基于模糊PID控制的通信机房温度调节节能系统.pdf

第37卷第10期
东北林业大学学报
200年10月
OURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERS
20
基于模糊PID控制的通信机房温度调节节能系统
唐文秀吕南南王春丽
(东北林业大学,哈尔滨,150040)
摘要针对通信机房温度控制消耗大量能源的弊端,利用冬季室外冷源,通过对水泵、室外风运转的智能控
制,将室内热量由乙二醇液体循环系统传达到室外冷凝器;再由室外冷凝器将乙二酶液体的热量散发出去,达到降
温的目的,保证机房在恒温、恒湿和洁净的条件下节约能源。由于系统存在很大程度的非线性、大滞后和不确定
性,设计中结合模糊控制和PD算法的优点,采用模糊自适应PID控制技术,既保证了温度调节的快速性,又满足
了系统的稳定性,并且系统稳态误差很小。 MATLAB仿真结果表明,模糊ID控制算法能适应通信机房温度控制
的要求,在响应速度、稳态精度及抗千扰能力等方面均优于传统PID控制,具有较好的鲁棒性。
关键词节能;温度控制;模糊PID控制; MATLAB仿真
分类号
Energysaving System for Communication Room Temperature Ajustment Based on Euzzy PID Control Tang
Wenxi, i Nannan, Wang huli(College of Mechanical and Electrical Engineering, Northeast Forestry University, Har-
bin 150040, P. R. China )//Joumal of Noreast Forestry University.-2009, 37( 10).-124.126, 128
Th An energy-savng system was designed to ole the problem of energy consumption caused by temperature adjustment.
The indoor heat controlled integ nly by pumps and outdoor wind was transmitted to the outdoor condenser by the circula
tory system of glycol liqui, and the the eat was emie outsie sing the ld source f the outdoor; therefore the ener-
gy in a communication room could be saved under constant temperature and humidity. Combined with the advantages of
fuzzy conrol and PD control a g thm, fuzzy PID a] or thm was applied to the design to guarantee rapid temperature ad
justment and stable temperature control system due to the nonlinearity, lag, and time varying parameters. The error of the
s stem was very small. MA AB simulation results show hat fuzzy PD onol ago thm is fit o temperature adjustment
and has strong robust. The performances such as speed response, steady precision and anti-interference of the fuzzy PID
control algorithm are superior to those of traditional PID algorithm
Keywords Energy-saving Temperature control; Fuzzy PID control; MATLAB simulation
机房内有大量计算机、服务器、交换机等发热设备长时间证室内温度的恒定。当春秋季节,白天室外温度过高,乙二醇
运行,机房要保证基本的恒温、恒湿环境,降温成了重要的一系统不能满足室内温度要求,原有设置的压缩机系统启动,来
部分山。在实际运行中,需要机房空调全功率长时间开机,保证室内温度恒定;如室内温度低于原设备设定点,压缩机停
只要机房设备在运行,机房空调就必须开机,而实际空调热负止工作,乙二醇系统开始启动,来保持室内恒定温度,起到互
载在绝大部分时间远比设计负载低,因此节能潜力很大。加锁作用。这样由于管道泵的功率远小于压缩机功率,就节约
之我国北方地区的冬季时间较长,有着丰窟的可以利用的自了电能。
然冷源。以哈尔滨市为例,每年10℃以下的时间可达180d
补给箱
以上,冬季长达半年之久,室外最低气温可达-38℃,通常1
室外散热器
月份的平均气温在-20℃左右。为了克服现有空调制冷系
统在冬季不能利用自然冷源的缺点,本研究设计了通信机房
室外风机
专用温度控制节能系统,该系统能够利用自然冷源达到降温
J
室内温度
节能的目的,同时确保机房内其它设备的安全,投资综合效益
传器
单片机控制
高,节能效果显著,预计耗电量仅为现有空调全年耗电量的
室外温度
60%~70%,运行成本低且设备运行稳定。
传感器
系统工作原理
符道温
室内热
传器
交换器
系统工作原理如图1所示。控制系统通过回风口的温度
传感器发出信号,当回风温度高于设置温度,控制系统发出信
图1乙二醇制冷循环系统原理框图
号使水泵运转,室外风机通电,再由室外冷凝器上的温度传感
系统室外冷凝盘管处加装温度传感器,对乙二醇散热风
器反馈信号;室外冷凝器盘管温度髙于设置温度,风机起动;
机进行控制,以防止冬季乙二醇回液温度过低,导致室内乙
低于设置温度,风机停止运转。当回风口温度低于设置温度
醇蒸发盘管结露或者除湿现象发生,以及地板下送风口温度
控制系统发出信号,水泵停止工作,室外风机断电,以此来保过低使机房内设备结露,电路板短路等故障。
2硬件电路设计
第一作者简介:唐文秀,女,19%64年10月生,东北林业大学机电
程学院,创教授。
本系统硬件电路主要由数据采集模块、控制模块和显示
收稿日期:2008年12月3日。
模块3大部分组成。采集模块作为输人部分,检测通信机房
责任编:戴芳天。
内外温度,输人单片机处理;控制模块负责将输人数据进行存
万方数据