基于设备环网的建筑电气设备控制平台研究

• 作 者: 吴英夫
• 出 处: 大连理工大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 建筑设备控制 设备环网 半实物仿真 模糊控制

当前建筑设备控制系统集中式架构中存在末端设备组网缺乏灵活性、设备间通信协调低效、信息无法就地共享、无法联动控制等问题。本文分析了以太环网结构的主要特性,基于罗克韦尔的设备级环网(Device Level Ring,DLR)技术,设计了一种面向空间分布、可即插即用、扁平化的建筑电气设备控制平台;实现了照明系统的节能控制、变风量空调系统末端装置的优化控制、建筑用电能耗的采集与预测;设计了建筑各子系统间的联动方案,通过计算机、手机移动端对建筑设备信息进行监控,本文主要研究内容展开如下:(1)分析了当前建筑设备控制系统的弊端问题和工业以太网的应用现状,结合设备级环网的优势,提出了一种可即插即用的建筑电气设备控制系统方案。利用CompactLogix L36ERM控制器实现了对照明LED的模糊控制,取得30.8%的节能效果。(2)分析了变风量空调末端装置的运行机制及其在设备环网中应用的可行性,设计了以变频风机替代传统风阀作为变风量空调末端装置的改进方案;利用CompactLogixL35E控制器、PowerFlex40变频器和MATLAB/SIMULINK构建了半实物仿真平台;通过对变频器的模糊PID控制实现了设备环网中变风量空调系统的温度控制仿真。(3)基于支持设备环网的电能测量设备进行建筑用电的监控管理,实现了建筑用电能耗监测与建筑电气设备控制系统的结合;完成了建筑用电能耗的实时分区计量,并利用粒子群BP神经网络对用电数据进行分析,实现了建筑用电负荷预测,预测误差小于6%。(4)根据建筑各子系统电气设备联动工作特点,设计了建筑各子系统间的联动方案,在CompactLogix L36ERM控制器中实现了就地联动控制;利用FactoryTalk View进行建筑设备信息的监控设计,通过Web浏览器发布,实现了对建筑设备运行状态的远程监控。本文给出了面向空间分布、可即插即用、扁平化的建筑电气设备控制系统方案,通过照明控制、变风量空调末端的变频控制,以及建筑用电的监控与预测,验证了设备环网在建筑设备控制系统中应用的可行性,为建筑电气设备控制系统的优化提升提供参考。