專利名稱：中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置，屬于能效智能控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
[0002]作為大型公共建筑內(nèi)部重點耗能設(shè)備，中央空調(diào)系統(tǒng)的耗電一般要占整座建筑耗電的40%以上。而中央空調(diào)機組是以滿足使用場所的最大冷熱量來進行設(shè)計的，而在實際應(yīng)用中，消耗的冷熱負荷是變化的，一般與最大設(shè)計供冷熱量存在著很大的差異，系統(tǒng)設(shè)備運行約90%以上時間運行在非滿載額定狀態(tài)。傳統(tǒng)的中央空調(diào)水、風(fēng)系統(tǒng)均一般采用調(diào)節(jié)閥門或風(fēng)門開度的方式來調(diào)節(jié)水量和風(fēng)量，這種調(diào)節(jié)方式的缺點不僅消耗大量能源，而且調(diào)節(jié)品質(zhì)難以達到理想狀態(tài)而導(dǎo)致空調(diào)的舒適度不良；即使現(xiàn)有的部分中央空調(diào)系統(tǒng)采用變頻器調(diào)節(jié)泵或風(fēng)機轉(zhuǎn)速的方式來調(diào)節(jié)水量和風(fēng)量，由于中央空調(diào)負荷的隨動性和控制系統(tǒng)工作模式單一、控制算法簡單、控制策略不能實時更新，也不能最大限度的節(jié)約能源，同時不同程度的造成空調(diào)的舒適度不良。實用新型內(nèi)容[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置，通過調(diào)整系統(tǒng)各設(shè)備的運行效率，能夠達到高效節(jié)能、智能控制的目的。[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置，包括模糊控制器、數(shù)據(jù)采集裝置、觸摸顯示屏和上位機，所述數(shù)據(jù)采集裝置、觸摸顯示屏和上位機分別與模糊控制器連接，所述模糊控制器與中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置連接，其特征是，還包括遠程控制計算機，所述遠程控制計算機與模糊控制器連接；所述數(shù)據(jù)采集裝置包括溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器和冷熱量表；所述中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置包括冷溫泵、冷卻泵、風(fēng)機、調(diào)節(jié)閥和中央空調(diào)系統(tǒng)主機。[0005]進一步地，所述模糊控制器包括工藝參數(shù)采集濾波處理模塊、協(xié)調(diào)解析控制模塊、 中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊、邏輯信號輸出模塊、調(diào)節(jié)信號輸出模塊和反饋信號采集處理模塊； 所述協(xié)調(diào)解析控制模塊分別與工藝參數(shù)采集濾波處理模塊、中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊和反饋信號采集處理模塊連接，所述邏輯信號輸出模塊和調(diào)節(jié)信號輸出模塊分別與中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊連接；所述工藝參數(shù)采集濾波處理模塊與數(shù)據(jù)采集裝置連接，用以實時處理數(shù)據(jù)采集裝置采集的數(shù)據(jù)信息并發(fā)送給協(xié)調(diào)解析控制模塊；所述反饋信號采集處理模塊與中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置連接，用于實時采集中央空調(diào)系統(tǒng)的溫度、壓力、流量和開關(guān)量信號并發(fā)送給所述協(xié)調(diào)解析控制模塊，所述協(xié)調(diào)解析控制模塊與觸摸顯示屏、上位機和遠程控制計算機連接，用以接收數(shù)據(jù)和控制指令，并根據(jù)控制指令向中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊發(fā)送工作指令并轉(zhuǎn)發(fā)接收的數(shù)據(jù)采集信息，所述中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊根據(jù)數(shù)據(jù)采集信息進行尋優(yōu)數(shù)據(jù)處理，并通過邏輯信號輸出模塊和調(diào)節(jié)信號輸出模塊向中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置發(fā)送相關(guān)操作指令。[0006]進一步地，所述工藝參數(shù)采集濾波處理模塊包括微處理器、信號調(diào)理單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、濾波器和第一 CAN通信模塊，所述信號調(diào)理單元與溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器和冷熱量表連接，用以實時采集數(shù)據(jù)信息，并依此經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器和濾波器對采集的數(shù)據(jù)信息進行模數(shù)轉(zhuǎn)換和濾波后發(fā)送給微處理器，所述微處理器通過第一 CAN通信模塊將處理后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給協(xié)調(diào)解析控制模塊。