TD-Net神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能控制系統(tǒng)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，盡可能降低能耗，提高能效比，最大限度地降低各級(jí)系統(tǒng)的流量和系統(tǒng)壓差損失。系統(tǒng)能夠通過(guò)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(chǎng)控制分站（FCS）、控制優(yōu)化分站（OCS）、終端控制分站（TCS）、現(xiàn)場(chǎng)采集單元（SAU）等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)從“生產(chǎn)”—“輸送”—“使用”全過(guò)程統(tǒng)一的、一站式的管理，真正做到一體化節(jié)能。

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(duì)以上3個(gè)方面的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也存在各種此類節(jié)電產(chǎn)品，并且都在各自的領(lǐng)域內(nèi)取得了一定成效，但將此3個(gè)方面的問(wèn)題統(tǒng)一考慮的不多，TD-NET神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能控制系統(tǒng)可算其中的代表。

用于中央空調(diào)節(jié)能的TD-Net神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)中央空調(diào)末

端負(fù)荷的變化，監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并對(duì)照數(shù)據(jù)庫(kù)，預(yù)測(cè)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)用戶需求進(jìn)行運(yùn)行，做到有多少需要就產(chǎn)生多少冷（熱）量。此系統(tǒng)可概括為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）。

■ 產(chǎn)品以非線性系統(tǒng)建立模型，全面模擬中央空調(diào)的延時(shí)性、魯棒性、非線性等問(wèn)題，提出預(yù)測(cè)性的解決方案，實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程掌控，如圖1所示。

如圖1所示：右邊是一個(gè)典型的線性系統(tǒng)模型，輸入輸出呈對(duì)應(yīng)關(guān)系，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(huì)造成溫度波動(dòng)較大，不利于用戶使用，只有采用新的預(yù)測(cè)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(guò)程控制和現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(duì)象中，解決了中央空調(diào)的滯后問(wèn)題，系統(tǒng)具備先進(jìn)的人工智能（AI）功能，可以滿足動(dòng)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(cè)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(duì)平臺(tái)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(jí)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(cè)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(chǔ)、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(chǎng)控制分站（FCS）、終端控制分站（TCS）、控制優(yōu)化分站（OCS）、現(xiàn)場(chǎng)采集單元（SAU）等組成，再通過(guò)分站監(jiān)測(cè)、分析、控制各節(jié)點(diǎn)，點(diǎn)與站之間由現(xiàn)場(chǎng)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(tái)（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(wú)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(guò)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)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)照數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)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)。

TD-Net神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能控制系統(tǒng)由以下四個(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(kù)（ED）、Firewall等；

2、現(xiàn)場(chǎng)控制分站

包括現(xiàn)場(chǎng)采集箱、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站、現(xiàn)場(chǎng)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(kù)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(kù)等部分；

■ 具有調(diào)節(jié)、優(yōu)化、控制和監(jiān)測(cè)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(jiǎn)單方便。

■ 提供具備人工智能（AI）的自動(dòng)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(dòng)操作，不必受自動(dòng)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(guò)對(duì)空調(diào)運(yùn)行曲線預(yù)測(cè)性地判斷，能夠自動(dòng)做出最優(yōu)處理，最大限度地減少了溫度地波動(dòng)。

■ 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(duì)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制（Dynamic Control）功能，可以根據(jù)設(shè)備地址自動(dòng)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(chǎng)總線和其它網(wǎng)絡(luò)中。（可選功能）

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(duì)象從單個(gè)子系統(tǒng)，擴(kuò)展到系統(tǒng)整體，應(yīng)用預(yù)測(cè)算法和專家診斷法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合能耗的動(dòng)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(dòng)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(duì)溫度的控制精度達(dá)到0.5℃-1℃，系統(tǒng)基本無(wú)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(dòng)操作的，而且一般情況下改變不多，這樣就會(huì)造成部分節(jié)點(diǎn)上的設(shè)備長(zhǎng)期消耗，而另一部分節(jié)點(diǎn)上的設(shè)備長(zhǎng)期處于備用狀態(tài)，TD-Net的聯(lián)動(dòng)控制（Dynamic Control）功能能夠自動(dòng)收集運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對(duì)照數(shù)據(jù)庫(kù)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。

系統(tǒng)具有自動(dòng)控制機(jī)能，不需要復(fù)雜的操作，系統(tǒng)就可以自動(dòng)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(huì)被自動(dòng)紀(jì)錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，隨時(shí)可以進(jìn)行查閱，這樣節(jié)省了50%的人工成本；系統(tǒng)操作簡(jiǎn)易，模擬基層操作人員的工作習(xí)慣，界面具有較高仿真度，不需要很專業(yè)的知識(shí)，只需要在通電時(shí)輸入一些常用數(shù)據(jù)，設(shè)備就可自動(dòng)運(yùn)行，日常操作也很簡(jiǎn)便，無(wú)論是操作模式還是操作流程都很簡(jiǎn)單，不需要額外的專業(yè)培訓(xùn)。

此外，TD-Net還搭載了Web服務(wù)器，可以通過(guò)Web瀏覽器進(jìn)行信息的監(jiān)視和更新，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(wú)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)成本和設(shè)備選配等管理費(fèi)用。

具有下列特征：①它包含大量的人工神經(jīng)元，提供了大量可供調(diào)節(jié)的變量；②信息是分布式存儲(chǔ)的，從而提供了聯(lián)想與全息記憶的能力；③具有高度的自適應(yīng)能力，高度的容錯(cuò)能力，很強(qiáng)的計(jì)算能力以及自組織能力。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已在語(yǔ)音識(shí)別、模式分類、自動(dòng)控制等領(lǐng)域取得了比較成功的應(yīng)用，在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用正在不斷地研究發(fā)展，如基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域知識(shí)表達(dá)方法的研究，智能系統(tǒng)的知識(shí)自動(dòng)獲取、基因遺傳算法的原理在機(jī)械工程中的應(yīng)用等。

目前，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)有聯(lián)合起來(lái)的趨勢(shì)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也可設(shè)計(jì)成某種專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)的功能。基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的專家系統(tǒng)在知識(shí)獲取、并行推理、適應(yīng)性學(xué)習(xí)、聯(lián)想推理、容錯(cuò)能力方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)。2100433B

智慧型補(bǔ)償式燈節(jié)能控制系統(tǒng)是專為路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)的節(jié)電器，路燈節(jié)能控制系統(tǒng)主要由智慧型有級(jí)功率調(diào)節(jié)器和可編程節(jié)能控制系統(tǒng)組成，它針對(duì)高壓鈉燈等隋性氣體燈具特點(diǎn)。利用當(dāng)今先進(jìn)的微電腦技術(shù)對(duì)燈具的電源進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控，使燈具執(zhí)行合理的點(diǎn)亮程序，對(duì)路燈的電能和照度進(jìn)行動(dòng)態(tài)智能化管理，極大的延長(zhǎng)燈具壽命、減少電能浪費(fèi)。

l 數(shù)字計(jì)算機(jī)智能控制

l 可程序設(shè)定控制節(jié)電參數(shù)

l 功率調(diào)節(jié)不斷流

l 旁路轉(zhuǎn)換不斷流

l 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小

l 無(wú)機(jī)械調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定可靠

l 免維護(hù)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作