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基于Trnsys的中央空调群控策略研究与应用

作　者: 梁念旭
导　师: 陈立定; 余宗伟
学　校: 华南理工大学
专　业: 控制工程
关键词: 中央空调 Trnsys 建模 Matlab 控制 PLC
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 39次
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内容摘要

随着社会的发展，科技的普及，越来越多建筑使用中央空调来创造一个舒适的生活办公环境。然而，中央空调为人们带来舒适的生活环境的同时也带来了巨大能源消耗，在能源消耗日渐紧张的当今社会，开展中央空调群控节能研究以减少不必要的能耗意义重大。中央空调具有大时滞、强耦合、非线性等等点，一般情况下是根据实际系统通过系统辨识建立模型，这种方法准确但是耗时；而没有实际系统支持下一般难以建立需要模型或者所建模型不准确。针对这种情况本文利用Trnsys作为研究平台，通过Trnsys建立所需的中央空调系统及其空调建筑的模型，导入广州气象文件等数据，建立了一个各方面数据都较为齐全的空调系统分析模型。由于Trnsys本身的控制能力不强，本文用Matlab构造了Trnsys里面空调系统的控制器，然后分析各种控制的控制效果。在第五章里面将会提到本文中一些空调控制策略的实际应用情况。所用的PLC系统是西门子S7-300及其所搭配的数据采集端子，系统的监控软件是用西门子的WinCC，通过监控软件能够监控现场设备运行情况、报表统计、警告浏览等人机交互功能。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-10
第一章绪论  10-16
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 课题研究的来源  11-12
  1.3 群控策略研究现状与问题  12-14
    1.3.1 目前群控策略研究与应用现状  12
    1.3.2 目前研究存在问题  12-14
  1.4 课题研究的意义  14-15
  1.5 本文的组织结构  15-16
第二章建筑冷负荷模型和冷源系统模型的建立  16-36
  2.1 Trnsys 软件介绍  16-18
    2.1.1 Trnsys 的优点  17-18
  2.2 建筑冷负荷模型及冷源系统建立  18-24
    2.2.1 建筑冷负荷模型的建立  18-22
    2.2.2 建筑内部参数设置以及仿真结果  22-24
  2.3 冷源系统各设备数学模型  24-32
    2.3.1 冷水机组模块 Type666  24-26
    2.3.2 变频冷冻水泵 Type110  26-27
    2.3.3 定频冷却水泵 Type114  27-28
    2.3.4 冷却塔 Type51  28-29
    2.3.5 分水器 Type647 与集水器 Type649  29-30
    2.3.6 风冷盘管 Type508  30-31
    2.3.7 可变风量风机 Type662  31-32
  2.4 冷源系统模型建立与调试结果  32-35
  2.5 本章总结  35-36
第三章空调末端与冷却塔的控制策略  36-55
  3.1 Trnsys 与 Matlab 联合仿真系统的建立  36
  3.2 Trnsys 与 Matlab 的数据通信原理  36-37
    3.2.1 COM 技术  36-37
  3.3 编写可应用于 Trnsys 的 M 文件的注意事项  37-38
    3.3.1 Type155 介绍  37
    3.3.2 M 文件的结构  37-38
  3.4 空调末端变风量控制策略  38-50
    3.4.1 数字增量式 PID 控制  40
    3.4.2 变风量空调在 PID 控制下的结果  40-43
    3.4.3 模糊控制下的末端风机变风量控制  43-50
  3.5 冷却水塔的控制  50-54
    3.5.1 冷却塔  50
    3.5.2 冷却塔的节约用电  50-51
    3.5.3 冷却塔加控制效果展示  51-54
  3.6 本章总结  54-55
第四章冷（热）源机组控制策略的研究  55-66
  4.1 模拟退火算法的基本思想  55-56
  4.2 一些参数的说明  56
  4.3 非常快速模拟退火算法特点  56
  4.4 算法基本步骤  56-57
  4.5 模型扰动  57-58
  4.6 接受概率  58
  4.7 初始温度与终止温度  58
  4.8 控制参数 T 的衰减函数  58-59
  4.9 马尔科夫链长度  59
  4.10 冷却进度表  59-60
  4.11 参数说明  60-62
  4.12 测试结果  62-64
  4.14 结果分析  64-65
  4.15 本章小结  65-66
第五章中央空调群控策略的工程应用  66-74
  5.1 应用环境及设计要求介绍  66
  5.2 应用硬件简介  66-68
    5.2.1 中央处理单元（CPU）  67
    5.2.2 电源模块（PS）  67
    5.2.3 信号模块（SM）  67
    5.2.4 接口模块（IM）  67-68
    5.2.5 通信处理器（CP）  68
    5.2.6 机架（RACK）  68
  5.3 MPI 总线与 Profibus-DP 总线  68-69
    5.3.1 MPI 总线  68
    5.3.2 Profibus-DP 总线  68-69
  5.4 系统在 SIMATIC Manager 里面的组态  69-70
  5.5 应用控制策略说明  70
  5.6 系统调试过程中遇到问题以及解决办法  70-71
    5.6.1 主要问题  70-71
    5.6.2 问题的解决  71
  5.7 设备控制效果  71-73
  5.8 本章小结  73-74
总结与展望  74-76
参考文献  76-80
致谢  80-81
答辩委员会对论文的评定意见  81

基于Trnsys的中央空调群控策略研究与应用

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