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空调控制范文1
【中图分类号】 TU831.39 【文献标识码】 C【文章编号】 1727-5123（2011）02-140-02
1引言
变风量系统（Variable Air Volume System， VAV系统）20世纪60年代诞生在美国，它根据室内负荷变化或室内要求参数的变化，自动调节空调系统送风量，从而使室内参数达到要求的全空气空调系统。由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行，所以，风量的减少带来了风机能耗的降低。变风量空调系统中风量的调节等主要依赖于控制系统，在很大程度上变风量空调系统的成败取决于控制系统的正常运转。下面将结合一个工程实例对变风量空调系统的控制进行分析。
2工程概况
江苏昆山市某项目，总建筑面积59890m2，地下一层，地上19层，其中1～3层为裙楼，4～19层为办公区域。4～19层采用变风量空调系统，1～3层采用定风量空调系统和风机盘管加新风系统。空调水系统采用四管制，空调冷热水分开。该项目变风量空调系统为单风道变风量系统，外区采用电加热型变风量末端，内区采用单风道变风量末端装置，所有变风量末端装置均为压力无关型末端装置。变风量空调机组（AHU）送风机、回风机分别配置了变频器来调节风机送风量和回风量。同时变风量空调机组还采用了热回收转轮。考虑到空气品质问题，变风量空调机组内配置了纳米光子设备，主要用来净化室内空气。
3变风量空调系统控制
该项目变风量空调系统控制主要包括，系统风量控制、变风量末端（）控制、送风温度控制、新风量控制、送回风匹配及排风控制、过渡季节控制、热回收转轮控制等。
3．1系统风量控制。系统风量控制目前主要有三种方法，定静压控制、变静压控制、总风量控制。该项目采取静定压的控制方式，所谓定静压控制，就是在风管中设置静压传感器，测量该点的静压，进而调节风机的转速，使该点的静压值恒定不变。定静压控制的难点是确定静压传感器的位置，根据ASHRAE标准90．1～2001提出：“设计工况下变风量系统静压传感器所在位置的设定静压不应大于风机总设计静压的”［2］。本项目根据此建议，将静压传感器设置在AHU出风口后风管的处。如图1所示。因该项目主风管在AHU出风口一段距离后分成两个主干管。故在两个主干管上均设置了静压传感器，取它们中的最小值作为静压控制点，静压值初步设定在200－300pa之间，最后通过调试来确定合理的静压值。
3．2变风量末端控制。变风量末端装置是变风量空调系统的关键设备之一。空调系统通过末端装置调节一次送风量，根据负荷变化，维持室温。变风量末端装置的控制在变风量控制中至关重要，控制不当将影响室内温度和气流组织。该项目变风量末端装置均采用单风道压力无关型变风量末端（VAVBOX），外区采用电加热型VAVBOX。压力无关型VAVBOX控制原理为：房间或区域温度传感器将温度信号传给VAVBOX控制器，控制器将温度信号和温度设定值进行对比，计算出需求的风量，同时VAVBOX入口处风量传感器将实际测得的风量值传送给控制器，控制器将实际风量和所需风量进行对比，根据风量对比差值，控制器执行机构对VAVBOX风阀进行调节，从而达到所需风量。其控制原理如图2所示。该项目所有VAVBOX均配置了DDC控制器，并且在出厂前均进行了风量整定，漏风量、噪声测试等。该项目变风量末端安装完成后，在现场又进行了二次风量整定，此次整定与AHU的送风量调节控制同时进行，确保在实际静压下，风阀调节达到所需的风量。
3．3送风温度控制。该项目通过楼层DDC控制器对送风温度进行控制，在送风管上（AHU出口处）设置温度传感器，用于检测送风温度，温度信号送至DDC控制器，DDC控制器按PID调节规律调节冷热水调节阀，保持送风温度不变。当达到最小风量时，如果负荷继续变化，将采用变送风温度来调节，保证系统冷热量满足房间负荷。该项目在设备订货时要求冷热水调节阀门具有自动复位功能，当空调风机停止运转时，复位至常闭位置，以达到节能目的。
