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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：一种基于参数ID编码的自识别、自组织群体智能控制空调机组，主要由空调机组和强弱电控制一体柜组成，具体如下：空调机组负责对空气进行集中处理，并以规定状态送入室内，以满足室内人员舒适性需求；空调机组运维过程所涉及参数在其群体智能控制器中按标准化参数ID编码体系进行编码，通过读取ID编码即可实现系统中设备间自识别与自组织；空调机组群体智能控制器植入群体智能控制策略，通过执行以上控制策略即可实现空调机组群体智能优化；强弱电控制一体柜进行电源区、弱电区、强电区的分区设置，即可实现空调机组强弱电一体化。本发明提高了空调机房施工效率、提升了空调系统运维水平、改善了设备整体美观性、促进了建筑机电设备智能化。

主权项：1.一种基于参数ID编码的自识别、自组织群体智能控制空调机组，其特征在于，该自识别、自组织群体智能控制空调机组主要由空调机组和强弱电控制一体柜组成，强弱电控制一体柜实现强弱电一体化设计，含群体智能控制器，群体智能控制器包括建筑机电设备参数ID编码和群体智能控制策略；S1、空调机组：负责对空气处理，并以规定状态送入室内，以满足室内人员舒适性需求；空调机组主要由排风段、分流段、混合段、过滤段、检修段、消杀段、盘管段、加湿段、风机段、消声段依次排列组成；空调机组对空气处理的步骤如下：室内空气通过空调机组的回风口进入分流段；分流段的部分室内空气由侧回风阀进入混合段，与通过新风口进入的室外空气混合，混合比例即新风比通过调节侧回风阀与新风阀开度进行控制；分流段中剩余室内空气由排风段连接的排风口排至室外，排出比例通过调节排风阀开度进行控制；混合段中混合后的空气经过滤段中的过滤器除去其中的灰尘；过滤后空气进入消杀段进行空气中病毒、细菌消杀；消杀后空气进入盘管段进行冷却或加热；加湿段对冷却或加热后空气进行蒸汽加湿；加湿空气通过风机段中的风机进入消声段；消声段用于消除风机噪声，处理后空气经消声段连接的送风口被输送至室内；检修段用于空调机组内部保养维修，强弱电控制一体柜安装在检修段中，过滤后空气直接通过检修段进入消杀段；S2、建筑机电设备参数ID编码：基于建筑智能化运维过程所涉及的参数，形成标准化参数ID编码体系，通过读取ID编码即可实现系统中设备间自识别与自组织；表1标准化参数ID编码规则表 标准化机电设备参数ID编码体系采用8位十六进制编码方式，编码格式为“0xB8B7B6B5B4B3B2B1”，其中，1第1～2位表示参数序号，表达为0～256个参数，即B2B1＝00～FF，包括设备名称B2B1＝00和设备类型B2B1＝01；2第3位表示参数类别，包括本体参数、设定参数、监控参数、能耗参数、报警参数、设计参数、性能参数和资产参数8种类型，即B3＝0～7；3第4～5位表示从属设备或机电设备类别，暖通空调系统具有12种设备，即B5B4＝00～0B；4第6～7位表示空间或系统类别，建筑机电具有4种系统，即B7B6＝00～03；5第8位表示管控类别，包括空间和机电两类，即B8＝0～1，编码规则如表1所示；建筑智能化运维过程所涉及参数在其群体智能控制器中按标准化参数ID编码规则进行编码，通过编码参数搜索，暖通空调系统中设备间即可实现信息共享与标准化传输；通过交换B2B1＝00的设备名称和B2B1＝01的设备类型，即可实现设备间自识别与自组织；S3、空调机组群体智能控制策略：可实现空调机组在暖通空调系统中的群体智能优化，包括：1回风温度控制策略：通过监测回风温度、风机频率和风机启停状态，由式3和式7联合计算并调节风机频率，控制风机启停状态，使回风温度维持在其设定值范围内；2回风湿度控制策略：通过监测回风湿度、风机频率和风机启停状态，由式6和式7联合计算并调节风机频率，控制风机启停状态，使回风湿度维持在其设定值范围内；3送风温度控制策略：通过监测送风温度和盘管水阀开度，并读取水系统分集水器压差，以并联支路等压降为约束，由式11计算并调节盘管水阀开度，使送风温度维持在其设定值范围内；4送风湿度控制策略：通过监测送风湿度和蒸汽阀开度，由式14计算并调节蒸汽阀开度，使送风湿度维持在其设定值范围内；5回风CO2浓度控制策略：通过监测回风CO2浓度、新风阀开度、回风阀开度和排风阀开度，以新风阀开度与回风阀开度之和等于100％以及新风阀开度等于排风阀开度为约束，由式18计算并调节新风阀开度，使回风CO2浓度维持在其设定值范围内；6过滤器堵塞报警策略：通过监测过滤器压差反馈信号，若监测值超过其设定值，则说明过滤器堵塞，产生报警信号并清洗过滤器；7风机超压报警策略：通过监测风机前后压差反馈信号，若监测值超过其设定值，则说明风机超压，产生报警信号并停机；8防冻报警策略：通过监测盘管前防冻报警信号，若产生报警信号，则说明空气温度过低，风机停机并关闭新风阀；9工况判定策略：通过监测新风温湿度，根据建筑供