優(yōu)勢
■ 產品以非線性系統(tǒng)建立模型,全面模擬了中央空調的延時性、魯棒性、非線性等問題,提出了預測性的解決方案,實現(xiàn)了全過程掌控,如下圖所示。

如上圖所示:右邊是一個典型的線性系統(tǒng)模型,輸入輸出是呈對應關系的,而左邊則是一個非線性系統(tǒng),輸入輸出之間相互不成規(guī)則,也就是中央空調的模型,如果采用類似于PID調節(jié)的方法,可以跟蹤負荷變化,但會造成溫度波動較大,不利于用戶使用,只有采用新的預測性控制理論才能很好地滿足系統(tǒng)要求。
■ 產品以神經網絡(Neural Control)理論為基礎,結合過程控制和現(xiàn)場數(shù)據(jù)站的方法,提出了先進的基于混合神經網絡的非線性預測函數(shù)控制及SMITH預估控制算法,編制出控制算法軟件并將其應用到實際對象中,解決了中央空調的滯后問題,系統(tǒng)具備先進的人工智能(AI)功能,可以滿足動態(tài)跟隨性、延時性。
■ TD-Net采用虛擬實驗室(Virtual Labortatory)技術開發(fā),將LabVIEW運用于PC實時測控(Real-time control)系統(tǒng),分析了實時系統(tǒng)的任務與任務調度。針對平臺的多任務調度的特點,設計了多任務的調度核心,提出了兩級任務隊列的解決方案,并分析系統(tǒng)的軟硬件設計,實現(xiàn)了多任務實時測控系統(tǒng),在應用中將系統(tǒng)任務分為實時任務和非實時任務。完成了數(shù)據(jù)采集、處理和輸出、數(shù)據(jù)存儲、顯示和管理等功能。

■ 產品采用了獨特的站-點式結構(Station-Point,S-P),由現(xiàn)場控制分站(FCS)、終端控制分站(TCS)、控制優(yōu)化分站(OCS)、、現(xiàn)場采集單元(SAU)等組成,再通過分站監(jiān)測、分析、控制各節(jié)點,點與站之間由現(xiàn)場總路線連接,站與站及站與主系統(tǒng)之間由TCP/IP網絡總線連接,避免了繁瑣的控制布線,而且每個站都是獨立工作的,可以脫離主系統(tǒng)單獨工作,這樣大大降低了故障發(fā)生率,提高了產品的穩(wěn)定性和安全性。
■ 系統(tǒng)拋開了各種類型的智能模塊,采用先進的嵌入式智能開發(fā)平臺(Embedded Intelligent Platform),自主開發(fā)了獨立的站式模塊,全面兼容所需的部件,采樣速率快,控制精度高,而且內部可以實現(xiàn)無縫連接,將整個系統(tǒng)內部組成了一個封閉式的網絡(TD-Net),然后再通過互聯(lián)網實現(xiàn)與外部的連接,這樣極大地提高了系統(tǒng)運行的速度和可靠性。
■ 中央空調的機組設備一般情況下都不是滿負荷運轉的,產品可以根據(jù)備的實際運行情況,對照數(shù)據(jù)庫服務器(Database server),判斷出設備的當前運行時間和壽命,智能控制設備。而且可以通過跟蹤每個設備的使用小時的數(shù)據(jù)并用于要求進行預防性替換。產品具有節(jié)約成本、降低維護費用、增強系統(tǒng)可靠性等特點。
構成
中央空調一體化節(jié)能控制系統(tǒng)由以下幾個部分組成:

1、神經網絡控制總站
包括神經網絡節(jié)能控制軟件(Neural network energy-saving control software,NNECS)、專家數(shù)據(jù)庫(ED)、Firewall等;
2、現(xiàn)場控制分站
包括現(xiàn)場采集箱、現(xiàn)場數(shù)據(jù)中轉站、現(xiàn)場控制設備等部分;
3、標準控制優(yōu)化分站
包括標準控制柜、優(yōu)化控制站、終端控制模塊、網絡數(shù)據(jù)庫等部分;
4、智能控制優(yōu)化分站
包括標準控制柜、優(yōu)化控制站、智能控制模塊、終端控制模塊、網絡數(shù)據(jù)庫等部分;
特性
■ 具有調節(jié)、優(yōu)化、控制和監(jiān)測功能。
■ 具備分站擴展功能,可以根據(jù)不同環(huán)境進行自由擴展。
■ 菜單式人機界面(HMI),參數(shù)調整簡單方便。
■ 提供具備人工智能(AI)的自動工作模式,方便可靠。
■ 具備優(yōu)先控制功能(Priority control),當出現(xiàn)故障時,可選擇轉為手動操作,不必受自動系統(tǒng)的控制。
■ 變壓隔離,可抑制共模干擾(Common-mode interference)。
■ 提供管理員操作模式(Administrator mode of operation)。
■ 加強了數(shù)據(jù)的判斷和處理能力,通過對空調運行曲線預測性地判斷,能夠自動做出最優(yōu)處理,最大限度地減少了溫度地波動。
■ 提供電氣、水力、溫度等方面的多種保護功能,并且具備報警輸出功能。
■ 具備對設備的聯(lián)動控制(Dynamic Control)功能,可以根據(jù)設備地址自動調整運行。
■ 具備互可操作的網絡功能,可以很方便地接入各種其它現(xiàn)場總線和其它網絡中。(可選功能)
效果分析
TD-Net的節(jié)能效果分為:基礎型節(jié)能效果(Basic energy-saving effect,BEE)、增值型節(jié)能效果(Value-added energy-saving effect,VEE)兩個部分。
基礎型節(jié)能效果(BEE)
TD-Net將中央空調系統(tǒng)視作一個能量運行的整體,把控制的對象從單個子系統(tǒng),擴展到系統(tǒng)整體,應用預測算法和專家診斷法,實現(xiàn)系統(tǒng)綜合能耗的動態(tài)最小化,實時跟蹤空調負荷的變化,采用合適的尋優(yōu)方法,實現(xiàn)系統(tǒng)綜合耗能最小。
TD-Net能夠取得良好的動態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性,整個系統(tǒng)節(jié)約電能20%-40%。該系統(tǒng)對溫度的控制精度達到0.5℃-1℃,系統(tǒng)基本無超調,運行穩(wěn)定。
增值型節(jié)能效果(VEE)
中央空調系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng),由多個控制節(jié)點組成,傳統(tǒng)意義上其運行都是人工進行手動操作的,而且一般情況下改變不多,這樣就會造成部分節(jié)點上的設備長期消耗,而另一部分節(jié)點上的設備長期處于備用狀態(tài),TD-Net的聯(lián)動控制(Dynamic Control)功能能夠自動收集運行數(shù)據(jù),并對照數(shù)據(jù)庫服務器(Database server),判斷出設備的當前運行時間和壽命,智能控制設備,這樣大大降低了設備的消耗,可有效節(jié)約30%左右的維護成本。
為了保證中央空調的正常運行,常常需要配備3-8人的空調操作人員,倒班工作,時刻檢查機組的運行,跟蹤環(huán)境和負荷的變化,并且將數(shù)據(jù)人工記錄下來。而使用了TD-Net后,只需1-2個人就可以全程控制中央空調的運行,而且不需要復雜的操作,系統(tǒng)就可以自動根據(jù)環(huán)境和負荷的變化調整機組運行狀態(tài),所有數(shù)據(jù)都會被自動紀錄在數(shù)據(jù)庫中,隨時可以進行查閱,這樣節(jié)省了50%的人工成本。
對于操作人員而言,以往空調操作人員需要經過專業(yè)的培訓和資格審查,需要長時間熟悉環(huán)境的一些變化并了解機組的運行特性,并在工作時需要保持較大的關注度,TD-Net從基層操作人員的工作習慣出發(fā),開發(fā)了較高仿真度的人機界面,不需要很專業(yè)的知識,只需要在通電時輸入一些常用數(shù)據(jù),就可以自動運行,日常操作也很簡便,無論是操作模式還是操作流程都很簡單,不需要額外的專業(yè)培訓。
TD-Net還搭載了Web服務器,可以通過Web瀏覽器進行信息的監(jiān)視和更新,另外還具有Task Script、數(shù)據(jù)存盤、Email發(fā)送等功能,更可實現(xiàn)網絡無線化,構筑更自由的網絡,大量減少了重復建設,節(jié)約了開發(fā)成本和管理費用(選配)。
參數(shù)