[0007]進一步地，所述協(xié)調(diào)解析控制模塊包括ARM微處理器以及分別與ARM微處理器連接的第一數(shù)據(jù)存儲器、第一 FLASH存儲器、RS485通信模塊、以太網(wǎng)單元、無線監(jiān)控模塊和第二 CAN通信模塊；所述ARM微處理器通過SPI總線分別與第一數(shù)據(jù)存儲器和第一 FLASH存儲器連接；所述ARM微處理器通過RS485通信模塊與遠程控制計算機連接；所述ARM微處理器通過以太網(wǎng)單元分別與上位機和觸摸顯示屏連接；所述ARM微處理器通過無線監(jiān)控模塊與無線監(jiān)控系統(tǒng)連接；所述ARM微處理器通過第二 CAN通信模塊與工藝參數(shù)采集濾波處理模塊連接。[0008]進一步地，所述中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊包括數(shù)字信號處理器以及分別與數(shù)字信號處理器連接的第二數(shù)據(jù)存儲器、第二 FLASH存儲器、第三CAN通信模塊、雙口 RAM模塊和時鐘模塊；所述數(shù)字信號處理器通過SPI總線分別與第二數(shù)據(jù)存儲器和第二FLASH存儲器接； 所述數(shù)字信號處理器通過雙口 RAM模塊與協(xié)調(diào)解析控制模塊連接；所述數(shù)字信號處理器通過第三CAN通信模塊分別與邏輯信號輸出模塊和調(diào)節(jié)信號輸出模塊連接；所述 時鐘模塊通過IIC總線與數(shù)字信號處理器連接。[0009]進一步地，所述邏輯信號輸出模塊包括微處理器、信號隔離單元、驅(qū)動單元、繼電器和并行緩沖器，所述微處理器通過并行緩沖器與中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊連接；所述微處理器通過信號隔離單元與驅(qū)動單元連接，所述驅(qū)動單元與中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置的繼電器連接。[0010]進一步地，所述調(diào)節(jié)信號輸出模塊包括微處理器、信號隔離單元、電流輸出單元、 并行緩沖器，所述微處理器通過并行緩沖器與中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊連接；所述微處理器通過信號隔離單元與電流輸出單元連接，所述電流輸出單元與中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置連接。[0011]進一步地，所述反饋信號采集處理模塊包括信號隔離單元、微處理器和CAN通信模塊，所述微處理器通過信號隔離單元分別與設(shè)置在中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置上的溫度傳感器、電壓傳感器和電流傳感器連接，微處理器通過CAN通信模塊與協(xié)調(diào)解析控制模塊連接。[0012]一種中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制方法，用以中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制器裝置對中央空調(diào)的冷溫水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、冷卻塔風(fēng)機和主機系統(tǒng)進行全面控制，所述中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置通過以太網(wǎng)單元接受遠程控制計算機發(fā)出的控制指令與數(shù)據(jù)或通過通信模塊接受現(xiàn)場上位機和觸摸屏發(fā)出的控制指令與數(shù)據(jù)進行自尋優(yōu)智能模糊控制工作，其特征是，所述中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制方法包括工頻模式下自尋優(yōu)智能模糊控制過程和節(jié)能模式下自尋優(yōu)智能模糊控制過程，所述節(jié)能模式下自尋優(yōu)智能模糊控制過程包括舒適度模式下自尋優(yōu)智能模糊控制過程和自動模式下自尋優(yōu)智能模糊控制過[0013] 所述工頻模式下自尋優(yōu)智能模糊控制過程包括以下過程[0014]采集中央空調(diào)系統(tǒng)的冷溫水的供、回水溫度、壓力、流量和冷熱量，采集中央空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水的供、回水溫度、壓力、流量和冷熱量，采集中央空調(diào)系統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)主機運行參數(shù)、泵的運行狀態(tài)和能耗信息，中 央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制器裝置對采集的數(shù)據(jù)信息進行分析處理，并將分析處理結(jié)果進 行顯示，以便進行監(jiān)視；所述舒適度模式下自尋優(yōu)智能模糊控制過程需要進行確認中央空調(diào)系統(tǒng)所需的 實際負荷、分析驅(qū)動系統(tǒng)的輸出特性、采集工藝數(shù)據(jù)和內(nèi)外環(huán)境參數(shù)、遺傳計算、尋優(yōu)處理、 輸出并采集反饋信息并形成歷史數(shù)據(jù)庫，最后調(diào)整運行工作策略，具體包括以下過程1)確認系統(tǒng)所需的實際負荷將舒適度的感念引入到對中央空調(diào)的控制中，選用的三個參數(shù)為溫度，相對濕度 和風(fēng)速；根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，利用長期的統(tǒng)計數(shù)據(jù)總結(jié)的經(jīng)驗公式，如式(1)