3．4新风量控制。新风量处理方式一般分为两种，分散处理方式、集中处理方式。该项目采用分散处理方式，即从幕墙百叶直接引新风到AHU机组，中间设置新风阀，新风量控制主要是通过调节新风阀来实现的，新风量控制的重点是确定新风量，新风量过小，室内空气品质得不到保证，新风量过大，造成能源浪费。该项目采用CO2浓度作为室内空气质量的标准，尽管CO2浓度不能完全代表室内空气品质，由于AHU中配置了纳米光子设备，该设备主要用于清除室内空气中的有机挥发物（VOC）等，故该项目的新风量根据CO2浓度值来进行调节。CO2浓度传感器设置在主回风管上，当回风管中CO2过浓度超过设定值时（700ppm），新风阀根据比例开大，反之关小，但应保证一个最小新风量的阀位限制。
3．5送回风匹配及排风控制。由于该项目变风量空调机组（AHU）分别单独设置了送风机和回风机，故涉及到送回风匹配的问题和排风控制问题，该项目中回风量随送风机送风量变化。当送风量增加时，回风量也同比例增加，当送风量减少时，回风量也同比例减少。排风系统控制主要参考新风量的控制，新风和回风之和为送风量，原则上新风量应该与排风量相同，但为了保持室内为正压，排风量应略小于新风量。对变风量系统，当新风量增加时，排风量也相应的增加，新风量减少时，排风量也相应的减少。该项目中排风量设置为新风量的80～90％。新风调节阀、排风调节阀与送风机、排风机连锁，若空调风机停止运行时，所有风阀应能自动关闭。
3．6过渡季节控制。考虑到节约能源，在过渡季节，应尽量采用室外新风作为冷源。判断过渡季节是否开启全新风模式的方式有：焓差法、固定焓值法、温差法、固定干球温度法。该项目采用的是焓差法，通过比较新风和回风的焓值，当新风焓值小于回风焓值时，启动全新风模式，停止冷水机组供冷。该项目在室外设置了5组温湿度传感器，传感器采集温湿度信号并传送给DDC控制器，控制器将温湿度信号转换为室外焓值，取5组室外焓值的平均值，与室内回风管内平均焓值进行对比。当室外焓值小于回风管焓值时，DDC控制器使新风阀和排风阀打到全开状态，送风机和回风机全部在工频工作，末端VAVBOX风阀全部打开，冷水机组和水泵等停止运行。变风量空调系统进入全新风模式。
3.7热回收转轮控制。为了增加节能效果，该项目AHU配置了热回收转轮，热回收转轮的芯材由不燃吸湿性材料或带吸湿性涂层的材料构成，夏季时，低温低湿的排风通过芯材，使芯材冷却，热回收转轮旋转，使通过芯材的高温高湿的新风冷却。从而到达节能的效果。热回收转轮与送风机、回风机联动，通过DDC控制器三者同时开启、同时关闭。在过渡季节时（全新风模式），热回收转轮停止运行，与送回风机的联动取消。
4结束语
变风量空调控制系统在变风量空调系统中占有非常重要的位置，很多变风量空调系统在实际运行中达不到设计要求。主要原因之一是变风量控制系统达不到要求，如：控制系统设计、实施存在问题，控制策略方案选择不当等。故加强对变风量控制系统研究和分析非常必要。
参考文献
1孙宁等.变风量空调系统浅谈［J］．暖通空调，1997.27（5）：53～59
2叶大法等．变风量空调系统设计［M］．北京.中国建筑工业出版社，
空调控制范文2
关键词：暖通空调； 低效运行； 控制系统；
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。
空调控制范文3
【关键词】PC Access；CP5611；PROFIBUS-DP；空调控制系统
1.概述
西门子推出的PC Access软件是专用于S7-200 PLC的OPC Server（服务器）软件，它向OPC客户端提供数据信息，可以与任何标准的OPC Client（客户端）通信。PC Access软件自带OPC客户测试端，用户可以方便的检测其项目的通信及配置的正确性。此方案为新建洁净车间的空调控制项目，该车间共有四层楼，所以配备了八台中央空调，分别采用S7-200PLC进行控制，实时把采集到的回风温湿度、送风温湿度上传至上位机，上位机也能修改各控制参数，实现一体化的自动系统。
