对洁净集中空调温湿度控制与节能研究.pdf

工艺与设备
与装饰
2012年5月
对洁浄集中空调温湿度控制与节能研究
李凯
(信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司)
摘変:木文给出了洁净厂房集中空调系統温混度控制一种节能算法,并将模自适应PD算法在PILC上实现,在某大型药厂的
个洁净集中空调系発上成功调试
关键词:集中空;温湿度搀制:节能:模糊自适应
引穹
出于安全性的考虑,洁净厂房房间(正负)压力控制常采用恒定送
AhAh A]
风、改变排风的方法,因此其空调系统为定风量系统。针对洁净集中空调
定风量系统,考虑系统节能,给出了温混度控制方法。在PICs7-300
(CPU315-2DP)上实现模自适应PD算法,并在某实际工程项目中进
defer
行了调试,效東良好
温湿度控制算法与节能
图」模糊自适应ID控制器结构图
在冬季时洁集中空调通常用热盘管进行升温控制、加混器进行加」数M会?M?为PD原始参数;△,△k,k,为模糊推理得到PD参
湿控制,控制过程简单。仙是夏季时,洁诤集中空调系统存在以下四种控
制过程:降温,升温,加湿、除渌,使得系统控制复杂化
模糊自适应川算法在H.C上的实现与应用
1.1空调温湿度互锁控制
対于图}所示系统,控制器米用某公可300系列PLC,采用表法円
实晚空谲系统降温过稈的模糊自适应控制算法,取分作用为零。
洁画系统中,冷水树门有双重作用,用来降低湿度和减小31被糊控制表的制定
度。对于降温控制没定一组PID参数,对除湿设定另·组PI参数。任意
时,对两绳FD参数均进行运,井进行果比彼出其中的较大1函数均取一角形函数制理输的,论城也均为65435
者,作为冷水门的控制输出。空调运行过程中,著降温PD的输出大?2-10123456,出隶属函数同样为三角形函数
认为调正处で降温过程:反之,则处于除湿过程。为了能在保证温度和
根据模白迸应PID控制规则表,输入采用最小法,输出采用重心
湿度满足要求的同时,尽取使空调系统能采取降TD与热水供升」法,基立校制制表.将模铜拉制表定义成PO中的一个数据块
温PD与.锁,除PID与蒸汽加湿PID互锁的方法。当空调系统处在降
DB210中的数据。
温过程时,系统不能如热,即冷水『门降温PD的输为零时才可以进(3.2模糊自适应凹控制算法相关参数的确定
行加热。这样做的理由为:降温过科可能会产生降温超调,使得温度降得
比较低,此时冷水阀门降温PID还在调节输出,冷水阀开度逐渐减小,房
该算法中, coeffficient3为误差量化系数, ec coefficients4为误差变
温度可升,经过几个周期的调节后,冷水阀门保持一定的开度,房间内
化率量化系数、 k coefficient为比例输出量化系数、 coefficient I为积分
温度被范国内。若在降超调吋进行系统升溢,虽然也会使房阆温
输出量化系数、 d coefficient为微分输出量化系数,各系数的取值如表
度保持在被抡范国内,但是此时冷水門」在降温,热水『门在升温,两者/所示
表!模糊自适应P算法相关谬数设定
之间存在着能量的抵消,使得系统浪费能量。同理,系统处在除湿过程时
符号
数据类季
数值
不能加湿,即冷水门!除混PID的输出为零时才可以进行加混。
说明
0.0
errer before
REAL0.0000前次误差
1.2升温、降温、加湿、除湿PID过程变量设定值
eror
REAL10.000
误差
温湿度的四纽控制参数变量设定点的逃取,对于系统的节能同样有
3.0
sample
REAL150000c+00采样时问
意义。·般情況下,洁浄空调温度和湿度的掐制精度邵有·定約范围,通
常是士2°C和士10%。现举例说明如何选取系统开降温度的设定点。假定
+20 kcoefiientreal2ooul化系数
i coefficient
REAL-200000量化系数
某台空调机组的设计要求为:温度(21生2)℃,相对湿度55%10%。则应
选取系统降温的设定点为22C,升温的设定点为20C。这样做的好处
-20. d_coefficient REAL 10. 000000-+000
化系数
是:当系统进行降温时,不需要将温度一定降低到21C,因为温度控在
+24.0eo3REAL12.00000R化系数
22C时已经满足生产工艺要求,由于降温过程设定点高了1C,节约了
coef REAL3,0绿化系数
系统降温需要的能量。同样,当夏季遇到雨天,系统大量除湿将室内温度
REAL2.000000比例基
降到很低时,系统仅仅需要将温度升到209C左右,即可满足生产工艺要
TIMK
T#205
积分基使
求,由于升温设定点降低了1:,节约了加热需要的能量。同理,除过程
40.0
T#)WS
微分棊位
和加湿过程的相应设定点的选取类似。通常工艺性空调不间断运行,
注:十算法」温制,故将比例输出量化系题取为负值。分时间设定值越人,积分作燃弱,同
样将ヶ宗出量系数为们。
个夏季可以药约相当可观的能源。
3.3算法实现与结果
2模糊自适应PD算法
PLCs7-300中自常了功能强大的PI控制功能块FB4,在使用该功
模拉制不依横于系模型和白适应护制,可以对PD参数进行最」能块射,結要建立核功能块的背景数块,进行PD増益、积分时的、微
住调整,本文将上述控制算法中的降温过界PD算法修文为状朝白活应「分时间:手(白)动相关梦数的设,起里只要将经过模台适成计算
P算法(其他过程的算法仍为PID),在西安某药)的一个集中空调上进「好的增益,积分时间、微分时间传送到该背景块的増益,积分时间、徽分
行调试。
时间内存,然斤再调用该功能块,就实现了模楜自适PID控制
模榻自适应PID控制器以误差e和误差的变化e作为输入,可
系统调试得到的由线如图2所示,图中数据为2007年7月19日的
以满足不同时刻。和e对PD参数白整定的求、利用模糊控制规则数据,图2中,曲线!为送风相对部度,曲线2为房河内相对帰度,曲线
在线对PD参数进行修改、,便构成了模期自選应PID控制器:其结构图「为房间温度,曲线4力送风温度,曲线5为送风风速,图中,将这些曲线
如图1所示。
放到一个坐标系宀,目的是使于分析系统运行情况。图中的横坐标为时
图中,k,+△k;k=kど+Ak;k=k'+k:其中,k,k,k为PD最终运
万方数据