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

項鐵順

摘 要：隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑業(yè)應(yīng)用廣泛。在暖通空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)自控系統(tǒng)的應(yīng)用前景是十分好的，如今的應(yīng)用水平有待于進一步提高，把智能技術(shù)應(yīng)用在自控類可以精確的控制空調(diào)系統(tǒng)。所以面對這一方面相關(guān)的工作人員應(yīng)當不斷的加深對其的研究，使暖通空調(diào)具有的使用性能提高。

關(guān)鍵詞：自控；暖通空調(diào)系統(tǒng)；應(yīng)用發(fā)展

引言

隨著國家經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，城市化建設(shè)的推進使得人民的生活有了極大的提高，不僅能夠為人們營造良好的生活環(huán)境，而且還可以提高人民的生活質(zhì)量。然而，隨著暖通空調(diào)系統(tǒng)在人們生活中的大量應(yīng)用，造成了一定的環(huán)境問題和能源消耗問題，尤其是空氣污染等方面獲得了社會關(guān)注。不論單位還是個人應(yīng)用空調(diào)造成的能源消耗基本占總建筑能耗的1/2，以中央空調(diào)為例，中央空調(diào)消耗的電能基本占整棟建筑電能消耗的六成左右。空調(diào)的應(yīng)用在帶來極大的生活便利的同時，也造成了能耗和環(huán)境問題，因此需要深入研究空調(diào)使用過程中的節(jié)能工作，促進國家社會與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，建立環(huán)境友好型社會。

1國內(nèi)暖通空調(diào)自控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

隨著現(xiàn)代科技在各行各業(yè)中的發(fā)展，國內(nèi)也在不斷提高自主研發(fā)的比重，相關(guān)領(lǐng)域的研究者開始對自控系統(tǒng)及理論和應(yīng)用進行研究，逐漸將自控系統(tǒng)與暖通空調(diào)系統(tǒng)進行結(jié)合，旨在節(jié)能減排，提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)保性。隨著社會各界對于節(jié)能減排這一理念的認同，國內(nèi)大部分空調(diào)在進行設(shè)計和研究的時候相關(guān)標準之一就是做到節(jié)能與環(huán)保，但是由于受到多方面因素的影響和制約，相關(guān)理論體系還不夠完善，使得國內(nèi)的空調(diào)節(jié)能限度較低，最高只能達到30%。近年來通過不斷的研究發(fā)現(xiàn)，在空調(diào)運行階段，借助系統(tǒng)來調(diào)節(jié)變頻器，可以降低輸出頻率的方式來實現(xiàn)對水泵轉(zhuǎn)速的有效控制，進而控制能源消耗，減少電能浪費的情況。這為當前暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能減排目標上提供了一定的研究方向。國內(nèi)雖然一部分智能控制理論方面的體系和架構(gòu)還不夠完善，但是已經(jīng)有了具體的研究方向和研究目標。

2控制的方式

2.1DDC控制的方式

DDC這一控制方式主要是結(jié)合數(shù)字化技術(shù)，在控制的過程中可以把所需要的控制參數(shù)轉(zhuǎn)變成數(shù)字模擬量，可以通過控制數(shù)字模擬量，來達到調(diào)控所控參數(shù)的目的。例如室內(nèi)溫度如果出現(xiàn)了變化，空調(diào)系統(tǒng)在這個時候就可以把溫度值轉(zhuǎn)變成電流值，同時對應(yīng)相應(yīng)的數(shù)字模擬量，通過調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的風機或者是閥門等，將室內(nèi)的溫度值逐漸逼近設(shè)定值。運用這種方法進行調(diào)控，可以讓室內(nèi)溫度始終保持適宜，維持供求平衡，進而使能耗降低。DDC控制器調(diào)節(jié)溫度是和初始設(shè)置的數(shù)值呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，與此同時，初始設(shè)置的數(shù)值和系統(tǒng)動作調(diào)節(jié)之間的關(guān)系也是呈正相關(guān)的。所以在確定裝置控制力時可以利用系統(tǒng)規(guī)模大小，但控制系統(tǒng)具有的規(guī)模大小需要和所控系統(tǒng)規(guī)模相匹配，如果不匹配就會對系統(tǒng)運行產(chǎn)生一定程度的不良影響。所以在選擇控制系統(tǒng)的過程中，工作人員不應(yīng)當大意，需要和所控參數(shù)及相關(guān)的控制規(guī)模相結(jié)合，進而作出選擇。這樣不但可以保證裝置能夠穩(wěn)定運行還可以在一定程度上降低能耗。

2.2PLC的控制方式

PLC在自控系統(tǒng)內(nèi)得到了廣泛運用。這主要是因為PLC控制方法安全可靠，可以利用編程來實現(xiàn)，所以這種方法也被叫做編程控制器。它具有的體積比較小，可以把它安裝在控制對象的附近，實時監(jiān)測暖通空調(diào)系統(tǒng)。

2.3繼電器的控制方法

繼電器具有的控制力原理就是通過小電流來控制大電流的運作，這同樣也在暖通空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)揮這樣作用。在空調(diào)系統(tǒng)運行時，如果電流存在大小不同的情況，流量也會變得不同，但是繼電器能夠?qū)烧呖刂坪茫箅娏餍枰⒃谛‰娏骺刂频幕A(chǔ)之上。繼電器具有的種類比較多，比如電磁繼電器和時間繼電器等，可以通過運用繼電器來延遲時間和通斷流量等。

