一种恒温恒湿空调的混合控制系统的制作方法
【专利摘要】一种恒温恒湿空调的混合控制系统，涉及一种空调的自动控制系统，包括温度传感器、湿度传感器、数据采集模块、波动检测模块、模糊控制器、PID控制模块和阀控模块，所述温度传感器和湿度传感器分别与数据采集模块连接，数据采集模块的输出端连接至用于检测温、湿度偏差及偏差变化率的波动检测模块，波动检测模块的输出端一路连接至模糊控制器，另一路连接至PID控制模块，PID控制模块的输出端与阀控模块连接，模糊控制器的一个输出端与PID控制模块连接，模糊控制器的另一个输出端与阀控模块连接。本实用新型能够在外界气温湿度变化幅度较大和变化迅速的情况下，提高空调系统对温度和湿度控制的精度。
【专利说明】一种恒温恒湿空调的混合控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种空调的自动控制系统，尤其涉及一种恒温恒湿空调的混合控制系统。
【背景技术】
[0002]喷涂房空调系统的设计是以室内空气参数为基本依据，通过对整个空调系统新风、回风的温度、湿度、送风风机运行状态等现场信号的采集，根据所设计的控制策略控制送风湿度、冷热水阀的开度大小以及喷淋室的变频调速等来达到设定的空气状态，且根据室内、外空气的温度和湿度状态确定系统的运行工况，在保证设计参数满足生产工艺的特殊要求的前提下，使空调系统运行合理，安全可靠，能耗低，使控制策略达到最优化。
[0003]工程中温湿度的控制基本采用PID算法来实现，实际在调试及长期的试运行过程中温湿度控制的品质基本能够达到设计要求，但仍发现有以下不足:系统使用地气候变化存在差别时，厂方需根据不同的季节对PID控制器的比例、积分、微分三个主要参数进行小幅调整，可保证温湿度的平稳，如不进行上述调整温湿度虽也能控制在设计范围内，但当遇到外气指标波动幅度较大时，温湿度值会围绕设定值来回小幅波动，需较长时间才能达到稳态。此外，在季节更替时期，外气的温湿度变化迅速。如三月份冬一春更替期间，气候仍呈现冬季时的一些特征，如气温较低、湿度也较低，但会受到暖湿气流的持续影响；一天中空气可能在低温一低湿与高温一高湿状态间多次切换，在这种大扰动的情况下，这种控制作用无法从根本上解决动态品质和稳态精度的矛盾。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种模糊控制和PID控制相结合的恒温恒湿空调的混合控制系统，能够适应不同温、湿度偏差及偏差变化率下的工作环境，提高空调系统对温度和湿度控制的精度。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种恒温恒湿空调的混合控制系统，包括温度传感器、湿度传感器、数据采集模块、波动检测模块、模糊控制器、PID控制模块和阀控模块，所述温度传感器和湿度传感器分别与数据采集模块连接，数据采集模块的输出端连接至用于检测温、湿度偏差及偏差变化率的波动检测模块，波动检测模块的输出端一路连接至模糊控制器，另一路连接至PID控制模块，PID控制模块的输出端与阀控模块连接，模糊控制器的一个输出端与PID控制模块连接，模糊控制器的另一个输出端与阀控模块连接。
[0006]所述模糊控制器由依次连接的模糊化模块、模糊推理模块和反模糊化模块组成。
[0007]所述模糊控制器的主控制元件为PLC。
[0008]所述波动检测模块采用单片机。
[0009]所述数据采集模块采集来自温度传感器和湿度传感器的温度和湿度信号，波动检测模块对数据采集模块采集的数据进行分析运算，进一步将处理后的信号传送给不同的控制器以达到不同的控制目的。
[0010]有益效果:本实用新型设置了 PID控制器和模糊控制器，能够根据测定的温湿度偏差数据与设定值之间的大小关系来选择两种控制器的单独控制，或者是综合利用两种控制器来实现混合控制。利用两种控制器的协同作用，这样在外界气温湿度变化幅度较大和变化迅速的情况下，整个空调控制系统能够使温度和湿度保持一个稳态，从而提高了空调系统对温度和湿度控制的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型混合控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
