CN100585303C - 涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法 - Google Patents
涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100585303C CN100585303C CN200710135269A CN200710135269A CN100585303C CN 100585303 C CN100585303 C CN 100585303C CN 200710135269 A CN200710135269 A CN 200710135269A CN 200710135269 A CN200710135269 A CN 200710135269A CN 100585303 C CN100585303 C CN 100585303C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fuzzy
- control method
- water temperature
- temperature
- pump unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
本发明提供了一种涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法,通过检测机组出水温度,应用模糊控制方法实现了对模块化机组能量调节的实时控制。本发明在不增添多余控制手段的情况下,采用原有的水温传感器,应用模糊控制方法合理调节机组的能量投入,使得模块化机组在全年运行工况下水温精度都达到用户要求,而且响应速度很快,超调小,既不增加成本,又简单易行,十分有利于模块化机组在工艺性温度控制方面的推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调机组能量调节的方法,特别是一种涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法。
背景技术
模块化风冷热泵机组是一种大冷量的中央空调机组,是由多台小冷量的中央空调机组组合而成,适用于负荷多变的工况,应用范围很广。随着我国工业的快速发展,生产工艺要求日益提高,对生产环境温度精度的要求也越来越高。可是现阶段模块化空调控制系统几乎都采用传统的控制技术,对工况及环境变化的适应性差,控制惯性较大。主要的控制方式为段式调节法,即在设定精度范围内将温度分为几段,不同的温度段压缩机开启的台数不同;当温度变化时,根据设定好的能量调节程序调节机组能量投入;这种段式控制方法简单,温度控制精度低,甚至根本达不到用户设定值,难以满足现在的生产工艺要求。因此,在负荷多变的条件下,如何快速调整模块化空调机组能量以满足生产工艺温度精度要求则成为一个必须解决的问题。模块化空调系统是一个具有多输入多输出、参数时变、纯滞后、大惯性的非线性系统,其控制过程与环境条件及空调系统本身的诸多因素密切相关,许多参数难以计算和测量,很难建立精确的数学模型。
发明内容
发明目的:本发明针对现在模块化机组水温控制精度低的情况,提供一种涡旋压缩机模块化风冷热泵水温控制的模糊控制方法,。
技术方案:本发明提供了一种涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法,其特征在于该方法包括以下步骤:(a)通过主机设定所需温度T0;(b)水温检测模块检测水温,并将第k次检测的温度信号Tk传送给可编程控制器PLC;(c)经过单位时间t后,水温检测模块再次检测水温,并将第k+1次检测的温度信号Tk+1传送给可编程控制器PLC;(d)可编程控制器PLC根据公式:e=Tk-T0,ec=(Tk+1-Tk)/t;计算温度偏差e和温差变化率ec;(e)可编程控制器PLC根据公式:E=ke×e,EC=kec×ec;将温度偏差e和温差变化率ec模糊化为模糊变量温差E和温差变化率EC;(f)根据模糊变量温差E和温差变化率EC,查询预编的模糊控制查询表,得到控制增量u;(g)由可编程控制器PLC自动输出的控制增量u,主机根据控制增量u由可编程控制器PLC改变机组能量投入。
本方法中,模块化空调机组中的机组的压缩机包括2台以上。
本方法中,不同温度偏差e具有不同的修正因子,修正因子的计算公式为:
本方法所述步骤(e)中,ke、kec为量化因子。设温度偏差e的基本论域为[-e,+e],若选定E的论域X={-n,-(n-1),---,0,---,+(n-1),+n},则的量化因子ke=n/e。PLC通过A/D转换模块检测机组出水温度,计算温差,温差变量“e”大于e或小于-e按e或-e计算,这样通过公式:X=ke×e并四舍五入就可以转化为-n到n之间的1个数,为变量E选7个语言值:负大(NB),负中(NM),负小(NS),零(ZO),正小(PS),正中(PM),正大(PB)。同理建立变量EC的赋值表,其基本论域为[-ec,+ec],若选定E的论域X={-n,-(n-1),---,0,---,+(n-1},+n},则的量化因子kec=n/ec。U的赋值表其基本论域为[-u,+u],若选定E的论域X={-n,-(n-1),---,0,---,+(n-1),+n},则的比例因子ku=u/n。
本方法所述涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法,步骤(f)中,由公式IF E and EC then U,归纳总结得到模糊控制规则表:
其中机组控制系统采用双输入单输出模糊控制器,即输入E(温差)、EC(温差变化率),输出U(输出增量)。模糊变量分别为:E(温差),EC(温差变化率),U(输出增量)。输入输出变量语言表达为:负大(NB),负中(NM),负小(NS),零(ZO),正小(PS),正中(PM),正大(PB)。在模糊控制规则表中一共有36条模糊关系,其中计算方法为:
依次求出36个模糊关系,并对模糊关系“并”运算,即获得表示模块化风冷热泵的控制规则的总模糊关系以上这些模糊关系均可离线计算。计算出模糊关系后,基于模糊合成规则,结合温差和温差变化率,求取控制量U的模糊集合,并应用最大隶属度算法对U的模糊集合进行模糊判决,通过公式u=ku×n得到模糊控制查询表,取得对应的控制增量u。
本方法所述步骤(g)改变机组能量投入的方法是改变机组压缩机开启台数。
本方法所述方法进一步包括以下步骤:(h)返回步骤(c)并将k=k+1代入计算第k次温度检测。
有益效果:本发明在不增添多余控制手段,采用原有的水温传感器,应用模糊控制方法合理调节机组的能量投入,使得模块化机组在全年运行工况下水温精度都达到用户要求,而且响应速度很快,超调小,既不增加成本,又简单易行,十分有利于模块化机组在工艺性温度控制方面的推广。
附图说明
图1是本发明的模拟控制工作流程图。
图2是本发明的控制检测系统结构示意图。
图3是采用段式调节方法时的水温曲线图。
图4是采用模糊控制方法后的水温曲线图。
具体实施方式
如图2本发明是利用原控制系统的PLC(可编程控制器)、模拟量检测模块、水温传感器等控制元件,全新开发模糊控制程序替代原控制系统控制程序,在不增加成本的情况下达到提高水温控制精度,满足用户要求的目的。涡旋压缩机模块化风冷热泵水温控制的模糊控制方法,是通过实时采集机组出水温度偏差和偏差变化率来控制机组压缩机开启台数,所以选择双输入单输出型的模糊控制模型。实施控制时,PLC根据输入偏差与输入偏差变化率,通过修正计算,然后直接查找已算好的控制表,获得相应控制量直接输出,控制机组的制冷量。以模块化空调机组LSRF490M为例,空调机组共有7台涡旋压缩机,机组控制系统采用西门子S7-200系列可编程控制PLC,配合EM231模拟量扩展模块检测水温,选择应用模糊控制方式,利用S7-200系列PLC速度快,计算功能强大的特点,利用EM231检测机组出水温度,PLC计算水温偏差和偏差变化率,控制方式采用模糊控制,同时通过COM通讯口与上位机主机WINCC组成以太网,24小时监视机组运行数据。实时控制时,PLC根据输入偏差与输入偏差变化率的模糊值直接查找控制表,获得相应控制量直接输出,控制机组的压缩机开启台数。
选择误差变量e的基本论域为[-3,+3],选定E的论域X={-6,-5,---,0,---,+5,+6},则的量化因子ke=6/3=2。PLC通过A/D转换模块检测机组出水温度,计算温差并通过公式:X=ke×e,然后四舍五入就可以转化为-6到6之间的1个数,为变量E选7个语言值:负大(NB),负中(NM),负小(NS),零(ZO),正小(PS),正中(PM),正大(PB)。
建立变量E的赋值表:
注:“0”值不写。
其中选择三角分布隶属度函数:
同理建立变量EC的赋值表,基本论域为[-0.3,+0.3],若选定E的论域X={-6,-5,---,0,---,+5,+6},则的量化因子kec=6/0.3=20。
U的赋值表其基本论域为[-3,+3],若选定E的论域X={-6,-5,---,0,---,+5,+6},则的比例因子ku=3/6=0.5。
通过模糊控制规则表计算出模块化风冷热泵的控制规则的总模糊关系计算出模糊关系后,基于模糊合成规则,结合温差和温差变化率,求取控制量U的模糊集合,并应用最大隶属度算法对U的模糊集合进行模糊判决,最终得到实际控制量u。得到模糊控制查询表:
如图1所示步骤,举例如下:将以上已经计算好的模糊控制查询表转换为PLC程序并下载到实验机的控制PLC中,如用户设定温度为T0:37℃,PLC通过A/D模块检测到机组出水温度T1:35℃,上次检测温度T2:35.3℃,则出水温差为:T1-T0=-2℃,通过公式E=ke×e得到E=-4,如出水温度偏差变化率为T1-T2=-0.3℃,通过公式EC=kec×ec得到EC=-6,通过查询模糊控制查询表即可得输出控制量u=+2,PLC通过控制信号输出开启2台压缩机,通过在实际应用中实时检测,得到相当好的控制效果。原来机组的水温控制采用段式调节方法,水温超调量、波动也大,具体水温曲线见图3,在采用模糊控制方法后,机组水温控制精度大为提高,而且响应速度很快,超调小,具体水温曲线见图4。
Claims (6)
1、一种涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(a)通过主机设定所需温度T0;
(b)水温检测模块检测水温,并将第k次检测的温度信号Tk传送给可编程控制器PLC;
(c)经过单位时间t后,水温检测模块再次检测水温,并将第k+1次检测的温度信号Tk+1传送给可编程控制器PLC;
(d)可编程控制器PLC根据公式:e=Tk-T0,ec=(Tk+1-Tk)/t;计算温度偏差e和温差变化率ec;
(e)可编程控制器PLC根据公式:E=ke×e,EC=kec×ec;将温度偏差e和温差变化率ec模糊化为模糊变量温差E和温差变化率EC;其中ke、kec为量化因子;
(f)根据模糊变量温差E和温差变化率EC,查询预编的模糊控制查询表,得到控制增量u;
(g)由可编程控制器PLC自动输出的控制增量u,改变机组能量投入;
步骤(g)改变机组能量投入的方法是改变机组压缩机开启台数;
所述机组的压缩机包括2台以上。
3、根据权利要求1所述的一种涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法,其特征在于,步骤(e)中,ke、kec是根据e和ec基本论域计算出量化因子。