2.控制系统的选型及特点
2.1 硬件配置
上位机：CP5611；从站：S7-200（包含了DI、DO、AI、AO模块）；通讯模块：EM277；触摸屏：TD400C；开关电源：明纬MW开关电源；温湿度变送器：EE21系列；风速仪：EE65系列；阀门：HONEYWELL电动调节阀。
2.2 软件配置
WINCC 7.0SP1、STEP 7-MicroWIN、S7-200 PC Access
2.3 控制系统选型的特点
（1）PC Access所支持的协议
・PPI（通过RS-232PPI和USB/PPI电缆）
・MPI（通过相关的CP卡）
・Profibus-DP（通过CP卡）
・S7协议（以太网）
・Modems（内部的或外部的，使用TAPI驱动器）
（2）所有协议允许同时有8个PLC连接
（3）WINCC与S7-200通讯方法
a.短距离：CP5611和200用本身的PPI或MPI协议通过PC Access OPC服务器与WINCC通讯；
b.中距离：CP5611和200+EM277走PROFIBUS协议用PC Access OPC服务器与WINCC通讯；
c.中长距离：普通网卡和200+CP243-1走以太网协议通过OPC服务器与WINCC通讯。
2.4 网络组态
打开S7-200 PC Access软件，右击MicroWin设定PG/PC接口参数，如图1所示。选择CP5611 （PROFIBUS），单击属性，设定包括站地址，网络参数，如图2所示。并在刚建立的PROFIBUS网络上添加新的PLC，设定网络地址，如图3所示。
图1 图2 图3
在每个EM277模块设定PROFIBUS通讯地址，如图4所示。至此，下位机组态完成。
图4
打开WINCC组态软件，在变量管理右击选择添加新的驱动程序，在对话框中选择OPC.chn，右击OPC Groups（OPCHN Unit #1），条目中的“系统参数（S）”选项，弹出“OPC条目管理器”框，然后选择“Local”的计算机图标下的“S7200 OPC Server”再单击“浏览服务器”按钮如图5所示。
图5
最后变量导入：
全部选择随后出现在S7200 Server目录下的变量，并选择系统默认的“S7200_OPCServer”变量组名，这样，在PC ACCESS的变量就成功导入到WINCC里面了。
3.控制系统完成的功能及难点
（1）完成的功能
该系统完成了空调的控制要求，如启动/停止切换控制，现场信号的采集，对现场的监控。
（2）难点
通讯的问题，在使用连接电缆为PROFIBUS电缆（屏蔽双绞线）西门子PROFIBUS电缆，接头为PROFIBUS接头并带有终端电阻的情况下西门子给出以下波特率所以对于的安全距离。通讯波特率为187.5kbps时为1000m通讯波特率为500kbps时为400m通讯波特率为1.5Mbps时为200m通讯波特率为3.6Mbps和12Mbps时为100m因为现场的各个站点间的距离很远，所以设定通讯波特率为19.2kbps，加上西门子RS485中继器RS 485-REPEATER作信号的延续。
4.应用优势
（1）PC Access能在线查看各参数的实时情况，就可以快速判断各模拟量参数是否正常。
（2）采用了分布式设计，层次非常清楚。
（3）软件采用了模块化设计，思路很清楚。
（4）在生产线较长的工艺环境下，大大减少电缆的使用量，减少了故障率。
（5）WINCC采集到的数据能做成历史曲线，导出成报表的格式。
5.结束语
本系统实现了上位机与多台下位机的实时通讯，安全可靠，且互相不受影响。
参考文献
[1]西门子有限公司自动化与驱动集团编.深入浅出西门子S7-200PLC[M].
