是单片机产品的消费者，由于单片机对各行各业都有用，这种电子技术的进步导致各行各业的进步，也带动了人类文明的进步。
【参考文献】
[1]夏路易,石宗义《电路原理图与电路板设计教程Protel99SE》北京希望电子出版社2002
[2]张义和《ProtelPCB99电路板设计教程》青岛出版社2000
[3]陈杰,黄鸿《传感器与检测技术》高等教育出版社2002
[4]吴金戍,沈庆阳,郭庭吉《8051单片机实践与应用》清华大学出版社2001
[5]张迎新、杜小平、樊桂花、雷道振《单片机初级教程》北京航空航天大学出版社2002
[6]吴金戌、沈庆阳、郭庭吉《8051单片机实践与应用》清华大学出版社2002.
[7]数字电子技术
[8]模拟电子技术
[9]单片机原理机接口技术
[10]赫建国，郑燕，薛延侠.单片机在电子电路设计中的应用.清华大学出版社2006-5
[11]南建辉等.MCS51单片机原理及其应用实例.清华大学出版社2004
[12]李玉峰，倪虹霞.MCS-51系列单片机原理与接口技术.人民邮电出版社2004-5
第5章致谢
本论文设计在（）老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体的写作过程，无不凝聚着（）老师的心血和汗水，在我的毕业论文写作期间，（）老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，没有这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业论文。在此向（）老师表示深深的感谢和崇高的敬意。
在临近毕业之际，我还要借此机会向在这四年中给予了我帮助和指导的所有老师表示由衷的谢意，感谢他们四年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。
空调控制系统范文3
关键词：独立新风系统(以下简称DOAS)；吊顶冷辐射板(以下简称CRCP)；太阳能电池板（以下简称SOLAR）
空调系统用电负荷日益加大并与电网用电高峰重叠，是导致我国夏天用电高峰紧缺以及电网运行不经济的重要原因。空调系统占据居民用电量已经超出百分之二十左右。应用太阳能储热实现室内空气调节的研究对节能减排有着重要的作用。
本系统的主要特点是：采用独立新风系统(以下简称DOAS)来解决室内空气品质问题，采用吊顶冷辐射板(以下简称CRCP)和太阳能电池板（以下简称SOLAR）的技术来解决空调与供电问题。总体上称为DOAS+CRCP+SOLAR系统。系统如图1所示
图1 系统原理框图
Fig.1 System Block Diagram
2010太阳能十项全能竞赛（欧洲赛区）
一、SOLAR系统
1、该部分的组成主要有，小型气象仪、主动式太阳能电池板（PV板）、辐射板、控制系统、逆变器、蓄电池、监控系统以及电能表等
2、系统的工作原理是，小型气象仪实时更新当地的天气情况，包括阴晴、温度、湿度、风向、风力等等，并且将这些数据传到监控系统。监控系统根据所在位置的经纬度计算出太阳每天的运行轨迹，然后实时调整PV板的方位，以便达到最大功率跟踪。而辐射板是黏贴在PV板的背面，PV板通过光电效应将太阳能转化为电能，与此同时，PV板温度将会持续上升，其发电效率随温度升高而降低。为此，采用水冷系统来降低PV板的温度，提高PV板的发电效率。通常可以提升百分之五的效率。而这部分热水能量储存在水袋中，作为室内空调夜间加热热源。光伏发电的逻辑优先顺序为：首先满足负荷用电，多余部分为蓄电池充电、再剩余部分向电网送电。用电的逻辑优先顺序为：优先应用PV板产生的电能、而后使用蓄电池电能、如果光伏发电量不足并且蓄电池储能不足时采用电网供电。
3、供电系统如图2所示：
图2 供电系统简图
Fig.2 Power system diagram
4、本SOLAR系统的多模式控制策略：
模式1：
当PV板发电量大于负荷耗电量，且蓄电池已充满或接近浮充状态时，开关K1，K2均闭合，系统联网运行，光伏部分的剩余电能可以满足蓄电池的充电需求，并向电网侧送电。
模式2：
当PV板发电量大于负荷耗电量，且蓄电池未充满，若蓄电池荷电状态较低，蓄电池处于容量较低的状态，则K1断开，K2闭合，系统以孤网模式继续运行，由PV板负责对蓄电池进行充电，因K1断开，避免了电网对蓄电池进行充电。
