自控在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展

殷志超（江蘇揚(yáng)安集團(tuán)有限公司，江蘇揚(yáng)州 225007）

自控在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展

殷志超
（江蘇揚(yáng)安集團(tuán)有限公司，江蘇揚(yáng)州 225007）

為了系統(tǒng)的分析了解在空調(diào)領(lǐng)域中的自動(dòng)控制的特點(diǎn)以及分類(lèi)，顯示并指示出基于傳統(tǒng)系統(tǒng)上的PID控制系統(tǒng)以及現(xiàn)代的DDC控制系統(tǒng)在暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)作中的具有著普遍性的的應(yīng)用方面，并積極地預(yù)測(cè)了人工智能技術(shù)控制系統(tǒng)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中發(fā)展應(yīng)用并推廣的廣闊前景。隨著科學(xué)技術(shù)的第一生產(chǎn)力地位，科技的不斷地發(fā)展跟進(jìn)，特別是在針對(duì)發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)與工業(yè)自動(dòng)化儀表以及興建高層的智能建筑等方面，從而更深層次的推動(dòng)了空調(diào)的自動(dòng)化控制水平的提高。

前饋調(diào)節(jié) 串級(jí)控制 DDC控制 模糊控制

伴隨著中國(guó)的崛起，中國(guó)人民在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)大潮中是自身的生活水平得到了良好的穩(wěn)健的提升，致使傳統(tǒng)的暖通空調(diào)系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用在了各類(lèi)的工業(yè)與民用的建筑之上。而與此同時(shí)，那么要如何才能更有效地將日新月異的計(jì)算機(jī)技術(shù)有效有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，在越來(lái)越多的各種舒適性和工藝性的空調(diào)工程中將國(guó)內(nèi)外各種自動(dòng)化的儀表充分的利用，并且設(shè)計(jì)出技術(shù)先進(jìn)、適合各種用戶(hù)需要的要求的、經(jīng)濟(jì)合理的空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)，從而形成空調(diào)領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。

1　自控系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1很多的干擾性

外擾與內(nèi)擾共同的構(gòu)成了空調(diào)系統(tǒng)。外擾其主要是送風(fēng)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的干預(yù)擾動(dòng)，內(nèi)擾通常是指屋內(nèi)的電器、工藝設(shè)備的啟停、照明散熱以及屋內(nèi)外的物品的流動(dòng)變化等活動(dòng)對(duì)于屋內(nèi)溫度以及濕度所產(chǎn)生的影響。目的是抑制或是消除這些干擾性的活動(dòng)。除了將空調(diào)工藝與建筑熱工方面增加控制措施外，在自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)中間也應(yīng)該來(lái)系統(tǒng)分析干擾的來(lái)源以及影響程度的大小，并選擇適合有效的控制方案。

1.2針對(duì)調(diào)節(jié)對(duì)象的特性

空調(diào)的自動(dòng)控制的主要的任務(wù)即是維護(hù)好空調(diào)房間的一定的溫度以及濕度，對(duì)于控制效果的又是怎樣的，很大的程度上常常的取決于對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)的本身而并不是自動(dòng)控制的那部分，因此，通過(guò)了解分析空調(diào)的對(duì)象的特征條件極為關(guān)鍵以及重要的一個(gè)方面，調(diào)節(jié)器的主要特性闡述主要是包括于放大系數(shù)、純滯后時(shí)間以及時(shí)間常數(shù)的［1］。

1.3空調(diào)系統(tǒng)的整體控制性與溫濕度之間的相關(guān)性

在空調(diào)的系統(tǒng)中占主要地位的是對(duì)于相對(duì)溫濕度進(jìn)行的控制，于此兩個(gè)參數(shù)則常常是在一個(gè)調(diào)節(jié)對(duì)象里面同時(shí)進(jìn)行的調(diào)節(jié)的兩個(gè)被調(diào)量，兩個(gè)參數(shù)寓于調(diào)節(jié)的過(guò)程中是互相影響作用的。若房間的溫度明顯提高的時(shí)候，若也在含濕量的不變化的情況下，則是需要相對(duì)的濕度的下降，而對(duì)此在自動(dòng)控制的過(guò)程中是要充分的考慮到濕度以及溫度的相關(guān)性聯(lián)系的。

空調(diào)的自動(dòng)控制系統(tǒng)是將空調(diào)房間的溫度以及房間中的濕度作為控制的中心的，通過(guò)工作情況的轉(zhuǎn)換與處理空氣的過(guò)程中，每個(gè)環(huán)節(jié)都是要緊密的相互聯(lián)系在一個(gè)整體的控制系統(tǒng)當(dāng)中的。若是任意一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題，都是會(huì)對(duì)于空調(diào)房間的濕度、溫度的調(diào)節(jié)產(chǎn)生極大影響的，更有甚者使整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)法工作。

