黃金鴻

摘 要：隨著國內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，中央空調(diào)被廣泛運(yùn)用在商業(yè)以及民用建設(shè)中，中央空調(diào)可以說是現(xiàn)代化建筑建設(shè)中最關(guān)鍵的能耗運(yùn)行系統(tǒng)。中央空調(diào)系統(tǒng)可以充分提升人們生活及工作環(huán)境的舒適度，但是也耗費(fèi)了大量能源。文章分析了中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)，并探討了基于LonWorks的中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并提出了實(shí)用性設(shè)計(jì)策略。

關(guān)鍵詞：LonWorks；中央空調(diào)；智能控制；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言

近年來，中央空調(diào)設(shè)備功率及數(shù)量持續(xù)加大，以至于其能耗也在持續(xù)提高。據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示，國內(nèi)建筑物能耗已經(jīng)占據(jù)總能耗的30%以上，在具備中央空調(diào)的建筑物中其能耗也已經(jīng)占到了70%左右，并且保持持續(xù)增長的態(tài)勢。所以，分析中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)有著極大的現(xiàn)實(shí)意義，要不斷地強(qiáng)化其功能的完善，注重節(jié)能因素，科學(xué)合理地降低投資成本及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

系統(tǒng)構(gòu)成，以夏季空調(diào)制冷為例：通常中央空調(diào)的循環(huán)水系統(tǒng)關(guān)鍵是包括著兩個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)，也就是使用敞開式系統(tǒng)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)以及使用封閉式系統(tǒng)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，以及制冷機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管與冷卻塔。需要進(jìn)行降溫的房間之內(nèi)會裝設(shè)風(fēng)機(jī)，這里的風(fēng)機(jī)關(guān)鍵是進(jìn)行冷空氣吹入至房間，進(jìn)而能夠促使房間內(nèi)熱交換程度加快便于實(shí)現(xiàn)降溫。

工作原理，為了能夠促使室內(nèi)溫度保持在一個(gè)非常舒適的范圍之內(nèi)，冬季的室內(nèi)溫度過低時(shí)中央空調(diào)體系會把循環(huán)熱水送進(jìn)風(fēng)機(jī)盤管中，再將室外的低溫空氣進(jìn)行循環(huán)經(jīng)過風(fēng)機(jī)盤管時(shí)，對應(yīng)低溫空氣同樣是和風(fēng)機(jī)盤管鋁片實(shí)行熱交換來把風(fēng)機(jī)盤管鋁片熱量傳送于低溫空氣中，促使低溫空氣在進(jìn)行加熱之后送進(jìn)房間之內(nèi)，促使其室內(nèi)溫度得以有效升高；在夏季的室溫過高時(shí)，中央空調(diào)系統(tǒng)就會運(yùn)用水泵把經(jīng)過制冷器主機(jī)所提供的冷凍水循環(huán)式送進(jìn)風(fēng)機(jī)盤管內(nèi)，以便于在溫度降低時(shí)風(fēng)機(jī)盤管之內(nèi)鋁片及循環(huán)進(jìn)的室外高溫空氣進(jìn)行接觸時(shí)能夠展開熱交換，最終將所得到的冷空氣送進(jìn)室內(nèi)進(jìn)行降溫。

2 基于LonWorks的中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)

該空調(diào)機(jī)組所控制的相關(guān)現(xiàn)場總線系統(tǒng)工作原理是溫濕度控制器測出溫度以及濕度之后，再經(jīng)過運(yùn)算得到對應(yīng)閥門調(diào)節(jié)輸出，此時(shí)的輸出是經(jīng)過Lon網(wǎng)絡(luò)送至對應(yīng)智能閥處以產(chǎn)生閥門開度。智能閥數(shù)量以及空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有著極大的關(guān)聯(lián)。開關(guān)量控制器是用在啟停機(jī)組上的，以便于有效監(jiān)測空調(diào)實(shí)時(shí)狀態(tài)以及進(jìn)行警報(bào)。

2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

關(guān)于智能閥門設(shè)計(jì)，相關(guān)智能閥門應(yīng)該是直接連接于Lon網(wǎng)絡(luò)之上的，并經(jīng)過Lon總線接收其閥門的開度指令，此指令是以網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)變量形式出現(xiàn)的。智能閥門關(guān)鍵硬件設(shè)計(jì)，從某種程度上來講智能閥門是要求對應(yīng)運(yùn)算量和儲存容量較少的，所以運(yùn)用了神經(jīng)元NeuronMC143120芯片和FTT-10A式的雙絞線變壓器耦合收發(fā)器，還有其電源是運(yùn)用了LM2575式的降階電壓調(diào)節(jié)器芯片，其在進(jìn)行濾波之后可以獲得非常穩(wěn)定的+5V電壓，串行A/D轉(zhuǎn)換器是使用TCL1549芯片，這樣可以充分的滿足于對應(yīng)閥門開度有效控制精確度，繼電器是使用了JGX-1F型式的固態(tài)繼電器，該型號的繼電器驅(qū)動能力較大且生命周期較長。

2.2 溫濕度控制程序軟件有效實(shí)現(xiàn)