模式3：
当PV板发电量小于负荷耗电量，若蓄电池电量充足，则K1断开，K2闭合，系统处于孤岛运行模式，由蓄电池负责补充系统功率缺额。
模式4：
当PV板发电量小于负荷耗电量，若蓄电池容量低于一定的下限，为了避免蓄电池的过放电，则断开蓄电池开关K2，闭合开关K1，系统联网运行，由电网弥补系统功率缺额，蓄电池仅负责通讯设备的电力供应。
二、CRCP系统
辐射板有金属辐射板(图1)和土建辐射板(图2)等多种形式。金属辐射板可作为室内吊顶的一部分，使用较方便。为防辐射板结露，其冷水供水温度应高于室内空气露点温度2～3℃ ，一般为16～18℃ ，采用的供、回水温差一般为3℃。
1、吊顶冷辐射板系统包括：金属辐射板、控制器LOGIX5000（AB公司）、PLUS400模块（上位机显示）、ETHERNET模块、RS232模块、DI模块一个、DO模块四个、AI模块一个、AO模块一个、RTD（热电阻）模块、Pt100/ Pt1000等热电阻若干、温湿度传感器、电动调节阀以及开关阀、新风换气机、水源热泵、水泵冷热水箱。
2、软件控制程序的功能：
1）空调系统显示器与PLC通讯程序
2）控制器I/O接口调试程序
3）阀门以及泵的控制程序
4）空调系统、新风系统以及太阳能系统的联动程序
5）空调系统双闭环的PID控制程序。
图3空调系统流程图
Fig.3 Air-conditioning system flowchart
3、冷热水系统多模式方案
本系统采用的是金属辐射板，布置在屋顶以及墙面，在主管路以及室内主要分区均设有电动调节阀，从而可以实现分区优化控制。工作模式有：
模式一：白天制冷
白天，室内温度较高，需要制冷。此时，PLC控制器首先根据室外传感器传回的数据，判定外部空气是否符合作为室内空气冷源的要求，1）如果符合要求，可以通过开启天窗、以及其他侧立面的窗户进行制冷，2）如果不符合要求，那么可以利用冷水箱的冷水进入辐射板进行制冷，3）如果上述均不符合要求，那么开启热泵进行制冷，将冷量排到冷水箱，热量排到热水箱。
模式二：白天制热
白天，室内温度较低，需要制热。此时，PLC控制器首先根据室外传感器传回的数据，判定外部空气是否作为室内空气热源的要求，1）如果符合要求，可以通过开启天窗、以及其他侧立面的窗户进行制热，2）如果不符合要求，那么可以利用热水箱的热水进入辐射板进行制热，3）如果上述均不符合要求，那么开启热泵进行制热，将冷量排到冷水箱，热量排到热水箱。
空调控制系统范文4
关键词：中央空调；STC11F08XE；PID参数优化；红外线控制
中图分类号：TM925.12 文献标识码：A
在智能建筑高速发展的今天，中央空调是成为楼宇自动化系统的主要监控对象之一。由于中央空调系统庞大，反应速度较慢，滞后较为严重，致使其每年的耗电量约占建筑物总用电量的50%～60%左右[1]。目前中央空调系统应用越来越广泛，几乎所有大型新建建筑都设有中央空调系统，其发展也越来越往节能、健康方向过度。如何采用先进技术对中央空调进行控制，使其更好地克服耗电量大，滞后严重已然成为面临的首要问题之一。本文针对传统单片机片内资源少，性能及工作速度慢的缺陷，采用STC系列增强型8051单片机对中央空调进行硬件设计和软件设计。
1 中央空调控制系统硬件设计
1.1设计原理
中央空调调节室内温湿度是人们获得较舒适的办公环境。当室内人们有需求时，通过红外线遥控装置对中央空调内部核心STC单片机进行指示，单片机通过调节温度传感器、湿度传感器对新风口、回风口温湿度进行检测，当调节阀收到检测的反馈信号时，会自动调节其开度大小。此时，新进入的新风将同室内的回风混合，形成混合风。当风管内混合风温度过高时，电机会带动表冷器对其进行降温处理，冷热水进行PID调节。当风管内混合风体湿度不够时，喷淋泵对其进行加湿，此过程都有变频器参与。当中央空调内混合风温湿度差较大时，负荷量随之将变大，变频器自动增加水泵转速。反之，减少其转速。变频器的加入使中央空调的各个泵组和冷却塔风机的运行跟随负荷的变化而同步变化，可以在能够保证负荷需求的前提下，实现中央空调的的最大节能。经过调节的混合风送达送风口时，温湿度传感器会再一次进行检测，来确定送入室内风体的温湿度。经过A/D转换，将其具体温湿度值显示在液晶显示屏上供人们确认。中央空调设计原理如图1所示。
