专利名称：中央空调智控节能系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种中央空调智控节能系统。
背景技术：
中央空调系统是一种多变量、多参数的系统，涉及到进水温度、出水温度、进水压力、供水压力等多个变量。现有的中央空调节能系统只是采用单纯的模糊控制器，只能通过采集外部的温度信号或压力信号进行模糊运算，控制中央空调系统的变频器的运行频率，并没有同时根据外部的温度信号和压力信号进行处理，无法达到中央空调的最佳工作状态，现有设有PID控制节能系统中央空调，其PID输出信号是直接送入中央空调的变频器，直接控制变频器运行频率，虽然能够通过对中央空调水泵的运行频率的控制来实现对中央空调的变流量控制，但PID参数不易准确设置，且易受外部环境影响，系统整体控制性能较差。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能对中央空调的外部的温度信号和压力信号进行综合优化处理，求得中央空调的最佳工作频率，实现最大程度节能的中央空调智控节能系统。
本实用新型包括电源、变频器、模糊控制器、外置PID控制器、PLC控制器、控制开关、触摸屏、开关量输入、数据采集单元、开关电源；所述电源与控制开关、PLC控制器、开关电源连接，开关电源分别与开关量输入、触摸屏、外置PID控制器、数据采集单元连接，所述PLC控制器与控制开关相连，控制开关与变频器连接，同时，变频器、触摸屏通过PLC控制器上的通讯接口与之相连，开关量输入与PLC控制器连接，数据采集单元与外置PID控制器连接；指示灯及报警电路与PLC控制器相连；其特征在于，所述PLC控制器内部设有模糊控制器，外置PID控制器包括温度PID控制器及压力PID控制器，数据采集单元包括温度采集单元及压力采集单元，外置PID控制器的输出信号送入模糊控制器，通过模糊控制器进行优化运算处理后再送入中央空调系统的变频器。
所述PLC控制器连有主令开关，主令开关分别控制冷冻水泵及冷却水泵的变频器，主令开关通过互锁电路构成变频器系统与工频系统互锁共存。
所述互锁电路是由几组主令开关及其常闭点组成，冷冻变频器的主令开关与冷却变频器的常闭点连接；每一台冷冻、冷却水泵的主令开关与其他三台冷冻、冷却水泵的常闭点连接。
所述变频器输出端通过一组控制开关分别与水泵连接，该组控制开关通过另一组控制开关与PLC控制器相连。
本实用新型工作过程如下首先设定系统运行最佳参数，采集外部温度和压力信号，外置PID控制器根据外部实际温度信号和压力信号的大小与给定温度信号和压力信号的大小进行比较，通过PID运算得到温度信号和压力信号，分析对应的变频器运行频率。然后，外置PID控制器将计算得到的频率值，温度值和压力值一同传送给模糊控制器。模糊控制器首先根据温度信号和压力信号的大小计算得到温差值和压差值大小，然后通过查询内部事先存储好的模糊查询表取得温度控制和压力控制的权值系数，通过加权运算得到变频器的最佳运行频率值，传送给变频器，对中央空调的流量加以控制。
本实用新型采用外置PID控制和模糊控制技术相结合的方式，通过对中央空调的温度信号和压力信号进行综合、优化控制，使得中央空调运行在最佳工作状态，实现最大程度的节能。本实用新型采用了全自动控制技术，不需要人为加以干涉，系统根据负荷情况自动实现调节，使用非常方便。
图1为本实用新型系统整体框图；图2为实施例的PLC控制器与输入开关、外置PID控制器、数据采集单元及触摸屏的连接图；图3为实施例的控制开关接线图；图4为实施例的变频器、水泵与原工频系统接线图。
具体实施方式
实施例
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
参照附图1本实施例电源1与控制开关2、PLC控制器3、开关电源4连接，开关电源4分别与开关量输入5、触摸屏6、外置PID控制器7、数据采集单元8连接，所述PLC控制器3与控制开关2相连，控制开关2与变频器10连接，同时，变频器9、触摸屏6通过PLC控制器3上的通讯接口与之相连，开关量输入5与PLC控制器3连接，数据采集单元8与外置PID控制器7连接；PLC控制器3内部设有模糊控制器10，外置PID控制器7与模糊控制器10相连，指示灯及报警电路11与PLC控制器3相连。本实施例PLC控制器3采用DAP-48EH型，数据采集单元8的温度采集卡采用04DP，压力采集卡采用04AD，触摸屏6采用PWS1711-S型，变频器9采用汇丰F1500-P型。
参照附图2PLC控制器3的工作电源AC220V经过变压器隔离，按键开关SB1，SB2和中间继电器KA01构成电控制系统整体失压保护；HL01，HL02信号灯分别为电源1、PLC控制器3上电显示；该部分与现有技术类似。主令开关SA1(L0)和SA2(L2)分别控制冷冻水泵及冷却水泵的变频器9-1、9-2。PLC控制器3的通讯接口(RS-485)2-1分别与变频器9-1、9-2的COM1连接，另一通讯接口2-2与触摸屏6的COM2连接，同时，PLC控制器3与温度采集卡04PT、压力采集卡04AD相连，温度采集卡04PT、压力采集卡04AD分别与外置温度PID控制器7-1、外置压力PID控制器7-2对应连接，PLC控制器3与变频器9-1、9-2连接。主令开关SA4和SA5用来设置中央空调的运行模式(制冷或制热)。在中央空调的非循环运行时，主令开关SA6、SA7、SA8、SA9分别控制冷冻水泵1#、2#、3#、4#的运行，主令开关SA10、SA11、SA12、SA13分别控制冷却水泵的运行。当中央空调运行在循环工作模式时，是由PLC指令控制冷冻水泵和冷却水泵的运行，主令开关SA6、SA7、SA8、SA9、SA10、SA11、SA12、SA13不起作用。PLC控制器3开关量输入5 X16，X17用来控制中央空调风机的运行。在PLC控制器3的输出侧，KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8为中间输出级，用来控制变频器9-1、9-2的运行。
