暖通空調(diào)數(shù)據(jù)收集與監(jiān)控系統(tǒng)的幾點(diǎn)方式

1、暖通空調(diào)數(shù)據(jù)搜集與監(jiān)控系統(tǒng)的幾點(diǎn)方式摘要：本文就目前流行的樓宇自動(dòng)化技術(shù)，談了幾點(diǎn)關(guān)于暖通空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)際問(wèn)題。RS-485技術(shù)在操縱網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用；利用VC+技術(shù)自編監(jiān)控軟件；模糊操縱與PID算法的結(jié)合應(yīng)用。關(guān)鍵詞：RS485面向?qū)ο驪ID模糊操縱1前言21世紀(jì)信息化的時(shí)期已經(jīng)到來(lái)，以網(wǎng)絡(luò)通信和運(yùn)算機(jī)技術(shù)為背景的建筑智能化正是順應(yīng)這一時(shí)期潮流的必然趨勢(shì)。作為智能建筑3A系統(tǒng)之一的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）對(duì)大樓的水電暖通等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行集中的監(jiān)控和治理已日趨成為現(xiàn)代建筑中必不可少的配置。下面就其中暖通空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控談幾點(diǎn)觀點(diǎn)。2 RS485網(wǎng)絡(luò)中央空調(diào)系統(tǒng)治理復(fù)雜，運(yùn)行工況多變，是建筑物能耗

2、大戶(hù)。為此，實(shí)施BA系統(tǒng)一樣將空調(diào)系統(tǒng)作為監(jiān)控的重點(diǎn)，往往投入60以上的監(jiān)控點(diǎn)和超過(guò)水電監(jiān)控投資總和的投入?？墒遣煌瑥S商提供了不同功能的產(chǎn)品和系統(tǒng)，采納不同的通信協(xié)議，致使它們之間依托網(wǎng)關(guān)和大量軟件的互聯(lián)成為高本錢(qián)、低性能的解決方案。從資源的利用，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試、擴(kuò)張、更新、保護(hù)等方面來(lái)看，都給業(yè)主帶來(lái)不利。因此，目前BAS進(jìn)展的技術(shù)趨勢(shì)是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)（FCS。美國(guó)Echelon公司于1990年12月推出的Lonworks技術(shù)正是采納了FCSi術(shù)，這是一種開(kāi)放系統(tǒng)的通用總線(xiàn)。它的技術(shù)核心是神經(jīng)元芯片（NeuronChip）和LonTalk協(xié)議。但關(guān)于中小型的監(jiān)控系統(tǒng)，全面采納Lonworks

3、技術(shù)，并非具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)和完善的工程實(shí)現(xiàn)。部份采納或支持現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)品在目前大量的中小型系統(tǒng)中更具有應(yīng)用性。以操縱網(wǎng)絡(luò)而言，LonTalk總線(xiàn)在理論上能夠組成任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。這種布線(xiàn)設(shè)計(jì)的隨意性，若是運(yùn)用不妥，在工程實(shí)踐中仍然是有技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的，并可能造成系統(tǒng)投資的增加。因此，中小型工程推薦運(yùn)用基于RS-485總線(xiàn)的操縱網(wǎng)絡(luò)。該技術(shù)抗噪聲干擾性好，普遍應(yīng)用于進(jìn)程操縱領(lǐng)域，技術(shù)成熟，實(shí)現(xiàn)本錢(qián)也較低。在利用RS-485接口的總線(xiàn)時(shí)，關(guān)于特定的傳輸線(xiàn)路，從發(fā)生器到負(fù)載，其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所許諾的最大電纜長(zhǎng)度是數(shù)據(jù)信號(hào)速度的函數(shù)，那個(gè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)主若是受信號(hào)失真及噪聲等阻礙所限制，二者成反比。圖一所示的最大

