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暖通空调控制系统综述

一、项目概况
暖通空调控制系统采用3台离心式冷水机组进行制冷。系统主要包括以下设备：冷却塔3台、冷热水集、分水器各1台、冷冻水循环泵5台、冷却水循环泵3台、补水泵2台。

二、冷冻站系统控制功能
系统对整个制冷站系统内的设备进行集中监控，并根据不同的水系统形式，完成合理的工作流程。另他们能够协调操作，从而达到自动化运行和统一管理。
1）负荷计算：系统根据测量的冷冻水的供回水温度和冷冻水供水流量，通过计算服务区域的负荷量以此判断增加和减少冷水机组的运行台数。
2）顺序启停：系统依据总运行时间来判断增加和减少冷水机组的运行台数。
3）压差旁通：为避免水系统压力过大，采用压差旁通补偿，对集分水器间的旁通阀进行PID调节，从而保证系统的安全与稳定。
4）故障判断：为保证系统效率和安全当系统检测到任何正在运行的设备故障时，系统会自动将与其串联的其他设备停止，并启动运行次序在其后的设备。
5）意外掉电：当控制系统意外掉电，系统将还原，并按次序自动重新启动。
三、冷冻站管理功能：
1）图形显示：采用动态图像和易于管理和符号表示被监视的内容，用户能通过高分辨率的彩色图像界面，观看系统的状态和设备信息。
2）事件管理：系统为用户提供许多系统报警，主动为用户的判断提供依据：温度高低限报警、水压差低限报警、机组状态监控、监控报警、根据报警的级别和类别设置将这些事件和消息发送到打印机或其他应用管理服务器中
3）趋势分析：
1、 为在整个系统基础上进行运行性能的详细分析，用户可以利用趋势分析工具
2、 冷冻水和冷却水总管的供回水温度
3、冷冻水流量
4、建筑物负荷及供回水压差
5、供回水压差设定值
6、旁通阀开度
7、每台冷机的电流百分比
8、 每台冷机的冷冻水出水/回水温度
9、冷冻水的出水温度设定
4）汇总报告：
任何模拟量或者脉冲信号，都可以被中央控制盘进行累计，作为能源消耗的汇总报告。此项特性包括了特殊事件的发生次数和设备累计运行时间，并将这些数据提供给维护及服务程序，使用户更容易预测系统可能存在的问题。
5）时间计划：
该功能允许用户定义设备的运行日期和时间，可以按照星期进行周期性的设置，并排除假日或特定日历日来安排时间。
安全设置：通过要求输入用户名和密码来鉴别系统和有效用户。设备可以按分类级别来制定用户仅能够监控某一类设备，动作设定可提供仅浏览、可操作、可修改等超过10种级别，时间表则划定了该用户的有效访问时段。
四、冷冻站监控原理
冷水机组通过通讯方式接入建筑设备监控系统，将冷水机组的各种参数，如工作方式、运行状态、故障报警等采集到建筑设备监控系统，同时将建筑设备监控系统中央站上的各种命令，如远程启停信号，传送到冷水机组。
其他设备采用DDC方式实现，包括冷却塔，冷冻水泵、冷却水泵等设备。
1) 监控内容与功能实现
监控对象
冷源系统
监测内容
   冷却塔风机手自动状态
   冷却塔风机故障报警
   冷却塔风机运行状态
   冷却塔风机启停控制
  软化水装置进水压力  软化水水箱液位
   冷却水水池液位
   冷却水供回水温度
   冷冻水供回水温度
   离心冷水机组运行状态，故障报警及手动/自动状态；
   冷水机组启停次数，累计运行时间，发出定时检修提示；
   冷却水循环泵手自动状态
   冷却水循环泵故障报警
   冷却水循环泵运行状态
   冷却水循环泵启停控制
   冷却水运行状态
   冷冻水循环泵手自动状态
   冷冻水循环泵故障报警
   冷冻水循环泵运行状态
   冷冻水循环泵启停控制
   冷冻水泵水流状态
   空调冷水定压补水装置运行状态
   空调热水定压补水装置运行状态
   冷冻水供水压力
控制内容
   冷水机组启停控制
   根据冷冻水供、回水温度及流量计算实际制冷负荷，按冷水机组额定制冷量，调节冷水机组运行台数；  
按时间表控制设备启停，累积设备运行时间，提示定时维修；
  监测系统内各测点的温度、压力、流量等参数；
   冷冻水供、回水温度及流量计算实际制冷负荷，按冷水机组额定制冷量，调节冷水机组运行台数；
   根据DDC内部所存储的冷水机组累计运行时间，在不需要开启全部冷水机组时，启动累积运行时间短的冷水机组，关闭累积运行时间长的冷水机组，自动进行时间均衡调节；
   按正确顺序依次连锁启停外围设备（包括冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机和电动蝶阀）；
报警内容
   冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机故障报警
   温度高低限报警
   水管网压差报警
显示打印
      状态、报警等各种参数的动态图形及报表，列出设备保养及维修报告。

2)控制方法
根据事先排定的工作及时间表，定时启停冷冻水泵、冷水却塔等。
冷水机组台数控制：根据冷冻水供、回水温度和供水流量测量值，自动计算所需冷负荷量，调节冷水机组运行台数。
负荷计算：Q＝K×M×(T1－T2)  其中：
Q：负荷
K：常数
M：流量
T1：冷水回水总管温度
T2：冷水供水总管温度
冷水机组联锁控制：
启动时：开冷却塔蝶阀、风机，开冷冻水泵，开冷水机组。
停止时：停冷水机组，关冷冻水泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵。
冬季时根据供水管的流量及集水器、分水器的温差，计算热负荷，对热水组进行群控。
冷冻水差压控制：根据冷冻水供回水压差，自动调节旁通阀，维持供回水压差恒定。
冷却水温控制：根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的启动台数。
水泵保护控制：水泵启动后，压差感应开关检测水压状态，如故障则自动停机。
冷冻泵启动后，水流开关监测水流状态，若无水流则不能启动冷机。
五、冷冻站集控工作站要求
采用行业标准的MODUBUS协议，需兼容现行的常用现场标准总线协议（例如BACnet，TCP/IP等），同时还能为非标准协议的连接提供工具软件，能给已建系统提供全面的软件技术支持。
系统由数据管理服务器、浏览工作站，以太网现场直接数字控制器、传感器、阀门及执行机构等组成。系统管理层采用BACnet IP协议，控制层Modbus协议，数据库应支持SQL Server、Oracal等流行商用数据库软件，上位软件支持OPC、BACnet/IP、并且必须提供开放的标准化接口以方便与第三方楼宇设备自控系统或管理平台系统在管理层的集成；
中央管理工作站软件数据库点数应无限制，便于系统维护。
提供免费的网络设置、控制器编程一体化编程工程工具。
现场DDC控制器应具有高性能的32位处理器至少1.25M 的FlashROM以及520K的RAM，可进行复杂，高性能控制的任何用途；支持多种标准开放的通讯协议，包括：Modbus、BACnet、LonTalk、CANBus、HTTP、FTP等并提供免费的开放性接口，控制器必须可以通过这些标准通讯接口与第三方设备进行集成和通讯。
工作站软件为”中文窗口”平台，而系统软件则包括运行系统、数据库管理、通信控制、操作人员接口、程序调度、时间与联锁程序，能源管理等。工作站提供彩色动态图像显示，能于接获警报状态后，立即显示监控点所属位置，透过鼠标点击，实时显示系统图的有关位置，加快系统修复时间及便利日常管理维护。