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【摘 要】本文介绍了绿叶研发大楼暖通空调及送排风气体部分的群控详细设计。
【关键词】中央空调；智能系统；节能；控制；群控设计
【中图分类号】TU83 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）02-0207-02
1.技术设计基本要求
本群控系统提供相应通讯协议及接口，与主监控室内的大屏幕通讯且远程智能显示系统运行状态、相关参数；控制系统具有实时数据存储及历史数据存储功能。
1.1 本自控系统通过与制冷采暖机房内冷水机组、循环水泵、冷却塔、锅炉通讯（主机厂家提供通讯接口及协议）进行智能控制，控制系统实时采集室内外温湿度，智能计算建筑负荷，实时优化冷水机组、锅炉的运行状态，使其始终在高效点运行。
1.2 控制系统智能计算附属设备如循环水泵、冷却塔运行频率，使之与空调主机、锅炉耦合运行，做到供需吻合，高效节能，整体节能率不低于20%。
1.3 控制系统智能调整空调主机、锅炉的运行台数，使得每台设备运行时间均衡。
1.4 运行过程中当一台设备发生故障时，控制系统智能启动备用设备，不影响系统使用。
1.5 控制系统应能不断挖掘系统节能潜力，优化系统运行，提高中央空调系统的运行稳定性，降低能耗，方便管理。
1.6 软件系统应具有智能节能算法模块，通过智能计算及先进的控制模式，达到显著的节能效果，降低冷热量生产的成本，使系统经济高效运行。
1.7 控制系统实时采集室内压力及相关设计要求的空气质量实时值，智能调节送、排风机的运行状态，在保证室内空气品质的前提下最佳节能。
1.8 控制系统应能依据压力、温湿度变送器输送的实时数据智能调节空调末端电动风阀、电动水阀的开度及动力风机的运行状态，在保证要求的功能设定值时做到系统能耗最低、运行状态最佳。
1.9 中央空调节能控制系统及其控制软件应通过山东省住房和城乡建设厅建筑节能监测系统技术产品认定的节能产品。
1.10 控制系统在出厂前应进行模拟测试，达到出厂标准，现场安装后可以迅速投入正常使用。
1.11 气体系统分项、分区域、分建筑实时监测气体耗量，形成气体管网图，监测各个测点的当前运行状态。按年月日统计各区域气体耗量及费用。控制系统应能进行历史数据分析、能耗分析、能耗排名，全面、精细化的能耗分析，能直观的看到能耗变化、负荷变化，并抓住高耗能点，对负荷特性进行研究。
2.系统基本功能设计
2.1 智能节能控制。能够运用独特的控制策略及算法模型，精确预测未来时刻空调系统的负荷需求量和设备运行参数，具有对中央空调系统优化功能，并以此对中央空调系统中各受控设备进行动态调节。
2.2 系统自寻优控制。在有效克服系统惰性所带来的迟、滞问题、保证末端服务质量及动态预测系统负荷的前提下，依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据，根据气候条件、系统特性利用独特的算法模型推理、计算出所需的冷却水温度最佳值，并以此动态调节冷却水的流量和冷却塔风机的风量，保证整个空调系统始终处于最佳效率状态下运行。
2.3 系统能效分析控制。实现系统能耗数据动态分析，并把能效分析结果传送到中央控制器，作为智能节能控制的一个重要参数。
2.4 设备集中控制与管理。通过对用户设备运行数据和各种性能参数进行全自动巡回监测控制，经分析后以图文形式显示于画面，实现直观地了解设备运行状况。
2.5 监督功能。系统能进行实时预报和预警；监控设备的服务水平及节能效果；并能发布设备管理指令，对设备进行异地或远程维护操作。
2.6 主、备电机切换。当主电机发生故障停机时，可自动和手动切换到备用电机，保证空调系统正常运行。也可以设置为定时轮休运行。
2.7 自检、互锁、报警。系统软件具有丰富的自检功能和软件多级电气互锁及故障自动报警功能，确保设备运行安全。
2.8 系统功能详细要求
2.8.1 实现对中央空调系统运行参数的监督、管理，使整个系统能够随实际需要负荷、自动调整，实现空调及供热系统的智能化控制，从而提高系统的综合运行与管理效率，以达到节约能源的目的。
2.8.2 远程操作平台与机房智能控制总柜进行通讯，监控设备的运行状态及运行数据，便于设备集中管理；机房智能控制总柜须预留相关通讯接口，以便与楼宇自动控制进行数据通讯。
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2.8.3 对主机、锅炉采取以下有效的保护措施：
①蒸发器、冷凝器的低流量保护；②蒸发器出水低温保护、冷凝器出水高温保护；③冷冻水供、回水低压差保护、冷冻水供、回水高压差保护；④锅炉内介质温度、压力数据采集，使其在安全参数范围运行；
2.8.4 对水泵、风机系统监控以下参数：
①冷冻水供、回水压差；②冷冻水供、回水温度；③控制冷冻水泵启停；④水泵、风机的运行状态；⑤水泵、风机故障报警；⑥冷冻、风机手/自动状态；