權(quán)利要求1.一種中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置，包括模糊控制器、數(shù)據(jù)采集裝置、觸摸顯示屏(12)和上位機(13)，所述數(shù)據(jù)采集裝置、觸摸顯示屏(12)和上位機(13)分別與模糊控制器連接，所述模糊控制器與中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置連接，其特征是，還包括遠程控制計算機(14)，所述遠程控制計算機(14)與模糊控制器連接；所述數(shù)據(jù)采集裝置包括溫度傳感器(15)、濕度傳感器(16)、壓力傳感器(17)和冷熱量表(18);所述中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置包括冷溫泵(7)、冷卻泵(8)、風(fēng)機(9)、調(diào)節(jié)閥(10)和中央空調(diào)系統(tǒng)主機(11)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置，其特征是，所述模糊控制器包括工藝參數(shù)采集濾波處理模塊(I)、協(xié)調(diào)解析控制模塊(2)、中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊(3)、邏輯信號輸出模塊(4)、調(diào)節(jié)信號輸出模塊(5)和反饋信號采集處理模塊(6);所述協(xié)調(diào)解析控制模塊(2)分別與工藝參數(shù)采集濾波處理模塊(I)、中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊(3) 和反饋信號采集處理模塊(6)連接，所述邏輯信號輸出模塊⑷和調(diào)節(jié)信號輸出模塊(5) 分別與中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊(3)連接；所述工藝參數(shù)采集濾波處理模塊(I)與數(shù)據(jù)采集裝置連接，用以實時處理數(shù)據(jù)采集裝置采集的數(shù)據(jù)信息并發(fā)送給協(xié)調(diào)解析控制模塊(2); 所述反饋信號采集處理模塊(6)與中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置連接，用于實時采集中央空調(diào)系統(tǒng)的溫度、壓力、流量和開關(guān)量信號并發(fā)送給所述協(xié)調(diào)解析控制模塊(2)，所述協(xié)調(diào)解析控制模塊(2)與觸摸顯示屏、上位機和遠程控制計算機連接，用以接收數(shù)據(jù)和控制指令，并根據(jù)控制指令向中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊(3)發(fā)送工作指令并轉(zhuǎn)發(fā)接收的數(shù)據(jù)采集信息，所述中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊(3)根據(jù)數(shù)據(jù)采集信息進行尋優(yōu)數(shù)據(jù)處理，并通過邏輯信號輸出模塊(4)和調(diào)節(jié)信號輸出模塊(5)向中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置發(fā)送相關(guān)操作指令。
3.如權(quán)利要求2所述的一種中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置，其特征是，所述的工藝參數(shù)采集濾波處理模塊(I)包括微處理器(101)、信號調(diào)理單元(102)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (103)、濾波器(104)和第一 CAN通信模塊(105)，所述信號調(diào)理單元(102)與溫度傳感器(15)、濕度傳感器(16)、壓力傳感器(17)和冷熱量表(18)連接，用以實時采集數(shù)據(jù)信息，并依此經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(103)和濾波器(104)對采集的數(shù)據(jù)信息進行模數(shù)轉(zhuǎn)換和濾波后發(fā)送給微處理器(101)，所述微處理器(101)通過第一 CAN通信模塊(105)將處理后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給協(xié)調(diào)解析控制模塊(2)。