4、電纜長(zhǎng)度與信號(hào)速度的關(guān)系曲線(xiàn)是利用24AW畫(huà)芯雙絞電纜（線(xiàn)徑為），線(xiàn)間旁路電容為M終端負(fù)載電阻為100歐時(shí)所得出（曲線(xiàn)引自GB11014-89附錄A）。由圖中可知，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速度降低到90Kbit/S以下時(shí)，假定最大許諾的信號(hào)損失為6dBV時(shí)，那么電纜長(zhǎng)度可達(dá)1200ml事實(shí)上，圖中的曲線(xiàn)是很保守的，在實(shí)際利歷時(shí)是完全能夠取得比它大的電纜長(zhǎng)度。圖一電纜長(zhǎng)度與信號(hào)速度的關(guān)系曲線(xiàn)關(guān)于總線(xiàn)上的連接點(diǎn)的問(wèn)題，依照規(guī)定，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RS-485接口的輸入阻抗為A12kQ,相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)為32。為適應(yīng)更多節(jié)點(diǎn)的通信場(chǎng)合，有些芯片的輸入阻抗設(shè)計(jì)成1/2負(fù)載（A24kQ）、1/4負(fù)載（A48kQ）、乃至1

5、/8負(fù)載（A96kQ）,相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)可增加到64、128和256。下表為一些常見(jiàn)芯片的可連接節(jié)點(diǎn)數(shù)。節(jié)點(diǎn)數(shù)型號(hào)32SN75176，SN75276，SN75179，SN75180，MAX48，5MAX48，8MAX49064SN75LBC184128MAX48，7MAX1487256MAX1482MAX1483MAX3080MAX3089如此RS-485接口在總線(xiàn)上許諾連接多達(dá)256個(gè)收發(fā)器。即具有多站能力，便于咱們方便的利用單一的RS-485接口方便地成立起連接假設(shè)干個(gè)現(xiàn)場(chǎng)操縱子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)。以暖通空調(diào)系統(tǒng)典型的溫控來(lái)講，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)操縱器，可掛接多片溫度傳感器，以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)，距離在20

6、50m從監(jiān)控范圍和監(jiān)控對(duì)象來(lái)講，足以知足一樣中小型暖通空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的要求。關(guān)于更大范圍的系統(tǒng)來(lái)講，也可通過(guò)在RS-485總線(xiàn)加裝中繼器來(lái)實(shí)現(xiàn)。3 系統(tǒng)軟件從系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)來(lái)看，由組態(tài)軟件進(jìn)行二次設(shè)計(jì)，必然程度上能夠縮短開(kāi)發(fā)周期。目前樓宇設(shè)備操縱組態(tài)軟件市場(chǎng)為JohnsonControl's，Simens，Honeywell等幾家公司所主宰。這些軟件功能豐碩，借助其完善的樓宇自控硬件設(shè)備，占有絕大部份的市場(chǎng)份額。但存在著硬件設(shè)備要求較高的問(wèn)題，出于對(duì)內(nèi)嵌的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序(I/OServer)及被處置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等緣故的考慮，一樣需要配用其專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。而且它的一些核心技術(shù)封裝在模塊中，非廠家

7、專(zhuān)業(yè)人員很難進(jìn)行保護(hù)、調(diào)試。關(guān)于大量的中小型空調(diào)系統(tǒng)來(lái)講，其價(jià)錢(qián)本錢(qián)也較高。因此借鑒組態(tài)軟件面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，以實(shí)際系統(tǒng)中與各硬件直接相關(guān)的各操縱量為對(duì)象名，作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。軟件系統(tǒng)那么以與操縱量映射的對(duì)象名作為各類(lèi)操作的對(duì)象，通過(guò)對(duì)對(duì)象名的屬性和值進(jìn)行概念、賦值來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。在此核心思想的基礎(chǔ)上，以Windows為平臺(tái)，VC+作為開(kāi)發(fā)工具，成立CobjectName（對(duì)象名信息類(lèi)），包括AI型、AO型、DI型、DC©四類(lèi)，每一個(gè)類(lèi)中包括操縱量的屬性和相關(guān)信息；CtreeView（樹(shù)形顯示類(lèi)），幫忙成立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；CcommR亍通信類(lèi)），實(shí)現(xiàn)RS-485總線(xiàn)上多機(jī)系統(tǒng)

