暖通空調(diào)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的幾點想法_第1頁
暖通空調(diào)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的幾點想法_第2頁
暖通空調(diào)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的幾點想法_第3頁
暖通空調(diào)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的幾點想法_第4頁
暖通空調(diào)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的幾點想法_第5頁
已閱讀5頁,還剩1頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

1、暖通空調(diào)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的幾點想法摘要:本文就目前流行的樓宇自動化技術(shù),談了幾點關(guān)于暖通空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的實際問題。RS-485技術(shù)在控制網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用;利用VC+技術(shù)自編監(jiān)控軟件;模糊控制與PID算法的結(jié)合應(yīng)用。關(guān)鍵詞:RS485面向?qū)ο驪ID模糊控制1前言21世紀(jì)信息化的時代已經(jīng)到來,以網(wǎng)絡(luò)通訊和計算機技術(shù)為背景的建筑智能化正是順應(yīng)這一時代潮流的必然趨勢。作為智能建筑3A系統(tǒng)之一的樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)對大樓的水電暖通等機電設(shè)備進行集中的監(jiān)控和管理已日益成為現(xiàn)代建筑中必不可少的配置。下面就其中暖通空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控談幾點看法。2RS485網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)系統(tǒng)管理復(fù)雜,運行工況多變,是建筑物能耗大

2、戶。為此,實施BA系統(tǒng)一般將空調(diào)系統(tǒng)作為監(jiān)控的重點,往往投入60以上的監(jiān)控點和超過水電監(jiān)控投資總和的投入。但是不同廠商提供了不同功能的產(chǎn)品和系統(tǒng),采用不同的通信協(xié)議,致使它們之間依靠網(wǎng)關(guān)和大量軟件的互聯(lián)成為高成本、低性能的解決方案。從資源的利用,系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試、擴張、更新、維護等方面來看,都給業(yè)主帶來不利。因此,目前BAS發(fā)展的技術(shù)趨勢是現(xiàn)場總線技術(shù)(FCS)。美國Echelon公司于1990年12月推出的Lonworks技術(shù)正是采用了FCS技術(shù),這是一種開放系統(tǒng)的通用總線。它的技術(shù)核心是神經(jīng)元芯片(NeuronChip)和LonTalk協(xié)議。但對于中小型的監(jiān)控系統(tǒng),全面采用Lonworks

3、技術(shù),并不具有技術(shù)優(yōu)勢和完善的工程實現(xiàn)。部分采用或支持現(xiàn)場總線技術(shù)的產(chǎn)品在目前大量的中小型系統(tǒng)中更具有應(yīng)用性。以控制網(wǎng)絡(luò)而言,LonTalk總線在理論上可以組成任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。這種布線設(shè)計的隨意性,如果運用不當(dāng),在工程實踐中仍然是有技術(shù)風(fēng)險的,并可能造成系統(tǒng)投資的增加。所以,中小型工程推薦運用基于RS-485總線的控制網(wǎng)絡(luò)。該技術(shù)抗噪聲干擾性好,廣泛應(yīng)用于過程控制領(lǐng)域,技術(shù)成熟,實現(xiàn)成本也較低。在使用RS-485接口的總線時,對于特定的傳輸線路,從發(fā)生器到負(fù)載,其數(shù)據(jù)信號傳輸所允許的最大電纜長度是數(shù)據(jù)信號速率的函數(shù),這個長度數(shù)據(jù)主要是受信號失真及噪聲等影響所限制,兩者成反比。圖一所示的最大

4、電纜長度與信號速率的關(guān)系曲線是使用24AWG銅芯雙絞電話電纜(線徑為0.51mm),線間旁路電容為52.5PF/M,終端負(fù)載電阻為100歐時所得出。(曲線引自GB11014-89附錄A)。由圖中可知,當(dāng)數(shù)據(jù)信號速率降低到90Kbit/S以下時,假定最大允許的信號損失為6dBV時,則電纜長度可達(dá)1200m。實際上,圖中的曲線是很保守的,在實際使用時是完全可以取得比它大的電纜長度。圖一電纜長度與信號速率的關(guān)系曲線對于總線上的連接點的問題,根據(jù)規(guī)定,每個標(biāo)準(zhǔn)RS-485接口的輸入阻抗為A12kQ,相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動節(jié)點數(shù)為32。為適應(yīng)更多節(jié)點的通信場合,有些芯片的輸入阻抗設(shè)計成1/2負(fù)載(A24kQ)、

5、1/4負(fù)載(A48kQ)、甚至1/8負(fù)載(A96kQ),相應(yīng)的節(jié)點數(shù)可增加到64、128和256。下表為一些常見芯片的可連接節(jié)點數(shù)。節(jié)點數(shù)型號32SN75176,SN75276,SN75179,SN75180,MAX485,MAX488,MAX49064SN75LBC184128MAX487,MAX1487256MAX1482,MAX1483,MAX3080MAX3089這樣RS-485接口在總線上允許連接多達(dá)256個收發(fā)器。即具有多站能力,便于我們方便的利用單一的RS-485接口方便地建立起連接若干個現(xiàn)場控制子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。以暖通空調(diào)系統(tǒng)典型的溫控來說,每個節(jié)點現(xiàn)場控制器,可掛接多片溫度傳感器

