CN104315683A - 一种基于模糊pid的水冷空调的调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种基于模糊PID的水冷空调的调控方法。该基于模糊PID的水冷空调的调控方法，采用模糊PID调控方案，根据实测送风温度B与目标送风温度A间的温差来调节风侧换热与水侧换热；控制系统根据调节后的实测送风温度B与目标送风温度A间的温差进行下一次调控，形成闭环控制环路。该基于模糊PID的水冷空调的调控方法，不仅能够同时调控阀门开度和风扇转速；还可以针对实测送风温度B与目标送风温度A的温差的实时变化调控阀门开度和风扇转速的调节比例，提高了调节效率，实现了水冷空调的快速制冷，提高了IT设备安全可用性，同时实现了节能降耗，极大地提高了灵活性和稳定性，实用性强，易于推广。
Description
技术领域
本发明涉及空调制冷技术领域，特别涉及一种基于模糊PID的水冷空调的调控方法。
背景技术
随着云计算、大数据等新型技术的发展，IT设备的密度越来越大，发热量也越来越高，传统精密空调下送风、风帽送风等传统制冷方式都已经无法满足高密度制冷需求。水冷空调制冷的方式也越来越成为高密度机房部署的首选。大多水冷空调的控制策略基本上都采用单一的控制模式。当制冷需求增加时，通常先保持风扇转速不变，首先调节水流量，调节水流量没有效果后再通过提高风扇转速来提高制冷效率。而当制冷需求减小时，通常先保持水流量不变，先行降低风扇转速，风扇转速调节没有效果后再通过改变风扇转速来减小制冷量。单一的控制模式的不足之处在于：分别调控水流量和风扇转速，不仅会造成水冷空调的制冷量变化非常缓慢，而且当IT设备突然发生功耗突变，水冷空调很难快速做出响应；同时在IT设备制冷需求变化时仅通过单一的改变流量或风扇转速的方法并不会带来实际的节能降耗效果。
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
传统的控制理论都建立在被控对象精确模型（传递函数和状态方程）的基础上，而对一些复杂系统，建立其数学模型是比较困难的，有时甚至是不可能的，也就无法用系统控制方法实现自动控制，但由人工控制却往往做的比较好。而模糊控制正是总结操作人员的经验并形成语言规则，运用模糊集合论模拟操作人员的操作和决策，从而实现自动控制。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种能够节能降耗、实用性强的基于模糊PID的水冷空调的调控方法。
模糊PID控制器由PID控制器、模糊化模块组成。模糊PID控制不仅可以根据目标差值实时调节控制变量，还可以根据目标差值的实时变化调节每次改变控制变量的比例大小，进而实现更高的调节效率。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种基于模糊PID的水冷空调的调控方法，其特征在于：首先设定一个目标送风温度A，并在水冷空调送风位置设置温度传感器，实时监测实测送风温度B；控制系统采用模糊PID调控方案，根据实测送风温度B与目标送风温度A间的温差来调节风侧换热与水侧换热；风侧换热调控通过调节风扇转速V实现，水侧换热调控通过调节阀门开度P实现；控制系统根据调节后的实测送风温度B与目标送风温度A间的温差进行下一次调控，形成闭环控制环路。
所述管路中设置有电动两通阀，控制系统通过电动两通阀实现对阀门开度P的控制。
本发明基于模糊PID的水冷空调的调控方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）获取当前各风扇转速V，并默认风扇转速V为100%；
（2）获取当前阀门开度P，并默认阀门开度P为100%；
（3）设定目标送风温度A，并获取温度传感器监测到的实测送风温度B；
（4）当目标送风温度A与实测送风温度B之间的差值小于0.5℃时，风扇转速V和阀门开度P保持不变，返回步骤（1）；
（5）当目标送风温度A大于实测送风温度B时，如果差值小于1℃，风扇转速V下降1%，阀门开度P减少1%；
如果差值小于3℃，风扇转速V下降2%，阀门开度P减少2%；
如果差值小于5℃，风扇转速V下降3%，阀门开度P减少3%；
如果差值大于5℃，风扇转速V下降5%，阀门开度P减少5%；
（6）当目标送风温度A小于实测送风温度B时，如果差值小于1℃，风扇转速V升高1%，阀门开度P增加1%；
如果差值小于3℃，风扇转速V升高2%，阀门开度P增加2%；