5、根据权利要求4所述的一种涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法,其特征在于,其中输入输出变量语言表达为:负大NB、负中NM、负小NS、零ZO、正小PS、正中PM、正大PB。
6、根据权利要求1所述的一种涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法,其特征在于,该方法进一步包括以下步骤:(h)返回步骤(c)并将k=k+1代入计算第k次温度检测。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200710135269A CN100585303C (zh) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | 涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN200710135269A CN100585303C (zh) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | 涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101158526A CN101158526A (zh) | 2008-04-09 |
CN100585303C true CN100585303C (zh) | 2010-01-27 |
Family
ID=39306698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200710135269A Active CN100585303C (zh) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | 涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN100585303C (zh) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100578398C (zh) * | 2008-10-09 | 2010-01-06 | 南京五洲制冷集团有限公司 | 模块化螺杆压缩机组的能量调节方法 |
CN103017429B (zh) * | 2012-07-02 | 2014-11-26 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 变频式工业冷水机高精度快速控制方法 |
CN102705960B (zh) * | 2012-07-04 | 2014-09-10 | 江苏劳特斯机电设备工程有限公司 | 智能水源热泵机组压缩机能量输出控制方法 |
CN104238374A (zh) * | 2014-09-18 | 2014-12-24 | 东南大学 | 发动机低温低气压环境测试装置的模糊控制方法 |
CN104913559B (zh) * | 2015-06-15 | 2017-03-08 | 江苏苏源光一科技有限公司 | 一种基于主机cop值的制冷机组群控方法 |
CN106524613A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-03-22 | 广东美的暖通设备有限公司 | 一种变频风冷热泵机组及其控制方法、控制装置 |
CN106524582B (zh) * | 2016-11-24 | 2019-04-19 | 广东美的暖通设备有限公司 | 适于水侧并联风冷热泵机组的压缩机负荷控制方法及装置 |
CN108954892B (zh) * | 2018-05-29 | 2021-02-23 | 广东海悟科技有限公司 | 一种基于模糊控制的空气源热泵的计算机可读存储介质 |
CN111835147B (zh) * | 2019-04-17 | 2022-11-11 | 山东交通学院 | 一种电动汽车轮毂电机 |
CN110513930B (zh) * | 2019-09-05 | 2021-07-13 | 四川长虹空调有限公司 | 空气源热泵机组变频压缩机加减载控制方法 |
CN111258263A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-06-09 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | 基于西门子_plc平台下模糊控制器二次开发设计方法 |
CN114440614A (zh) * | 2021-07-09 | 2022-05-06 | 宁波德业日用电器科技有限公司 | 除湿热风柜及其出风温度的模糊控制方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1534259A (zh) * | 2003-03-31 | 2004-10-06 | 上海百富勤空调设备有限公司 | 螺杆制冷压缩机能量的模糊控制方法 |
CN1554903A (zh) * | 2003-12-22 | 2004-12-15 | 宇 谢 | 工业用风冷直蒸式热泵洁净中央空调 |
CN2667418Y (zh) * | 2003-12-11 | 2004-12-29 | 于奎明 | 大功率模块化柔性涡旋风源热泵机组 |
CN1598428A (zh) * | 2004-09-09 | 2005-03-23 | 贵州汇诚科技有限公司 | 中央空调冷却水系统自适应优化控制方法及装置 |
