一種中央空調主機節能模糊控制器的製作方法

2023-09-16 06:17:30

專利名稱：一種中央空調主機節能模糊控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種中央空調的智能控制設備，特別涉及一種中央空 調主機節能模糊控制器。
背景技術：
近年來，隨著世界能源的日益短缺，在中央空調系統的設計及運行過 程中，節能控制系統的應用越來越受到人們的重視。
為了降低中央空調系統的能源浪費，人們開始採用變頻器來控制空調
系統的水泵和風機。現有兩種方式使用， 一是採用可編程序控制器(PLC)， 對水泵和風機進行PI (比例、積分)調節控制，二是PID (比例、積分、 微分)調節控制，實現節能。因PLC只能實現簡單的邏輯功能，又稱之為 可編程序控制器。PLC控制方法可以達到一定的節能效果，PI或PID原理 簡單，使用方便，價格低廉。但是他們的不足之處在於
PI或PID的重要參數一旦整定之後，不會自動調節，只能靠人工調節。 但中央空調系統是一個時變性的系統，其運行情況受季節變、氣候、溫度、 人流量等的變化影響，是隨時變化的，靜態參數的控制方法不可能達到最 佳的控制效果。
PLC只能實現單參量的(溫度或壓力)的簡單控制，在一些單參量工 業生產過程中的控制效果很好，但當用於控制中央空調這樣的多參量、非 線性的、時變的且參量間耦合很強的複雜系統時，很難控制溫度在預設範 圍內，由於溫度的慣性所控溫度在較大範圍內起伏，達不到設定值的穩定 狀態，即影響了系統穩定性，又降低了空調效果的舒適性。 發明內容
本實用性型要解決的技術問題是現有技術中中央空調節能模糊控制 器不能隨著環境的變化自動調節或調節準確性低且不穩定的問題。
為了解決上述問題，本實用新型提供了一種中央空調主機節能模糊控 制器，它由電源電路、輸入電路、計算機控制系統、輸出電路依次連接組 成，所述計算機控制系統內安裝有控制程序，設置有數據採集器連接在計 算機控制系統上。所述輸入電路採用AD7896單片機構成A/D及電平轉換線路，模糊控 制器通過該輸入電路，從被控對象獲取信號。輸出電路採用P87LPC768單 片機構成D/A及電平轉換線路，模糊控制器通過該輸出電路，將其輸出信 號送給執行機構去控制被控對象。數據採集器為溫度採集傳感器、壓力傳 感器和流體速度傳感器，採集水泵的水的壓力和溫度、採集風機和外界各 部的溫度。
中央空調節能模糊控制器還設置有保護電路與電源電路連接，保護電 路採用P87LPC764單片機構成，其作用是保護計算機控制系統的功能，當 計算機系統由於各種原因幹擾而"死機"時，保護電路會自動重新啟動， 並能自動保存計算機控制系統的操作信息，使計算機能夠快速正常工作。
計算機控制系統還連接有通訊接口和顯示器，通訊接口為全雙工串行 通訊接口，有效通訊距離可到2000米，能夠在個系統間接受傳送信息， 達到智能控制。
所述電源電路由穩壓電路、濾波電路、過流保護、過壓保護構成，為 計算機控制系統、輸入電路等各部分提供電源。
所述電源電路電壓為200-250 V，適應比較寬的電壓範圍，可以在電 壓不穩定的時候穩定工作。
控制軟體
模糊控制軟體的核心是模糊控制規則和模糊推理兩部分。其中模糊控 制規則是將人的操作經驗和思維過程，總結成一系列的條件語句，即控制 規則，從而得到模糊控制關係。而模糊推理則是總結人的控制行為，得出 的模糊計算法則。
模糊控制器的工作原理如下
計算機控制系統收集採集器採集來的信息，在規定時間中斷收集，這 些信息均為精確量，經模糊話處理後得到模糊集，再由模糊集和模糊控制 規則，應用模糊推理法則進行模糊決策，得到相應的模糊控制集，然後經 清晰化處理後，得到精確的控制量去控制被控對象。
然後，經計算機控制系統採集第二次數據，進行第二次控制……。如 此循環，實現被控對象的模糊控制。
模糊控制可以概括為下述四個步驟 (1)根據本次數據採樣得到模糊控制器的輸入變量；(2) 將輸入變量的精確值變為模糊量；
(3) 根據輸入模糊量及模糊控制規則，應用模糊推理計算出控制模 糊量；
(4) 控制模糊量計算精確的控制量。
從上述可以看出，給予模糊邏輯的智能控制——模糊控制，有別於基
於精確模型的傳統控制理論。傳統控制的結構是比較-計算-控制-執行， 而智能模糊控制的結構是識別-推理-決策-執行。模糊控制是建立在被 控制動態過程的特徵模式識別並基於知識、經驗的推理和智能決策基礎上 的控制。
本實用新型應用現代模糊控制技術，把人的操作經驗、知識和技巧歸 納成一系列的規則，存放在計算機中，利用模糊集合理論將它定量化，使 控制器模仿人的操作思維，實現中央空調的智能控制。
本實用新型的優點在於可與新建的中央空調系統配套使用，也可以 取代傳統的控制模式對現有的中央空調系統進行改造，為中央空調提供一 種先進的節能控制設備，為其減少能源浪費、提高中央空調的效率、降低 中央空調的運行成本提供了可靠的保證，具有巨大的社會效益和經濟效 ii 。


