面向城市軌道交通車站的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種面向城市軌道交通車站的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，其中：所述PID控制器通過硬線IO模塊與溫度檢測(cè)器、水閥控制器連接；所述IO模塊采集溫度檢測(cè)值與水閥的開度值，將PID控制器的閥門開度設(shè)定值輸入到水閥控制器上，實(shí)現(xiàn)對(duì)水閥開度控制；同時(shí)所述通信模塊與風(fēng)機(jī)的變頻器相連，采集其頻率反饋值并發(fā)送所述PID控制器計(jì)算出的頻率設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)變頻器的控制。本發(fā)明利用主輔兩級(jí)調(diào)節(jié)、多點(diǎn)測(cè)量多點(diǎn)控制的方式提高了調(diào)節(jié)的精度與適用性；同時(shí)利用PID靜差小，階梯式調(diào)節(jié)塊的各自優(yōu)點(diǎn)分情況的實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)調(diào)節(jié)的速度；最后結(jié)合硬件與軟件將其整合成系統(tǒng)，安裝方便，操作簡(jiǎn)單，增加其實(shí)用性。
【專利說明】面向城市軌道交通車站的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種面向城市軌道交通車站的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，能夠廣泛應(yīng)用于城市軌道交通地下車站的暖通系統(tǒng)中，也可擴(kuò)展應(yīng)用于大型建筑系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)架構(gòu)通過作用于空調(diào)機(jī)組、空調(diào)群控等設(shè)備之上實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道交通地下車站的站內(nèi)溫度調(diào)節(jié)功能。
【背景技術(shù)】
[0002]城市軌道交通的快速發(fā)展使乘客對(duì)站內(nèi)環(huán)境舒適性的要求越來越高，而站內(nèi)的溫度是衡量其舒適性的重要指標(biāo)。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，城市軌道交通的站內(nèi)溫度調(diào)節(jié)多采用樓宇中的單設(shè)備的溫差調(diào)節(jié)或者人工調(diào)節(jié)。這些調(diào)節(jié)方式雖在一定程序上起到了調(diào)節(jié)溫度的作用，但由于其固有的缺陷，在軌道交通系統(tǒng)中應(yīng)用發(fā)揮的功能捉襟見肘。例如單設(shè)備的調(diào)節(jié)雖在小空間(如樓宇)范圍內(nèi)應(yīng)用廣泛，但相對(duì)于地鐵車站特殊的環(huán)境，其精度等指標(biāo)受到極大的限制。例如由于車站內(nèi)空間大、風(fēng)管距離長(zhǎng)，使調(diào)節(jié)滯后且平穩(wěn)性不強(qiáng)，這樣不但損害設(shè)備而且很耗能；而人工調(diào)節(jié)自動(dòng)化程序低，耗費(fèi)大量的人力成本且調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度不高，使調(diào)節(jié)的效果不佳。
[0004]經(jīng)檢索，申請(qǐng)?zhí)枮?01010169218.1的中國(guó)發(fā)明專利，該發(fā)明公開了一種空調(diào)器壓縮機(jī)頻率控制方法及控制裝置:“所述方法包括:在空調(diào)器所在房間的實(shí)際溫度與空調(diào)器設(shè)定溫度間的溫差大于預(yù)設(shè)值時(shí)，先控制壓縮機(jī)工作在第一頻率，直至所述溫差等于所述預(yù)設(shè)溫度值；然后控制壓縮機(jī)工作在第二頻率，直至所述溫差等于0°c ;在溫差等于o°c、且房間負(fù)荷不變化時(shí)，根據(jù)干預(yù)算法控制壓縮機(jī)頻率；在溫差等于o°c、且房間負(fù)荷變化時(shí)，根據(jù)干預(yù)算法及增量PID算法修正壓縮機(jī)的工作頻率；而在所述溫差不大于預(yù)設(shè)值時(shí)，則直接根據(jù)增量PID算法控制壓縮機(jī)的頻率。本發(fā)明根據(jù)溫差的不同采用不同的控制算法來調(diào)整壓縮機(jī)的頻率，能有效減少控制的超調(diào)，最大限度消除控制靜差，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、快速、穩(wěn)定的溫度調(diào)節(jié)。”
[0005]上述發(fā)明主要應(yīng)用于房間內(nèi)的空調(diào)器，通過根據(jù)不同的溫差條件，對(duì)壓縮機(jī)頻率調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)房間內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。此類發(fā)現(xiàn)只能針對(duì)小型空間有一定效果，對(duì)大型建筑空間(如城市軌道交通地下站)的溫度調(diào)節(jié)具有延后性、不準(zhǔn)備、不易實(shí)現(xiàn)等缺點(diǎn)，在城市軌道交通中實(shí)用性不強(qiáng)。