图1 中央空调系统图
1.2 硬件选型
此次设计的硬件选型主要包括微控制器、温度传感器、湿度传感器、调节阀、变频器和风阀执行器等相关硬件的选型。其硬件选取清单如表1所示。
表 1 中央空调硬件选取清单
序列 类型 所选硬件
1 微控制器 STC11F08XE
2 温度传感器 DS18b20
3 湿度传感器 SHT11
4 变频器 MICROMASTER430
5 调节阀 Danfoss
6 风阀执行器 GBB161.2E
本次设计选用的微控制器为STC11F08XE，相比传统的8051内核单片机而言，在片内资源、性能以及工作速度上都有很大的改进，尤其是采用了基于Flash的在线系统编程ISP技术。同时选择片内资源时也自动遵循“够用”原则，保证了单片机系统的高性能和可靠性。STC11F08XE单片机集成了增强型8051CPU、8KB Flash程序存储器、1280字节的RAM、全双工异步串行接口UART和MAX810专用复位电路及硬件看门狗。温度传感器DS18b20是全数字温度转换及输出的传感器。具有先进的单总线数据通信，最高分辨率可达到12位。可选用寄生的工作方式，方便多机挂接，可以适应不同的硬件系统。湿度传感器SHT11是一款数字湿度传感器，其高度集成，可将湿度感测、信号变换、A/D转换和加热器等功能集成一体，可提供湿度补偿测量值和高质量的露点计算功能。MICROMASTER430变频器模型具有6个可编程的带电位隔离数字输入，2个模拟输入，2个可编辑的模拟输出，3个可编辑的触电器输出，具有启动和滑差补偿的功能，内置的高级PID调节器。混水机调节开度反馈和冷水调节开度反馈选用的是Danfoss调节阀。Danfoss调节阀的驱动器可接收4～20mA的控制信号，输出信号为0～10V，输入信号具有分段功能。阀门带有行程自检功能，能够自动检测阀杆的最高位和最低位，并分配给相应电压信号。同时，阀位还具有现实开度位置的功能。风阀执行器GBB161.2E中带有内置选项，同时具有偏差、定位信号、阀位显示、反馈电位计以及可调的辅助开关。
2 中央空调控制系统软件设计
本次软件设计的主要部分是中央空调的温湿度控制。其流程图如图3所示。所以对电机控制和模数转换温湿度检测进行软件编程。用Ptotel软件绘制设计原理图，主要包括：主电路部分、USB下载部分、外扩引脚部分和电源部分；选取Keil uvision软件对温湿度控制进行编程，包括温度检测、湿度检测、PID调节和各个电机的启动停止等；使用ISP-STC烧录软件将编辑好的程序烧录到计算机中。在ISP-STC中选定单片机型号，点击“打开文件”并在对话框内找到编译好的程序文件进行下载，手动按下电源开关便即可把可执行文件写入单片内部。最终与焊接好的硬件版相连，板上的液晶显示器显示当前室内温湿度，本设计的软件部分采用C语言与汇编语言相结合编程。
图2 中央空调控制系统软件设计流程图
3遥控与显示部分设计
本次设计也选用红外线遥控来控制中央空调中STC11F08XE单片机运行即电机启停和温湿度检测。当然此红外线遥控上需配备一个红外线发射管，当与电器的红外线接收端形成对射的状态时，就会达到遥控的作用。此次红外遥控采用555电路产生脉冲信号，其振荡电路所产生的特有的频率脉冲会通过驱动红外线发射管所发出的相同频率的信号，来实现红外线控制。其设计框图如图4所示。当中央空调将调节好的新风由送风口送入室内时，前风量的温湿度会由液晶显示屏显示。液晶显示屏有两块板构成，当给其内部液晶施加一个电场，会改变其内部分子排列，从而使液晶层中的液滴形成屏幕上的像素。此次设计将液晶显示屏与温湿度检测电路板相连，配合软件编程可读出室内当前温湿度。
图3 红外线遥控设计框图
5 结语
本文以STC11F08XE单片机为控制核心对央空调进硬件与软件设计。在控制上采取传统PID调节与嵌入式蚁群仿生算法相结合的方法对中央空调的冷热水调节和温湿度检测进行控制。红外线远程遥控机组动作，液晶屏显示中央空调控制结果。通过本文的中央空调系统控制研究为办公楼宇中央空调的智能化控制奠定了一定的理论和实验基础。
参考文献
[1]祁增慧，赵艳秋. 基于 LonWorks 的中央空调PID控制系统的设计[J].电气应用，2011，30（15）：75-77.
