中央空调控制系统的研究与设计

发布时间：2017-10-04 07:00

  本文关键词：中央空调控制系统的研究与设计

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【摘要】：随着智能建筑与自动控制技术的飞速发展,中央空调系统作为大型建筑不可或缺的一部分。因其结构复杂、系统庞大、非线性与大滞后性等特性导致其成为建筑物耗电量大户,如何实现对其控制系统优化与能源节省成为当下一个重要的研究热点。本文先研究并阐述中央空调控制系统的技术发展现状与行业背景,并以万家丽国际mall中央空调控制系统项目为课题背景,详细介绍整个系统的设备选型与主要设备的工作原理与控制策略。并针对其数学模型难以精确建立的特点,本文设计并仿真验证了一种基于模糊控制理论的模糊控制器,并设计了系统的PLC控制程序和良好的上位机监控系统。整个系统还运用了变频器、数据库组态、MODBUS-RTU通信协议和OPC技术等,这些重要技术使得整个系统控制与数据处理便利可行,运行效率与稳定性也得到提高。模糊控制器的设计的主要包括输入输出变量的选取和模糊化；结合空调系统的实际需求、知识与经验建立整个模糊控制器的模糊规则,从而完成模糊推理过程,最后选用合理地解模糊方法建立模糊输出控制表。将所设计的模糊控制器在Matlab工具中进行仿真,并与常规PID控制算法进行对比,验证其系统调节时间、响应速度等方面的优势。触摸屏是基于ArgusSoft组态软件以数据库为基础进行开发与设计,实现画面显示和数据管理等。主要包括数据组态、监控界面、设备操作、数据修改与显示、权限管理、报警保护与历史查询等。在确保系统与数据安全的同时为操作人员提供模块化设计、可视画面、便捷操作。最后文章对系统调试进行说明,进行测试并分析是否符合要求。针对整个测试过程中出现的问题,给出分析与解决方法。确保整个设计系统在安全可靠、稳定运行的前提下,实现节能。
【关键词】：中央空调 模糊控制 PLC MODBUS-RTU
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU83;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题的研究背景与意义9-10
• 1.2 中央空调系统存在的问题10-11
• 1.3 国内外研究现状11-12
• 1.4 论文的主要工作及结构安排12-14
• 第2章 系统总体设计与工作原理14-21
• 2.1 空调控制系统需求分析14
• 2.2 空调控制系统参数指标14-15
• 2.3 设备工作原理15-18
• 2.4 空调控制系统的总体设计方案18-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第3章 中央空调控制系统的硬件设计21-31
• 3.1 系统执行设备21-25
• 3.1.1 冷水机组21-22
• 3.1.2 水泵与冷却塔22-23
• 3.1.3 变频器23-25
• 3.1.4 其他设备25
• 3.2 控制器PLC25-29
• 3.2.1 CPU模块26
• 3.2.2 电源模块26-27
• 3.2.3 数字量模块27
• 3.2.4 模拟量模块27-28
• 3.2.5 通信模块28-29
• 3.3 系统上位机29-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第4章 模糊控制算法的研究与设计31-45
• 4.1 模糊控制理论31-34
• 4.1.1 模糊集合31
• 4.1.2 隶属函数31-33
• 4.1.3 模糊推理33
• 4.1.4 解模糊33-34
• 4.2 模糊控制器的设计34-39
• 4.2.1 模糊控制器结构34-35
• 4.2.2 控制器种类35-36
• 4.2.3 空调系统模糊控制器设计36-39
• 4.3 模糊控制器的仿真39-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第5章 中央空调控制系统的软件设计45-66
• 5.1 系统软件功能45-46
• 5.1.1 控制对象45
• 5.1.2 具体功能45-46
• 5.2 PLC软件设计46-52
• 5.2.1 设备控制设计47-50
• 5.2.2 运行统计模块设计50-52
• 5.3 模糊控制器软件实现52-53
• 5.4 触摸屏设计53-61
• 5.4.1 触摸屏概述53-54
• 5.4.2 组态软件54-55
• 5.4.3 组态界面实现55-61
• 5.5 Modbus通信协议软件设计61-64
• 5.6 OPC技术简介64-65
• 5.7 本章小结65-66
• 第6章 系统测试66-72
• 6.1 测试过程66-70
• 6.1.1 测试准备66-67
• 6.1.2 测试内容67-70
• 6.2 存在的问题70
• 6.3 问题的解决70-71
• 6.4 本章小结71-72
• 总结与展望72-74
• 参考文献74-77
• 致谢77-78
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文78-79
• 附录B 攻读硕士学位期间参与的项目79

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本文编号：969235