针对中央空调体系存在非线性、不确定性和搅扰性等问题，提出了运用MATLAB完成含糊自适应PID操控，并对体系进行了编程仿真试验。仿真成果表明，将该办法运用在中央空调体系中是可行的，可是MATLAB不能与现场设备进行直接数据通讯。因而将MATLAB和PLC操控相结合，运用OPC技能完成MATLAB和PLC之间的动态数据交流，到达智能操控的意图。
惯例PID操控是进程操控中运用最为广泛的一种操控规矩，具有原理简略、运用方便和安稳等特色。但惯例PID在操控进程中的参数都是固定不变的，若用于调理中央空调这样具有非线性、不确定性、滞后性和搅扰性等问题的体系[1]，惯例PID操控很难到达操控精度。
因而，本文针对中央空调体系将PID和含糊操控相结合，提出了含糊自适应PID操控。含糊操控是用言语概括操作人员的操控战略，运用言语变量和含糊调集理论构成操控算法的一种操控。含糊操控不需要树立目标的准确数学模型，只要求把现场操作人员的经历和数据总结成比较完善的言语操控规矩，因而它能绕过目标的不确定性、不准确性、噪声、非线性、时变性以及时滞等影响。含糊操控体系的鲁棒性强，特别适用于非线性、时变、滞后的体系的操控[2]。可是传统的含糊自适应PID操控初始参数是人为给定的，不能从体系中主动得到[3]，因而本文的立异点在于在传统含糊自适应PID操控根底之上增加辨识结构和Bang-Bang操控，对传统的含糊自适应PID操控初始值进行优化。
可是含糊自适应PID算法不能与现场设备进行直接衔接和操控，因而，将含糊自适应PID操控和PLC进行结合，运用两者的优势进行智能操控，使体系到达较为抱负的操控作用。
1 体系的操控战略
运用MATLAB完成含糊自适应PID操控，Step 7进行PLC编程，组态软件WinCC监控，对体系完成智能操控。体系的操控战略为：PLC收集到的实时数据经过数据交流传给MATLAB进行核算处理，再将运算处理的成果传给下位机PLC，由PLC输出模块输出操控信号，完成进程操控，运用WinCC监控完成远间隔主动、手动操控。充分发挥3种操控规矩的长处，到达较为抱负的操控作用。
2 中央空调的组成及原理
中央空调体系由冷冻水循环体系、冷却水循环体系和制冷剂回路组成，其作业原理如图1所示[4]。
(1)冷冻水循环体系
冷冻水泵将冷冻水送到各风机风口的冷却盘管中，由风机吹送凉风，到达的冷却空气的意图。
(2)冷却水循环体系
冷却水泵将吸收热量后的冷却水送到冷却塔上，由冷却塔风机对其进行喷淋冷却，与大气进行热交流。冷却后的冷却水被送到冷凝器去吸收制冷剂开释出的热量。
(3)制冷剂回路
制冷剂回路是中央空调体系的心脏。在蒸腾器中，制冷剂和冷冻水产生热量交流，将冷冻水制冷，制冷剂吸收热量后蒸腾;在冷凝器中，蒸腾后的制冷剂和冷却水产生热量交流，制冷剂开释热量，被冷却循环水带走。
3 含糊自适应PID操控器的规划
3.1 含糊自适应PID操控体系的规划
本文提出的含糊自适应PID操控是在传统含糊自适应PID操控根底之上增加Bang-Bang操控和辨识结构。经过对中央空调体系的剖析，规划的含糊操控自适应PID操控器的结构图如图2所示。
在体系操控的初始阶段，Bang-Bang操控作为引导操控，辨识结构在该阶段得到的信息对被控目标进行辨识，在此阶段结束时，辨识出体系模型参数整定出PID操控参数的初始值，然后切换操控开关(开关切换的规矩是：假如|e(t)|>=α×γ，则由Bang-Bang操控，否则由Fuzzy PID操控，其间γ为体系设定值，α(0α1)的选取确保Bang-Bang操控能为辨识结构供给满意的信息[5-6])，转换到含糊自适应PID操控。以当时体系差错e(t)和差错改变率ec(t)作为含糊操控器的2个输入，运用含糊操控器(包含含糊化、含糊规矩、含糊推理和反含糊)对PID参数kp、kd、ki进行在线调整，满意不同e和ec对操控器参数的要求，然后使被操控目标具有杰出的动态功用和静态功用。
