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供應(yīng)TD-Net神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能控制系統(tǒng)市場
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發(fā)布時(shí)間:2009年04月16日
有 效 期:2010年04月16日
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產(chǎn)品相關(guān)參數(shù)
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詳細(xì)說明
 

中央空調(diào)的能耗主要由三個(gè)方面組成:

1、制造端,即制造冷熱量的機(jī)組系統(tǒng),約占整體能耗的55%。
2、輸配端,即輸配冷熱量的管網(wǎng)系統(tǒng),約占整體能耗的25%。
3、使用端,即消耗冷熱量的末端系統(tǒng),約占整體能耗的20%。

針對以上3個(gè)方面都有不同的廠家提供各種不同的控制手段,而且能夠在各自的領(lǐng)域取得節(jié)能效果,但作為一體電效管理提供商的TEK卻獨(dú)辟蹊徑,將這3個(gè)方面的問題進(jìn)行統(tǒng)一考慮,開發(fā)了用于中央空調(diào)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能控制系統(tǒng)(TD-Net),能夠根據(jù)末端負(fù)荷的變化,監(jiān)測實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并對照數(shù)據(jù)庫,預(yù)測未發(fā)生時(shí)間內(nèi)的需求,并判斷是否應(yīng)該改變系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù),控制制冷(熱)量的大小,并管理中央空調(diào)系統(tǒng)的管網(wǎng)和泵閥,從而實(shí)現(xiàn)了中央空調(diào)根據(jù)用戶的需求進(jìn)行運(yùn)行,真正做到了有多少需要就產(chǎn)生多少冷(熱)量,即智能化集中控制系統(tǒng)(ICCS)+自適應(yīng)末端變化的智能變流量系統(tǒng)(IAFS)。

概述

該系統(tǒng)的核心是在滿足末端負(fù)荷需求的最小流量控制下,盡可能地降低能耗,提高能效比,最大限度地降低各級系統(tǒng)的流量和系統(tǒng)壓差損失。系統(tǒng)能夠通過智能控制系統(tǒng)以最小變化率、最精確控制度全程管理各回路的節(jié)點(diǎn),而以此為基礎(chǔ)的全面高效的智能管理方案實(shí)現(xiàn)了機(jī)組最優(yōu)運(yùn)行和末端最佳供冷(熱)的統(tǒng)一。
 
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能控制系統(tǒng)以控制軟件為核心,結(jié)合現(xiàn)場控制分站(FCS)、控制優(yōu)化分站(OCS)、終端控制分站(TCS)、現(xiàn)場采集單元(SAU)等設(shè)備,將中央空調(diào)系統(tǒng)從“生產(chǎn)”-“輸送”-“使用”全過程進(jìn)行統(tǒng)一的、一站式的管理,實(shí)現(xiàn)了真正的一體化節(jié)能。

進(jìn)行一體化改造的難點(diǎn)在于:

1、怎樣將各個(gè)環(huán)節(jié)統(tǒng)一起來,符合中央空調(diào)系統(tǒng)的非線性(non-linear)特點(diǎn)并克服系統(tǒng)整體的時(shí)效性,真正實(shí)現(xiàn)一站式服務(wù)?
2、如何解決現(xiàn)場和末端設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸問題?
3、如何控制系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)真正的動態(tài)跟隨性?
4、如何針對中央空調(diào)使用情況自動分配設(shè)備地址,優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行,提高設(shè)備使用壽命?

針對以上問題,并結(jié)合泰克公司數(shù)年來的調(diào)查研究,全新開發(fā)的TD-Net能有效克服以上問題

優(yōu)勢

■ 產(chǎn)品以非線性系統(tǒng)建立模型,全面模擬了中央空調(diào)的延時(shí)性、魯棒性、非線性等問題,提出了預(yù)測性的解決方案,實(shí)現(xiàn)了全過程掌控,如下圖所示。

如上圖所示:右邊是一個(gè)典型的線性系統(tǒng)模型,輸入輸出是呈對應(yīng)關(guān)系的,而左邊則是一個(gè)非線性系統(tǒng),輸入輸出之間相互不成規(guī)則,也就是中央空調(diào)的模型,如果采用類似于PID調(diào)節(jié)的方法,可以跟蹤負(fù)荷變化,但會造成溫度波動較大,不利于用戶使用,只有采用新的預(yù)測性控制理論才能很好地滿足系統(tǒng)要求。