[0013]如图1所示，一种恒温恒湿空调的混合控制系统，包括温度传感器、湿度传感器、数据采集模块、波动检测模块、模糊控制器、PID控制模块和阀控模块，所述温度传感器和湿度传感器分别与数据采集模块连接，数据采集模块的输出端连接至用于检测温、湿度偏差及偏差变化率的波动检测模块，波动检测模块的输出端一路连接至模糊控制器，另一路连接至PID控制模块，PID控制模块的输出端与阀控模块连接，模糊控制器的一个输出端与PID控制模块连接，模糊控制器的另一个输出端与阀控模块连接。
[0014]所述模糊控制器由依次连接的模糊化模块、模糊推理模块和反模糊化模块组成，依次对接收的数据信号进行模糊化处理、模糊推理、反模糊化处理和参数修正，然后将处理后的数据传送给PID控制模块或者直接传送给阀控模块。模糊控制器是通过PLC来实现的，PID控制模块将其生成的电子阀开度值传送至阀控模块。
[0015]数据采集模块集`数据采集、处理与传输等功能，主要采集温度、湿度信号，可通过RS232串口与单片机相连，单片机集信号传输、波动检测和控制器分配等功能，PID控制模块采用PLC自带的PID整定模块。
[0016]波动检测模块是内嵌有设定程序的单片机，根据现有技术中的计算方法完成输入数字信号的处理功能，如温、湿度信号的平均值、波动值、频率值以及与设定温、湿度值的偏差与偏差变化率计算。
[0017]波动检测模块根据数据采集模块采集的温度、湿度信号，检测出温度偏差、湿度偏差以及温度、湿度偏差变化率，运算处理后将信号一路直接输入PID控制模块，另一路传送给模糊控制器进行信号的模糊化处理、模糊推理、反模糊化处理和参数修正。
[0018]单片机根据计算出的温、湿度偏差和偏差变化率结果进行控制器的分配。当温、湿度偏差和偏差变化率均小于设定值的30%时，由模糊控制器运算并将控制参数直接传送给阀控模块；当温、湿度偏差和偏差变化率处于设定值的30%~?00%时，由PID控制模块运算并将控制参数传送给阀控模块；当温、湿度偏差和偏差变化率大于设定值的100%时，先由模糊控制器运算，给PID控制模块提供阀控模块的控制初参数，然后由PID控制模块最终计算出阀控模块的控制参数，从而实现混合控制功能。
[0019]实际应用中，喷涂房内的空调箱由表冷段、加热段和喷淋段组成，表冷段的冷媒是制冷机组制备的冷冻水，加热段的热媒是锅炉制备的热水，喷淋段采用经过处理的软水，并分别由冷水阀、热水阀和变频喷淋泵控制。最终本实用新型混合控制系统的阀控模块对冷水阀、热水阀的开度以及变频喷淋泵进行实际控制。
【权利要求】
1.一种恒温恒湿空调的混合控制系统，其特征在于:包括温度传感器、湿度传感器、数据采集模块、波动检测模块、模糊控制器、PID控制模块和阀控模块，所述温度传感器和湿度传感器分别与数据采集模块连接，数据采集模块的输出端连接至用于检测温、湿度偏差及偏差变化率的波动检测模块，波动检测模块的输出端一路连接至模糊控制器，另一路连接至PID控制模块，PID控制模块的输出端与阀控模块连接，模糊控制器的一个输出端与PID控制模块连接，模糊控制器的另一个输出端与阀控模块连接。
2.如权利要求1所述的一种恒温恒湿空调的混合控制系统，其特征在于:所述模糊控制器由依次连接的模糊化模块、模糊推理模块和反模糊化模块组成。
3.如权利要求1所述的一种恒温恒湿空调的混合控制系统，其特征在于:所述模糊控制器的王控制兀件为PLC。
4.如权利要求1所述的一种恒温恒湿空调的混合控制系统，其特征在于:所述波动检测模块采用单片机。
【文档编号】F24F11/00GK203628930SQ201320636704
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年10月16日 优先权日:2013年10月16日
【发明者】岳红兵, 谢东阳, 杜勇, 韩俊, 罗祖宪 申请人:机械工业第四设计研究院