溫濕度控制器是最關(guān)鍵的主控制器，其是要求具備較大儲存空間以及處理能力，所以是使用了3150CPU模塊。關(guān)于溫濕度控制程序軟件的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該分為兩大部分，節(jié)點(diǎn)內(nèi)部功能，這包括著相關(guān)模擬量采集以及處理和顯示，并且具有四個(gè)PID回路，可以充分的達(dá)到參數(shù)修改以及運(yùn)算和網(wǎng)絡(luò)變量形式輸出結(jié)果至其余控制器或者是智能閥處；還有就是主控制器，也就是溫濕度控制器務(wù)必要具有及上位機(jī)可以通信的功能。依據(jù)其工藝技術(shù)的要求，溫濕度控制器之內(nèi)具有專門開辟的儲存區(qū)域，這是存放上位機(jī)組態(tài)之后所形成的相關(guān)程序鏈，并且控制器經(jīng)過詳細(xì)分析程序能夠?qū)Υ鎱^(qū)域之內(nèi)各類數(shù)據(jù)展開分析，再合理的調(diào)用子程序來充分實(shí)現(xiàn)各類功能及完成控制。

3 中央空調(diào)節(jié)能理論分析

中央空調(diào)系統(tǒng)是經(jīng)由制冷主機(jī)以及冷卻泵和冷凍泵，還有冷卻塔風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)盤管所組成的。應(yīng)該說其制冷主機(jī)是經(jīng)過壓縮機(jī)來促使制冷劑快速冷凍循環(huán)水溫度降低，通常通過制冷主機(jī)進(jìn)行制冷之后的水溫度大約是7攝氏度，這也是中央空調(diào)的冷源提供場所。冷凍水泵主要是將冷凍水進(jìn)行加壓至空調(diào)系統(tǒng)的對應(yīng)末端系統(tǒng)，冷卻水是經(jīng)過冷卻水泵將對應(yīng)制冷主機(jī)中熱量充分帶走，通過冷卻塔將這些熱量有效的釋放至空氣中，之后就會回到冷水機(jī)組中。冷卻風(fēng)機(jī)能夠合理的帶動空氣進(jìn)行快速運(yùn)動，經(jīng)過空氣帶走冷卻水熱量，同時(shí)能夠有效促使蒸發(fā)以致水溫迅速降低。溫度降低之后相關(guān)冷卻水會進(jìn)行再次循環(huán)，并進(jìn)入制冷主機(jī)中，再次帶走制冷機(jī)所存在的多余熱量。

中央空調(diào)系統(tǒng)可以說是多變量復(fù)雜且時(shí)變的系統(tǒng)，相關(guān)過程要素主要是非線性以及大滯后、強(qiáng)耦合的關(guān)系。模糊控制是基于模糊集合論以及模糊語言變量、模糊邏輯推理的計(jì)算機(jī)智能化控制理論，能夠充分的適應(yīng)于中央空調(diào)各個(gè)方面控制要求及需求。

模糊控制下的變頻調(diào)速技術(shù)能夠充分達(dá)到中央空調(diào)水系統(tǒng)極好的溫差變以及壓差變和流量變的運(yùn)行模式，可以促使控制系統(tǒng)具備極高跟隨性以及應(yīng)變能力，還能夠依據(jù)相對被控制的動態(tài)過程特性識別來自主調(diào)節(jié)其運(yùn)行參數(shù)，以便于得到最優(yōu)化控制效果。模糊控制能夠充分地適應(yīng)于多變性特征，不過也正是因?yàn)樵擃悘?fù)雜非線性才促使模糊控制極好地控制并克服了對應(yīng)被控中央空調(diào)各個(gè)方面的要求及需求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)極高的控制能力以及最佳運(yùn)行狀態(tài)。停機(jī)控制也就是確?？照{(diào)區(qū)域完成運(yùn)作后還能夠具備較為舒適的環(huán)境，并有效計(jì)算出能夠提前停止空調(diào)的最長時(shí)間。并且，在停止運(yùn)用空調(diào)區(qū)域之前就有效控制區(qū)域空調(diào)關(guān)閉。

4 結(jié)束語

現(xiàn)今基于LonWorks的中央空調(diào)智能控制技術(shù)在該行業(yè)中的反響極大，LonWorks技術(shù)具備較高的可靠性且便于容錯(cuò)，全數(shù)字化及通訊距離較長和多節(jié)點(diǎn)等諸多優(yōu)勢?？照{(diào)產(chǎn)品以及系統(tǒng)也都使用了信息技術(shù)與自動化控制技術(shù)，可以說所有的空調(diào)系統(tǒng)都有安裝計(jì)算機(jī)控制設(shè)備，這樣能夠有效的依據(jù)其負(fù)荷變化來調(diào)節(jié)冷量以及水量，進(jìn)而有效的保障節(jié)能以及最佳運(yùn)作狀態(tài)。隨著自動化控制技術(shù)水平的持續(xù)提高，不斷涌現(xiàn)出各類效果極好的控制方式及技術(shù)，這些控制方式及技術(shù)能夠提供新的活力為空調(diào)系統(tǒng)控制管理。

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