[0006]針對(duì)目前這一現(xiàn)狀，結(jié)合現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，利用先進(jìn)的IT技術(shù)與成熟PID控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整合與創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)在該技術(shù)上的突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種面向城市軌道交通車站的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，用來實(shí)現(xiàn)城市軌道交通地下車站站內(nèi)溫度自動(dòng)、高效、平穩(wěn)調(diào)節(jié)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0009]本發(fā)明提供一種面向城市軌道交通車站的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括:PID控制器，IO模塊(模擬輸入輸出模塊)，溫度檢測(cè)器，以及通信模塊，其中:所述PID控制器通過硬線IO模塊與溫度檢測(cè)器、水閥控制器連接；所述IO模塊采集溫度檢測(cè)值與水閥的開度值，將PID控制器的閥門開度設(shè)定值輸入到水閥控制器上，實(shí)現(xiàn)對(duì)水閥開度控制；同時(shí)所述通信模塊與風(fēng)機(jī)的變頻器相連，采集其頻率反饋值并發(fā)送所述PID控制器計(jì)算出的頻率設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)變頻器的控制。
[0010]進(jìn)一步的，所述溫度檢測(cè)器用于測(cè)量空調(diào)機(jī)組的出風(fēng)口溫度和車站站內(nèi)公共區(qū)溫度，它通過IO模塊接入到PID控制器內(nèi)；同時(shí)IO模塊還與水系統(tǒng)兩通閥相連用于檢測(cè)閥門開度，同時(shí)下發(fā)開度設(shè)定值。
[0011]進(jìn)一步的，所述PID控制器由兩部分控制器組成，一部分用于主回路PID計(jì)算，通過此回路可以利用溫度設(shè)定值與回風(fēng)管溫度差值來得到水閥的開度值；另一部分用于輔回路的PID計(jì)算，通過此回路可以利用溫度設(shè)定值與車站站內(nèi)公共區(qū)的溫度差值來得到空調(diào)機(jī)的頻率值。
[0012]本發(fā)明提供一種面向城市軌道交通車站的溫度調(diào)節(jié)方法，包括三個(gè)部分:
[0013]首先通過對(duì)空調(diào)機(jī)組等出風(fēng)口的溫度檢測(cè)，將其與設(shè)定溫度值進(jìn)行比較處理，利用PID控制器對(duì)冷水機(jī)組兩通閥閥門開度控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)出風(fēng)口溫度的調(diào)節(jié)，此調(diào)節(jié)對(duì)溫度影響較大，屬于主調(diào)；
[0014]再通過對(duì)站內(nèi)公共區(qū)的溫度檢測(cè)，將其與設(shè)定溫度值進(jìn)行比較處理，利用PID控制器對(duì)空調(diào)機(jī)組的頻率大小進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，此調(diào)節(jié)屬于輔調(diào)；
[0015]最后，若輔調(diào)達(dá)到最大值，而主調(diào)仍有調(diào)節(jié)空間，此時(shí)輔調(diào)給予主調(diào)一個(gè)信號(hào)脈沖，主調(diào)變換為以時(shí)間與室內(nèi)溫度為參數(shù)變量的階梯型調(diào)節(jié)方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)水閥開度的調(diào)節(jié)；這三個(gè)部分中主調(diào)與輔調(diào)是都是相互作用、相互協(xié)調(diào)的，主調(diào)直接作用于站內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)影響輔調(diào)；輔調(diào)由于改變風(fēng)機(jī)風(fēng)量從而對(duì)出風(fēng)口溫度產(chǎn)生影響間接影響主調(diào)，同時(shí)它還能通過觸發(fā)主調(diào)來改變主調(diào)調(diào)節(jié)方式。
[0016]本發(fā)明利用主輔兩級(jí)調(diào)節(jié)、多點(diǎn)測(cè)量多點(diǎn)控制的方式提高了調(diào)節(jié)的精度與適用性；同時(shí)利用PID靜差小，階梯式調(diào)節(jié)塊的各自優(yōu)點(diǎn)分情況的實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，提高了系統(tǒng)調(diào)節(jié)的速度；最后結(jié)合硬件與軟件將其整合成系統(tǒng)，安裝方便，操作簡(jiǎn)單，增加其實(shí)用性。
[0017]進(jìn)一步的，本發(fā)明所述調(diào)節(jié)方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下:
[0018]步驟1:利用空調(diào)機(jī)組出風(fēng)管處的溫度傳感器檢測(cè)出風(fēng)機(jī)的風(fēng)量輸出的溫度值Wt，將設(shè)定溫度值Ws與此溫度值做差得AWm輸入到已整定好的PID控制器內(nèi)進(jìn)行處理，得到一個(gè)0-1之間的無量綱數(shù)值隊(duì)，將此數(shù)值乘以100所得數(shù)值加上最小開度值作為水系統(tǒng)兩通閥閥門開度設(shè)定值Kt:
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種面向城市軌道交通車站的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于包括:PID控制器，IO模塊，溫度檢測(cè)器，以及通信模塊，其中:所述PID控制器通過硬線IO模塊與溫度檢測(cè)器、水閥控制器連接；所述IO模塊采集溫度檢測(cè)值與水閥的開度值，將PID控制器的閥門開度設(shè)定值輸入到水閥控制器上，實(shí)現(xiàn)對(duì)水閥開度控制；同時(shí)所述通信模塊與風(fēng)機(jī)的變頻器相連，采集其頻率反饋值并發(fā)送所述PID控制器計(jì)算出的頻率設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)變頻器的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向城市軌道交通車站的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度檢測(cè)器用于測(cè)量空調(diào)機(jī)組的出風(fēng)口溫度和車站站內(nèi)公共區(qū)溫度，它通過IO模塊接入到PID控制器內(nèi)；同時(shí)IO模塊還與水系統(tǒng)兩通閥相連用于檢測(cè)閥門開度，同時(shí)下發(fā)開度設(shè)定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的面向城市軌道交通車站的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述PID控制器由兩部分控制器組成，一部分用于主回路PID計(jì)算，通過此回路可以利用溫度設(shè)定值與回風(fēng)管溫度差值來得到水閥的開度值；另一部分用于輔回路的PID計(jì)算，通過此回路可以利用溫度設(shè)定值與車站站內(nèi)公共區(qū)的溫度差值來得到空調(diào)機(jī)的頻率值。
4.一種面向城市軌道交通車站的溫度調(diào)節(jié)方法，其特征在于: 首先通過對(duì)空調(diào)機(jī)組出風(fēng)口的溫度檢測(cè)，將其與設(shè)定溫度值進(jìn)行比較處理，利用PID控制器對(duì)冷水機(jī)組兩通閥閥門開度控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)出風(fēng)口溫度的調(diào)節(jié)，此調(diào)節(jié)對(duì)溫度影響較大,屬于主調(diào)； 再通過對(duì)站內(nèi)公共區(qū)的溫度檢測(cè)，將其與設(shè)定溫度值進(jìn)行比較處理，利用PID控制器對(duì)空調(diào)機(jī)組的頻率大小進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，此調(diào)節(jié)屬于輔調(diào)； 最后，若輔調(diào)達(dá)到最大值，而主調(diào)仍有調(diào)節(jié)空間，此時(shí)輔調(diào)給予主調(diào)一個(gè)信號(hào)脈沖，主調(diào)變換為以時(shí)間與室內(nèi)溫度為參數(shù)變量的階梯型調(diào)節(jié)方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)水閥開度的調(diào)節(jié)；這三個(gè)部分中主調(diào)與輔調(diào)是都是相互作用、相互協(xié)調(diào)的，主調(diào)直接作用于站內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)影響輔調(diào)；輔調(diào)由于改變風(fēng)機(jī)風(fēng)量從而對(duì)出風(fēng)口溫度產(chǎn)生影響間接影響主調(diào)，同時(shí)它還能通過觸發(fā)主調(diào)來改變主調(diào)調(diào)節(jié)方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向城市軌道交通車站的溫度調(diào)節(jié)方法，其特征在于:所述調(diào)節(jié)方法具體實(shí)現(xiàn)步驟如下: 步驟1:利用空調(diào)機(jī)組出風(fēng)管處的溫度傳感器檢測(cè)出風(fēng)機(jī)的風(fēng)量輸出的溫度值I，將設(shè)定溫度值Ws與此溫度值做差得AW&輸入到已整定好的PID控制器內(nèi)進(jìn)行處理，得到一個(gè)0-1之間的無量綱數(shù)值ut，將此數(shù)值乘以100所得數(shù)值加上最小開度值作為水系統(tǒng)兩通閥閥門開度設(shè)定值1:1
【文檔編號(hào)】F24F11/02GK103486699SQ201210191066
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月11日
【發(fā)明者】陳 勝, 吳涇, 吳平, 張開翼 申請(qǐng)人:上海寶信軟件股份有限公司