空调控制范文4
对变风量空调系统的研究开始于上世纪七十年代。七十年代到九十年代主要研究VAV空调系统的能耗问题，通过与定风量系统(CAV)与常规的风机盘管系统的能耗比较来改善VAV空调系统。相对CAV空调系统而言，VAV空调系统的送风量和送风再热量都有较大变化，较低的风机能耗及制冷负荷更加符合节能要求，对风机采用有效的调控措施，降低风机能耗是提高VAV空调系统能效的重要方法。通过对送风静压的监测实现对送风量的控制，送风机的变频调速与DDC控制相结合是这一时期VAV空调系统研究的主要方向，变频调速与变静压控制的有机结合使VAV空调系统具有了更大的节能空间。
2 变风量空调(VAV)系统控制发展
VAV空调系统的控制方式的发展大体上经历了三个阶段：第一个阶段，80年代开发并实际投入使用的定静压定温度控制形式；第二个阶段，90年代前中期开发并实际运用的定静压变温度控制形式；第三个阶段，90年代后期开发并实际运用的变静压变温度控制形式，在此阶段同时并存的还有总风量控制形式，已运用于实践。
目前，VAV空调系统已经成为欧美发达国家集中空调系统的主流模式。进入九十年代后，能源危机的紧迫使得日本对国内七十年代以前建设的中央空调系统进行改建或重建，将原有的定风量系统改造为变风量系统，并加大了对VAV空调控制系统的研究力度，形成了自己的控制模式及标准。目前，在我国发达地区新建公建项目中采用VAV空调系统者已占到较大比例。
我国虽然在VAV空调系统的理论研究上取得了不小的成绩，但具体到实践上与国外同类研究还有不小的差距，由于VAV空调系统真正在国内大范围得以推广使用的时间还很短，缺少实践经验，加之该控制技术相对复杂，控制环节多，尤其是对VAV空调系统控制部件的复杂性还存在研究上的困难，关键部件还需国外产品支持，另外价格较高、实际工程效果不理想等客观原因也阻碍了VAV空调系统的推广使用。
3 变风量空调(VAV)系统末端控制与装置
VAV空调系统的控制机理并不是很复杂，末端送风装置是实现变风量功能的关键，而选择何种控制系统并与末端送风装置进行有机结合是整个VAV空调系统最重要的环节之一。VAV空调系统并非是简单地在定风量系统上加装可调变速风机及末端装置，它还包括由多个控制回路所组成的控制系统，要保证VAV空调系统运行随着空调负荷变化而进行相应改变就必须依靠自动控制系统。变风量控制系统的主要作用是：自动调节系统送风量以适应房间空调负荷变化；通过相对独立的控制单元分别实现对不同房间、不同功能区域的不同温度参数要求；能够根据负荷变化自动调节送风主机的运行频率以降低空调系统运行能耗，实现节能目的。
目前在过程控制领域中应用最为广泛的控制器是常规PID(比例，积分，微分)控制器，简单、稳定性好、可靠性高等特点使其对于线性定常的控制是非常有效的，一般都能够得到比较满意的控制效果，至今在全世界的过程控制中有84％的控制器仍是PID控制器，VAV系统末端装置也大多采用PID)控制器。
PID控制以其巧妙的构思和良好的控制效果一度成为应用最广泛，实现最简单的控制策略。PID控制理论内涵给人们留下了较大的研究空间，关于PID参数自整定的方法也相继问世，但随着控制理论及应用范围的不断发展，控制对象也日趋复杂，有些系统的过程模型难以建立，并且具有高度的非线性、时变性；比如VAV变风量空调系统的时变控制，因此传统的PID控制策略就显露了它的不足。虽然研究人员试图通过简化控制算法或采取优化集合控制等来解决这一不足，但效果并不很理想。
基于PID控制所存在的问题，相关研究人员根据变风量空调系统的特点结合控制技术在不断改进PID控制算法的基础上积极寻找其它更为高级的控制方式，通过实践，逐步将最优控制、自适应控制、模糊控制及神经网络控制等智能化控制手段应用于VAV空调系统的控制实践。
