本發(fā)明涉及變風量空調系統故障診斷方法，尤其是涉及變風量空氣處理機組主動式故障診斷方法。

背景技術：

變風量空氣處理機組是變風量空調系統的重要設備，由于具有節(jié)能效果好、熱舒適性好、控制靈活和易于拓展等優(yōu)點，變風量空調系統在高檔辦公建筑中得到了越來越廣泛的應用。變風量空調系統的構成比較復雜，對自動控制水平有較高要求，因此導致變風量空調系統的故障發(fā)生比較頻繁?，F代大型建筑大都安裝了EMCS系統（能源管理與控制系統；英文：Energy Management and Control System的縮寫），能源管理與控制系統保存了大量的變風量空調系統運行數據，為變風量空調系統在線故障檢測與診斷研究提供了重要的信息基礎；但是，目前大型建筑中安裝的能源管理與控制系統尚不具備變風量空調系統故障的診斷和容錯控制功能。

出于經濟性的考慮，現有變風量空調系統通常只安裝了最少數量的傳感器，傳感器可以滿足變風量空調系統的基本監(jiān)控，但用于故障診斷時傳感器信息就顯的很不夠。在變風量空調系統中，一個故障可能出現多種故障征兆，而一個故障征兆可能存在多種潛在的故障原因。一個子系統中的故障可能在其他子系統中出現故障征兆，而子系統中的故障征兆，其故障原因可能在其他子系統中。以上情況增加了變風量空調系統故障診斷的困難和復雜性。一個故障征兆可能存在多種潛在的故障原因是變風量空調系統故障診斷的關鍵問題及難點。因此，準確的故障診斷和可靠的容錯控制是變風量空調系統穩(wěn)定運行的基本前提，也是變風量空調系統智能化和優(yōu)化控制實施的必要條件。

技術實現要素：

本發(fā)明目的在于提供一種變風量空氣處理機組主動式故障診斷方法，實現解決一個故障征兆可能存在多種潛在的故障原因問題；同時，實現變風量空調系統軟故障的在線自修正。

為實現上述目的，本發(fā)明采取下述技術方案：

本發(fā)明所述的變風量空氣處理機組主動式故障診斷方法，包括數據通信、基于專家規(guī)則的故障診斷、主動式故障診斷步驟；

一、所述數據通信為：

第1-1步，利用VB語言和OPC客戶端從EMCS系統的中央處理器獲取變風量空氣處理機組實時運行數據，所述實時運行數據包括傳感器數據、控制信號和設計參數，即：送風溫度傳感器數據、送風溫度設定值、回風溫度傳感器數據、混合風溫度傳感器數據、送風相對濕度傳感器數據、回風相對濕度傳感器數據、混合風相對濕度傳感器數據、冷凍水溫度傳感器數據、冷凍水溫度設定值、送風靜壓傳感器數據、送風靜壓設定值、表面冷卻器水閥控制信號、新風閥開度控制信號、新風閥開度測量信號、表面冷卻器水閥開度測量信號、送風機運行狀態(tài)信號、送風機轉速測量信號、送風機轉速控制信號和冷凍水循環(huán)泵功率信號；

第1-2步，對第1-1步中所述傳感器數據、控制信號和設計參數進行逐項標識，若實際變風量空調系統具有某個傳感器數據、控制信號或設計參數信號，該傳感器數據、控制信號或設計參數信號將標識為“有”；若實際變風量空調系統沒有某個傳感器數據、控制信號或設計參數信號，該傳感器數據、控制信號或設計參數信號將標識為“無”；

第1-3步，將變風量空氣處理機組的新風比設計值賦值給新風比期望值，并將所述新風比期望值信號標識為“有”；若缺少所述變風量空氣處理機組的新風比設計值，則將新風比期望值信號標識為“無”；

第1-4步，根據變風量空氣處理機組的過濾器設計參數，將1.3倍的所述過濾器前后壓差作為過濾器前后壓差的閾值，并將過濾器前后壓差的所述閾值信號標識為“有”，如果不能獲取變風量空氣處理機組過濾器的設計數據，則將過濾器前后壓差的閾值信號標識為“無”；

第1-5步，利用所述VB語言和所述OPC客戶端向所述EMCS系統的中央處理器發(fā)送主動式故障診斷的控制信號；

二、所述基于專家規(guī)則的故障診斷為：

第2-1步，若所述送風溫度測量值、送風溫度設定值和表面冷卻器水閥開度測量值沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-2步；若送風溫度測量值與送風溫度設定值之間的溫差大于1.5℃，所述表面冷卻器水閥開度測量值小于95%，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在表面冷卻器水閥故障；