8、之間的通信功能，包括創(chuàng)建、初始化、讀寫(xiě)、關(guān)閉等操作；CODBCRecor嗷據(jù)記錄類(lèi)），實(shí)現(xiàn)重要運(yùn)行參數(shù)的保留，及相關(guān)查詢(xún)更新操作；CalarmError（故障記錄報(bào)警類(lèi)），對(duì)參數(shù)值超過(guò)設(shè)定上下限的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行提示。整個(gè)軟件系統(tǒng)那么分為三個(gè)功能模塊：設(shè)置模塊，概念各硬件地址，IC口對(duì)象名等；界面模塊，成立人機(jī)對(duì)話(huà)界面；后臺(tái)模塊，操縱硬件搜集、傳輸現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，及相關(guān)操作。由于該軟件系統(tǒng)基于面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，使得它的穩(wěn)固、高效、及保護(hù)、擴(kuò)展等性能取得了保證。4操縱算法關(guān)于中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)講，傳統(tǒng)的操縱器多為PID操縱算法。即，以設(shè)定值w與實(shí)際輸出值y組成的操縱誤差e(e=w-y)的比例，積分，

9、微分通過(guò)線(xiàn)性組合組成操縱量式中：Kp是比例系數(shù)，Ti為積分時(shí)刻，Td為微分時(shí)刻。在操縱器中改寫(xiě)成差分形式，在采樣時(shí)刻t=iT(T為采樣周期)時(shí)：采納增量形式：如此只要保留近兩個(gè)操縱周期的輸出值ui、ui-1，和近三個(gè)操縱周期的誤差ei、ei-一、ei-2就能夠夠了。由于具有積分環(huán)節(jié)，PID操縱器可排除穩(wěn)態(tài)誤差，在工作點(diǎn)周?chē)休^好的穩(wěn)態(tài)精度。但關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)特有的大慣性、純滯后、時(shí)變等特點(diǎn)，單純的PID調(diào)劑，會(huì)存在積分飽和現(xiàn)象，使系統(tǒng)超調(diào)較大，延長(zhǎng)了過(guò)渡進(jìn)程。而若是簡(jiǎn)單的采納高PID系數(shù)，盡管能夠縮短過(guò)渡進(jìn)程，但容易使操縱失穩(wěn)，而致使室溫振蕩。因此，利用雙回路操縱，在較大誤差下利用模糊操縱，屏蔽積分作用，實(shí)時(shí)整定PID系數(shù)，以改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，成為高精度空調(diào)操縱系統(tǒng)的考慮。信號(hào)處置流程如圖二所示。第一，確信操縱規(guī)那么：IFeiANDeiTHENK其中ei、3為誤差e、誤差轉(zhuǎn)變率e的模糊變量集合，K為比例操縱系數(shù)KR積分操縱系數(shù)KI、和微分操縱系數(shù)KD的集合。然后，成立模糊變量集合和模糊操縱規(guī)那么表，以明確輸出的模糊量。5結(jié)論隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，空調(diào)系統(tǒng)的舒適性和節(jié)能性對(duì)系統(tǒng)的操縱提出了更高的要求。運(yùn)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)展已經(jīng)慢慢要求或被要求進(jìn)入暖通行業(yè)，對(duì)這方面內(nèi)容的研究必將增進(jìn)暖通行業(yè)新的進(jìn)展。參考文獻(xiàn)1 王學(xué)慧微機(jī)模糊操縱理論及其應(yīng)用.北京:電子工業(yè)出版社,19872 江