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空调基于BACNet空调制约系统设计和实现

收藏本文 2024-04-19 点赞:18853 浏览:82477 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:近些年,空调在国内越来越有市场,其系统设计以空调最大负荷为参考标准,并采取了较成熟的负荷估算法,但由于其水系统和风机系统的管理系统运转方式相同,且均采取定流量和定风量的运转方式,导致系统电能消耗量和建筑运转成本非常高。通过非空调机组运转状态的数据浅析,目前空调系统90%的运转时间内其输出功率远远大于环境实际负荷,造成极大能源损耗,据我国建筑能耗调查,现有空调能耗通常占大型公共建筑总能耗的40%—60%,由此对空调进行按需供冷、制暖、换气节能化改良非常有必要。针对空调系统耗能大的不足,本论文介绍了一种基于BACnet(楼宇自动制约网络数据通讯协议)的恒温空调节能制约系统。该系统结合WSN网络分布检测技术,各个执行节点实时采集人流量、温湿度、空气质量等环境变量数据。制约主机进行数据汇总和浅析、构建温度分布场,结合该分布场的参数,利用协调变频技术调整压缩机功率、风机转速和转向,并制约各个风机盘管协同工作,达到变风量、变频、按需定点定向制冷、供暖的效果,实现空调输出功率与实际负荷匹配。另外为了更好的制约温度,本论文还用到了模糊PID算法,调用模糊算法,得到输出量脉宽调制的精确值,再通过脉宽的调节制约占空比,进一步制约风机电机的转速,以而实现了温度调节。此外,以BACnet协议定义的新型接口标准,可进一步实现空调系统与楼宇其他制约设备电气接口无缝连接,达到各楼宇设备联动制约,整体节能的目的。系统通过网关节点接入互联网,实时地向制约中心发送各节点情况信息,并接受来自远程制约中心的制约信息。本论文首先介绍了基于BACnet的空调制约系统的关键技术,对BACnet协议、WSN网络分布检测技术以及模糊PID制约算法进行了阐述,接着介绍了本制约系统的整体案例以及工作流程,然后分别以硬件设计和软件设计上分模块进行了描述,最后通过搭建实验平台模拟实验环境对系统进行了测试,对测试结果进行了浅析验证。关键词:空调论文智能制约论文负荷匹配论文BACnet论文

    摘要4-5

    Abstract5-9

    第1章 绪论9-13

    1.1 探讨的背景和作用9-10

    1.2 国内外探讨近况10-12

    1.3 论文的主要探讨工作12

    1.4 论文组织结构12-13

    第2章 基于BACnet的空调制约系统相关技术探讨13-16

    2.1 BACnet协议介绍13-14

    2.2 WSN网络分布检测技术14-15

    2.3 模糊PID制约算法15-16

    第3章 基于BACnet的空调制约系统整体案例设计16-19

    3.1 系统整体框图16-17

    3.2 系统工作流程17-19

    第4章 基于BACnet的空调制约系统硬件设计19-27

    4.1 硬件整体案例设计以及芯片选型19-21

    4.1.1 硬件设计整体框图19

    4.1.2 主制约芯片选型19-20

    4.1.3 功率测量芯片选型20-21

    4.1.4 网络端口芯片选型21

    4.2 无线数据采集模块21-22

    4.3 无线传感器汇聚节点模块22-23

    4.4 功率制约压缩机组模块23-24

    4.5 定向供暖制冷制约模块24-25

    4.6 硬件部分其他模块25-27

    4.6.1 模拟压缩机功率测量模块25

    4.6.2 人流量检测模块25-27

    第5章 基于BACnet的空调制约系统软件设计27-46

    5.1 系统软件流程图27-28

    5.1.1 总体软件设计流程图27-28

    5.1.2 下位机软件设计流程图28

    5.2 系统上位机设计与实现28-32

    5.2.1 软件运转环境与架构28-29

    5.2.2 系统上位机设计流程图29-32

    5.3 BACnet协议的协议栈设计32-34

    5.3.1 BACnet协议的结构系统32-33

    5.3.2 BACnet协议报文的传输规范33-34

    5.4 系统制约案例与算法34-43

    5.4.1 负荷量的实时监测与空调末端的相应制约34

    5.4.2 空调变频制约34-38

    5.4.3 模糊PID制约算法38-43

    5.5 基于BACnet的空调制约系统的网络互联43-46

    5.5.1 BACnet/IP技术43-44

    5.5.2 BACnet空调制约系统与其他楼宇设备互联44-46

    第6章 系统实验测试结果及浅析46-51

    6.1 系统实验环境建立46-47

    6.2 测试结果及浅析47-51

    第7章 总结与展望51-53

    7.1 总结51-52

    7.2 下一步探讨工作52-53

    致谢53-54

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