第2-2步，若送風溫度測量值、送風溫度設定值、表面冷卻器水閥開度控制信號和表面冷卻器水閥開度測量值沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-4步；若送風溫度測量值與送風溫度設定值之間的溫差大于1.5℃，表面冷卻器水閥開度測量值與表面冷卻器水閥開度控制信號之間的偏差大于5%，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在表面冷卻器水閥控制器故障；

第2-3步，若送風溫度測量值、送風溫度設定值、表面冷卻器水閥開度控制信號和表面冷卻器水閥開度測量值沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-4步。若送風溫度設定值與送風溫度測量值之間的溫差大于1.5℃，表面冷卻器水閥開度控制信號與表面冷卻器水閥開度測量值之間的偏差大于5%，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在表面冷卻器水閥控制器故障；

第2-4步，若送風溫度測量值、送風溫度設定值、冷凍水溫度測量值和冷凍水溫度設定值沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-6步；若送風溫度測量值與送風溫度設定值之間的溫差大于1.5℃，冷凍水溫度測量值與冷凍水溫度設定值之間的溫差大于1.5℃，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在冷凍水溫度過高問題；

第2-5步，若送風溫度測量值、送風溫度設定值、冷凍水溫度測量值和冷凍水溫度設定值沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-6步；若送風溫度設定值與送風溫度測量值之間的溫差大于1.5℃，冷凍水溫度設定值與冷凍水溫度測量值之間的溫差大于1.5℃，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在冷凍水溫度過低問題；

第2-6步，若送風溫度測量值、送風溫度設定值和冷凍水循環(huán)水泵功率信號沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-7步；若送風溫度測量值與送風溫度設定值之間的溫差大于1.5℃，冷凍水循環(huán)水泵功率信號為0，且持續(xù)時間大于15分鐘，則判定變風量空調系統存在冷凍水循環(huán)水泵故障；

第2-7步，若送風溫度測量值、混合風溫度測量值和表面冷卻器水閥開度測量值沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-8步；若表面冷卻器水閥開度測量值小于1%，混合風溫度測量值與送風溫度測量值之間的溫差大于2.5℃（包括溫度測量誤差閾值為1.5℃和送風機溫升為1℃），且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在表面冷卻器水閥泄露故障；

第2-8步，若所述變風量空氣處理機組的過濾器前后壓差測量值和所述過濾器前后壓差的閾值信號沒有全部標識為“是”，則直接跳轉至第2-9步；過濾器前后壓差測量值大于過濾器前后壓差的閾值，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在過濾器堵塞故障；

第2-9步，若送風溫度測量值、混合風溫度測量值、回風溫度測量值和新風比期望值沒有全部標識為“是”，則直接跳轉至第2-11步；根據式計算新風比，新風比閾值由式計算確定；新風比期望值是變風量空調系統設計時的新風比設計值；若送風溫度測量值與送風溫度設定值之間的溫差大于1.5℃，新風比計算值與新風比期望值之間的偏差大于閾值，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在最小新風量的新風閥開度設定值過大故障；

第2-10步，若送風溫度測量值、混合風溫度測量值、回風溫度測量值和所述新風比期望值沒有全部標識為“是”，則直接跳轉至第2-11步；根據式計算新風比，新風比閾值由式計算確定。新風比期望值是變風量空調系統設計時的新風比設計值；若送風溫度設定值與送風溫度測量值之間的溫差大于1.5℃，新風比期望值與新風比測量值之間的偏差大于閾值，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在最小新風量的新風閥開度設定值過小故障；

第2-11步，若送風溫度測量值、混合風溫度測量值和表面冷卻器水閥開度測量值沒有全部標識為“是”，則直接跳轉至步驟3；若送風溫度測量值與混合風溫度測量值之間的溫差大于2.5℃（其中溫度測量值誤差閾值為1.5℃，送風機溫升為1℃），表面冷卻器水閥開度測量值大于99%，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在混合風溫度傳感器故障；

三、所述主動式故障診斷為：

首先利用上述專家規(guī)則檢測到故障征兆存在多種故障原因的故障，然后使變風量空氣處理機組進入預先設定的主動式故障診斷步驟，逐項排除潛在的故障原因，分離和診斷變風量空氣處理機組故障。

所述主動式故障診斷中，所述預先設定的主動式故障診斷步驟為：

步驟3-1、所述送風機故障和送風靜壓傳感器故障的診斷：

第3-1-1步，如果所述送風靜壓測量值、送風靜壓設定值、送風機轉速測量值、送風機轉速控制信號、過濾器前后壓差測量值和過濾器前后壓差的閾值沒有全部標識為“是”，直接轉入步驟3-2；

第3-1-2步，如果送風靜壓設定值與送風靜壓測量值之間的壓差大于30Pa，持續(xù)時間超過30分鐘，則進行送風機和送風靜壓傳感器的主動式故障診斷過程；否則，直接轉入步驟3-2；