■ 產(chǎn)品以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neural Control)理論為基礎(chǔ),結(jié)合過程控制和現(xiàn)場數(shù)據(jù)站的方法,提出了先進(jìn)的基于混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性預(yù)測函數(shù)控制及SMITH預(yù)估控制算法,編制出控制算法軟件并將其應(yīng)用到實(shí)際對象中,解決了中央空調(diào)的滯后問題,系統(tǒng)具備先進(jìn)的人工智能(AI)功能,可以滿足動態(tài)跟隨性、延時(shí)性。

■ TD-Net采用虛擬實(shí)驗(yàn)室(Virtual Labortatory)技術(shù)開發(fā),將LabVIEW運(yùn)用于PC實(shí)時(shí)測控(Real-time control)系統(tǒng),分析了實(shí)時(shí)系統(tǒng)的任務(wù)與任務(wù)調(diào)度。針對平臺的多任務(wù)調(diào)度的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了多任務(wù)的調(diào)度核心,提出了兩級任務(wù)隊(duì)列的解決方案,并分析系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了多任務(wù)實(shí)時(shí)測控系統(tǒng),在應(yīng)用中將系統(tǒng)任務(wù)分為實(shí)時(shí)任務(wù)和非實(shí)時(shí)任務(wù)。完成了數(shù)據(jù)采集、處理和輸出、數(shù)據(jù)存儲、顯示和管理等功能。

■ 產(chǎn)品采用了獨(dú)特的站-點(diǎn)式結(jié)構(gòu)(Station-Point,S-P),由現(xiàn)場控制分站(FCS)、終端控制分站(TCS)、控制優(yōu)化分站(OCS)、、現(xiàn)場采集單元(SAU)等組成,再通過分站監(jiān)測、分析、控制各節(jié)點(diǎn),點(diǎn)與站之間由現(xiàn)場總路線連接,站與站及站與主系統(tǒng)之間由TCP/IP網(wǎng)絡(luò)總線連接,避免了繁瑣的控制布線,而且每個(gè)站都是獨(dú)立工作的,可以脫離主系統(tǒng)單獨(dú)工作,這樣大大降低了故障發(fā)生率,提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和安全性。

■ 系統(tǒng)拋開了各種類型的智能模塊,采用先進(jìn)的嵌入式智能開發(fā)平臺(Embedded Intelligent Platform),自主開發(fā)了獨(dú)立的站式模塊,全面兼容所需的部件,采樣速率快,控制精度高,而且內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)無縫連接,將整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部組成了一個(gè)封閉式的網(wǎng)絡(luò)(TD-Net),然后再通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與外部的連接,這樣極大地提高了系統(tǒng)運(yùn)行的速度和可靠性。

■ 中央空調(diào)的機(jī)組設(shè)備一般情況下都不是滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的,產(chǎn)品可以根據(jù)備的實(shí)際運(yùn)行情況,對照數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(Database server),判斷出設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行時(shí)間和壽命,智能控制設(shè)備。而且可以通過跟蹤每個(gè)設(shè)備的使用小時(shí)的數(shù)據(jù)并用于要求進(jìn)行預(yù)防性替換。產(chǎn)品具有節(jié)約成本、降低維護(hù)費(fèi)用、增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性等特點(diǎn)。

構(gòu)成

中央空調(diào)一體化節(jié)能控制系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成:

1、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制總站
包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能控制軟件(Neural network energy-saving control software,NNECS)、專家數(shù)據(jù)庫(ED)、Firewall等;

2、現(xiàn)場控制分站
包括現(xiàn)場采集箱、現(xiàn)場數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站、現(xiàn)場控制設(shè)備等部分;

3、標(biāo)準(zhǔn)控制優(yōu)化分站
包括標(biāo)準(zhǔn)控制柜、優(yōu)化控制站、終端控制模塊、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫等部分;

4、智能控制優(yōu)化分站
包括標(biāo)準(zhǔn)控制柜、優(yōu)化控制站、智能控制模塊、終端控制模塊、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫等部分;

