标题：TD-Net神经网络节能控制系统
中央空调能耗主要成因
中央空调的能耗主要由三个方面组成：
1、制造端，即制造冷热量的机组系统，约占整体能耗的55%。
2、输配端，即输配冷热量的管网系统，约占整体能耗的25%。
3、使用端，即消耗冷热量的末端系统，约占整体能耗的20%。
针对以上3个方面的问题，国内市场目前也存在各种此类节电产品，并且都在各自的领域内取得了一定成效，但将此3个方面的问题统一考虑的不多，TD-NET神经网络节能控制系统可算其中的代表。
用于中央空调节能的TD-Net神经网络节能控制系统，能够根据中央空调末端负荷的变化，监测实时数据并对照数据库，预测未发生时间内的需求，并判断是否应该改变系统运行参数，控制制冷（热）量的大小，并管理中央空调系统的管网和泵阀，从而实现了中央空调根据用户需求进行运行，做到有多少需要就产生多少冷（热）量。此系统可概括为智能化集中控制系统（ICCS）+自适应末端变化的智能变流量系统（IAFS）。
概述
  系统线路图该系统的核心是在满足末端负荷需求的最小流量控制下，尽可能降低能耗，提高能效比，最大限度地降低各级系统的流量和系统压差损失。系统能够通过智能控制系统以最小变化率、最精确控制度全程管理各回路的节点，而以此为基础的全面高效的智能管理方案实现了机组最优运行和末端最佳供冷（热）的统一。
神经网络节能控制系统以控制软件为核心，结合现场控制分站（FCS）、控制优化分站（OCS）、终端控制分站（TCS）、现场采集单元（SAU）等设备，实现中央空调系统从“生产”—“输送”—“使用”全过程统一的、一站式的管理，真正做到一体化节能。
优势
■ 产品以非线性系统建立模型，全面模拟中央空调的延时性、鲁棒性、非线性等问题，提出预测性的解决方案，实现了全过程掌控，如图所示。
  原理图如图所示：右边是一个典型的线性系统模型，输入输出呈对应关系，而左边则是一个非线性系统，输入输出之间相互不成规则，也就是中央空调的模型，如果采用类似于PID调节的方法，可以跟踪负荷变化，但会造成温度波动较大，不利于用户使用，只有采用新的预测性控制理论才能很好地满足系统要求。
■ 产品以神经网络（Neural Control）理论为基础，结合过程控制和现场数据站的方法，提出了先进的基于混合神经网络的非线性预测函数控制及SMITH预估控制算法，编制出控制算法软件并将其应用到实际对象中，解决了中央空调的滞后问题，系统具备先进的人工智能（AI）功能，可以满足动态跟随性、延时性。
■ TD-Net采用虚拟实验室（Virtual Labortatory）技术开发，将LabVIEW运用于PC实时测控（Real-time control）系统，分析了实时系统的任务与任务调度。针对平台的多任务调度的特点，设计了多任务的调度核心，提出了两级任务队列的解决方案，并分析系统的软硬件设计，实现了多任务实时测控系统，在应用中将系统任务分为实时任务和非实时任务。完成了数据采集、处理和输出、数据存储、显示和管理等功能。
  原理图■ 产品采用了独特的站-点式结构（Station-Point，S-P），由现场控制分站（FCS）、终端控制分站（TCS）、控制优化分站（OCS）、现场采集单元（SAU）等组成，再通过分站监测、分析、控制各节点，点与站之间由现场总路线连接，站与站及站与主系统之间由TCP/IP网络总线连接，避免了繁琐的控制布线，而且每个站都是独立工作的，可以脱离主系统单独工作，这样大大降低了故障发生率，提高了产品的稳定性和安全性。
■ 系统抛开了各种类型的智能模块，采用先进的嵌入式智能开发平台（Embedded Intelligent Platform），自主开发了独立的站式模块，全面兼容所需的部件，采样速率快，控制精度高，而且内部可以实现无缝连接，将整个系统内部组成了一个封闭式的网络（TD-Net），然后再通过互联网实现与外部的连接，这样极大地提高了系统运行的速度和可靠性。
