電力論文范文-智能建筑暖通空調(diào)和照明系統(tǒng)控制

1、電力論文范文-智能建筑暖通空調(diào)和照明系統(tǒng)控制    1、概述 美國卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)建筑系建筑物性能測試中心（Center for Performance and Diagnostics，Department of Architecture，Carnegie Mellon University）所籌建的智能工作區(qū)間（Intelligent Workplace，簡稱IW）是一個受美國國家科學(xué)基金委員會支持，由國際財團(tuán)ABSIC（Advanced Building Systems Integration Consortium）投資興建的。ABSIC由學(xué)校、公司

2、以及政府部門共同組建。美國政府部門包括國防部、能源部、環(huán)境保護(hù)署、服務(wù)總局和國家科學(xué)基金委員會，公司中有AMP Incorporated，Johnson Controls，Siemens Energy and Automation Inc， Siemens AG等著名的大公司，學(xué)校即為卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)建筑系的建筑物性能測試中心。IW是美國第一所有關(guān)建筑物性能測試的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，集研究、發(fā)展和商業(yè)應(yīng)用于一身。實(shí)驗(yàn)中心的目的是提高建筑物內(nèi)部的工作環(huán)境質(zhì)量和節(jié)約能源。對建筑物的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測試和模擬，以期提高建筑物內(nèi)辦公人員（以辦公室為實(shí)驗(yàn)對象）對環(huán)境7個方面的要求：新鮮空氣，適宜的溫度，適當(dāng)?shù)墓?/p>

3、線，既有室外的景致又要有相對的隔離，獨(dú)立和安靜的工作空間，具有多媒體功能的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及電源系統(tǒng)，符合人體工程學(xué)的家具與環(huán)境。根據(jù)估算，僅在節(jié)約能源方面采用了一系列新技術(shù)以后，可使建筑物的節(jié)能達(dá)到75%（以美國現(xiàn)在使用能源的普遍情況為標(biāo)準(zhǔn)）。所以，卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)（CMU）建筑系在參照了日本、德國、法國、英國和北美的各項(xiàng)研究成果后，重新設(shè)計而建成的這個新型研究中心必將會推動建筑界以及智能建筑學(xué)科的發(fā)展。智能建筑中HVAC和照明系統(tǒng)的計算機(jī)控制系統(tǒng)，是智能建筑的重要組成部分。此系統(tǒng)的工作性能，直接關(guān)系到提高工作環(huán)境的舒適度而提高工作人員的工作效率，也是關(guān)系到節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的重要手段。計算

4、機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)工作區(qū)間的內(nèi)部條件和外部條件，適時或按計劃自動控制室內(nèi)溫度、濕度、工作區(qū)間的亮度等。計算機(jī)控制系統(tǒng)是體現(xiàn)“智能”諸因素中最重要的因素之一。一個在建筑中使用的設(shè)備被稱為“有智能”或“是一個智能單元”，或一座建筑物被稱為智能建筑，計算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用是必要條件。所以，計算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用與控制策略是評價智能建筑的重要的因素之一。本文以美國卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)建筑物性能測試中心的智能工作區(qū)間的HVAC和照明系統(tǒng)的控制系統(tǒng)為例，說明智能建筑控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制策略。2、智能建筑集成系統(tǒng)中的計算機(jī)控制系統(tǒng)2.1主要設(shè)備2.2控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)分為兩大控制部分：2溫度和空氣品質(zhì)這兩個控制系統(tǒng)和照明控

5、制系統(tǒng)是互相干擾的。譬如，為了節(jié)約能源和得到舒適的工作環(huán)境，冬天和夏天對日光的需要是不同的。2.3控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總控制工作站熱冷水系統(tǒng)熱水系統(tǒng)冷水系統(tǒng)空氣處理系統(tǒng)空氣處理單元-1（AHU1）空氣處理單元-3（AHU3）埋管式輻射墻板埋管式輻射墻板控制系統(tǒng)埋管式輻射墻板1-26（分組）個人工作環(huán)境系統(tǒng)個人工作環(huán)境系統(tǒng)控制系統(tǒng)個人工作環(huán)境1-30（分組）系統(tǒng)接口溫度/空氣品質(zhì)控制系統(tǒng)與照明控制系統(tǒng)接口（兩個公司產(chǎn)品）控制系統(tǒng)的輸入、輸出量控制系統(tǒng)的輸入、輸出量的監(jiān)測控制系統(tǒng)的硬件控制系統(tǒng)的硬件工作狀況監(jiān)測安全監(jiān)視和檢查系統(tǒng)門衛(wèi)磁卡檢查系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)備打印機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3、計算機(jī)控制系統(tǒng)的控制策略總控制工作站