[2]梁庆君，民用商住楼中央空调施工设计中存在的问题与对策[J].科技创新导报，2013（5）：120-122.
[3]王振臣. LonWorks 总线与模糊 PID 控制在空调系统中的应用[J].工业控制计算机，2007，20 （11） ：20- 21.
[4]范兴龙. 冰蓄冷地源热泵中央空调设计及经济分析[J].发电与空调，2012，33（5）：80-83.
空调控制系统范文5
制冷空调产品检测装置是检测和衡量制冷空调产品的质量的方便易行的手段以及为产品开发研究提供精准的试验数据的无可替代的工具。制冷空调检测控制统是指基于焓差法的试验方法称之为风侧式空调测试和在标准规定中的水测量热计法的标准之下的为水侧测试，对所要检测的空调设备进行综合性能检测以及处理的半智能型控制系统。由于本系统具有优先使用频繁、耗电量相比其他系统要大以及对检测装置的节能设计和人性化要求愈来愈高。制冷空调产品检测装置控制系统水平的高低,检测装置的测量精确度和装置的稳定程度取决于系统的精确控制上，同时也是试验装置技术所代表的先进水平的非常重要的标志之一。本文将就在制冷空调产品过程中可能以及必不可少出现的空气处理装置及空调，不方便进行远程操作的冷水处理机组和在冬天以最优工况运行二十四小时制冷较为困难的问题作优化设计。
2制冷空调产品检测装置控制系统的基本工作原理
2.1系统组成
此检测控制系统由包括空气处理机、空气取样装置以及风量测量装置等在内的测试间一和由仅包括空气处理机和空气取样装置在内的测试间二，加上两个测试间相互连通的水路系统共同组成。在实际测试中根据被测类型选择测试间。
2.2空调检测系统的调控
制冷空调一二分别用于模拟室内环境，为制冷空调工作的室内环境的提供相应的操作条件。制冷空调设备调整室内和室外温度，电加热线圈提供热源，并可自动调整室内和室外的电气环境加热量和加湿量。两试验间室内和室外的温度和湿度的控制，连接两个测试水调节系统是通过冷水机组与电加热装置，恒温箱提供同时提供冷水温度和水箱，从而保证水箱的恒定热源的提供，并通过调控恒温水箱各种加热强度及三通阀开度的大小来控制被检测制冷空调进出水的温度。
2.3检测系统测量和计算
根据GB/T7725-1996的要求，被检测的制冷空调称为单元式风冷空调机，需实时记录室内温度的基本数据，湿度和入口和出口之间的压差试验室。根据国标的规定，如果被检测的制冷空调为风冷式进水流量和水侧出口水温必须由冷水机组、风机盘管机组提供。根据检测数据，通过计算机实时监测得出的被检测制冷空调的电功率和能效比，冷量和热量等检测参数。
3制冷空调检测系统的原理
为了实现机器的温度和入口和出口温度调节灵活，控制方案如下所述：通过可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）控制被测机器、空气处理机、风冷冷水机、水泵等设备的开启和停止，然后实时压力，温度采集系统，系统的流量信号，通过计算机实时监测数据和计算与制冷空调试验，冷却能力和设备，操作系统电源状态，设备，能源效率比系统流量测试标准规定值。
4控制系统优化方案
现阶段制冷空调产品性能实验装置测控系统的特点有：控制精度高，自动化程度高，抗干扰能力强，工况稳定性好，性能价格比高。此阶段制冷空调产品性能试验装置的测控系统的各个部分之间已不再是相互独立的，而是通过系统的数据通讯总线互相协助共同完成试验操作。
4.1系统的无干扰切换控制
控制系统优化方案：对控制系统的出厂标准配置的基础上，对系统的远程控制功能增加，和双向操作无扰动切换，为了实现这种设想，在空气处理器的控制系统和冷水机组的标准配置可用于增加远程启停控制点。即将远程设备停止、开启信号引入PLC系统进行控制。
4.2为解决冬季制冷连续运行24h的方案