CN1598427A (zh) * | 2004-09-09 | 2005-03-23 | 贵州汇诚科技有限公司 | 中央空调冷冻水系统模糊预期控制方法及装置 |
-
2007
- 2007-11-15 CN CN200710135269A patent/CN100585303C/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1534259A (zh) * | 2003-03-31 | 2004-10-06 | 上海百富勤空调设备有限公司 | 螺杆制冷压缩机能量的模糊控制方法 |
CN2667418Y (zh) * | 2003-12-11 | 2004-12-29 | 于奎明 | 大功率模块化柔性涡旋风源热泵机组 |
CN1554903A (zh) * | 2003-12-22 | 2004-12-15 | 宇 谢 | 工业用风冷直蒸式热泵洁净中央空调 |
CN1598428A (zh) * | 2004-09-09 | 2005-03-23 | 贵州汇诚科技有限公司 | 中央空调冷却水系统自适应优化控制方法及装置 |
CN1598427A (zh) * | 2004-09-09 | 2005-03-23 | 贵州汇诚科技有限公司 | 中央空调冷冻水系统模糊预期控制方法及装置 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
. http://sup.zgny.com.cn/SupHml/7/4/1/4185823.html. 2007 |
. http://sup.zgny.com.cn/SupHml/7/4/1/4185823.html. 2007 * |
模糊控制在冷库控制系统中的应用. 吴立群.机电工程技术,第35卷第5期. 2006 |
模糊控制在冷库控制系统中的应用. 吴立群.机电工程技术,第35卷第5期. 2006 * |
螺杆制冷压缩机组PLC控制系统. 肖凤华.自动化技术与应用,第25卷第7期. 2006 |
螺杆制冷压缩机组PLC控制系统. 肖凤华.自动化技术与应用,第25卷第7期. 2006 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101158526A (zh) | 2008-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100585303C (zh) | 涡旋压缩机模块化风冷热泵机组的能量控制方法 | |
CN100578398C (zh) | 模块化螺杆压缩机组的能量调节方法 | |
CN111353656B (zh) | 一种基于生产计划的钢铁企业氧气负荷预测方法 | |
CN109253494B (zh) | 一种基于热负荷预测的电蓄热装置的控制方法 | |
CN110410942B (zh) | 一种冷热源机房节能优化控制方法及系统 | |
CN108444201B (zh) | 一种基于负荷动态变化的冷库温度前馈-模糊控制系统及控制方法 | |
CN104315673B (zh) | 中央空调模糊控制系统及其控制方法 | |
US20050192680A1 (en) | System and method for optimizing global set points in a building environmental management system | |
CN110392515A (zh) | 一种基于历史数据的冷热源机房节能控制方法及系统 | |
CN109871987A (zh) | 一种智能建筑暖通设备综合节能控制方法 | |
CN111522233B (zh) | 参数自整定的mimo异因子全格式无模型控制方法 | |
CN104534627A (zh) | 中央空调冷却水系统综合能效控制方法 | |
CN104019520A (zh) | 基于spsa的制冷系统最小能耗的数据驱动控制方法 | |
CN104913559A (zh) | 一种基于主机cop值的制冷机组群控方法 | |
CN203396032U (zh) | 基于模糊自适应pid的室温控制装置 | |
CN111522230A (zh) | Mimo异因子紧格式无模型控制方法 | |
CN112855513A (zh) | 基于遗传算法的空压机集群控制系统能耗优化方法及系统和装置 | |
CN105650730A (zh) | 热量平衡调节法及基于热量平衡调节法的智能监控系统 | |
CN107024907A (zh) | 一种嵌入式全生命周期机床热误差补偿系统及方法 | |
CN114046593A (zh) | 一种动态预测性机器学习型空调节能控制方法及系统 | |
CN111522235A (zh) | 参数自整定的mimo异因子紧格式无模型控制方法 | |
CN113959071A (zh) | 基于机器学习辅助的集中式冷水机组空调系统运行控制优化方法 | |
CN1256562C (zh) | 燃气热泵系统模糊串级控制装置 | |
Zheng et al. | Double fuzzy pitch controller of wind turbine designed by genetic algorithm | |
Liu et al. | Thermal efficiency prediction model of cement clinker production based on fuzzy c-means monitoring clustering |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |