基于PLC的办公楼宇中央空调控制系统研究.pdf

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1、基于PLC的办公楼宇中央空诟控制系统研究术魏立明，高伟阳(1．吉林建筑大学，吉林长春130118：2．长春市市直机关事务管理局，吉林长春l30000)。针对楼宇中央空调滞后大、温／湿度设定不合理等现象，进行了中央空调魏立明(1974一)。男，的改进水系统调节、系统上位机设计和下位机设计。采用模糊控制PID调节算法教授，硕士生导师。研改进水系统调节，应用MATLAB软件对其算法进行仿真。下位机部分完成了中究方向为建筑电气与央空调控制系统核心程序的设计。上位机部分应用组态王6．53软件完成中央空智能化。调控制系统整体运行动态仿真界面、温／湿度检测监控界

2、面、变频器频率监控界面和历史数据记录监控界面。毫一．办公楼宇；中央空调；模糊PID；PLC控制中图分类号：1、ll855文献标志码：文章编号：l674—84l7(20I6)I2—0004-(15DOI：l0．166l8／__t‘nkiI674—8417．2016．12002括输入量模糊化接口、数据库、规则库、推理机和解模糊接口等模糊控制主要分为3个过程：。对办公楼宇内中央调控制系统的需①将精确值偏差e和偏差变化模糊化成、求，以及日前空调工艺上存在的不足进行设EC；②根据整理的相关模糊控制表进行模糊推汁，本文使用可编程控制器PIC对中央空调进行理，得

3、出推理结果；③将所得值E，进行模糊判系统控制，冉加以改进水系统调节控制，将其控决，并转化为精确值用于实际控制。此过程需要制过程、数据采集，运用组态王软件进行模拟仿引入量化因子七和比例因子，．来实现连续真研究域到有限域的转变、模糊控制过程结构如图1所示。量化因子连续域到有限域的转变如图2所示、模糊控制是以模糊集合论、模糊数学、模糊语言形式的知识和模糊逻辑的规则推理为理论基础，采用计算机控制技术构成一种具有反馈通道的闭环结构的数字控制系统。J。模糊控制包高伟阳(1986一)，男，硕士研究生，从事建筑电气及智能化方面的工作。基金项目：吉林省教育厅“十三五

4、”科学技术研究项目(吉教科合字[2016]第143号—建垒圜．、¨ll2、OI．’I、rIal、fb．84l20I““。——低极限值；——高极限值。因此，求出E=f一1(4)、‘，图2量化因子连续域到有限域的转变EC=f一1(5)，2m：————对式(4)、式(5)运算取整数。设论域为eH一已L[一33]，则可求出k=1，k=6。式中：eL——低极限值；依据上述原理，建立模糊控制器。取偏差e、e——高极限值。控制量“和偏差变化ec，将其模糊化为偏差E、控k一2n——ec(2)制量和偏差变化EC。定义E、EC和U的论域ecH-ecL范围为[一33]，

5、NB、NM、NS、ZE、PS、PM、PB为模“H一“fk一u(3)糊化偏差。偏差变化量和控制量的语言变量构式中：ec．．——低级限值；成三角形的模糊隶属度函数。三角形的模糊隶ec——高极限值；属度函数形成过程如图3所示。图3三角形的模糊隶属度函数形成过程·5·选择平面积分的方法将模糊控制量u转化程中用传感器采集冷热水液位，将采集到的模拟为精确量，即去模化。模糊控制仿真模型如图4量信号转化成数字量信号。此外，采集中央空调所示。送风口温度模拟量，并转化为相应数字量信号。将两部分数字量信号整合到改进PID控制的固有范围内进行控制，并达到改进效果。改进PI

6、D控制流程如图7所示。图4模糊控制仿真模型在Simulink中运行仿真图像，模糊控制仿真如图5所示。图7改进PID控制流程图改进PID控制先用模糊控制方法选取较大的比例系数和积分时间常数，使PID控制的时间圈5模糊控制仿真减少，系统参数可较快地接近目标值。当系统接近稳态值时，选取的较大积分参数可缓慢地靠近由图5可知，应用模糊控制方法时无需建立目标值。此时将风机管道中的的温／湿度信息转数学模型，依靠控制经验即可，在动态响应上优于换为4～20mA的电流信号，由模拟量模块采集，传统PID控制；其鲁棒性较好，对过程中的非线性转化为数字量信号，传送给可编程控

7、制器PID进误差和延迟有良好的控制。模糊控制也有无行调节，从而控制冷热水的供水量及喷淋泵的启法克服的问题，控制结果不稳定，会出现偏差。传停。若控制符合要求，则再将数字量转化成模拟统PID控制技术设计原理相对简单，对各种控制量输出(由于PID控制过程主要将模拟量转化成系统适应性相对较强，鲁棒性易于实现，比较稳数字量，而PID调节范围有限，故将此数字量除定，调整精度较高，但传输延迟时间较大。本文采以相应整数倍)。若不符合要求，则对出现误差用改进PID调节，即传统PID与模糊控制相结合进行分析。调整误差法有两种，一种是自动调的方法。改进PID调节结构如图

8、6所示。节，另一种是手动调节。若使用手动调节，需要在PLC软件调节栏中设置整定参数。2中央空调控制系统下位机设计本文依据中