控制系统优化方案：在寒冷的冬季制冷运行时，由于空气处理机组，风冷冷水机组冷凝温度太低，造成机组停机保护，从而破坏试验条件下的操作。因此，自动监测和冷凝液的温度调节是通过增加操作装置实现的，传感器、压力变送器等。为了实现这一目标，冷凝风机连接到逆变器，在压缩冷凝机组吸气压力加压力变送器的测量点，操作者双手套百分比转换一套冷凝压力值，使用内置的PID调节功能的逆变器，逆变器的输出调整，为了保证冷凝压力值设置范围。
4.3结果与分析
系统无扰动切换控制的实现，节省人员成本，是由机器来完成安装，只需要一个操作者管理可以安全方便的设备操作和维护工作。并且线路简化，设备的运行故障率比较低，线路维护以及检修的工作量大大减少。有时与触摸屏结合使用，不仅可省却按钮、指示灯，节约空间，还具有动态的显示系统流程及主要参数，以及指导操作、记录故障等功能。冷凝温度的自动监测和调控，不仅全面解决寒冷的冬季运行24小时制冷问题，通过变频器的使用，可以在非满负荷运行，节约用电，以达到节能的目的。
5结语
空调控制系统范文6
关键词：集中空调；变风量；智能控制；前景
中图分类号：TB494 文献标识码：A 文章编号：
随着我国城市的发展，经济的增长，集中空调的应用日益广泛，特别是在一些大型商场、办公楼等等大型公众场所中，更是发挥了重要作用。在信息化技术高速发展的今天，空调智能控制应用于集中空调系统中，实现了变风量空调系统的智能化控制，解决了变风量空调对控制的依赖性。正确地完成变风量空调系统控制设计是变风量空调系统设计的重点，也是系统成功与否的关键。
一、集中空调变风量系统智能化控制技术的应用
变风量空调系统区域温度可控，满足了个性需求；部分负荷时，采用变频装置调节风机转速，大大减降低了风机能耗；保持定风量空调系统空气过滤效率高、室内空气品质好、室内相对湿度低，热舒适性好的特点；通过改变新风比还可利用室外新风进行自然冷却，并可实现低温送风；系统无水管进入空调区域。其突出的优点、性能，深受用户欢迎。但在实现智能控制上，也经历一段艰难的实践摸索过程。最初是采取以下的方法进行“智能”控制的：
1、变风量末端控制
变风量末端按温控区设置，每个变风量末端需控制器，由对应温控区内的室内温控器控制。控制器是变风量末端装置控制系统的核心，它将被调量与定值进行比较，得出偏差值，然后参照预先设定的控制规律，调节风阀的开度，是被调量等于或接近于给定值。变风量末端装置控制器采用连续性控制规律。
2、系统风量控制
（1）控制原理：空调器AHU的风量控制是变风量空调系统最主要的控制内容之一。本工程选用变定静压法控制系统风量。变定静压法的控制逻辑：根据各独立分区的变风量末端装置控制器提供给中央监控系统的数据，按各分区最大静压需求值重新确定静压设定值。系统静压值尽可能设置得低些，直至某分区的末端装置调节风阀全开。
变定静压法原理图
（2）静压设定点：变定静压控制法仍需设置静压测定点。由于静压设定值可随时根据需求重新设定，静压设定值的大小变得不那么重要，它仅起到初始设定作用。系统静压初始设定点应设置在离空调器出口约1/3处的主送风管上。
二、智能控制技术的逐步发展，在变风量空调系统中的新应用
随着智能控制技术的不断成熟进步，目前主要分为：分级递阶控制系统，专家控制系统，人工神经网络控制系统，模糊控制系统，学习控制系统等几种。
这里主要介绍一下：模糊控制系统 、人工神经网络控制系统、专家控制系统在变风量空调系统中的应用。
1、模糊控制
模糊控制是以模糊集理论为基础，以模糊语言变量和逻辑推理为工具，利用人的知识和经验，将直觉纳入到决策之中的一种智能控制方法。它是利用模糊及理论设计的，无需知道被控对象精确的数学模型，而且模糊算法能够有效地利用专家所提供的模糊信息和知识，进而能够处理定义不完善或难以精确建模的复杂过程。三十多年来，模糊控制及其算法在工程领域取得的明显应用效果，使人们坚信在原有控制理论基础上纳入模糊控制，是解决非线性不确定系统控制问题的有效途径之一。
