自动控技术在中央空调中的应用

温室效应的影响使得天气状况日趋极端，每年的夏季和冬季都是中央空调大展身手、帮助人们抵御恶劣天气的时候，但也是电力消耗剧增，电气故障爆发的时候。由于中央空调的系统较为复杂，传统的控制系统达不到安全、节能、环保的控制目的；而自动控技术在中央空调中的应用，可以实现很好的效果。目前在中央空调中应用的自动控技术主要有PLC控制系统、智能控制技术、模糊控制、神经网络控制等。

一、 中央空调的PLC控制系统

从继电器控制系统到直接数字控制器系统（DOC），直至现在的可编程控制器系统（PLC），中央空调的控制系统经历了3个发展阶段。继电器控制系统以其复杂的结构、高功率消耗和高故障率的缺陷逐渐被人们淘汰，而直接数字控制器则由于不能可靠的抵抗干扰和结构的局限性，被先进的可编程控制器系统取代。PLC控制系统可靠性高，编程简单，抗干扰能力强，已经在诸多自动控制系统中得到了应用。

 

中央空调的工作原理是利用一台主机通过管道连接多个末端的形式来实现对多个房间室内温度的调控，其主要结构组成包括冷冻主机、冷却水和冷冻水循环系统以及风机、风机盘管、冷却塔等。利用自动控制技术实现中央空调的能量自动调节，是实现节能环保的主要方式，也是中央空调控制系统的重要内容。变频调速是目前中央空调实现节能目的的最有效控制方法。

 

中央空调的变频调速系统主要组成部分包括水泵机组、温度传感器、PLC、变频器和主接触器。其工作原理是利用交流变频调速技术来控制电动机的转速，以实现对于冷却水和冷冻水流量的控制。

变频器可以实现电动机转速在较宽的调速范围内进行无级调节，从而中央空调系统中的节流阀开口可以开至最大，以减少节流损耗。同时，冷冻水泵电动机的负载敏感系统可以自动调节冷冻水的流量和流速，以使冷冻水有充分的时间通过风机盘管组件进行热交换，大大降低电动机功率损耗。

 

利用PLC和变频器对中央空调水循环系统的泵组进行切换和调速，可以减少系统的功率损耗，实现节能的目的，同时也改善了系统的启动和运行特性。变频器的软启动功能克服了水锤效应的不良影响，提高了电动机、接触器、管道等元件的使用寿命。

 

二、中央空调的智能控制技术

　

智能控制技术是自动控技术发展到高级阶段的产物，融合了控制技术、信息技术和人工智能等多种技术，包括模糊控制技术和神经网络控制技术等。对于现代空调日益复杂的系统，传统控制技术难以实现精确、可靠且有效的控制，智能控制技术因此应运而生。

 

1）模糊控制技术。模糊控制是模糊数学、人工智能和计算机科学等多种学科相互渗透而产生的一种具有很强理论性的控制技术。模糊控制系统的理论基础是模糊集合论、模糊逻辑推理规则和模糊语言变量，计算机控制技术是其系统的主要实现形式，其核心为智能模糊语言控制器。

这种控制系统具有智能性和自学习性，并且并不需要建立精确的系统数学模型，适用于复杂的系统和过程。目前模糊控制已经在中央空调的定风量空调系统和变风量空调系统中得到了应用。

 

利用模糊控制技术对空调回风温度和湿度进行自动调节，可以受到不错的节能效果。利用温度传感器将测得的回风温度信号输入到模糊语言控制器中，并与给定值进行比较，根据比较结果自动调节回水调节阀的开度，以实现控制冷冻水流量的目的，从而使室内温度稳定在设定值。

对于这个自动控制系统，新风温度的变化是系统的一个干扰量，为了提高系统的控制精确性，可以将新风温度传感器的信号作为一个反馈信号加入到系统中。采用模糊控制的回风湿度自动控制系统与回风温度自动控制系统工作原理相类似。

 

2）神经网络控制。神经网络控制融合了人工神经网络理论和系统控制理论，属于智能控制的另一个分支。其原理是模拟人脑神经系统的工作方式，以大量简单的处理单于相互连接，构成一种复杂的网络。神经网络的结构可分为输入层、隐含层、和输出层。

在中央空调的控制系统中，采用神经网络代替原来的控制器或辨识器，就构成了神经网络控制系统。这种控制方式对于复杂的、不确定的系统具有良好的控制效果，整个控制系统可以获得较高的稳定性和动静态性能。并且对于变化的环境有着良好的适应性。基于这些优秀的性能，神经网络控制技术在中央空调的控制系统中也得到较多的应用。

三、结论

随着人类社会文明的不断进步与发展，资源消耗与环境保护的矛盾日益突出，人们的节能减排意识也逐渐提高。而中央空调所消耗的能量占现代建筑能耗的绝大部分，使得人们对于中央空调控制系统的安全性、环保性和节能效果提出了更高的要求。自动控技术在中央空调中的应用，极大的改善了中央空调控制系统的性能。