[發明專利]基于模糊自適應的中央空調冷卻水節能控制系統及其模糊自適應方法

有效

• 申請號: 201010160272.X
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN101825326A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 白建波;孫愛舟;張愷炘
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: F24F11/00
• 分類號: F24F11/00;G05B13/02
• 代理公司: 常州市天龍專利事務所有限公司 32105
• 代理人: 周建觀

1.一種用于中央空調冷卻水節能控制系統的模糊自適應方法，其特征在 于：該中央空調冷卻水節能控制系統包括工業控制計算機(1)、可編程邏輯 控制器(2)、模擬量輸入模塊(3)、模擬量輸出模塊(4)、數字量輸入模塊 (7)、數字量輸出模塊(8)、第一變頻器(9)、第二變頻器(9’)、第一鉑電 阻溫度傳感器(6)、第二鉑電阻溫度傳感器(6’)、冷卻水泵(A)和冷卻風 機(B)，所述工業控制計算機(1)與可編程邏輯控制器(2)相互通信，所 述第一鉑電阻溫度傳感器(6)和第二鉑電阻溫度傳感器(6’)均與模擬量輸 入模塊(3)的輸入端連接，所述模擬量輸入模塊(3)的輸出端與可編程邏 輯控制器(2)相連，所述第一變頻器(9)的告警信號線、第二變頻器(9’) 的告警信號線均與數字量輸入模塊(7)的輸入端相連，所述數字量輸入模塊 (7)的輸出端與可編程邏輯控制器(2)連接，所述模擬量輸出模塊(4)的 輸入端與可編程邏輯控制器(2)相連，模擬量輸出模塊(4)的輸出端與第 一變頻器(9)和第二變頻器(9’)相連，所述可編程邏輯控制器(2)與數 字量輸出模塊(8)的輸入端相連，所述第一變頻器(9)與冷卻水泵(A) 電連接，所述第二變頻器(9’)與冷卻風機(B)電連接，所述可編程邏輯控 制器(2)內置有比例與積分控制器，所述第一鉑電阻溫度傳感器(6)和第 二鉑電阻溫度傳感器(6’)實時采集冷卻水供、回水的溫度信號，該溫度信 號傳入可編程邏輯控制器(2)后再送入工業控制計算機(1)中，所述工業 控制計算機(1)根據計算機程序實時計算獲得比例與積分控制器參數，再通 過通信線路將比例與積分控制器參數傳遞給可編程邏輯控制器(2)的比例與 積分控制器，所述可編程邏輯控制器(2)通過模擬量輸出模塊(4)控制第 一變頻器(9)和第二變頻器(9’)的頻率，可編程邏輯控制器(2)通過數 字量輸出模塊(8)對冷卻水泵(A)和冷卻風機(B)發出起/停信號；該模 糊自適應方法包括數據預處理、溫度偏差變量及溫度偏差變化率變量的模糊 化、模糊推理、反模糊化及新的比例與積分控制器參數的計算和輸出：

步驟一、數據預處理，

在工業控制計算機(1)獲取冷卻水供、回水溫度的基礎上，根據預先設 定的冷卻水供、回水的溫度，計算得出溫度偏差和溫度偏差的變化率；

步驟二、溫度偏差變量及溫度偏差變化率變量模糊化，

通過計算得出來的溫差及溫度偏差的變化率，按照預先編制好的程序計 算得出溫度偏差及溫度偏差變化率模糊量；

步驟三、模糊推理及反模糊化，

根據計算獲得的溫度偏差及溫度偏差變化率模糊量，按照預先編制好的 程序在模糊規則庫中查表計算得出模糊控制量，根據計算得出的模糊控制量， 按照預先編寫的程序反模糊化計算得出輸出量即比例與積分控制器參數的變 化值；

步驟四、新的比例與積分控制器參數的計算，

根據計算獲得的輸出量，按照預先編寫的程序及預先設定的比例與積分控 制器參數，計算出比例與積分控制器的新的參數；

步驟五、新的比例與積分控制器參數的輸出，

將計算出比例與積分控制器的新的參數用于控制第一變頻器(9)和第二 變頻器(9’)的頻率。

2.根據權利要求1所述的中央空調冷卻水節能控制系統的模糊自適應方 法，其特征在于：所述中央空調冷卻水節能控制系統的可編程邏輯控制器(2) 選用西門子的S7-300或S7-200，所述可編程邏輯控制器(2)與工業控制計 算機(1)之間通過通信模塊(10)進行信號傳輸，所述工業控制計算機(1) 通過RS232串口及串行通信總線與通信模塊(10)連接，所述通信模塊(10) 再與可編程邏輯控制器(2)連接。