自動(dòng)控制在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的發(fā)展與應(yīng)用

陳非凡

（江西省建筑設(shè)計(jì)研究總院，江西 南昌 330000）

暖通空調(diào)系統(tǒng)之所以在我國(guó)建筑行業(yè)中得到廣泛的推廣與應(yīng)用，主要是它可以為空間使用者提供舒適的生活以及工作環(huán)境。尤其是在氣溫變化差異較為明顯的地區(qū)，暖通空調(diào)系統(tǒng)更是提高居家幸福感的重要工程。通常我國(guó)大型暖通空調(diào)系統(tǒng)所需的冷量，需要通過(guò)多個(gè)智能站點(diǎn)連接而組成。但是由于暖通空調(diào)系統(tǒng)還未達(dá)到全面的完善，所以在實(shí)際使用過(guò)程中，不能向使用者提供相應(yīng)的制冷服務(wù)。面對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的不完善之處，相關(guān)工作人員應(yīng)該積極汲取國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)理論，充分完善我國(guó)暖通空調(diào)系統(tǒng)。

1 自動(dòng)控制在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)力量的不斷提升，當(dāng)前我國(guó)各行各業(yè)正逐步朝著自動(dòng)化方向發(fā)展。相較于傳統(tǒng)控制模式，自動(dòng)化控制模式可以更加精準(zhǔn)的結(jié)合運(yùn)行要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的精準(zhǔn)化控制?，F(xiàn)階段，為提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，我國(guó)各行業(yè)領(lǐng)域?qū)ψ詣?dòng)化控制的要求日益提高。雖然在自動(dòng)化控制方面，我國(guó)已經(jīng)取得一定的進(jìn)展，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較還需不斷完善自動(dòng)化控制系統(tǒng)及技術(shù)。在建筑行業(yè)中，應(yīng)用暖通空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制主要涉及三個(gè)階段。一，上世紀(jì)80年代左右，中央空調(diào)控制系統(tǒng)開始出現(xiàn)于我國(guó)建筑行業(yè)中。在構(gòu)建中央空調(diào)控制系統(tǒng)時(shí)，通常結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，僅有一個(gè)開關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。二，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，在中央空調(diào)控制系統(tǒng)中，逐漸融入PID控制器。PID控制器的引入，從整體上對(duì)中空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了改造與完善，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。三，目前階段隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，中央空調(diào)控制系統(tǒng)正在朝著自動(dòng)化模式發(fā)展。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)控制方式

2.1 PLC控制方式

目前在我國(guó)建筑領(lǐng)域中，設(shè)計(jì)與建設(shè)中央空調(diào)系統(tǒng)通常會(huì)應(yīng)用PLC控制方式。因?yàn)?，?jīng)實(shí)踐證明PLC控制方式比較安全可靠。同時(shí)，技術(shù)人員可以通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)中央空調(diào)的控制。所以，PLC控制方法也被稱為編程控制器。在整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)中將PLC安裝在主要監(jiān)控對(duì)象的周圍，可以對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控［1］。

2.2 DDC控制方式

DDC控制方式主要應(yīng)用到數(shù)字技術(shù)。在對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能時(shí)，要對(duì)所監(jiān)控的目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化的模擬。通過(guò)調(diào)整目標(biāo)參數(shù)，進(jìn)而達(dá)到控制功能。例如，在建筑物內(nèi)部室內(nèi)溫度一旦發(fā)生變化，空調(diào)系統(tǒng)便可以對(duì)溫度數(shù)值的變化進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將溫度值轉(zhuǎn)變成電流值，同時(shí)通過(guò)數(shù)字模擬技術(shù)將電流值的變化以數(shù)字量的方式傳給控制器。然后，空調(diào)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，有效調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。通過(guò)DDC控制方法，進(jìn)行空調(diào)控制，可以將室內(nèi)溫度保持在一定數(shù)值。DDC控制器調(diào)節(jié)溫度與初始設(shè)置的數(shù)值呈正相關(guān)趨勢(shì)，與此同時(shí)初始設(shè)置的數(shù)值和系統(tǒng)動(dòng)作協(xié)調(diào)之間的關(guān)系也呈正相關(guān)趨勢(shì)。所以，在合理設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，可以必須要使整個(gè)控制系統(tǒng)與所控制目標(biāo)規(guī)模相匹配［2］。

2.3 繼電器控制

通過(guò)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，主要是利用小電流來(lái)控制大電流的變化。在空調(diào)系統(tǒng)中，繼電器功能的發(fā)揮也如此。如果在空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中，電流發(fā)生變化，存在大小不同的情況，那么電流量也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，此時(shí)繼電器就需要發(fā)揮功能，將電流變化控制好。在中央空調(diào)系統(tǒng)中，所可以使用的繼電器種類非常之多，比如常見的電磁繼電器、時(shí)間繼電器等等。設(shè)計(jì)人員通過(guò)合理選擇繼電器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的延時(shí)功能以及通斷流量等功能。

3 自動(dòng)控制在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的發(fā)展與應(yīng)用

3.1 遺傳算法的運(yùn)用

遺傳算法是一種基于數(shù)學(xué)模型的搜索模式。在空調(diào)系統(tǒng)初期設(shè)計(jì)階段，遺傳算法因其自身特點(diǎn)而被引入到PID管理系統(tǒng)中。隨著技術(shù)以及管理方式的完善與優(yōu)化，傳統(tǒng)PID管理系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的要求。在這一過(guò)程中，相關(guān)工作人員發(fā)現(xiàn)遺傳算法具有更高的應(yīng)用價(jià)值。與傳統(tǒng)管理方式相比，不需要依賴數(shù)學(xué)模型，便可以實(shí)現(xiàn)信息的搜索。所以相關(guān)工作人員將模糊控制與遺傳算法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的更高階控制，即實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的變頻控制，為空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展開創(chuàng)新的發(fā)展方向。

3.2 模糊控制的應(yīng)用

模糊控制是指空調(diào)系統(tǒng)可以對(duì)房間溫度以及人體溫感進(jìn)行模糊預(yù)測(cè)。將模糊控制應(yīng)用到空調(diào)控制系統(tǒng)中，主要是因?yàn)槟：刂瓶梢员ＷC控制系統(tǒng)運(yùn)行回路的完整性，并且在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可以保證工作的穩(wěn)定性。例如，我國(guó)人流量較大的車站，其應(yīng)用到的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，便是基于模糊控制基礎(chǔ)而完成。

3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用

與傳統(tǒng)PID系統(tǒng)相比，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有更強(qiáng)的水溫控制能力。這表明應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以結(jié)合使用者的具體需求，合理調(diào)節(jié)能源消耗，有效控制能源消耗量，實(shí)現(xiàn)整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的節(jié)能高效［3］。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不僅可以對(duì)空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，同時(shí)也可以對(duì)其工作環(huán)境進(jìn)行控制，有效預(yù)測(cè)環(huán)境溫度所需的能耗，實(shí)現(xiàn)更合理化的調(diào)節(jié)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)建筑行業(yè)中暖通空調(diào)系統(tǒng)也會(huì)得以進(jìn)一步完善。將自動(dòng)化控制技術(shù)，應(yīng)用于暖通空調(diào)系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。因?yàn)?，通過(guò)自動(dòng)化控制，可以更加精準(zhǔn)的調(diào)控空調(diào)系統(tǒng)工作模式，為使用者提供更完善的服務(wù)。