第3-1-3步，將送風機轉速控制信號增加10%，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)，若送風靜壓測量值和過濾器前后壓差測量值均不隨風機轉速控制信號增加而增加，則判定變風量空調系統存送風機故障；

第3-1-4步，若在第3-1-3步中，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，送風靜壓測量值不隨著送風機轉速控制信號增加而增加，而過濾器前后壓差測量值隨著送風機轉速控制信號增加而增加，則判定變風量空調系統存在送風靜壓傳感器故障；

步驟3-2、變風量空氣處理機組溫度傳感器主動式故障診斷：

第3-2-1步，如果送風溫度測量值、回風溫度測量值、混合風溫度測量值和新風閥開度控制信號、新風閥開度測量信號沒有全部標識為“是”，直接轉入步驟3-3；

第3-2-2步，如果混合風溫度測量值既小于回風溫度測量值又小于新風溫度測量值，或混合風溫度測量值既大于回風溫度測量值又大于新風溫度測量值，且持續(xù)時間超過30分鐘，則進行變風量空氣處理機組溫度傳感器主動式故障診斷過程；否則，直接轉入步驟3-3；

第3-2-3步，新風閥開度控制信號設為0%，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)，獲得進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后回風溫度測量值和混合風溫度測量值；

第3-2-4步，如果第3-2-3步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后新風閥開度測量值大于1%，則判定變風量空調系統存在新風閥故障；

第3-2-5步，新風閥開度控制信號設為100%，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)，獲得變風量空調系統進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后新風溫度測量值和混合風溫度測量值；

第3-2-6步，如果在第3-2-5步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后新風閥全開時新風閥開度測量值小于99%，則判定變風量空調系統存在著新風閥故障；

第3-2-7步，如果在第3-2-3步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后混合風溫度測量值與在第3-2-5步中所述變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后混合風溫度測量值之間的溫差的絕對值小于0.2℃，則判定變風量空調系統存在混合風溫度傳感器故障；

第3-2-8步，如果在第3-2-3步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風溫度測量值與回風溫度測量值之間的溫差的絕對值≤0.2℃，同時，在第3-2-5步中所述變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，新風溫度測量值與混合風溫度測量值之間的溫差的絕對值大于0.2℃，則判定變風量空調系統存在新風溫度傳感器故障；

第3-2-9步，如果在第3-2-3步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風溫度測量值與回風溫度測量值之間的溫差的絕對值≤0.2℃，同時，在第3-2-5步中所述變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，新風溫度測量值與混合風溫度測量值之間的溫差的絕對值≤0.2℃，則判定變風量空調系統存在新風閥故障；

第3-2-10步，如果在第3-2-3步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風溫度測量值與回風溫度測量值之間的溫差的絕對值大于0.2℃，同時，在第3-2-5步中所述變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風溫度測量值與新風溫度測量值之間的溫差的絕對值大于0.2℃，則判定變風量空調系統存在混合風溫度傳感器故障；

第3-2-11步，如果在第3-2-3步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風溫度測量值與回風溫度測量值之間的溫差的絕對值大于0.2℃，同時，在第3-2-5步中所述變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風溫度測量值與新風溫度測量值之間的溫差的絕對值≤0.2℃，則判定變風量空調系統存在回風溫度傳感器故障；

步驟3-3、變風量空氣處理機組相對濕度傳感器故障的故障診斷：

第3-3-1步，如果送風相對濕度測量值、回風相對濕度測量值、混合風相對濕度測量值和新風閥開度控制信號沒有全部標識為“是”，直接轉入步驟3-4；

第3-3-2步，如果混合風相對濕度測量值既小于回風相對濕度測量值又小于新風相對濕度測量值，或混合風相對濕度測量值既大于回風相對濕度測量值又大于新風相對濕度測量值，且持續(xù)時間超過30分鐘，進行變風量空氣處理機組相對濕度傳感器故障診斷過程，否則，直接轉入步驟3-4；

第3-3-3步，新風閥開度控制信號設為0%，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)，獲取進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后混合風相對濕度測量值和回風相對濕度測量值；

第3-3-4步，新風閥開度控制信號設為100%，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)，獲取進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后混合風相對濕度測量值和新風相對濕度測量值；

第3-3-5步，在第3-3-3步中，變風量空氣處理機組進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后，若混合風相對濕度測量值與回風相對濕度測量值之間的偏差的絕對值≤1%℃，則判定變風量空調系統存在新風相對濕度傳感器故障；

第3-3-6步，在第3-3-4步中，變風量空氣處理機組進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后，若混合風相對濕度測量值與新風相對濕度測量值之間的偏差的絕對值≤1%℃，則判定變風量空調系統存在回風相對濕度傳感器故障；