含糊操控规矩表树立之后，依据含糊操控器的原理，对PID参数在线自校对。
在线运转进程中，体系经过对含糊逻辑规矩的成果处理、查表和运算，完成对PID参数的在线调整，其作业流程图如图3所示。
从图4能够看出，在第500个采样时刻时操控器输出有必定的动摇，可是很快地使体系康复到安稳状况，阐明含糊自适应PID操控具有较强的抗搅扰才能和很强的鲁棒性，使体系的调速功用大大提高，在必定程度上克服了惯例PID操控的坏处，然后提高了体系的操控作用。
从图4、图5的仿真成果能够得出，含糊自适应PID操控的长处比较显着，体系的上升时刻较短，超调量较小，调整的时刻相对缩短，震动次数较少。
从图6、图7、图8完成了对PID参数在线调整，满意要求，将本办法用于中央空调这个滞后、不确定、多搅扰体系的操控是可行的。
5 软件的规划
5.1 下位机的规划
下位机的程序体系包含冷/热水体系操控程序、新风机组操控程序、空调机组操控程序和风机盘管操控程序4大部分。运用Step 7 5.4进行编程，因为有许多算法在功用和结构上是十分类似的，因而编程时尽量运用结构化编程思维，把各种功用相同的程序封装成规范的功用模块(FC/FB)后共用，然后优化程序。
5.2 上位机的规划
依据体系的要求，本文选用组态软件WinCC，它支撑TCP/IP协议和OPC(OLE for Process Control)规范。运用WinCC的变量管理器、图形编辑器和报警记载等各种功用组态监控体系的人机界面，界面首要包含登录界面、主控体系和水泵界面等。
从体系主页界面能够进入其他监控画面，各个界面之间也能够彼此切换。从上位机的监控画面可直观调查现场设备的运转状况，直观地观看到数据的改变。
6 MATLAB和PLC之间的通讯
MATLAB 7.0以上的软件含有OPC工具箱，OPC是一种用于进程操控的目标链接与嵌入OLE(Object Linking and Embedding)接口，OPC以其独有的开放性、互联性、高效性在工业操控中占有主导地位。OPC选用客户/服务器体系(C/S)，在客户和服务器之间树立通讯，完成动态数据的交流。
针对中央空调体系，选用MATLAB作为OPC的客户端，组态软件WinCC作为OPC的服务器，因为现场设备的分散性，操控室和现场设备间隔较远，上位机和下位机之间选用进程现场总线(Profibus)。MATLAB与PLC的进程操控结构如图9所示[7]。
本体系以西门子PLC S7-300作为下位机对现场数据进行收集，以组态软件WinCC为下位机数据总控渠道，经过OPC接口和Profibus总线把现场信号和MATLAB方便地衔接起来，完成PLC收集到的实时数据经过数据交流传给MATLAB进行核算处理，再将运算处理的成果传给下位机PLC，由PLC输出模块操控信号，完成进程操控，运用WinCC监控完成远间隔主动和手动操控。
针对中央空调体系存在非线性、不确定性和搅扰性等问题，本文提出了含糊自适应PID操控，克服了惯例PID的缺陷，并经过MATLAB进行了仿真。仿真成果表明，含糊自适应PID操控具有呼应速度快、该超调量比较小、抗搅扰才能较强和鲁棒性较好的长处，将该办法用于中央空调体系是可行的。可是MATLAB不能与现场设备直接衔接，因而将MATLAB和PLC操控相结合，运用OPC技能完成MATLAB和PLC之间的动态数据交流，到达智能操控的意图。其为实践奠定了坚决的根底，对中央空调的舒适和节能运转具有指导意义。