1.4具有工作狀況轉(zhuǎn)換功能的控制

空調(diào)的系統(tǒng)將是按照工作的狀況進(jìn)行運(yùn)作的，所以，自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)該包括工作狀況的自動(dòng)轉(zhuǎn)換的部分。例如夏季工作狀況在表冷器的工作，冷水量的控制，室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)等，但在冬季則有需要轉(zhuǎn)換到加熱器來(lái)工作，使熱媒受到控制，調(diào)節(jié)溫度，上述為最為基本的工作狀況的轉(zhuǎn)化。于此之外，根據(jù)節(jié)能出發(fā)的進(jìn)行的工作狀況轉(zhuǎn)換的控制。在全年的工作的空調(diào)系統(tǒng)中，使用工作狀況的處理方式方法能夠達(dá)到節(jié)能減排的目的的［2］。

2　自控系統(tǒng)的發(fā)展

對(duì)于自動(dòng)化裝置的探索，人類(lèi)很早就進(jìn)行了簡(jiǎn)陋自動(dòng)化的探索，但是都局限于技術(shù)與科技理論的落后，直到1788年以前，都是處在一個(gè)沒(méi)有巨大科技突破的一個(gè)工匠階段。

1788年瓦特發(fā)明了改良型蒸汽機(jī)，標(biāo)志著人類(lèi)進(jìn)入到了蒸汽時(shí)代，也就是說(shuō)標(biāo)志著人類(lèi)社會(huì)的工業(yè)革命開(kāi)始了。同樣也標(biāo)志著自動(dòng)化領(lǐng)域的技術(shù)化與理論化都逐漸開(kāi)始并形成，1920年，反饋理論被廣泛的應(yīng)用到了電子放大的器件當(dāng)中，同一年里，美國(guó)也產(chǎn)生了PID調(diào)節(jié)器件，1948年，對(duì)于控制理論的經(jīng)典部分都以基本的提出來(lái)了，社會(huì)在科技的推動(dòng)下，進(jìn)入到了一個(gè)技術(shù)化與理論化的階段。

伴隨著高新技術(shù)的崛起，計(jì)算機(jī)隨之問(wèn)世并以驚人的速度日益完善與強(qiáng)大，隨著體積的不斷微型化，用計(jì)算機(jī)來(lái)代替調(diào)節(jié)區(qū)成為了現(xiàn)實(shí)，社會(huì)也隨之進(jìn)入到了一個(gè)新的時(shí)代，智能化階段隨之而來(lái)。

當(dāng)今社會(huì)，全球化的形成，全世界正在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代，空調(diào)也逐步將系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的更新改造，空調(diào)系統(tǒng)的信息化已經(jīng)到來(lái)了。1998年由歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家的兩家電子巨頭西門(mén)子以及梅洛尼都推出了自己的新的科技產(chǎn)品。西門(mén)子的家庭電子系統(tǒng)是基于微軟的windows95系統(tǒng)的家庭控制系統(tǒng)，并且利用這個(gè)系統(tǒng)是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種加點(diǎn)器具網(wǎng)絡(luò)性的控制的，以及完成傳真、郵件等對(duì)外的通信與聯(lián)絡(luò)功能。意大利的梅洛尼則推出了家庭智能檢測(cè)器，同時(shí)也具備了相類(lèi)似的功能，作為信息化的空調(diào)系統(tǒng)，除了具有常規(guī)的制冷系統(tǒng)的功能之外，還用具備以下兩個(gè)條件：（1）具有完善的工程通訊聯(lián)網(wǎng)的功能，使用戶(hù)能夠從遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)上連接對(duì)其進(jìn)行有效的遠(yuǎn)距離遙控控制，對(duì)于參數(shù)設(shè)定具有雙向的通訊的功能。（2）使用數(shù)字化的傳感器件。數(shù)字化的傳感器元件是具有雙向的通訊功能的以專(zhuān)用的微處理器件控制的先進(jìn)的傳感器系統(tǒng)，而微處理器是能夠既定的程度針對(duì)傳感器來(lái)實(shí)施軟件的控制的。將傳感器從單一功能的變成了多樣功能的從而消除與模擬電路有關(guān)的誤差源，并以此來(lái)提高測(cè)量和控制的精確度。通訊網(wǎng)絡(luò)漸漸成為了控制系統(tǒng)中的最重要的環(huán)節(jié)［3］。

3　結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)今社會(huì)中面臨著能源的嚴(yán)重缺失，作為使用有效的自動(dòng)控制的空調(diào)系統(tǒng)，需要達(dá)到既舒適又節(jié)能的目的的，所以，這就要求專(zhuān)業(yè)的空調(diào)人員不但要熟悉專(zhuān)業(yè)性的技術(shù)工藝，也要了解并掌握自控理論和技術(shù)。

［1］呂紅麗.Mamdani模糊控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析理論研究及其在暖通空調(diào)中的應(yīng)用［D］.山東大學(xué)，2007.

［2］趙永國(guó).過(guò)程辨識(shí)與PID自整定理論及其在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究［D］.山東大學(xué)，2008.

［3］王厲.基于（火用）方法的暖通空調(diào)系統(tǒng)熱力學(xué)分析研究［D］.湖南大學(xué)，2012.