随着控制技术、空调技术的发展以及将二者相结合运用于建筑系统的发展趋势来看，VAV空调系统控制技术从最初的定静压控制到变静压控制再到后来直接数字控制、总风量控制再到智能化控制已经取得了很大的发展，其中清华大学有关学者提出的总风量控制法具有一定影响，该方法不采用静压送风量，而是根据压力无关型VAV空调系统末端装置的设定风量来确定系统送风总量并据此计算出送风风机的转速，从而对送风量进行控制。他们通过对总风量控制法与定静压控制法、变静压控制法的节能效果比较，认为虽然总风量控制法的节能效果虽不如变静压控制法，但因其没有压力控制环节，所以运行稳定性很好。另外，还有学者通过分析变VAV空调系统的局部控制，利用其送风末端装置风阀的开度作为各空调区域相关负荷的指示信号，提出送风静压优化控制方法。
4 变风量空调(VAV)控制系统模型
VAV空调系统主要应用于大中型建筑物，它是全空气空调系统与控制技术相结合并不断发展的产物。与常规的全空气空调系统相比，VAV空调系统最主要的特点就是在每个空调房间的送风管处设置一个VAV空调系统末端装置(VAV Box)，该末端装置的主要功能部件是一个风量调节阀门或末端调速风机。
在总风量控制下的VAV系统中, 当室内温空器实时监测到实际温度超出设定温度时，通过A／D转换将温差信号由各分支馈线传输给末端装置控制器，并同时将信号传输给VAV系统主控制器。通过对信号的比较处理，改变送风主机运行频率，改变送风量。而末端装置通过调整阀门开度或风机转速来控制进入房间的送风量，进而实现对各个房间的温度控制。末端装置的风量调节是通过其自身的控制系统来实现的，最简单的控制方式就是根据比较房间内实际温度值与设定温度值之间的差值来调节末端装置的风阀开度。但这种控制也存在一些问题：当某个房间达到设定温度而相应末端装置风阀开度保持稳定时，由于其它房间末端装置响应相应空调状况而做出调整时就会影响整个VAV空调系统送风压力，进而改变已调整稳定的房间末端装置，而空调负荷的热惰性又致使末端装置不会立刻进行调整性动作，等房间空调负荷交得较大并出现温度波动时，末端装置才采取动作，而动作的结果又反过来影响其它房间末端装置的控制效果。这样一种以动态响应为主连续参量、多环节的控制方式来保证环境温度与设定温度相一致是很困难的，其中任何一个环节年问题都会导致运行出现故障或是令系统功能大打折扣。比如，在送风管道上选择检测点的位置如何，能否准确代表系统送风状况，是否失真，再比如送风管道异常漏风时，还有，假如信号抗电磁干扰能力差等都会导致系统送风紊乱，送风主机运行频率异常，原有送风平衡被破坏，甚至无法进行系统运行调整等等问题。
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【关键词】wifi模块 局域网 监控空调 手机软件
1 引言
随着通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术的迅猛发展，促使了家庭生活的实现现代化，居住环境的舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们的生活习惯，提高了人们的生活质量，正是在这种形势下，本文提出了一种通过wifi无线局域网络对空调进行监控的系统。
本系统是以以太网、手机、带有远程监控接口的空调、wifi无线网的传输网络为物理平台，构成一个完整的空调控制系统。
2 方案设计
本文利用EMW3280wifi转串口模块来实现与远程监控空调接口通信，编机软件，利用手机在局域网中对空调进行监控。
2.1 硬件部分
局域网空调控制系统主要由四大部分构成，即空调与wifi模块之间交换信令部分、wifi模块与以太网之间数据交互部分、手机与路由器之间的通信。由于原有的空调使用的是控制器UART串口转成485接口进行远程控制，我们去掉485模块，利用EMW3280wifi转串口模块直接与空调控制板的UART接口连接[2]，使用空调控制板的电源对wifi模块进行供电，然后利用手机发送原有的485监控内容，就可以实现局域网对空调的控制。Wifi模块部分串口处理程序流程图如图1.1所示。
硬件部分发送程序实现代码如下：
void SendData(MySendData_TypeDef *pkt)
{UINT8 cs = 0;//定义计算校验和变量
UINT8 i = 0;//定义计数变量
UartSendChar(0xAA);//发送特征码
cs = 0xAA;//开始计算校验
UartSendChar(pkt->AddrCmd);//发送指令
cs += pkt->AddrCmd;//计算校验
UartSendChar(pkt->RunMode);//发送模式
cs += pkt->RunMode;//计算校验
UartSendChar(pkt->SetTemp);//发送温度
cs += pkt->SetTemp;//计算校验
UartSendChar(pkt->SetWind);//发送风速
cs += pkt->SetWind;//计算校验
UartSendChar(pkt->ConData1);//发数据
cs += pkt->ConData1;//计算校验
UartSendChar(pkt->ConData2);//发数据cs += pkt->ConData2;//计算校验
for(i = 0; i < 3; i++){
UartSendChar(pkt->SetTime[i]);//时间
cs += pkt->SetTime[i];//计算校验}
UartSendChar((0xFF - cs));//发送校验值
}
2.2 软件部分
软件设计部分主要由三大部分组成：获取可以控制的空调列表、空调控制界面、查看空调运行信息。空调控制界面参考空调的遥控器功能和图标进行设计，点击相应的图标后会对空调发送出所对应的操作命令。空调执行发送的操作命令后，手机显示返回的数据信息。软件接收部分程序如下：
void GetReturnData(UINT8 ch){
switch(com_state) {caseMYSTART_STATE://检测特征字节
if(ch==0xCC){com_cs=0xCC;com_cnt=0;
com_state = MYTYPE_STATE; }else{
com_state = MYSTART_STATE;}break;
case MYTYPE_STATE://接收状态特征字节ReDataBuf.Type=ch;com_cs+=ch;
com_state = MYMODE_STATE;break;
case MYMODE_STATE: //接收模式状态
if(ch
com_cs += ch;com_state = MYTEMPE_STATE;
}else{com_state = MYSTART_STATE;}
break;
case MYTEMPE_STATE://接收设定温度值ReDataBuf.SetTemp=ch;com_cs += ch;
com_state = MYWIND_STATE;break;
case MYWIND_STATE://接收运行数据1
ReDataBuf.ConData1 = ch;com_cs += ch;com_state=MYERR_STATE;break;
case MYERR_STATE://接收故障状态码
ReDataBuf.Error=ch;com_cs+=ch;com_state = MYInEnTe_STATE;break;
case MYInEnTe_STATE://接收校验字节状态
if((0xFF - com_cs) == ch){