第3-3-7步，若在第3-3-3步中，變風量空氣處理機組進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風相對濕度測量值與回風相對濕度測量值之間的偏差的絕對值大于1%，且在第3-3-4步中變風量空氣處理機組進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后混合風相對濕度測量值與新風相對濕度測量值之間的偏差的絕對值大于1%，則判定變風量空調系統存在混合風相對濕度傳感器故障；

步驟3- 4、最小新風量的新風閥開度設定值過大的故障糾正方法：

第3-4-1步，如果在第2-9步中檢測到最小新風量的新風閥開度設定值過大故障，采用二分法糾正最小新風量的新風閥開度設定值過大故障，進行最小新風量的新風閥開度設定值過大的故障糾正過程；否則，直接轉入步驟3-5；

第3-4-2步，如果送風溫度測量值、回風溫度測量值、混合風溫度測量值、新風比期望值、新風閥開度控制信號和新風閥開度測量信號沒有全部標識為“是”，直接轉入步驟3-5；

第3-4-3步，將當前最小新風量的新風閥開度測量值設為最小新風量的新風閥開度上限值，將最小新風量的新風閥開度下限值設為0%；

第3-4-4步，最小新風量的新風閥開度上限值與下限值之間的區(qū)間減半，即計算最小新風量的新風閥開度上限值與下限值的均值，將計算的均值設為最小新風量的新風閥開度控制信號，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)；

第3-4-5步，若在第3-4-4步中變風量空氣處理機進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)時，新風比計算值與新風比期望值之間的偏差的絕對值超過閾值，且新風比計算值大于新風比期望值，將計算的均值賦值給最小新風量的新風閥開度上限值；

第3-4-6步，若在第3-4-4步中變風量空氣處理機進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)時，新風比計算值與新風比期望值之間的偏差的絕對值超過閾值，且新風比計算值小于新風比期望值，將計算的均值設為最小新風量的新風閥開度下限值；

第3-4-7步，重復執(zhí)行第3-4-4步、第3-4-5步、第3-4-6步，直至新風比計算值與新風比期望值之間的偏差的絕對值小于閾值；

第3-4-8步，將計算的最小新風量的新風閥開度上限值與下限值的均值設為最小新風量的新風閥開度設定值，最小新風量的新風閥開度設定值過大的故障糾正結束；

步驟3- 5：最小新風量的新風閥開度設定值太小的故障糾正方法：

第3-5-1步，如果在第2-10步中檢測到變風量空調系統存在最小新風量的新風閥開度設定值太小故障，采用二分法糾正最小新風量的新風閥開度設定值太小故障，進行最小新風量的新風閥開度設定值太小的故障糾正過程；否則，直接轉入步驟4；

第3-5-2步，如果送風溫度測量值、回風溫度測量值、混合風溫度測量值、新風比期望值、新風閥開度控制信號和新風閥開度測量信號沒有全部標識為“是”，直接轉入步驟4；

第3-5-3步，將當前最小新風量的新風閥開度測量值設為最小新風量的新風閥開度下限值，將最小新風量的新風閥開度上限值設為100%；

第3-5-4步，最小新風量的新風閥開度上限值與下限值之間的區(qū)間減半，即計算最小新風量的新風閥開度上限值與下限值的均值，將計算的均值設為最小新風量的新風閥開度控制信號，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)；

第3-5-5步，若在第3-5-4步中，變風量空氣處理機組15分鐘后變風量空調系統進入新的穩(wěn)定狀態(tài)時，新風比計算值與新風比期望值之間的偏差的絕對值超過閾值，且新風比計算值大于新風比期望值，將計算的均值設為最小新風量的新風閥開度上限值；

第3-5-6步，若在第3-5-4步中，變風量空氣處理機組15分鐘后變風量空調系統進入新的穩(wěn)定狀態(tài)時，新風比計算值與新風比期望值之間的偏差的絕對值超過閾值，且新風比計算值小于新風比期望值，將計算的均值設為最小新風量的新風閥開度下限值；

第3-5-7步，重復執(zhí)行第3-5-4步、第3-5-5步、第3-5-6步，直至新風比期望值與新風比計算值之間的偏差的絕對值小于閾值；

第3-5-8步，將計算的最小新風量的新風閥開度上限值與下限值的均值設為最小新風量的新風閥開度設定值，最小新風量的新風閥開度設定值太小的故障糾正結束。

本發(fā)明優(yōu)點在于利用所述專家規(guī)則對變風量空氣處理機組的故障進行診斷，然后運用主動式故障診斷技術診斷變風量空氣處理機組故障，從而解決了變風量空調系統故障診斷的關鍵問題，即：一個故障征兆可能存在多種潛在的故障原因。實現了準確判斷變風量空氣處理機組故障狀態(tài)、給出變風量空氣處理機組故障點；且故障診斷僅需要建筑EMCS系統中的傳感器數據、控制信號和設計參數，達到降低變風量空調系統的能耗、提高熱舒適性、減少維修維護成本目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明變風量空氣處理機組主動式故障診斷方法的結構。

圖2是本發(fā)明變風量空氣處理機組主動式故障診斷方法在實際建筑中應用的通信示意圖。

圖3是本發(fā)明所述變風量空氣處理機組的溫度傳感器主動式故障診斷流程圖。

圖4是本發(fā)明所述變風量空氣處理機組相對濕度傳感器的主動式故障診斷流程圖。

圖5是本發(fā)明所述最小新風量的新風閥開度設定值太大的故障糾正流程圖。

圖6是本發(fā)明所述最小新風量的新風閥開度設定值太小的故障糾正流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述實施例。

如圖1所示，本發(fā)明所述的變風量空氣處理機組主動式故障診斷方法，包括數據通信、基于專家規(guī)則的故障診斷、主動式故障診斷；

一、所述數據通信為：

如圖2所示，第1-1步，利用VB語言和OPC（英文：Object Linking and Embedding for Process Control，簡稱OPC）客戶端從EMCS系統（能源管理與控制系統；英文：Energy Management and Control System的縮寫）的中央處理器獲取變風量空氣處理機組實時運行數據，所述實時運行數據包括傳感器數據、控制信號和設計參數，即：送風溫度傳感器數據、送風溫度設定值、回風溫度傳感器數據、混合風溫度傳感器數據、送風相對濕度傳感器數據、回風相對濕度傳感器數據、混合風相對濕度傳感器數據、冷凍水溫度傳感器數據、冷凍水溫度設定值、送風靜壓傳感器數據、送風靜壓設定值、表面冷卻器水閥控制信號、新風閥開度控制信號、新風閥開度測量信號、表面冷卻器水閥開度測量信號、送風機運行狀態(tài)信號、送風機轉速測量信號、送風機轉速控制信號和冷凍水循環(huán)泵功率信號；

第1-2步，對第1-1步中所述傳感器數據、控制信號和設計參數進行逐項標識，若實際變風量空調系統具有某個傳感器數據、控制信號或設計參數信號，該傳感器數據、控制信號或設計參數信號將標識為“有”；若實際變風量空調系統沒有某個傳感器數據、控制信號或設計參數信號，該傳感器數據、控制信號或設計參數信號將標識為“無”；

第1-3步，將變風量空氣處理機組的新風比設計值賦值給新風比期望值，并將所述新風比期望值信號標識為“有”；若缺少所述變風量空氣處理機組的新風比設計值，則將新風比期望值信號標識為“無”；

第1-4步，根據變風量空氣處理機組的過濾器設計參數，將1.3倍的所述過濾器前后壓差作為過濾器前后壓差的閾值，并將過濾器前后壓差的所述閾值信號標識為“有”，如果不能獲取變風量空氣處理機組過濾器的設計數據，則將過濾器前后壓差的閾值信號標識為“無”；

第1-5步，利用所述VB語言和所述OPC客戶端向所述EMCS系統的中央處理器發(fā)送主動式故障診斷的控制信號。

二、所述基于專家規(guī)則的故障診斷：

利用變風量空氣處理機組的專家規(guī)則診斷故障征兆與故障原因存在一一對應關系的故障。專家規(guī)則由傳感器數據、控制信號、設計參數和測量誤差的閾值構成。若某一條專家規(guī)則被滿足就意味著系統發(fā)生了違反質量守恒原理、能量守恒原理或自動控制原理的現象，就意味著變風量空調系統存在著該條專家規(guī)則所對應的故障。本發(fā)明將按照下面的步驟逐項核對專家規(guī)則，某條專家規(guī)則被滿足將直接給出變風量空氣處理機組故障診斷結果。

第2-1步，若所述送風溫度測量值、送風溫度設定值和表面冷卻器水閥開度測量值沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-2步；若送風溫度測量值與送風溫度設定值之間的溫差大于1.5℃，所述表面冷卻器水閥開度測量值小于95%，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在表面冷卻器水閥故障；

第2-2步，若送風溫度測量值、送風溫度設定值、表面冷卻器水閥開度控制信號和表面冷卻器水閥開度測量值沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-4步；若送風溫度測量值與送風溫度設定值之間的溫差大于1.5℃，表面冷卻器水閥開度測量值與表面冷卻器水閥開度控制信號之間的偏差大于5%，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在表面冷卻器水閥控制器故障；

第2-3步，若送風溫度測量值、送風溫度設定值、表面冷卻器水閥開度控制信號和表面冷卻器水閥開度測量值沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-4步。若送風溫度設定值與送風溫度測量值之間的溫差大于1.5℃，表面冷卻器水閥開度控制信號與表面冷卻器水閥開度測量值之間的偏差大于5%，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在表面冷卻器水閥控制器故障；

第2-4步，若送風溫度測量值、送風溫度設定值、冷凍水溫度測量值和冷凍水溫度設定值沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-6步；若送風溫度測量值與送風溫度設定值之間的溫差大于1.5℃，冷凍水溫度測量值與冷凍水溫度設定值之間的溫差大于1.5℃，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在冷凍水溫度過高問題；

第2-5步，若送風溫度測量值、送風溫度設定值、冷凍水溫度測量值和冷凍水溫度設定值沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-6步；若送風溫度設定值與送風溫度測量值之間的溫差大于1.5℃，冷凍水溫度設定值與冷凍水溫度測量值之間的溫差大于1.5℃，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在冷凍水溫度過低問題；

第2-6步，若送風溫度測量值、送風溫度設定值和冷凍水循環(huán)水泵功率信號沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-7步；若送風溫度測量值與送風溫度設定值之間的溫差大于1.5℃，冷凍水循環(huán)水泵功率信號為0，且持續(xù)時間大于15分鐘，則判定變風量空調系統存在冷凍水循環(huán)水泵故障；

第2-7步，若送風溫度測量值、混合風溫度測量值和表面冷卻器水閥開度測量值沒有全部標識為“是”，直接跳轉至第2-8步；若表面冷卻器水閥開度測量值小于1%，混合風溫度測量值與送風溫度測量值之間的溫差大于2.5℃（包括溫度測量誤差閾值為1.5℃和送風機溫升為1℃），且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在表面冷卻器水閥泄露故障；

第2-8步，若所述變風量空氣處理機組的過濾器前后壓差測量值和所述過濾器前后壓差的閾值信號沒有全部標識為“是”，則直接跳轉至第2-9步；過濾器前后壓差測量值大于過濾器前后壓差的閾值，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在過濾器堵塞故障；

第2-9步，若送風溫度測量值、混合風溫度測量值、回風溫度測量值和新風比期望值沒有全部標識為“是”，則直接跳轉至第2-11步；根據式計算新風比，新風比閾值由式計算確定；新風比期望值是變風量空調系統設計時的新風比設計值；若送風溫度測量值與送風溫度設定值之間的溫差大于1.5℃，新風比計算值與新風比期望值之間的偏差大于閾值，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在最小新風量的新風閥開度設定值過大故障；

第2-10步，若送風溫度測量值、混合風溫度測量值、回風溫度測量值和所述新風比期望值沒有全部標識為“是”，則直接跳轉至第2-11步；根據式計算新風比，新風比閾值由式計算確定。新風比期望值是變風量空調系統設計時的新風比設計值；若送風溫度設定值與送風溫度測量值之間的溫差大于1.5℃，新風比期望值與新風比測量值之間的偏差大于閾值，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在最小新風量的新風閥開度設定值過小故障；

第2-11步，若送風溫度測量值、混合風溫度測量值和表面冷卻器水閥開度測量值沒有全部標識為“是”，則直接跳轉至步驟3；若送風溫度測量值與混合風溫度測量值之間的溫差大于2.5℃（其中溫度測量值誤差閾值為1.5℃，送風機溫升為1℃），表面冷卻器水閥開度測量值大于99%，且持續(xù)時間大于30分鐘，則判定變風量空調系統存在混合風溫度傳感器故障；

三、所述主動式故障診斷：

本發(fā)明采用變風量空氣處理機組主動式故障診斷方法診斷故障征兆存在多種故障原因的故障。首先利用所述專家規(guī)則檢測到故障征兆存在多種故障原因的故障，然后使變風量空氣處理機組進入以下預先設定的主動式故障診斷步驟，逐項排除潛在的故障原因，分離和診斷變風量空氣處理機組故障。

步驟3-1、所述送風機故障和送風靜壓傳感器故障的診斷：

第3-1-1步，如果所述送風靜壓測量值、送風靜壓設定值、送風機轉速測量值、送風機轉速控制信號、過濾器前后壓差測量值和過濾器前后壓差的閾值沒有全部標識為“是”，直接轉入步驟3-2；

第3-1-2步，如果送風靜壓設定值與送風靜壓測量值之間的壓差大于30Pa，持續(xù)時間超過30分鐘，則進行送風機和送風靜壓傳感器的主動式故障診斷過程；否則，直接轉入步驟3-2；

第3-1-3步，將送風機轉速控制信號增加10%，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)，若送風靜壓測量值和過濾器前后壓差測量值均不隨風機轉速控制信號增加而增加，則判定變風量空調系統存送風機故障；

