基于PLC的中央空调模糊PID监控系统研究

　　1引言

　　随着我国经济建设的发展，商用建筑、工业建筑大量兴建，其内部普遍采用中央空调统一制冷供热，但由于缺乏合理有效的统一管理与控制，普遍存在着高能耗的问题一般中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50%左右，对于商场和综合大楼可能要高达60%以上，因此节约中央空调能耗是刻不容缓的。中央空调制冷系统作为空调系统的动力中心，对维持空调系统的舒适性，可靠性，稳定性有着极其重要的作用，对它进行合理有效的优化控制，既能延长设备的使用寿命，也能实现能源的合理分配，获得可观的节能效果。由于中央空调系统的控制是典型的多输入多输出、具有大滞后特性的非线性系统的控制问题，在空调器温控过程中，房间的泄露，人、物的多少，房间开门的次数、室内外温差的变化等，都是不确定的因素，制冷量与压缩机转速也是非线性关系。传统控制技术存在的问题主要是难以解决各种不确定性因素对空调系统温湿度影响及控制品质不够理想。而模糊控制特别适用于那些具有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性、不存在已知算法和变动性大的系统的控制。本文主要就中央空调模糊PID温度控制器和监控系统的设计进行研究。

　　2监控组态软件

　　(组态王)简介“组态王”是在PC机上建立控制对象人机接口的一种智能软件包，是一种应用广泛的组态监控软件，它以Windows 98/Windows 2000/ Windows NT4.0中文操作系统作为其操作平台，该软件包由工程管理器(ProjManager)、工程浏览器(TouchEx-plorer)、画面运行系统(TouchVew)三部分组成。 ProjManager用于新建工程、工程管理，并能对已有工程进行搜索、备份及有效恢复，实现数据典的导入和导出。 TouchExplorer是“组态王”软件的核心部分和管理开发系统，是应用工程的开发环境，内嵌画面开发系统，可完成对画面的设计、动画的连接等工作。TouchVew是“组态王”软件的实时运行环境，用于显示画面开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与I/O服务程序的数据交换，通过实时数据库管理从一组工业控制对象采集到的各种数据，并把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，时完成报警、历史记录、趋势曲线等监视功能，并可生成历史数据文件。在TouchExplorer的画面开发系统中设计开发的画面应用程序必须在TouchVew运行环境中才能运行。

　　3模糊PID控制器设计

　　PID控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、可靠性高，被广泛地应用于过程控制和运动控制中。对于常规的PID控制来说，控制性能的好环取决于算式中的Kp、Ki、Kd。但是，由于在中央空调控制系统工作中对温度的影响存在许多不确定因素和各种干扰，且具有非线性、时变性，因此固定Kp、Ki、Kd并不能使整个温度的控制达到最优。如果能够根据系统的工作状况在线调整这3个参数，将会大大提高系统的动态性能和控制精度。因而，温度的控制模糊PID控制器来实现。