6、的控制策略必須根據(jù)各種條件，用控制算法去協(xié)調(diào)上述設(shè)備的工作?，F(xiàn)假定工作程序和環(huán)境為：按照當(dāng)天的室外氣象參數(shù)，蒸發(fā)式冷卻空調(diào)系統(tǒng)已根據(jù)時間或遙控命令，在工作人員到來之前開始工作，提供基本室內(nèi)溫度和其它條件，當(dāng)個人工作環(huán)境的房間使用狀況檢測傳感器檢測到有人工作，提供啟動信號給上級計算機(jī)，控制系統(tǒng)按照人的給定期望值，調(diào)整此個人工作環(huán)境的環(huán)境參數(shù)。4、總結(jié)溫度控制系統(tǒng)、空氣品質(zhì)控制系統(tǒng)和照明控制系統(tǒng)的某些控制目標(biāo)是相關(guān)的，被控制目標(biāo)和設(shè)備之間存在互相干擾。且智能建筑集成系統(tǒng)的各個部分是由一些不同廠家生產(chǎn)的，這些產(chǎn)品中存在很多不同標(biāo)準(zhǔn)，像數(shù)據(jù)傳輸總線、硬件接口、軟件接口、控制算法等。由于信息流和被控目標(biāo)

7、的不確定性和復(fù)雜性，使得控制系統(tǒng)非常復(fù)雜。如夏天的陽光提供工作臺的光線亮度，但又帶來多余的熱量。減少陽光的照射又可能使工作環(huán)境照度不夠。故怎樣發(fā)揮每一設(shè)備的工作能力，又可控制工作環(huán)境溫度、濕度、空氣新鮮度，工作環(huán)境的照度、噪聲、背景音樂，與外界（世界和本系統(tǒng)之間）的通訊暢通，各種辦公設(shè)備的使用方便程度，等等，且能像轎車內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)一樣，所有指標(biāo)都能在本人的工作區(qū)間內(nèi)作自我調(diào)整，創(chuàng)造最佳工作環(huán)境。亦能滿足保護(hù)環(huán)境、減少污染、節(jié)約能源的大目標(biāo)。這些就是控制系統(tǒng)的基本任務(wù)。無論是溫度控制系統(tǒng)、空氣品質(zhì)控制系統(tǒng)還是照明控制系統(tǒng)的控制過程都沒有現(xiàn)成的模型可以精確地描述，慢過程、超時延遲和非線性使得控制器

8、使用不需要數(shù)學(xué)模型的算法，如模糊控制、預(yù)測控制等。溫度控制系統(tǒng)、空氣品質(zhì)控制系統(tǒng)就是一個超延時反應(yīng)系統(tǒng)，再加上這兩個控制系統(tǒng)與照明控制系統(tǒng)分別采用兩個公司的產(chǎn)品，所以，控制系統(tǒng)總工作站采用PID和模糊控制方法，控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為三級，分別為現(xiàn)場工作級、網(wǎng)絡(luò)控制級和程序員操作級。由程序員操作級的控制系統(tǒng)總工作站協(xié)調(diào)和控制整個控制系統(tǒng)。如果沒有計算機(jī)控制系統(tǒng)來管理和維護(hù)上述的功能，建筑或建筑群是不能稱為智能建筑的，雖然智能單元能夠自動完成一些功能，但全部工作需要計算機(jī)集成控制系統(tǒng)來協(xié)調(diào)。所以，用工作站協(xié)調(diào)來自于不同生產(chǎn)廠家的子控制系統(tǒng)是必要的。