第3-1-4步，若在第3-1-3步中，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，送風靜壓測量值不隨著送風機轉速控制信號增加而增加，而過濾器前后壓差測量值隨著送風機轉速控制信號增加而增加，則判定變風量空調系統存在送風靜壓傳感器故障；

步驟3-2、變風量空氣處理機組溫度傳感器的主動式故障診斷：

如圖3所示，第3-2-1步，如果送風溫度測量值、回風溫度測量值、混合風溫度測量值和新風閥開度控制信號、新風閥開度測量信號沒有全部標識為“是”，直接轉入步驟3-3；

第3-2-2步，如果混合風溫度測量值既小于回風溫度測量值又小于新風溫度測量值，或混合風溫度測量值既大于回風溫度測量值又大于新風溫度測量值，且持續(xù)時間超過30分鐘，則進行變風量空氣處理機組溫度傳感器主動式故障診斷過程；否則，直接轉入步驟3-3；

第3-2-3步，新風閥開度控制信號設為0%(新風閥全閉)，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)，獲得進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后回風溫度測量值和混合風溫度測量值；

第3-2-4步，如果第3-2-3步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后新風閥開度測量值大于1%，則判定變風量空調系統存在新風閥故障（新風閥不能完全關閉）；

第3-2-5步，新風閥開度控制信號設為100%(新風閥全開)，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)，獲得變風量空調系統進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后新風溫度測量值和混合風溫度測量值；

第3-2-6步，如果在第3-2-5步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后新風閥全開時新風閥開度測量值小于99%，則判定變風量空調系統存在著新風閥故障（新風閥不能完全打開）；

第3-2-7步，如果在第3-2-3步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后混合風溫度測量值與在第3-2-5步中所述變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后混合風溫度測量值之間的溫差的絕對值小于0.2℃，則判定變風量空調系統存在混合風溫度傳感器故障；

第3-2-8步，如果在第3-2-3步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風溫度測量值與回風溫度測量值之間的溫差的絕對值≤0.2℃，同時，在第3-2-5步中所述變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，新風溫度測量值與混合風溫度測量值之間的溫差的絕對值大于0.2℃，則判定變風量空調系統存在新風溫度傳感器故障；

第3-2-9步，如果在第3-2-3步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風溫度測量值與回風溫度測量值之間的溫差的絕對值≤0.2℃，同時，在第3-2-5步中所述變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，新風溫度測量值與混合風溫度測量值之間的溫差的絕對值≤0.2℃，則判定變風量空調系統存在新風閥故障（新風閥不能調至最小新風量的新風閥閥位）；

第3-2-10步，如果在第3-2-3步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風溫度測量值與回風溫度測量值之間的溫差的絕對值大于0.2℃，同時，在第3-2-5步中所述變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風溫度測量值與新風溫度測量值之間的溫差的絕對值大于0.2℃，則判定變風量空調系統存在混合風溫度傳感器故障；

第3-2-11步，如果在第3-2-3步中，變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風溫度測量值與回風溫度測量值之間的溫差的絕對值大于0.2℃，同時，在第3-2-5步中所述變風量空氣處理機組進入新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風溫度測量值與新風溫度測量值之間的溫差的絕對值≤0.2℃，則判定變風量空調系統存在回風溫度傳感器故障；

步驟3-3、變風量空氣處理機組相對濕度傳感器故障的故障診斷：

如圖4所示，第3-3-1步，如果送風相對濕度測量值、回風相對濕度測量值、混合風相對濕度測量值和新風閥開度控制信號沒有全部標識為“是”，直接轉入步驟3-4；

第3-3-2步，如果混合風相對濕度測量值既小于回風相對濕度測量值又小于新風相對濕度測量值，或混合風相對濕度測量值既大于回風相對濕度測量值又大于新風相對濕度測量值，且持續(xù)時間超過30分鐘，進行變風量空氣處理機組相對濕度傳感器故障診斷過程，否則，直接轉入步驟3-4；

第3-3-3步，新風閥開度控制信號設為0%（新風閥全閉），變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)，獲取進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后混合風相對濕度測量值和回風相對濕度測量值；

第3-3-4步，新風閥開度控制信號設為100%（新風閥全開），變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)，獲取進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后混合風相對濕度測量值和新風相對濕度測量值；

第3-3-5步，在第3-3-3步中，變風量空氣處理機組進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后，若混合風相對濕度測量值與回風相對濕度測量值之間的偏差的絕對值≤1%℃，則判定變風量空調系統存在新風相對濕度傳感器故障；

第3-3-6步，在第3-3-4步中，變風量空氣處理機組進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后，若混合風相對濕度測量值與新風相對濕度測量值之間的偏差的絕對值≤1%℃，則判定變風量空調系統存在回風相對濕度傳感器故障；