4.如權(quán)利要求2所述的一種中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置，其特征是，所述協(xié)調(diào)解析控制模塊(2)包括ARM微處理器(201)以及分別與ARM微處理器(201)連接的第一數(shù)據(jù)存儲器(202)、第一 FLASH存儲器(203)、RS485通信模塊(204)、以太網(wǎng)單元(205)、無線監(jiān)控模塊(206)和第二 CAN通信模塊(207);所述ARM微處理器(201)通過SPI總線分別與第一數(shù)據(jù)存儲器(202)和第一 FLASH存儲器(203)連接；所述ARM微處理器(201)通過通信模塊(204)與遠程控制計算機連接；所述ARM微處理器(201)通過以太網(wǎng)單元(205) 分別與上位機和觸摸顯示屏(12)連接；所述ARM微處理器(201)通過無線監(jiān)控模塊(206) 與無線監(jiān)控系統(tǒng)連接；所述ARM微處理器(201)通過第二 CAN通信模塊(207)與工藝參數(shù)采集濾波處理模塊(I)連接。
5.如權(quán)利要求2所述的一種中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置，其特征是，所述中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊(3)包括數(shù)字信號處理器(301)以及分別與數(shù)字信號處理器(301)連接的第二數(shù)據(jù)存儲器(302)、第二 FLASH存儲器(303)、第三CAN通信模塊(304)、雙口 RAM模塊(305)和時鐘模塊(306);所述數(shù)字信號處理器(301)通過SPI總線分別與第二數(shù)據(jù)存儲器(302)和第二 FLASH存儲器(303)連接；所述數(shù)字信號處理器(301)通過雙口 RAM模塊(305)與協(xié)調(diào)解析控制模塊(2)連接；所述數(shù)字信號處理器(301)通過第三CAN通信模塊(304)分別與邏輯信號輸出模塊(4)和調(diào)節(jié)信號輸出模塊(5)連接；所述時鐘模塊(306) 通過IIC總線與數(shù)字信號處理器(301)連接。
6.如權(quán)利要求2所述的一種中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置，其特征是，所述邏輯信號輸出模塊(4)包括微處理器、信號隔離單元、驅(qū)動單元、繼電器和并行緩沖器，所述微處理器通過并行緩沖器與中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊(3)連接；所述微處理器(22)通過信號隔離單元與驅(qū)動單元連接，所述驅(qū)動單元與中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置的繼電器連接。
7.如權(quán)利要求2所述的一種中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置，其特征是，所述調(diào)節(jié)信號輸出模塊(5)包括微處理器、信號隔離單元、電流輸出單元、并行緩沖器，所述微處理器通過并行緩沖器與中央空調(diào)尋優(yōu)算法模塊(3)連接；所述微處理器通過信號隔離單元與電流輸出單元連接，所述電流輸出單元與中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置連接。
8.如權(quán)利要求2所述的一種中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置，其特征是，所述反饋信號采集處理模塊(6)包括信號隔離單元、微處理器和CAN通信模塊，所述微處理器通過信號隔離單元分別與設(shè)置在中央空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)裝置上的溫度傳感器、電壓傳感器和電流傳感器連接，微處理器通過CAN通信模塊與協(xié)調(diào)解析控制模塊(2)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制裝置，通過采集中央空調(diào)系統(tǒng)各控制點工藝參數(shù)和室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)實際負荷量和末端冷熱源需要，實時跟蹤控制末端和循環(huán)系統(tǒng)運行效率，優(yōu)化調(diào)整主機的運行周期，對系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)運行能效的全面控制，使系統(tǒng)始終保持在高能效比的工況下運行。同時，本實用新型把中央空調(diào)系統(tǒng)的工藝數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)及設(shè)備運行數(shù)據(jù)進行匯總，形成智能控制庫，通過中央空調(diào)自尋優(yōu)智能模糊控制器進行分析、運算等技術(shù)處理，產(chǎn)生新的控制策略，實現(xiàn)在線升級控制算法，節(jié)能潛力挖掘，優(yōu)化系統(tǒng)能耗，簡化操作，以此調(diào)整系統(tǒng)各設(shè)備的運行效率，達到高效節(jié)能、智能控制的目的。
文檔編號F24F11/02GK202734154SQ201220312880
公開日2013年2月13日 申請日期2012年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月30日
發(fā)明者李鋼 申請人:李鋼