■ 中央空调的机组设备一般情况下都不是满负荷运转的，产品可以根据设备的实际运行情况，对照数据库服务器（Database server），判断出设备的当前运行时间和寿命，智能控制设备。而且可以通过跟踪每个设备的使用小时的数据并用于要求进行预防性替换。产品具有节约成本、降低维护费用、增强系统可靠性等特点。
构成
  系统构成图TD-Net神经网络节能控制系统由以下四个部分组成：
1、神经网络控制总站
包括神经网络节能控制软件（Neural network energy-saving control software，NNECS）、专家数据库（ED）、Firewall等；
2、现场控制分站
包括现场采集箱、现场数据中转站、现场控制设备等部分；
3、标准控制优化分站
包括标准控制柜、优化控制站、终端控制模块、网络数据库等部分；
4、智能控制优化分站
包括标准控制柜、优化控制站、智能控制模块、终端控制模块、网络数据库等部分；
特性
■ 具有调节、优化、控制和监测功能。
■ 具备分站扩展功能，可以根据不同环境进行自由扩展。
■ 菜单式人机界面（HMI），参数调整简单方便。
■ 提供具备人工智能（AI）的自动工作模式，方便可靠。
■ 具备优先控制功能（Priority control），当出现故障时，可选择转为手动操作，不必受自动系统的控制。
■ 变压隔离，可抑制共模干扰（Common-mode interference）。
■ 提供管理员操作模式（Administrator mode of operation）。
■ 加强了数据的判断和处理能力，通过对空调运行曲线预测性地判断，能够自动做出最优处理，最大限度地减少了温度地波动。
■ 提供电气、水力、温度等方面的多种保护功能，并且具备报警输出功能。
■ 具备对设备的联动控制（Dynamic Control）功能，可以根据设备地址自动调整运行。
■ 具备互可操作的网络功能，可以很方便地接入各种其它现场总线和其它网络中。（可选功能）
效果类型
TD-Net的节能效果分为：基础型节能效果（Basic energy-saving effect，BEE）、增值型节能效果（Value-added energy-saving effect，VEE）两个部分。基础型节能效果（BEE）TD-Net将中央空调系统视作一个能量运行的整体，把控制的对象从单个子系统，扩展到系统整体，应用预测算法和专家诊断法，实现系统综合能耗的动态最小化，实时跟踪空调负荷的变化，采用合适的寻优方法，实现系统综合耗能最小。
TD-Net能够取得良好的动态特性和稳态特性，整个系统节约电能20%-40%。该系统对温度的控制精度达到0.5℃-1℃，系统基本无超调，运行稳定。增值型节能效果（VEE）中央空调系统是一个复杂的系统，由多个控制节点组成，传统意义上其运行都是人工进行手动操作的，而且一般情况下改变不多，这样就会造成部分节点上的设备长期消耗，而另一部分节点上的设备长期处于备用状态，TD-Net的联动控制（Dynamic Control）功能能够自动收集运行数据，并对照数据库服务器（Database server），判断出设备的当前运行时间和寿命，智能控制设备，这样大大降低了设备的消耗，可有效节约30%左右的维护成本。
系统具有自动控制机能，不需要复杂的操作，系统就可以自动根据环境和负荷的变化调整机组运行状态，所有数据都会被自动纪录在数据库中，随时可以进行查阅，这样节省了50%的人工成本；系统操作简易，模拟基层操作人员的工作习惯，界面具有较高仿真度，不需要很专业的知识，只需要在通电时输入一些常用数据，设备就可自动运行，日常操作也很简便，无论是操作模式还是操作流程都很简单，不需要额外的专业培训。
此外，TD-Net还搭载了Web服务器，可以通过Web浏览器进行信息的监视和更新，还具有Task Script、数据存盘、Email发送等功能，更可实现网络无线化，构筑更自由的网络，大量减少了重复建设，节约了开发成本和设备选配等管理费用。
技术参数
  系统技术参数汇总