第3-3-7步，若在第3-3-3步中，變風量空氣處理機組進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后，混合風相對濕度測量值與回風相對濕度測量值之間的偏差的絕對值大于1%，且在第3-3-4步中變風量空氣處理機組進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)后混合風相對濕度測量值與新風相對濕度測量值之間的偏差的絕對值大于1%，則判定變風量空調系統存在混合風相對濕度傳感器故障；

步驟3- 4、最小新風量的新風閥開度設定值過大的故障糾正方法：

如圖5所示，第3-4-1步，如果在第2-9步中檢測到最小新風量的新風閥開度設定值過大故障，采用二分法糾正最小新風量的新風閥開度設定值過大故障，進行最小新風量的新風閥開度設定值過大的故障糾正過程；否則，直接轉入步驟3-5；

第3-4-2步，如果送風溫度測量值、回風溫度測量值、混合風溫度測量值、新風比期望值、新風閥開度控制信號和新風閥開度測量信號沒有全部標識為“是”，直接轉入步驟3-5；

第3-4-3步，將當前最小新風量的新風閥開度測量值設為最小新風量的新風閥開度上限值，將最小新風量的新風閥開度下限值設為0%；

第3-4-4步，最小新風量的新風閥開度上限值與下限值之間的區(qū)間減半，即計算最小新風量的新風閥開度上限值與下限值的均值，將計算的均值設為最小新風量的新風閥開度控制信號，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)；

第3-4-5步，若在第3-4-4步中變風量空氣處理機進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)時，新風比計算值與新風比期望值之間的偏差的絕對值超過閾值（確定方法見第2-9步），且新風比計算值大于新風比期望值，將計算的均值賦值給最小新風量的新風閥開度上限值；

第3-4-6步，若在第3-4-4步中變風量空氣處理機進入所述新的穩(wěn)定狀態(tài)時，新風比計算值與新風比期望值之間的偏差的絕對值超過閾值（確定方法見第2-9步），且新風比計算值小于新風比期望值，將計算的均值設為最小新風量的新風閥開度下限值；

第3-4-7步，重復執(zhí)行第3-4-4步、第3-4-5步、第3-4-6步，直至新風比計算值與新風比期望值之間的偏差的絕對值小于閾值（確定方法見第2-9步）；

第3-4-8步，將計算的最小新風量的新風閥開度上限值與下限值的均值設為最小新風量的新風閥開度設定值，最小新風量的新風閥開度設定值過大的故障糾正結束；

步驟3- 5：最小新風量的新風閥開度設定值太小的故障糾正方法：

如圖6所示，第3-5-1步，如果在第2-10步中檢測到變風量空調系統存在最小新風量的新風閥開度設定值太小故障，采用二分法糾正最小新風量的新風閥開度設定值太小故障，進行最小新風量的新風閥開度設定值太小的故障糾正過程；否則，直接轉入步驟4；

第3-5-2步，如果送風溫度測量值、回風溫度測量值、混合風溫度測量值、新風比期望值、新風閥開度控制信號和新風閥開度測量信號沒有全部標識為“是”，直接轉入步驟4；

第3-5-3步，將當前最小新風量的新風閥開度測量值設為最小新風量的新風閥開度下限值，將最小新風量的新風閥開度上限值設為100%；

第3-5-4步，最小新風量的新風閥開度上限值與下限值之間的區(qū)間減半，即計算最小新風量的新風閥開度上限值與下限值的均值，將計算的均值設為最小新風量的新風閥開度控制信號，變風量空氣處理機組15分鐘后進入新的穩(wěn)定狀態(tài)；

第3-5-5步，若在第3-5-4步中，變風量空氣處理機組15分鐘后變風量空調系統進入新的穩(wěn)定狀態(tài)時，新風比計算值與新風比期望值之間的偏差的絕對值超過閾值（確定方法見第2-10步），且新風比計算值大于新風比期望值，將計算的均值設為最小新風量的新風閥開度上限值；

第3-5-6步，若在第3-5-4步中，變風量空氣處理機組15分鐘后變風量空調系統進入新的穩(wěn)定狀態(tài)時，新風比計算值與新風比期望值之間的偏差的絕對值超過閾值（確定方法見第2-10步），且新風比計算值小于新風比期望值，將計算的均值設為最小新風量的新風閥開度下限值；

第3-5-7步，重復執(zhí)行第3-5-4步、第3-5-5步、第3-5-6步，直至新風比期望值與新風比計算值之間的偏差的絕對值小于閾值（確定方法見第2-10步）；

第3-5-8步，將計算的最小新風量的新風閥開度上限值與下限值的均值設為最小新風量的新風閥開度設定值，最小新風量的新風閥開度設定值太小的故障糾正結束。