CN206430319U - 一种基于模糊控制的中央空调节能控制柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于模糊控制的中央空调节能控制柜，包括工控机、PLC及其扩展模块、触摸屏、温度传感器、风速传感器、第一按键、第二按键、第三按键，工控机内设有模糊控制器，风速传感器的信号输出端与PLC及其扩展模块的风速信号输入端连接，第一按键的信号输出端、第二按键的信号输出端、第三按键的信号输出端分别与工控机的按键信号输入端连接。本实用新型将模糊控制器应用于中央空调节能控制，并结合用户冷热偏好选择进行区别对待，真正实现了节能效果，并提高了体感舒适度；通过风速传感器实时检测风道出风口风速，避免了过滤器对风速的影响，提高了空调的节能性和舒适度，而且利于用户了解过滤器堵塞情况，便于及时清洗过滤器。

Description

一种基于模糊控制的中央空调节能控制柜

技术领域

本实用新型涉及一种中央空调控制柜，尤其涉及一种基于模糊控制的中央空调节能控制柜。

背景技术

中央空调系统结构复杂，能源消耗量大，有数据显示中国建筑能耗约占社会总能耗量的30％左右，中央空调系统作为建筑中的能源消耗大户，其消耗的能耗量占建筑总能耗的50％-70％。

中央空调系统涉及部件多，系统中多回路耦合，具有多变量、非线性、大滞后性等特点，使得实现中央空调系统的智能化控制难度增加。

采用经典PID控制算法加变频器或者调速装置是控制中央空调系统中电机转速提高中央空调系统能源利用率的有效手段，有着控制精度高、稳定性好等优点。但是PID控制算法也存在的较大的缺陷，主要是因为该控制方式的主要设定参数即比例系数P、积分系数D和微分系数I一般都是在设备调试时通过经验法得到，然后一直保持在实际运行中，相对固定，当边界条件发生变化时，无法随着实际的情况进行相应改变，适用于数学模型相对清晰的系统。

模糊控制是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法，是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术，模糊控制实质上是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。

模糊控制器则是利用电子元件将模糊控制方法应用于工业系统的设备，目前模糊控制器一般使用专用模糊芯片，结合输入信号进行实时模糊推理与决策运算并输出控制信号。

目前，将模糊控制器应用于中央空调节能控制的较少，即使有，其应用也较为简单，难以实现真正的节能效果；另外，现有的中央空调没有对用户冷热偏好进行区分对待的功能，导致能源浪费或舒适度降低；现有中央空调也没有检测风道出风口风速，而是直接以风机转速为参考标准，忽略了过滤器对风速的影响，降低了空调的节能性和舒适度。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于模糊控制的中央空调节能控制柜。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于模糊控制的中央空调节能控制柜，包括工控机、PLC及其扩展模块、触摸屏和温度传感器，所述PLC及其扩展模块分别与所述工控机、所述触摸屏和所述温度传感器对应连接，所述PLC及其扩展模块的控制输出端与变频器的控制输入端连接，所述变频器用于向中央空调的风机和水泵输出变频控制信号；所述中央空调节能控制柜还包括用于检测所述中央空调的风道出风口风速的风速传感器和设于所述中央空调节能控制柜的柜体上的表示正常选择的第一按键、表示偏热选择的第二按键、表示偏冷设置的第三按键，所述工控机内设有模糊控制器，所述风速传感器的信号输出端与所述PLC及其扩展模块的风速信号输入端连接，所述第一按键的信号输出端、所述第二按键的信号输出端、所述第三按键的信号输出端分别与所述工控机的按键信号输入端连接。

作为优选，所述风速传感器包括底座、LED灯、遮光板、外置触片、弹性体、外罩和PSD传感器，所述弹性体、所述LED灯和所述外罩分别设置在所述底座上，用于感应气流的所述外置触片安装在所述弹性体上且其外端置于所述外罩外，所述遮光板设置于所述LED灯的上方，所述遮光板与所述外置触片连接，所述遮光板上设有用于光通过的通孔，所述PSD传感器设置于所述外罩的内壁并位于所述LED灯的上方；所述PSD传感器的信号输出端与所述PLC及其扩展模块的风速信号输入端连接。这种风速传感器利用外置触片感应气流，并利用遮光板与外置触片之间的联动改变PSD传感器接收到的LED光接收量，从而得到气流变化信息，根据常规数据转换即可获得风速信息。