isr_send_signal(Uart1_Task);}
com_state = MYSTART_STATE;break;
default:com_state = MYSTART_STATE; break;}}
3 系统设计
在局域网内控制空调，首先要解决的问题就是如何获取到可以进行控制的空调，如果家中有多个空调可以进行控制，那么将如何解决等等，系统结构框图如图2所示。
本文根据以太网的特性，利用UDP通讯协议向局域网事先固定的端口发送特定的字符串，wifi模块不断的监听该端口并且能够识别该字符串，同时返回自身的MAC地址、IP地址和设备名称。这样利用手机发送发送广播就可以实现获取局域网中可以进行控制的空调列表了（如图3.1所示）。
当需要对指定的空调进行控制时，只要点击空调列表中对应的空调，就可以进入空调控制界面，此时手机作为客户端通过TCP协议主动向wifi模块发起连接，连接成功后向空调发送读取空调状态信息的命令，空调接收到命令后向手机发送空调当前的所有信息，然后手机显示空调当前的信息（如图3.2、图3.3所示）。
当多个手机客户端连接同一台空调时，也不会相互干扰，因为wifi模块能将空调返回的数据信息同时传给连接它的客户端，这样所有的手机客户端都会看到空调最新的运行状态。
4 结束语
经过测试，系统的各项功能都实现，在局域网内性能稳定。目前智能家居的概念比较流行，而本文根据用户的需要在原有的基础上进行了技术改进，实现了空调的网络控制。通过在春兰集团变频一级e星空挂机空调和柜机空调的调试运行，该系统具有很高的稳定性和可靠性，完全能够满足用户的需求。
参考文献
[1]张宏亮.基于GSM的智能家居控制系统设计[J].科技向导,2011,11:6-29.
[2]樊昌信.通信原理教程(第3版)[M].北京:电子工业出版社,2013.
[3]竹下隆史,村山公保,荒井透.通信新读:图解TCP/IP(第5版)[M].北京:中国人民邮电出版社,2013.
[4]RICHARD W.TCP/IP详解:Vo1协议[M].北京:机械工业出版社,2000.
空调控制范文6
在设计中央空调物联网系统时，首先要考虑系统的稳定性和可靠性，其次要考虑系统的开放性和先进性，最后要充分融合中央空调机组的工艺要求。只有这样，设计的方案才能够代表中央空调电气自动化的发展方向[6]。本方案设计的基于PLC技术的中央空调物联网系统采用3层体系结构，如图1所示。1）现场控制层最底层为现场控制层，主要设备为PLC或基于PLC技术的专用控制器，用于接收各类现场信号，进行控制运算，并输出信号控制各类现场设备。输入信号包括温度、压力和流量等模拟量信号，以及压缩机和水泵的启、停等开关量信号。PLC或基于PLC技术的专用控制器也可通过RS485等通讯接口与现场智能仪表进行数据交换，还可通过标准接口与其他控制产品进行连接。PLC或基于PLC技术的专用控制器通过串口与人机界面HMI进行连接，工作人员可在中央空调机组附近对机组进行调试与维护。作为中央空调物联网系统的基础控制单元，底层控制器在实现上述功能的基础上通过无线通讯模块与中间监控层进行数据交互，目前用得较多的无线通讯方式是GPRS。2）中间监控层中间监控层通过无线设备接收各类现场数据，并在监控计算机上显示各类设备的运行状态和参数。监控计算机上运行监控软件，对各类数据进行处理与存储，然后通过公用网络与中央监控系统进行数据交互。3）中央监控系统中央监控系统位于最上层，用于对中央空调系统各类设备的集中监视和运行管理。中央监控系统一般位于中央空调生产企业的监控大厅内，由各类数据服务器、操作员工作站、工程师工作站、大屏幕显示器和打印机等部分组成。上述3层体系结构组成了一个完善的中央空调物联网系统，实现了分散控制和集中管理的系统要求。如果监控的中央空调机组数量不太多，为了提高系统的经济性，也可省去中间监控层，底层数据直接通过无线方式送入中央监控层。
