冰蓄冷空调监控系统开发与负荷预测策略研究

论文摘要

为了更好的缓解城市电网压力,冰蓄冷空调技术在我国得到了越来越广泛的应用,如何最优化的利用冰蓄冷空调技术,充分发挥冰蓄冷空调技术“移峰填谷”的优势,使用户在经济上达到最大的利益,已经成为发展冰蓄冷空调技术的一个重要问题。本文针对以上问题进行了有益的尝试和探索。本系统研究的内容主要包括冰蓄冷中央空调自控系统设计和冷负荷预测两大部分。根据冰蓄冷中央空调系统的工艺控制要求,白控系统采用基于IPC-PLC的总体监控方案。下位机选择西门子公司的S7-300系列可编程控制器（PLC）,主要功能是接受安装于被控设备上的各种传感器传送的数据,按控制器内部预先设置的参数和预先编制的程序来进行相应的运算（如PID、定时器等）,并对各被控设备进行控制,且随时根据上位机发出的指令来调整参数或启动有关程序以改变或启动相应设备的监控。上位机选用研华工控机,同时采用国内流行的工业控制软件组态王进行人机界面的设计,实现系统安全管理、界面显示、实时监控、控制参数设定调整、历史数据查询、数据管理等功能。冰蓄冷空调系统要根据次日的负荷预测值来确定夜间的蓄冷量,以保证所储存的冷量在次日得到充分的利用并能满足逐时冷负荷的要求。因此负荷预测的准确度成为冰蓄冷空调系统能否达到“移峰填谷”作用的至关重要的问题。本文采用人工神经网络算法进行冷负荷预测的方法,建立了基于人工神经网络的冰蓄冷空调系统逐时冷负荷预测模型,并利用MATLAB软件编程搭建神经网络模型,利用搜集的数据样本对网络进行训练仿真,仿真效果良好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 课题背景
• 1.2 冰蓄冷技术国内、外发展概况
• 1.3 冰蓄冷空调系统的负荷预测
• 1.4 本文研究的主要内容及意义
• 2 冰蓄冷空调系统流程及控制要求
• 2.1 冰蓄冷空调系统流程
• 2.1.1 主要设备
• 2.1.2 工作流程及运行工况
• 2.1.3 冰蓄冷空调系统的运行策略
• 2.2 冰蓄冷空调系统的控制要求
• 3 冰蓄冷空调自控系统总体方案设计
• 3.1 系统总体结构
• 3.1.1 上位机系统
• 3.1.2 下位机系统
• 3.1.3 系统通信
• 3.2 主要硬件设备选型
• 3.2.1 自控系统I/O设计
• 3.2.2 控制设备选型
• 3.2.3 测量设备及执行器选型
• 4 PLC程序设计与工控监控软件开发
• 4.1 下位机程序设计
• 4.1.1 硬件组态
• 4.1.2 网络组态
• 4.1.3 软件模块
• 4.1.4 PID控制功能的实现
• 4.2 上位机监控软件开发
• 4.2.1 组态王软件介绍
• 4.2.2 冰蓄冷中央空调监控软件开发
• 5 冰蓄冷空调系统负荷预测研究
• 5.1 室外气象参数的预测
• 5.1.1 室外温度的预测
• 5.1.2 太阳辐射的预测
• 5.1.3 相对湿度的预测
• 5.2 常用负荷预测研究方法
• 5.3 人工神经网络预测算法
• 5.3.1 人工神经网络概述
• 5.3.2 冰蓄冷空调逐时负荷预测BP神经网络模型
• 6 结论
• 7 展望
• 8 参考文献
• 9 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 10 致谢