参照附图3本实施例冷冻水泵共有四台，但冷冻工作变频器9-1仅有一台，同一时刻只能使其中一台冷冻水泵工作，所以必须进行电路互锁。主令开关KA0开通后，变频器9-1上电准备运行。主令开关KA1开通，KM1常闭点断开，通过主令开关KA1、KA2、KA3和KA4构成互锁电路，冷冻水泵1#上电变频运行，但冷冻水泵2#、3#和4#断开，该三台水泵不工作。同理，当其中任一台冷冻水泵工作时，通过互锁电路使其它三台冷冻水泵停止工作。主令开关KA5开通后，冷却用变频器9-2上电准备工作。通过主令开关KA6、KA7、KA8和KA9构成互锁电路，确保同一时刻变频器9-2仅向其中一台冷却水泵供电，而其它三台冷却水泵停止工作。其中，HL01、HL02、HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6、HL7、HL8分别为线圈KM01、KM02、KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8的得电显示。KM01、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8为变频控制器，构成与工频电路互锁，当中央空调变频运行时，禁止中央空调的冷冻水泵和冷却水泵工频运行。
参照附图2、3、4AC380V电源通过断路器QF1和控制开关KM01输入变频器9-1、9-2输入端，变频器9-1、9-2工作指令和工作状态参数通过变频器9-1、9-2上的RS-485通讯口与PLC控制器3进行通讯。主令开关SA21、SA22、SA23、SA24、SA25、SA26、SA27、SA28分别为软启动工频系统4-3的启动、运行转换联锁装置。冷冻用变频器9-1输出端通过控制开关KM1、KM2、KM3和KM4分别用来控制冷冻水泵1#4-1、2#、3#、4#4-2运行。控制开关KM1、KM2、KM3和KM4的控制信号由PLC控制器3通过图2中的控制开关KA1、KA2、KA3和KA4发出。中央空调的冷却用变频器9-2系统接线与冷冻系统相似，由PLC控制器3通过开关KA5、KA6、KA7和KA8控制开关KM5、KM6、KM7和KM8。处于工频运行时，主令开关SA1、SA2将软启动回路锁断，当转换到工频替代运行时，这些主令开关断开PLC控制器3上电回路和电源控制回路，且工频系统运行控制器KM11、KM12、KM13、KM14、KM21、KM22、KM23、KM24断开变频控制器KM01、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8的控制电源，以保证同一时刻仅有一个系统工作，使工频系统与变频系统相安、互锁共存、控制可靠、操作方便，无需拆除原有工频一次输出。
权利要求1.一种中央空调智控节能系统，包括电源、变频器、模糊控制器、外置PID控制器、PLC控制器、控制开关、触摸屏、开关量输入、数据采集单元、开关电源；所述电源与控制开关、PLC控制器、开关电源连接，开关电源分别与开关量输入、触摸屏、外置PID控制器、数据采集单元连接，所述PLC控制器与控制开关相连，控制开关与变频器连接，变频器、触摸屏通过PLC控制器上的通讯接口与之相连，开关量输入与PLC控制器连接，数据采集单元与外置PID控制器连接；指示灯及报警电路与PLC控制器相连；其特征在于，所述PLC控制器内部设有模糊控制器，外置PID控制器包括温度PID控制器及压力PID控制器，数据采集单元包括温度采集单元及压力采集单元，外置PID控制器的输出信号送入模糊控制器，通过模糊控制器进行优化运算处理后再送入中央空调系统的变频器。
2.根据权利要求1所述的中央空调智控节能系统，其特征在于，所述PLC控制器连有主令开关，主令开关分别控制冷冻水泵及冷却水泵的变频器，主令开关通过互锁电路构成变频器系统与工频系统互锁共存。
3.根据权利要求2所述的节能系统，其特征在于，所述互锁电路是由几组主令开关及其常闭点组成，冷冻变频器的主令开关与冷却变频器的常闭点连接；每一台冷冻、却水泵的主令开关与其他三台冷冻、却水泵的常闭点连接。
4.根据权利要求1所述的中央空调智控节能系统，其特征在于，所述变频器输出端通过一组控制开关分别与水泵连接，该组控制开关通过另一组控制开关与PLC控制器相连。
专利摘要本实用新型公开了一种中央空调智控节能系统，其包括电源、变频器、模糊控制器、外置PID控制器、PLC控制器、控制开关、触摸屏、开关量输入、数据采集单元、开关电源、指示灯及报警电路；其特征在于，PLC控制器内部设有模糊控制器，外置PID控制器与模糊控制器相连；通过对中央空调的温度信号和压力信号进行综合、优化控制，使得中央空调运行在最佳工作状态，实现最大程度的节能。本实用新型采用了全自动控制技术，不需要人为加以干涉，系统根据负荷情况自动实现调节，使用非常方便。
文档编号F24F11/00GK2867190SQ20062005012
公开日2007年2月7日 申请日期2006年2月28日 优先权日2006年2月28日
发明者肖伟, 陈锦云, 黄福初, 贺春棠, 林衡蓉 申请人:湖南家喜节能科技有限公司