3在暖通空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)自控的運用

3.1在暖通空調(diào)自動系統(tǒng)中模糊控制的應(yīng)用

在暖通自控系統(tǒng)中，模糊控制就是指對房間溫度進行模糊感知和預(yù)測，通過對人體溫感的研究做到方針對比，從而完成整個系統(tǒng)的控制和管理。在模糊控制暖通空調(diào)自動系統(tǒng)中，控制器能夠?qū)崿F(xiàn)較好的完整的運行回路，在運行實驗中也能夠保障較好的穩(wěn)定性。例如，大型客運站中央空調(diào)系統(tǒng)涉及到了三個控制系統(tǒng)，他們均是在模糊控制的基礎(chǔ)上建立起來的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)，這種新型的控制管理系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)能夠提供更好的節(jié)能管理，包括更穩(wěn)定的運行。事實上，PID控制系統(tǒng)的操作原理較為簡單，一旦出現(xiàn)問題能夠?qū)崿F(xiàn)快速的維修工作，PID控制系統(tǒng)也具有較為廣泛的應(yīng)用范圍。但是這一系統(tǒng)運行不算穩(wěn)定，整體的運行效率也比較低。而基于模糊控制下的暖通空調(diào)管理系統(tǒng)性能更好，具有適用范圍廣的特點，并且模糊控制系統(tǒng)并不需要建立被控對象的模型。但是模糊控制系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)能力比較差，不能完全實現(xiàn)對溫感的探測感知，并且也需要對控制參數(shù)進行提前的設(shè)置。

3.2流程自控的應(yīng)用

自動化控制系統(tǒng)主要是依附在自控技術(shù)上，它主要是由傳感器，執(zhí)行機構(gòu)，調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成的。在調(diào)節(jié)參數(shù)的過程中，雖然參數(shù)會在調(diào)節(jié)的前后存在明顯變化，但是仍然沒有辦法與實際的參數(shù)相一致，這一問題的出現(xiàn)主要是由于偏差的存在，但是自動化控制可以給定數(shù)值結(jié)合起來進行調(diào)解，讓新參數(shù)值能夠達到要求。具體的流程包括：設(shè)置傳感器時需要在調(diào)控對象的附近進行，它的作用主要是占用系統(tǒng)運行的狀態(tài)，分析發(fā)出的信號，如果存在了異?，F(xiàn)象，就會利用變送器轉(zhuǎn)變?yōu)楹驼{(diào)節(jié)器相一致的信號，并將其傳到調(diào)節(jié)器。與此同時，對給定設(shè)計值進行設(shè)置，對兩種信號進行對比，如果相差的比較大，調(diào)節(jié)器這時就可以下達指令，之后執(zhí)行機構(gòu)會馬上進行調(diào)整，進而把兩者間的偏差能夠控制在規(guī)定的范圍之間。

3.3在暖通空調(diào)自控系統(tǒng)中基于遺傳算法的運用

遺傳算法并不是新興的研究方向，事實上，早在20世紀60年代美國就開始使用了遺傳算法，其一般是通過對數(shù)學模型的分析和研究來構(gòu)建一套借助空間搜索來達到隨機搜索的一種運行模式。在初期空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計階段，遺傳算法就開始被慢慢的引入到PID管理系統(tǒng)中，并且運行過程中，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)的PID系統(tǒng)相比，遺傳算法具有更高的應(yīng)用價值，遺傳算法不需要依賴數(shù)學模型，具有非常強的信息搜索能力，與模糊控制進行結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)的變頻控制，從而促進了相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，從其他思路實現(xiàn)了對能源的節(jié)約。

4自控在暖通空調(diào)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用前景

隨著社會經(jīng)濟科技的迅速發(fā)展，人們對于暖通空調(diào)系統(tǒng)的要求更高，促使暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的功能越來越完善，也使得設(shè)計更加困難，涉及到的相關(guān)模型和參數(shù)也會更加復雜。僅僅使用傳統(tǒng)的PID系統(tǒng)已經(jīng)不能完全實現(xiàn)設(shè)計要求，需要研究控制更加精準的系統(tǒng)，這樣一來神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制與模糊控制理論系統(tǒng)可以達到更高級的控制管理。除此之外，在運行過程中，傳統(tǒng)暖通空調(diào)控制系統(tǒng)雖然能夠做到對空調(diào)耗能的控制，但是也伴隨著能耗大和多變量等問題，此時可以借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或模糊控制系統(tǒng)使上述問題得到有效解決。當前的研究還需要一定的深入研究，從而真正實現(xiàn)高效的節(jié)能控制。

結(jié)語

近幾年來我們不斷加強對于自控的相關(guān)研究，從中我們可以知道，在實際生活中運用暖通空調(diào)系統(tǒng)，不但可以使自控系統(tǒng)具有的應(yīng)用能力提高，還可以使空調(diào)具有的使用性能提高，兩種能力的提高可以促使暖通空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)的研究和發(fā)展，為自動化的暖通空調(diào)系統(tǒng)在我國的發(fā)展提供很好的借鑒。綜上所述，以上內(nèi)容就是對自控在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的發(fā)展與應(yīng)用的論述。

參考文獻：

[1]蔣奧.暖通空調(diào)設(shè)備的運行管理與維護[J].建材與裝飾，2018（09）：62-63.

[2]杜婷婷.高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計要點分析[J].綠色環(huán)保建材，2017（12）：78.