如果差值小于5℃，风扇转速V升高3%，阀门开度P增加3%；
如果差值大于5℃，风扇转速V升高5%，阀门开度P增加5%；
（7）调控结束，返回步骤（1）。
本发明的有益效果是：该基于模糊PID的水冷空调的调控方法，不仅能够同时调控阀门开度和风扇转速；还可以针对实测送风温度B与目标送风温度A的温差的实时变化调控阀门开度和风扇转速的调节比例，提高了调节效率，实现了水冷空调的快速制冷，提高了IT设备安全可用性，同时实现了节能降耗，极大地提高了灵活性和稳定性，实用性强，易于推广。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1为本发明的方法示意图。
附图2为本发明的流程示意图。
具体实施方式
附图为本发明的一种具体实施例。该基于模糊PID的水冷空调的调控方法，首先设定一个目标送风温度A，并在水冷空调送风位置设置温度传感器，实时监测实测送风温度B；控制系统采用模糊PID调控方案，根据实测送风温度B与目标送风温度A间的温差来调节风侧换热与水侧换热；风侧换热调控通过调节风扇转速V实现，水侧换热调控通过调节阀门开度P实现；控制系统根据调节后的实测送风温度B与目标送风温度A间的温差进行下一次调控，形成闭环控制环路。
所述管路中设置有电动两通阀，控制系统通过电动两通阀实现对阀门开度P的控制。
基于模糊PID的水冷空调的调控方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）获取当前各风扇转速V，并默认风扇转速V为100%；
（2）获取当前阀门开度P，并默认阀门开度P为100%；
（3）设定目标送风温度A，并获取温度传感器监测到的实测送风温度B；
（4）当目标送风温度A与实测送风温度B之间的差值小于0.5℃时，风扇转速V和阀门开度P保持不变，返回步骤（1）；
（5）当目标送风温度A大于实测送风温度B时，如果差值小于1℃，风扇转速V下降1%，阀门开度P减少1%；
如果差值小于3℃，风扇转速V下降2%，阀门开度P减少2%；
如果差值小于5℃，风扇转速V下降3%，阀门开度P减少3%；
如果差值大于5℃，风扇转速V下降5%，阀门开度P减少5%；
（6）当目标送风温度A小于实测送风温度B时，如果差值小于1℃，风扇转速V升高1%，阀门开度P增加1%；
如果差值小于3℃，风扇转速V升高2%，阀门开度P增加2%；
如果差值小于5℃，风扇转速V升高3%，阀门开度P增加3%；
如果差值大于5℃，风扇转速V升高5%，阀门开度P增加5%；
（7）调控结束，返回步骤（1）。
Claims (3)
1.一种基于模糊PID的水冷空调的调控方法，其特征在于：首先设定一个目标送风温度A，并在水冷空调送风位置设置温度传感器，实时监测实测送风温度B；控制系统采用模糊PID调控方案，根据实测送风温度B与目标送风温度A间的温差来调节风侧换热与水侧换热；风侧换热调控通过调节风扇转速V实现，水侧换热调控通过调节阀门开度P实现；控制系统根据调节后的实测送风温度B与目标送风温度A间的温差进行下一次调控，形成闭环控制环路。
2.根据权利要求1所述的基于模糊PID的水冷空调的调控方法，其特征在于：所述管路中设置有电动两通阀，控制系统通过电动两通阀实现对阀门开度P的控制。
3.根据权利要求1所述的基于模糊PID的水冷空调的调控方法，其特征在于包括以下步骤：
获取当前各风扇转速V，并默认风扇转速V为100%；
获取当前阀门开度P，并默认阀门开度P为100%；
设定目标送风温度A，并获取温度传感器监测到的实测送风温度B；
当目标送风温度A与实测送风温度B之间的差值小于0.5℃时，风扇转速V和阀门开度P保持不变，返回步骤（1）；
当目标送风温度A大于实测送风温度B时，如果差值小于1℃，风扇转速V下降1%，阀门开度P减少1%；
如果差值小于3℃，风扇转速V下降2%，阀门开度P减少2%；
如果差值小于5℃，风扇转速V下降3%，阀门开度P减少3%；
如果差值大于5℃，风扇转速V下降5%，阀门开度P减少5%；
当目标送风温度A小于实测送风温度B时，如果差值小于1℃，风扇转速V升高1%，阀门开度P增加1%；
如果差值小于3℃，风扇转速V升高2%，阀门开度P增加2%；
如果差值小于5℃，风扇转速V升高3%，阀门开度P增加3%；
如果差值大于5℃，风扇转速V升高5%，阀门开度P增加5%；
调控结束，返回步骤（1）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |