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摘要:近几年,我国加大了对暖通空调系统自动化控制的 研究力度,并将相应理论应用到实践中,其中研究理念和 应用主要集中在节能这一方向,在不影响空调系统冷、暖 气输送的前提下,最大程度减少能源消耗。对空调系统 的自动化控制,尝试采用模糊控制的方式,通过仿真对比 空间内的温度变化规律,实现自动化调节空调系统输送 温度;尝试采用神经网络控制,将自适应神经网络预测控 制技术应用到自动化控制中,把温度变化情况反馈给空 调控制器。
关键词:暖通系统;自动化控
一、自动控制在暖通空调系统中应用的主要特征
随着社会经济科技的迅速发展,人们对于暖通空调系统的要 求更高,促使暖通空调控制系统的功能越来越完善,也使得设计 更加困难,涉及到的相关模型和参数也会更加复杂。仅仅使用传 统的 PID 系统已经不能完全实现设计要求,需要研究控制更加精 准的系统,这样一来神经网络控制与模糊控制理论系统可以达到 更高级的控制管理。除此之外,在运行过程中,传统暖通空调控制系统虽然能够做到对空调耗能的控制,但是也伴随着能耗大和 多变量等问题,此时可以借助神经网络系统或模糊控制系统使上 述问题得到有效解决。当前的研究还需要一定的深入研究,从而 真正实现高效的节能控制。
当前各行各业都对自动化控制和生产有着一定的要求,因此 相关领域对于自动化控制提出了较高的要求。目前,国内空调自 动化控制已经有了一定成果,但是还需要深入在科研领域进行探 索。在暖通空调系统中,自动化控制的应用涉及如下三个阶段:(一)20 世纪80 年代左右,所采用的中央空调控制系统仅有简单的 一个开关键,其借助热继电器或压力继电器进行管理,从而达到 对设备进行自动控制的目的。(二)工业技术的不断发展带来的新 变化,PID 控制器在自动管理领域的实际应用使得自动控制系统 更加完善和健全,在 PID 的基础上来改造和完善控制设备,有超 过80%的空调控制系统采用了该控制系统和理念。(三)当前研究 阶段,智能技术的发展使得空调系统也在逐渐追求智能控制和更 高等级的自动化控制,国内逐渐将新的智能控制系统应用于暖通 空调系统。
二、自动化理论
在 HVAC 中的具体应用自动控制技术的理论和实践逐渐完善,在应用过程中也有了 不同的分支变化,但是最终都是为了实现通过智能技术对暖通空 调系统的管理,切实落实节能减排、保护环境的要求,形成资源节 约型、环境友好型社会,促进社会与经济的全面协调可持续发展。
(一)在暖通空调自动系统中模糊控制的应用
在暖通自动控制系统中,模糊控制就是指对房间温度进行模 糊感知和预测,通过对人体温感的研究做到方针对比,从而完成 整个系统的控制和管理。在模糊控制暖通空调自动系统中,控制 器能够实现较好的完整的运行回路,在运行实验中也能够保障较 好的稳定性。
例如,大型客运站中央空调系统涉及到了三个控制 系统,他们均是在模糊控制的基础上建立起来的暖通空调控制系 统,这种新型的控制管理系统相比于传统的 PID 控制系统能够提 供更好的节能管理,包括更稳定的运行。事实上,PID 控制系统的 操作原理较为简单,一旦出现问题能够实现快速的维修工作,PID 控制系统也具有较为广泛的应用范围。但是这一系统运行不算 稳定,整体的运行效率也比较低。而基于模糊控制下的暖通空调 管理系统性能更好,具有适用范围广的特点,并且模糊控制系统 并不需要建立被控对象的模型。但是模糊控制系统对环境的适 应能力比较差,不能完全实现对温感的探测感知,并且也需要对 控制参数进行提前的设置。
(二)暖通空调自控系统中神经网络控制的应用
神经网络控制系统包括下述几个方面的内容:1)风机盘管热 水系统。与传统的 PID 系统相比,神经网络控制系统具有更强的 水温控制能力,这就意味着神经网络控制系统能够对控制能源的 消耗问题给予准确的预测,这样不仅可以达到节能减排的目的,而且还可以实现对环境的保护。2)在暖通空调控制过程中,应用 神经网络控制系统可以实现对系统整体运行状态与周边环境条 件进行有效控制,从而实现对整个设备更精准有效的控制,在此 技术上对于设备的控制也能够更加科学合理,从而提供良好的节 能效果。
三、在暖通空调自控系统中基于遗传算法的运用
遗传算法并不是新兴的研究方向,事实上,早在 20 世纪 60 年代美国就开始使用了遗传算法,其一般是通过对数学模型的 分析和研究来构建一套借助空间搜索来达到随机搜索的一种运 行模式。在初期空调系统设计阶段,遗传算法就开始被慢慢的引 入到 PID 管理系统中,并且运行过程中,发现与传统的 PID 系统 相比,遗传算法具有更高的应用价值,遗传算法不需要依赖数学 模型,具有非常强的信息搜索能力,与模糊控制进行结合能够实 现对空调系统的变频控制,从而促进了相关领域的技术发展,从 其他思路实现了对能源的节约。
在实际应用的过程中,暖通空调运行系统需要借助大量的非 线性及参数关系,导致自动化控制操作系统比较复杂。基于这个 原因,该领域的专业人士开始对其进行了更加深入的分析和研 究,不断提高其实际应用适应性。将传统的 PID 控制系统与模糊 控制系统进行有效的结合,通过应用测试来提高暖通空调自控系 统的运行效率。通过测试发现,融合后的系统可以更加精准的实 现对空调的控制管理工作。换一个思路,也能够实现传统 PID 控 制与模糊控制系统的融合,从而完成对空调管理系统的有效控 制,更加灵活多变的实现空调设备的节能要求。
随着社会经济和科技的发展,促进了自控系统的发展。自控 系统在暖通空调系统中具有较好的应用前景,当前的应用水平还 能够实现进一步的提高,智能技术在自动控制中的融合能够实现 对空调系统更加精准的控制。因此还需要相关技术人员不断进 行深入研究,进一步提高暖通空调的使用性能。
参考文献:
[1]刘秋琼,李志生.自动控制在暖通空调系统中的发展与应用
[2]石绪安.自动控制在暖通空调系统中的发展与应用