2.8.5 对供气系统监控以下参数：
①供气压力、温度；②监测电动调节阀的开度；
2.8.6 对通排风系统监控以下参数:
①送排风机状态显示；②送排风机故障报警；③电动风阀开度、开关状态；④室内压力、空气要求质量值；
2.9 冷水机组、锅炉系统控制流程及联锁
2.9.1 冷水机组部分
启动：电动阀→冷冻水泵→冷却水泵→冷却塔风机→冷动机组；
停止：冷冻机组→冷冻水泵→冷却水泵→冷却塔风机→电动阀。
2.9.2 锅炉部分
启动：电动阀→热水泵→锅炉；
停止：锅炉→热水泵→电动阀。
3.软件设计
3.1 控制系统应具有一套完整的满足本协议要求的程序软件包，包括实时操作系统程序。
3.2 控制系统软件应具有以下功能：
3.2.1 实现中央空调动态闭环节能控制，辅助设备运行于最佳工况，优化主机。
3.2.2 通过配置系统的硬件、软件及网络配置，实现中央空调集散分布集中控制。
3.2.3 实现测量并记录各类工艺、设备状态的参数，设置节能和工频模式，可控制设备启停，并提供设备运行报告等功能；
3.2.4 监控并显示中央空调系统及换热系统各设备的工作状态，故障时自动报警并做出相应处理，使系统安全；
3.2.5 现场自动控制组织的安全调整功能，使系统根据设定的参数自动启动/停止及智能调节；
3.2.6 提供计算和预测工具，可预测空调系统负荷，从而发出指令控制系统设备，并且优化操作参数并组合，实现设备优化使用；
3.2.7 提高整体管理水平，实现中央控制站对设备的监督、控制和管理；
3.2.8 具有完善的统计功能：运行时间、历史曲线、历史报警信息等；具有报表输出及打印功能。
3.2.9 能快速检索信息，并对相关参数进行查询、修改、控制等，提供多种即时修改系统参数的方式；预定安排每天的开机与关机时间，周末和节假日安排，特殊时间表，执行最佳开机/关机时间，任何时间够可改变设定值。
3.2.10 控制系统还具有：
（1）差别控制功能：根据负荷变化特点的差别和冬夏季调节性能的不同采用不同的模糊控制模式。
（2）用户管理功能：对不同用户具有不同操作权限，权限保护密码可自行设定。用户权限分：负责人、用户、操作员三个权限；负责人权限能够设置系统的所有参数起停设备控制；用户权限能够设置系统运行部分参数起停设备控制；操作员权限只能起停设备控制不能改变系统参数。
（3）定时操作功能：根据现场需要可实现每天不少于两次定时自动开关机，达到无人职守要求。
（4）自动记忆功能：运行过程中电源掉电后自动记忆当前运行参数，恢复供电后自动追踪断电前的工作状态。
（5）防误操作功能：对错误的设定和操作不识别，防止误操作造成空调机损坏。
（6）扩展功能：可与系统楼宇控制提供通讯接口，实现楼宇集中控制。
（7）数据处理功能：采集系统各项参数，并通过控制器计算后，参与系统设备的控制。
4.硬件设计
4.1 系统内所有模件均是固态电路，标准化、模件化和插入式结构。
4.2 为保证设备的正常安全运行，核心部件必须采用进口配置，各模件的插拔有导轨和联锁。
4.3 模件的种类和尺寸规格，应规范且数量最佳，以减少备件的范围和费用支出。
4.4 所有接点输入模件都有防抖动滤波处理。
4.5 模件、设备要求安装于现场，具有足够的防护等级及有效的保护措施，以保证在恶劣的现场环境下正常工作。
4.6 I/O处理系统应“智能化”，以减轻控制系统的处理负荷。I/O处理系统应能完成扫描、数据整定、数字化输入和输出、线性化、热电偶冷端补偿、过程点质量判断、工程单位换算等功能。
4.7 所有的I/O模件都有标明I/O状态的LED指示和其它诊断显示，如模件电源指示等。
4.8 在系统电源丧失时，执行机构全部复位（程序设计时的初始化状态）。
4.9 分散控制单元之间用于跳闸、重要的联锁控制信号，应直接采用硬接线，而不可通过数据通讯总线发送。
5.结语
5.1 系统可以通过大屏幕将整个系统的运行状况、架构组成、节能亮点等进行展示。
5.2 可通过触摸屏点击的方式进行查询，并通过声、光、图、动画等模式输出，实现节能形象宣传、互动展示体验。
5.3 通过RS485通讯，MODBUS、TCP/IP、BACnet等协议进行一体化集成，通过一个平台实现对多套系统、多个建筑、多种设备的管理，提高管理及运维效率。
参考文献
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[5]《智能建筑设计标准》(GB/T 50314-2000).
[6]《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005.
[7]《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2011.
论文作者:李好青
论文发表刊物:《建筑知识》2017年2期
论文发表时间:2017/6/15
标签：系统论文; 设备论文; 控制系统论文; 参数论文; 功能论文; 水泵论文; 节能论文; 《建筑知识》2017年2期论文;