管理基于PLC的中央空调模糊自适应PID监控

基于PLC的中央空调模糊自适应PID监控系统

摘要： 针对中央空调系统存在非线性、不确定性和干扰性等问题，提出了利用MATLAB实现模糊自适应PID控制，并对系统进行了编程仿真实验。仿真结果表明，将该方法应用在中央空调系统中是可行的，但是MATLAB不能与现场设备进行直接数据通信。因此将MATLAB和PLC控制相结合，利用OPC技术实现MATLAB和PLC之间的动态数据交换，达到智能控制的目的。

常规PID控制是过程控制中应用最为广泛的一种控制规律，具有原理简单、使用方便和稳定等特点。但常规PID在控制过程中的参数都是固定不变的，若用于调节中央空调这样具有非线性、不确定性、滞后性和干扰性等问题的系统[1]，常规PID控制很难达到控制精度恒定汇率下升幅为11%；营业利润录得1.20亿欧元。

因此同样轮廓的脸，本文针对中央空调系统将PID和模糊控制相结合，提出了模糊自适应PID控制。模糊控制是用语言归纳操作人员的控制策略，运用语言变量和模糊集合理论形成控制算法的一种控制。模糊控制不需要建立对象的精确数学模型，只要求把现场操作人员的经验和数据总结成比较完善的语言控制规则，因此它能绕过对象的不确定性、不精确性、噪声、非线性、时变性以及时滞等影响。模糊控制系统的鲁棒性强，尤其适用于非线性、时变、滞后的系统的控制[2]。但是传统的模糊自适应PID控制初始参数是人为给定的，不能从系统中自动得到[3]，因此本文的创新点在于在传统模糊自适应PID控制基础之上增加辨识结构和Bang-Bang控制，对传统的模糊自适应PID控制初始值进行优化。

然而模糊自适应PID算法不能与现场设备进行直接连接和控制，因此，将模糊自适应PID控制和PLC进行结合，利用两者的优势进行智能控制，使系统达到较为理想的控制效果。

1 系统的控制策略

利用MATLAB实现模糊自适应PID控制，Step 7进行PLC编程，组态软件WinCC监控，对系统实现智能控制。系统的控制策略为：PLC采集到的实时数据通过数据交换传给MATLAB进行计算处理，再将运算处理的结果传给下位机PLC，由PLC输出模块输出控制信号，实现过程控制，利用WinCC监控实现远距离自动、手动控制。充分发挥3种控制规律的优点，达到较为理想的控制效果。

2 中央空调的组成及原理

中央空调系统由冷冻水循环系统、冷却水循环系统和制冷剂回路组成，其工作原理如图1所示[4]。