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基于LonWorks网络暖通空调系统控制器优化的研究

作　者: 潘洪亮
导　师: 李树江
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 暖通空调系统 继电反馈 自整定 PID控制 LonWorks网络
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


在智能建筑中,暖通空调系统的能耗常常占全楼总能耗量的60%以上,而控制系统的性能直接影响空调的能源消耗。暖通空调控制系统中大多数控制器采用PID控制策略,且控制回路众多,如何及时调整系统中的每个控制回路的PID参数,使其与空调系统的运行负荷相匹配是节能的关键问题。暖通空调系统中控制器参数通常由工程师设定,由于空调系统中很多控制回路具有严重非线性、时变性等特点。固定的PID参数仅能在某一负荷和工况条件下达到空调系统的最佳控制,而暖通空调系统负荷和环境是实时变化的,如何针对控制回路众多的PID参数在线整定是非常困难的。本文基于LonWorks技术,完成了基于网络化的PID在线自整定方法,解决了楼宇自动化系统中的空调系统众多单元控制器参数的在线校正问题。它以误差平方积分为设定性能指标,通过DDE技术和LonMaker设计完成底层数据交换模块,采用Lonworks网络实现了实时监测整个控制系统中各控制回路的性能指标。对于异常回路,通过暖通空调优化级的上位机,以闭环双继电反馈的方法进行PID参数校正。同时,基于VC++和SOLServer2000数据库设计完成了PID参数在线整定软件包。通过实验测试表明,在改变工况条件的下,能够准确定位异常控制器回路,并完成PID参数的自整定,使控制回路在新的运行负荷条件下达到最佳的控制效果,实现节能。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 课题研究的背景及意义  10-11
  1.2 暖通空调系统控制器优化技术的发展现状  11-14
    1.2.1 控制器优化技术国外研究现状  12-13
    1.2.2 控制器优化技术国内研究现状  13-14
  1.3 论文研究的主要工作内容  14-16
第二章 暖通空调原理及控制系统  16-28
  2.1 暖通空调系统体系结构及工作原理  16-18
  2.2 暖通空调控制系统的组成  18-22
  2.3 LonWorks现场总线技术  22-25
    2.3.1 LonWorks现场总线的特点  23
    2.3.2 LonTalk协议  23-24
    2.3.3 可互操作性  24-25
  2.4 动态数据交换(DDE)技术  25-27
  2.5 小结  27-28
第三章 暖通空调系统控制器优化方法的研究  28-39
  3.1 引言  28
  3.2 PID控制方法  28-30
  3.3 基于继电反馈的PID控制器自整定方法  30-34
    3.3.1 基于继电反馈的控制参数自整定方法的基本原理  31-33
    3.3.2 控制器PID参数求解  33-34
  3.4 基于网络的暖通空调系统控制器的优化方法  34-38
    3.4.1 暖通空调系统控制器性能指标判定  34-35
    3.4.2 基于现场总线网络的暖通空调系统异常控制器在线搜索  35-36
    3.4.3 暖通空调系统控制器优化方法设计  36-38
  3.5 小结  38-39
第四章 基于LonWorks技术暖通空调系统现场总线网络设计  39-52
  4.1 引言  39-41
  4.2 LonWorks网络系统构成  41-44
    4.2.1 暖通空调系统硬件设备总体构成  41-42
    4.2.2 LonWorks设备节点的连接  42-44
  4.3 LonWorks网络设计  44-50
    4.3.1 创建网络工程  45-46
    4.3.2 网络变量和配置属性  46-48
    4.3.3 LonWorks网络的监控  48-50
  4.4 小结  50-52
第五章 暖通空调系统控制器优化软件的设计与开发  52-70
  5.1 概述  52-54
  5.2 数据通信模块  54-58
    5.2.1 数据交换  54-57
    5.2.2 网络变量地址绑定  57-58
  5.3 基于现场总线网络的控制器自整定算法模块  58-62
    5.3.1 异常控制器定位  58
    5.3.2 控制器自整定  58-62
  5.4 辅助功能模块  62-63
    5.4.1 数据库信息管理  62
    5.4.2 图形界面显示  62-63
  5.5 实验验证及分析  63-69
    5.5.1 实验平台介绍  63-64
    5.5.2 实验验证及结果分析  64-69
  5.6 小结  69-70
第六章 结论  70-71
参考文献  71-73
在学研究成果  73-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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