特性

■ 具有調(diào)節(jié)、優(yōu)化、控制和監(jiān)測功能。
■ 具備分站擴(kuò)展功能,可以根據(jù)不同環(huán)境進(jìn)行自由擴(kuò)展。
■ 菜單式人機(jī)界面(HMI),參數(shù)調(diào)整簡單方便。
■ 提供具備人工智能(AI)的自動工作模式,方便可靠。
■ 具備優(yōu)先控制功能(Priority control),當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí),可選擇轉(zhuǎn)為手動操作,不必受自動系統(tǒng)的控制。
■ 變壓隔離,可抑制共模干擾(Common-mode interference)。
■ 提供管理員操作模式(Administrator mode of operation)。
■ 加強(qiáng)了數(shù)據(jù)的判斷和處理能力,通過對空調(diào)運(yùn)行曲線預(yù)測性地判斷,能夠自動做出最優(yōu)處理,最大限度地減少了溫度地波動。
■ 提供電氣、水力、溫度等方面的多種保護(hù)功能,并且具備報(bào)警輸出功能。
■ 具備對設(shè)備的聯(lián)動控制(Dynamic Control)功能,可以根據(jù)設(shè)備地址自動調(diào)整運(yùn)行。
■ 具備互可操作的網(wǎng)絡(luò)功能,可以很方便地接入各種其它現(xiàn)場總線和其它網(wǎng)絡(luò)中。(可選功能)

效果分析

TD-Net的節(jié)能效果分為:基礎(chǔ)型節(jié)能效果(Basic energy-saving effect,BEE)、增值型節(jié)能效果(Value-added energy-saving effect,VEE)兩個(gè)部分。

基礎(chǔ)型節(jié)能效果(BEE)

TD-Net將中央空調(diào)系統(tǒng)視作一個(gè)能量運(yùn)行的整體,把控制的對象從單個(gè)子系統(tǒng),擴(kuò)展到系統(tǒng)整體,應(yīng)用預(yù)測算法和專家診斷法,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合能耗的動態(tài)最小化,實(shí)時(shí)跟蹤空調(diào)負(fù)荷的變化,采用合適的尋優(yōu)方法,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合耗能最小。
TD-Net能夠取得良好的動態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性,整個(gè)系統(tǒng)節(jié)約電能20%-40%。該系統(tǒng)對溫度的控制精度達(dá)到0.5℃-1℃,系統(tǒng)基本無超調(diào),運(yùn)行穩(wěn)定。

增值型節(jié)能效果(VEE)

中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),由多個(gè)控制節(jié)點(diǎn)組成,傳統(tǒng)意義上其運(yùn)行都是人工進(jìn)行手動操作的,而且一般情況下改變不多,這樣就會造成部分節(jié)點(diǎn)上的設(shè)備長期消耗,而另一部分節(jié)點(diǎn)上的設(shè)備長期處于備用狀態(tài),TD-Net的聯(lián)動控制(Dynamic Control)功能能夠自動收集運(yùn)行數(shù)據(jù),并對照數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(Database server),判斷出設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行時(shí)間和壽命,智能控制設(shè)備,這樣大大降低了設(shè)備的消耗,可有效節(jié)約30%左右的維護(hù)成本。

為了保證中央空調(diào)的正常運(yùn)行,常常需要配備3-8人的空調(diào)操作人員,倒班工作,時(shí)刻檢查機(jī)組的運(yùn)行,跟蹤環(huán)境和負(fù)荷的變化,并且將數(shù)據(jù)人工記錄下來。而使用了TD-Net后,只需1-2個(gè)人就可以全程控制中央空調(diào)的運(yùn)行,而且不需要復(fù)雜的操作,系統(tǒng)就可以自動根據(jù)環(huán)境和負(fù)荷的變化調(diào)整機(jī)組運(yùn)行狀態(tài),所有數(shù)據(jù)都會被自動紀(jì)錄在數(shù)據(jù)庫中,隨時(shí)可以進(jìn)行查閱,這樣節(jié)省了50%的人工成本。

對于操作人員而言,以往空調(diào)操作人員需要經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)和資格審查,需要長時(shí)間熟悉環(huán)境的一些變化并了解機(jī)組的運(yùn)行特性,并在工作時(shí)需要保持較大的關(guān)注度,TD-Net從基層操作人員的工作習(xí)慣出發(fā),開發(fā)了較高仿真度的人機(jī)界面,不需要很專業(yè)的知識,只需要在通電時(shí)輸入一些常用數(shù)據(jù),就可以自動運(yùn)行,日常操作也很簡便,無論是操作模式還是操作流程都很簡單,不需要額外的專業(yè)培訓(xùn)。

TD-Net還搭載了Web服務(wù)器,可以通過Web瀏覽器進(jìn)行信息的監(jiān)視和更新,另外還具有Task Script、數(shù)據(jù)存盤、Email發(fā)送等功能,更可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無線化,構(gòu)筑更自由的網(wǎng)絡(luò),大量減少了重復(fù)建設(shè),節(jié)約了開發(fā)成本和管理費(fèi)用(選配)。

參數(shù)

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