6、,以實現(xiàn)多點溫度監(jiān)測,距離在2050m。從監(jiān)控范圍和監(jiān)控對象來說,足以滿足一般中小型暖通空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的要求。對于更大范圍的系統(tǒng)來說,也可通過在RS-485總線加裝中繼器來實現(xiàn)。3系統(tǒng)軟件從系統(tǒng)軟件的設(shè)計來看,由組態(tài)軟件進行二次設(shè)計,一定程度上可以縮短開發(fā)周期目前樓宇設(shè)備控制組態(tài)軟件市場為JohnsonControls,Simens,Honeywell等幾家公司所主宰。這些軟件功能豐富,借助其完善的樓宇自控硬件設(shè)備,占有絕大部分的市場份額。但存在著硬件設(shè)備要求較高的問題,出于對內(nèi)嵌的設(shè)備驅(qū)動程序(I/OServer),及被處理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等原因的考慮,一般需要配用其專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。而且它的一些核心技

7、術(shù)封裝在模塊中,非廠家專業(yè)人員很難進行維護、調(diào)試。對于大量的中小型空調(diào)系統(tǒng)來說,其價格成本也較高。所以借鑒組態(tài)軟件面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想,以實際系統(tǒng)中與各硬件直接相關(guān)的各控制量為對象名,作為系統(tǒng)設(shè)計的核心。軟件系統(tǒng)則以與控制量映射的對象名作為各種操作的對象,通過對對象名的屬性和值進行定義、賦值來實現(xiàn)硬件系統(tǒng)的狀態(tài)變化。在此核心思想的基礎(chǔ)上,以Windows為平臺,VC+作為開發(fā)工具,建立CobjectName(對象名信息類),包括AI型、AO型、DI型、DO型四類,每一個類中包括控制量的屬性和相關(guān)信息;CtreeView(樹形顯示類),幫助建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu); Ccomm(串行通信類),實現(xiàn)RS-485

8、總線上多機系統(tǒng)之間的通信功能,包括創(chuàng)建、初始化、讀寫、關(guān)閉等操作; CODBCRecord(數(shù)據(jù)記錄類),實現(xiàn)重要運行參數(shù)的保存,及相關(guān)查詢更新操作;CalarmError(故障記錄報警類),對參數(shù)值超過設(shè)定上下限的現(xiàn)場運行狀況進行提示。整個軟件系統(tǒng)則分為三個功能模塊:設(shè)置模塊,定義各硬件地址,IO口對象名等;界面模塊,建立人機對話界面;后臺模塊,控制硬件采集、傳輸現(xiàn)場數(shù)據(jù),及相關(guān)操作。由于該軟件系統(tǒng)基于面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想,使得它的穩(wěn)定、高效、及維護、擴展等性能得到了保證。4控制算法對于中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)來說,傳統(tǒng)的控制器多為PID控制算法。即,以設(shè)定值w與實際輸出值y構(gòu)成的控制偏差e(e=w-

9、y)的比例,積分,微分通過線性組合構(gòu)成控制量式中:Kp是比例系數(shù),Ti為積分時間,Td為微分時間。在控制器中改寫成差分形式,在采樣時刻t=iT(T為采樣周期)時:采用增量形式:這樣只要保存近兩個控制周期的輸出值ui、ui-1,和近三個控制周期的偏差ei、ei-1、ei-2就可以了。由于具有積分環(huán)節(jié),PID控制器可消除穩(wěn)態(tài)誤差,在工作點附近有較好的穩(wěn)態(tài)精度。但對于空調(diào)系統(tǒng)特有的大慣性、純滯后、時變等特點,單純的PID調(diào)節(jié),會存在積分飽和現(xiàn)象,使系統(tǒng)超調(diào)較大,延長了過渡過程。而如果簡單的采用高PID系數(shù),雖然可以縮短過渡過程,但容易使控制失穩(wěn),而導(dǎo)致室溫振蕩。所以,利用雙回路控制,在較大偏差下利用

10、模糊控制,屏蔽積分作用,實時整定PID系數(shù),以改善系統(tǒng)動態(tài)性能,成為高精度空調(diào)控制系統(tǒng)的考慮。信號處理流程如圖二所示。首先,確定控制規(guī)則:IFeiANDéiTHENK其中ei、éi為誤差e、誤差變化率é的模糊變量集合,K為比例控制系數(shù)KP、積分控制系數(shù)KI、和微分控制系數(shù)KD的集合。然后,建立模糊變量集合和模糊控制規(guī)則表,以明確輸出的模糊量。5結(jié)論隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,空調(diào)系統(tǒng)的舒適性和節(jié)能性對系統(tǒng)的控制提出了更高的要求。計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)逐步要求或被要求進入暖通行業(yè),對這方面內(nèi)容的研究必將促進暖通行業(yè)新的發(fā)展。參考文獻1王學(xué)慧微機模糊控制理論及其應(yīng)用.北京:電子工業(yè)出版社,19872江億

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論