圖i是本實用新型的模糊控制器的示意圖。
具體實施方式

如圖1所示，中央空調節能模糊控制器，它由電源電路5、輸入電路 2、計算機控制系統l、輸出電路3依次連接組成，所述計算機控制系統l 內安裝有控制程序，設置有數據採集器4連接在計算機控制系統上。
所述輸入電路2採用AD7896單片機構成A/D及電平轉換線路，模糊 控制器通過該輸入電路2，從被控對象獲取信號。輸出電路3採用 P87LPC768單片機構成D/A及電平轉換線路，模糊控制器通過該輸出電路 3，將其輸出信號送給執行機構去控制被控對象。數據採集器4為溫度採 集傳感器、壓力傳感器和流體速度傳感器，採集水泵的水的壓力和溫度、 採集風機和外界各部的溫度。
中央空調節能模糊控制器還設置有保護電路6與電源電路5連接，保 護電路6採用P87LPC764單片機構成，其作用是保護計算機控制系統1的功能，當計算機控制系統1由於各種原因幹擾而"死機"時，保護電路6
會自動重新啟動，並能自動保存計算機控制系統l的操作信息，使計算機 控制系統1能夠快速正常工作。
計算機控制系統1還連接有通訊接口 7和顯示器8，通訊接口 7為全 雙工串行通訊接口，有效通訊距離可到2000米，能夠在個系統間接受傳 送信息，達到智能控制。
所述電源電路5由穩壓電路、濾波電路、過流保護、過壓保護構成， 為計算機控制系統l、輸入電路2等各部分提供電源。
所述電源電路5電壓為200-250 V，適應比較寬的電壓範圍，可以在 電壓不穩定的時候穩定工作。
控制軟體
模糊控制軟體的核心是模糊控制規則和模糊推理兩部分。其中模糊控 制規則是將人的操作經驗和思維過程，總結成一系列的條件語句，即控制 規則，從而得到模糊控制關係。而模糊推理則是總結人的控制行為，得出 的模糊計算法則。
模糊控制器的工作原理如下-
計算機控制系統1收集採集器採集來的信息，在規定時間中斷收集， 這些信息均為精確量，經模糊話處理後得到模糊集，再由模糊集和模糊控 制規則，應用模糊推理法則進行模糊決策，得到相應的模糊控制集，然後 經清晰化處理後，得到精確的控制量去控制被控對象。
然後，經計算機控制系統l採集第二次數據，進行第二次控制……。 如此循環，實現被控對象的模糊控制。
模糊控制可以概括為下述四個步驟-
(5) 根據本次數據採樣得到模糊控制器的輸入變量；
(6) 將輸入變量的精確值變為模糊量；
(7) 根據輸入模糊量及模糊控制規則，應用模糊推理計算出控制模 糊量；
(8) 控制模糊量計算精確的控制量。
從上述可以看出，給予模糊邏輯的智能控制——模糊控制，有別於基 於精確模型的傳統控制理論。傳統控制的結構是比較-計算-控制-執行， 而智能模糊控制的結構是識別-推理-決策-執行。模糊控制是建立在被控制動態過程的特徵模式識別並基於知識、經驗的推理和智能決策基礎上 的控制。
本實用新型應用現代模糊控制技術，把人的操作經驗、知識和技巧歸 納成一系列的規則，存放在計算機中，利用模糊集合理論將它定量化，使 控制器模仿人的操作思維，實現中央空調的智能控制。
本實用新型的優點在於可與新建的中央空調系統配套使用，也可以取代 傳統的控制模式對現有的中央空調系統進行改造，為中央空調提供一種先 進的節能控制設備，為其減少能源浪費、提高中央空調的效率、降低中央 空調的運行成本提供了可靠的保證。具有巨大的社會效益和經濟效益。
權利要求1、一種中央空調主機節能模糊控制器，它由電源電路(5)、輸入電路(2)、計算機控制系統(1)、輸出電路(3)依次連接組成，其特徵在於所述計算機控制系統(1)內安裝有控制程序，還設置有數據採集器(4)連接在計算機控制系統上。
2、 根據權利要求1所述的中央空調節能模糊控制器，其特徵在於 所述輸入電路(2)採用AD7896單片機構成A/D及電平轉換線路，輸出電 路(3)採用P87LPC768單片機構成D/A及電平轉換線路，數據採集器(4) 為溫度採集傳感器、壓力傳感器和流體速度傳感器。
3、 根據權利要求2所述的中央空調節能模糊控制器，其特徵在於 設置有保護電路(6)與電源電路(5)連接，保護電路(6)採用P87LPC764 單片機構成。
4、 根據權利要求1或2或3所述的中央空調節能模糊控制器，其特 徵在於計算機控制系統(1)還連接有通訊接口 (7)和顯示器(8)，通 訊接口 (7)為全雙工串行通訊接口。
5、 根據權利要求4所述的中央空調節能模糊控制器，其特徵在於 所述電源電路(5)由穩壓電路、濾波電路、過流保護、過壓保護構成。
6、 根據權利要求5所述的中央空調節能模糊控制器，其特徵在於 所述電源電路(5)電壓為200-250 V。
專利摘要本實用新型公開了一種中央空調主機節能模糊控制器，它由電源電路、輸入電路、計算機控制系統、輸出電路依次連接組成。所述計算機控制系統內安裝有控制程序，還設置有數據採集器連接在計算機控制系統上。本實用新型可減少能源浪費、提高中央空調的效率、降低中央空調的運行成本提供了可靠的保證。
文檔編號G05B15/02GK201319127SQ200820200210
公開日2009年9月30日 申請日期2008年9月5日 優先權日2008年9月5日
發明者元 張, 顏曉英 申請人:東莞市友美電源設備有限公司