冷与供热设计要求，进行盘管水温与盘管水阀开度设置；10设定值全局优化设置：回风温度设定值通过与空间人数传感器数据交互进行线性设置，供冷工况下空间人数少于其设计值，提高回风温度设定值，反之，降低回风温度设定值；送风温度设定值根据风机频率进行线性设置，供冷工况下风机频率达到上限，降低送风温度设定值，反之，提高送风温度设定值；回风CO2浓度设定值通过与空间人数传感器数据交互进行线性设置，空间人数少于其设计值，提高回风CO2浓度设定值，上限为1000ppm，反之，降低回风CO2浓度设定值；回风湿度和送风湿度设定值为定值，按供冷与供热设计要求进行设置；ert,t＝Tr,t-Tr,set1ecrt,t＝ert,t-ert,t-12ΔFfan_rt,t＝Mert,t,ecrt,t3erh,t＝RHr,t-RHr,set4ecrh,t＝erh,t-erh,t-15ΔFfan_rh,t＝Merh,t,ecrh,t6 est,t＝Ts,t-Ts,set8ecst,t＝est,t-est,t-19ΔPw＝fδw,tGw210Δδw,t＝Mest,t,ecst,t11esh,t＝RHs,t-RHs,set12ecsh,t＝esh,t-esh,t-113Δδst,t＝Mesh,t,ecsh,t14eco2,t＝cco2,t-cco2,set15ecco2,t＝eco2,t-eco2,t-116δf,t＝δe,t＝100％-δr,t17Δδf,t＝Meco2,t,ecco2,t18其中，Tr,t和Tr,set分别表示回风温度监测值和设定值，Ts,t和Ts,set分别表示送风温度监测值和设定值，RHr,t和RHr,set分别表示回风湿度监测值和设定值，RHs,t和RHs,set分别表示送风湿度监测值和设定值，cco2,t和cco2,set分别表示回风CO2浓度监测值和设定值，ert,t和ecrt,t分别表示回风温度监测值与设定值的偏差和偏差变化，est,t和ecst,t分别表示送风温度监测值与设定值的偏差和偏差变化，erh,t和ecrh,t分别表示回风湿度监测值与设定值的偏差和偏差变化，esh,t和ecsh,t分别表示送风湿度监测值与设定值的偏差和偏差变化，eco2,t和ecco2,t分别表示回风CO2浓度监测值与设定值的偏差和偏差变化，Ffan_rt,t和Ffan_rh,t分别表示回风温度和回风湿度所需的风机频率，Ffan,t表示实际的风机频率，δw,t表示盘管水阀开度，δst,t表示蒸汽阀开度，δf,t、δr,t和δe,t分别表示机组新风阀开度、回风阀开度和排风阀开度，ΔPw表示分集水器压差，Gw表示盘管水流量，fδw,t表示盘管水阀的水力阻抗方程，M·表示Mamdani模糊规则，Δ表示变化量；上述控制策略中所涉及的监控参数具体包括：新风温湿度、送风温湿度、回风温湿度、回风CO2浓度、盘管出水温度、新风阀开度反馈、回风阀开度反馈、排风阀开度反馈、盘管水阀开度反馈、蒸汽阀开度反馈、风机频率反馈共计14个模拟量输入AI，新风阀开度设定、回风阀开度设定、排风阀开度设定、盘管水阀开度设定、蒸汽阀开度设定、风机频率设定共计6个模拟量输出AO，初效过滤器压差反馈、风机前后压差反馈、防冻报警、风机启停状态反馈、风机手自动状态反馈、变频器故障反馈共计6个数字量输入DI，以及风机启停状态设定1个数字量输出DO；通过将上述策略植入空调机组群体智能控制器，并按标准化参数ID编码规则表搜索相应参数，即实现空调机组群体智能优化控制，减轻系统水力失调，有效平衡人员舒适需求与系统节能要求，且避免额控制器外定制化开发；S4、强弱电控制一体柜：采用强弱电一体化设计方式，内设电源区、弱电区、强电区3个分区，其中，电源模块和供电开关属于电源区，群体智能控制器、IO模块、触摸屏属于弱电区，变频器属于强电区；1电源模块：经电源线与供电开关连接，将220V交流电转换为24V直流电，通过背板总线与群体智能控制器、IO模块连接以提供触发信号电源，通过背板总线与触摸屏连接以提供开机电源；2群体智能控制器：内置群体智能控制策略，通过通讯线与IO模块和触摸屏连接，可接受来自IO模块的输入信号并传输至触摸屏显示，也可接受来自触摸屏的控制命令并传输至IO模块的输出接口；同时，可通过以太网与其他设备群体智能控制器连接进行暖通空调系统组网；3IO模块：包含模拟量输入接口AI、模拟量输出接口AO和数字量输入接口DI、数字量输出接口DO，通过信号线与传感器、阀门执行器和变频器，其中，AI采集传感器数值、调节阀开度、变频器频率的信号，DI采集变频器故障、风机状态的信号，AO输出调节阀开度、变频器频率的控制命令，DO输出风机状态的控制命令；4触摸屏：接受来自群体智能控制器的输入信号并显示，同时可输出控制命令给群体智能控制器；5变频器：经电源线与供电开关连接，可反馈风机运行频率给群体智能控制器，并接受来自IO模块的控制命令，通过动力线调节风机频率。

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