2中央空调物联网系统硬件选型
PLC或基于PLC技术的专用控制器是中央空调物联网系统的核心基础部件，控制器的选择决定了中央空调物联网系统的性能和档次。从产品性能、稳定性和开放性等方面考虑，本方案设计的中央空调物联网系统的硬件平台选择RPC2000系列PLC。RPC2000系列PLC是笔者开发的新一代PLC产品。RPC2000系列PLC为模块式结构，包括CPU，DI，DO，AI，AO和热电偶、热电阻、热敏电阻、交流信号采集等模块，以及GPRS和Profibus等通讯模块，具有如下优点：1）CPU性能优越，单指令处理时间为0.1s，CPU本体自带RS232和RS485串口各一个，单CPU可扩展10个模块。2）可直接采集交流信号，并实现电气保护功能。3）编程语言符合IEC61131-3国际标准，具有ST，LD，IL，FBD和SFC五种语言。4）支持各类标准软硬件接口，可与各类组态软件和人机界面无缝集成。5）支持Modbus，GPRS和Profibus等通讯协议，可与各类设备互联互通。6）接线端子可插拔，方便系统实施和售后维护。7）具有良好的环境适应性，电磁兼容性好，抗干扰能力强。
3中央空调物联网系统功能实现
中央空调物联网系统以中央监控系统为中心，对各类现场设备的运行参数和状态进行监视，并对各类数据进行处理和管理。中央监控系统采用全中文界面，可实现多任务调度。遵循国际标准，采用开放接口以连接第三方系统。高效数据库能提供方便、快捷和经济、海量的过程数据采集和存储，实现过程数据与管理系统的集成。基于Web的实时信息门户软件，提供通用的、基于Web的客户端环境。中央监控系统实现的主要功能有：1）采集并记录各类运行数据，包括实时数据、历史数据、工作记录、故障记录等。2）通过监控画面、趋势图、棒图等方式显示各类设备运行状态和运行参数，根据权限修改各类设定参数。3）根据采集到的运行参数和设备状态，以及生产要求，对各设备发出调度指令。4）为其他管理系统提供实时运行数据，助力企业管理水平的提升。在上位机的调度和管理下，PLC或基于PLC技术的专用控制器可实现如下功能：1）具有多种开关机方式，系统可以采用本地、远程控制以及定时开关机。2）二阶模糊温度控制算法：系统采用二阶模糊控制算法进行系统加减载控制，在指定的周期比较反馈温度与设定温度的差值，以及温度的变换趋势，综合判断机组压缩机应该执行的动作。3）压缩机保护及均衡运行：系统会对压缩机进行频繁启停的保护，并且会根据压缩机运行时间优先启动运行时间短的压缩机，优先停止运行时间长的压缩机的原则保证压缩机均衡运行。4）压缩机协同控制及非满载保护：压缩机协同控制避免压缩机频繁启动，非满载保护避免压缩机长时间在不利于压缩机的低负荷下运行。5）机组防冻功能：在冬季机组会自动启动防冻功能，防冻功能包括冷凝器的三级防冻以及蒸发器的防冻功能。6）水泵巡检功能：在过渡季，避免水泵长时间不用而生锈，系统会自动启用水泵巡检功能，空调泵、井水泵在设定的时间周期会运行指定的时间。7）定时开机功能：可选择一周7天，每天4个时段的定时启动。8）机组故障保护功能：系统有完善的机组故障保护功能，包括缺相、压缩机故障、水泵故障、排气温度过高等，除此之外还有传感器短路、断线检测。9）多级权限设置：设置用户权限以及厂家权限，拥有特定权限可设置相应系统参数。10）人机界面：PLC通过RS232与触摸屏连接，能够在屏上显示系统运行工况、更改系统参数，如目标设定温度、机组工艺参数、时间参数、机组功能参数等。
4典型应用案例
本文以北京密云某度假村水源热泵中央空调系统为例，介绍中央空调物联网系统的应用情况。图2所示为通过物联网所获得的中央空调机组运行状态，画面直观地显示了相关设备的运行参数。如果需要查看更多的工况参数信息，可以点击相关的按钮进行查看，如图3所示。
5结束语