模糊模型是用模糊语言和规则描述的一个系统的动态特性及性能指标。实践证明，它具有如下几个特点:
(l)易于实现对具有不确定性的对象和具有强非线性的对象进行控制；(2)对被控对象特性参数的变化具有较强的抗干扰能力； (3)对于控制系统的干扰具有较强的抑制能力。
模糊控制理论和技术是智能控制领域中非常有前途的一个分支，在工程上也已经获得了很多成功的应用。1974年，英国学者Mamdani利用模糊语言构成的模糊控制器，首次将模糊控制理论应用到蒸汽机和锅炉的控制中。1979年，英国学者Procrk和Mamd耐研究出一种自组织的模糊控制器，标志着模糊控制器智能化程度向高级阶段发展。1980年代末期，日本科学家成功地将模糊控制理论运用于消费产品控制和工业控制，在世界范围内掀起了应用的。
2、人工神经网络
人工神经网络是由大量神经元处理单元广泛互连而形成的网络，是一个高度复杂的非线性动力学系统。它是对人脑功能的抽象和模拟，能够反映人脑的基本特性，特别适合处理需要同时考虑许多因素和条件的、不精确和模糊的信息处理问题。
智能建筑VAV空调(变风量空调)系统就是比较典型的人工神经网络。VAV空调系统的特点是节能潜力大，控制灵活，然而VAV系统需要精心设计、施工、调试和管理，否则有可能产生新风不足、气流组织不好、噪声偏大、节能效果不好等问题。VAV空调系统能否正常运行在很大程度上要依靠控制系统，VAV空调系统的控制系统基本上都采用VPT法（变静压变温度法)，机理是由各VAV的要求风量计算出系统的要求风量进行前馈控制，同时根据各VAV阀位开度和系统送风量静压是否满足，进行反馈控制，控制方式基本上采用多个回路的PID控制，基本结构见图1所示。由于VAV空调系统是一个高度非线性系统，PID控制在面临复杂的环境时，控制效果很差。因此，运用智能控制方法从全局对系统进行控制，不需要对系统建模，可解决以往控制回路由于耦合带来的许多控制性能问题。神经网络控制已经开始运用在VAV空调系统中，主要是与PID控制结合，对送风量进行智能控制，获得了很好的效果。
图1VAV空调机组变静压控制原理图
3、专家系统
专家系统是一种人工智能的计算机程序系统，具有相当于某个专门领域的专家的知识和经验水平，以及解决专门问题的能力，其主要由知识库和推理机两个部分组成成。
基于MAS的协作智能专家系统，将MAS与专家系统相结合，并集成模糊控制、神经网络等人工智能技术，形成一个优势互补系统，共同实现分布式中央空调系统的整体优化控制与节能。系统的模型见图2所示，主体框架基于MAS，充分利用Agent具有的自主性、自治性、社会性和智能性等特性，实现系统资源全局共享和协调控制，从而较好地解决了中央空调系统分解和协调控制的问题。每个子系统由相应的子Agent进行控制，对于易于建模的子系统，在构造子Agent的反应模块和规划模块时，采用常规的控制方式；对于难于建模，动态特性变化较大的子系统，通过集成模糊控制、神经网络控制等人工智能技术来设计模块，实现局部子系统的智能控制。将该控制器应用于恒温恒湿空气调节中央监控系统后取得了良好的控制效果。
图2MAS智能专家系统的模型结构
三、结语
在能源日益缺乏、环保问题日益严重的今天，发展绿色建筑、智能建筑是大势所趋，只有这样才能既满足人们对建筑不断增长的功能要求，又能最大限度地节约资源，降低能耗，减少污染。本论述分析了模糊控制、神经网络、专家系统等智能控制技术在智能建筑空调系统的应用。研究表明，智能控制技术是智能建筑发展的一个重要方向，能够提供更好的控制策略，使智能建筑达到节能环保的目的。
参考文献
[1]代睿,曹龙汉.智能控制技术在智能建筑空调系统中的应用[J].甘肃科技纵横. 2010(06)