具体地，所述PSD传感器为一维PSD传感器。

进一步，所述中央空调节能控制柜还包括以太网交换机，所述触摸屏通过所述以太网交换机与所述PLC及其扩展模块连接，以太网交换机采用TCP/IP协议保证数据的可靠性。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型将模糊控制器应用于中央空调节能控制，并结合用户冷热偏好选择进行区别对待，真正实现了节能效果，并提高了体感舒适度；通过风速传感器实时检测风道出风口风速，避免了过滤器对风速的影响，提高了空调的节能性和舒适度，而且利于用户了解过滤器堵塞情况，便于及时清洗过滤器。

附图说明

图1是本实用新型所述基于模糊控制的中央空调节能控制柜的电路原理框图；

图2是本实用新型所述风速传感器的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述基于模糊控制的中央空调节能控制柜包括工控机、PLC及其扩展模块、触摸屏、温度传感器、用于检测中央空调的风道出风口风速的风速传感器、设于中央空调节能控制柜的柜体上的表示正常选择的第一按键、表示偏热选择的第二按键、表示偏冷设置的第三按键和以太网交换机，PLC及其扩展模块分别与工控机、触摸屏和温度传感器对应连接，PLC及其扩展模块的控制输出端与变频器的控制输入端连接，变频器用于向中央空调的风机和水泵输出变频控制信号，工控机内设有模糊控制器，风速传感器的信号输出端与PLC及其扩展模块的风速信号输入端连接，第一按键的信号输出端、第二按键的信号输出端、第三按键的信号输出端分别与工控机的按键信号输入端连接，触摸屏通过所述以太网交换机与PLC及其扩展模块连接。

如图2所示，所述风速传感器包括底座7、LED灯6、遮光板3、外置触片1、弹性体4、外罩5和一维PSD传感器2，弹性体4、LED灯6和外罩5分别设置在底座7上，用于感应气流的外置触片1安装在弹性体4上且其外端置于外罩5外，遮光板3设置于LED灯6的上方，遮光板3与外置触片1连接，遮光板3上设有用于光通过的通孔，一维PSD传感器2设置于外罩5的内壁并位于LED灯6的上方；一维PSD传感器2的信号输出端与PLC及其扩展模块(见图1)的风速信号输入端连接。

如图1和图2所示，应用时，用户根据自己的冷热偏好选择第一按键、第二按键或第三按键按下，如果不选择，则默认选择第一按键，工控机内的模糊控制器根据温度信号、风速信号和用户冷热偏好信号，通过常规的模糊控制算法，计算出所需的风机和水泵转速参数，并将其对应的控制信号通过PLC及其扩展模块传输给变频器，并通过变频器控制风机和水泵的转速，调节气流和温度，在实现提高舒适度效果的同时节约电能。

说明：上述模糊控制器的算法及相关控制过程均为现有常规技术，不是本实用新型的创新方案和保护对象。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于模糊控制的中央空调节能控制柜，包括工控机、PLC及其扩展模块、触摸屏和温度传感器，所述PLC及其扩展模块分别与所述工控机、所述触摸屏和所述温度传感器对应连接，所述PLC及其扩展模块的控制输出端与变频器的控制输入端连接，所述变频器用于向中央空调的风机和水泵输出变频控制信号；其特征在于：所述中央空调节能控制柜还包括用于检测所述中央空调的风道出风口风速的风速传感器和设于所述中央空调节能控制柜的柜体上的表示正常选择的第一按键、表示偏热选择的第二按键、表示偏冷设置的第三按键，所述工控机内设有模糊控制器，所述风速传感器的信号输出端与所述PLC及其扩展模块的风速信号输入端连接，所述第一按键的信号输出端、所述第二按键的信号输出端、所述第三按键的信号输出端分别与所述工控机的按键信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的基于模糊控制的中央空调节能控制柜，其特征在于：所述风速传感器包括底座、LED灯、遮光板、外置触片、弹性体、外罩和PSD传感器，所述弹性体、所述LED灯和所述外罩分别设置在所述底座上，用于感应气流的所述外置触片安装在所述弹性体上且其外端置于所述外罩外，所述遮光板设置于所述LED灯的上方，所述遮光板与所述外置触片连接，所述遮光板上设有用于光通过的通孔，所述PSD传感器设置于所述外罩的内壁并位于所述LED灯的上方；所述PSD传感器的信号输出端与所述PLC及其扩展模块的风速信号输入端连接。

3.根据权利要求2所述的基于模糊控制的中央空调节能控制柜，其特征在于：所述PSD传感器为一维PSD传感器。

4.根据权利要求1、2或3所述的基于模糊控制的中央空调节能控制柜，其特征在于：所述中央空调节能控制柜还包括以太网交换机，所述触摸屏通过 所述以太网交换机与所述PLC及其扩展模块连接。