中央空DDC控制.doc

中央空调：DDC节能控制系统的应用
一、工程概况
   嘉兴华严花边中央空调工程主要是对工程内的主机、水泵、水塔设备、建筑内的通风系统，采用现代化计算机技术，进行集中监测和遥控管理，用来提高生产车间的管理水平，降低设备故障率，减少维护及营运成本。本系统按国家《智能建筑设计标准》（GB50314-2000）甲级标准设计。
    我们从设备监控系统的本质出发，在设计生产车间设备监控方案时，充分考虑业主各种功能需求，以保证本方案总体结构上最优、技术上先进可行、经济合理。DDC系统的设计有以下的安排：本生产车间共计10000平方米，分四层，现场处理机则放置在各楼层的机房。通讯网络经弱电垂直管道和横向线槽把操作员终端机及各层各区域之间的现场处理机连接起来。各现场处理机再经弱电线槽把有关设备（如传感器、阀门驱动器、干节点等）用屏蔽双绞线、连接起来。
    二、设计思路
    2.1设计目的
    本系统设计时，考虑了以下问题：
    ●先进性
    智能化系统设计要求开放式，模块化，建设一个可扩展的标准平台，可以在以太网的任何地方放置授权监控，操作终端，建设一个便于集成，具有良好人机对话界面的智能系统。
    ●实用性
    系统设计应以现有成熟的子系统和新产品为对象设计，同时还考虑周边信息通信环境的现状和技术发展的趋势，并考虑行政主管部门归口管理的要求，使设计的方案现实可行。
    ●高效性
    系统设计充分考虑智能化系统所涉及的子系统的信息和资源共享，有效地优化组合，从而通过网络创造一个安全、舒适、节能、高效的管理环境。
    ●标准化、开放性
    系统应采用国际标准通信协议，具有良好的开放性。对冷水主机、空调机组等机电设备的第三方控制系统提供标准、成型的接口设备和软件。
    ●多站点连接和可扩充性
    中央站和现场控制器之间应实现双向直接数据通信，没有其它中转和控制环节，以保证传输数据的一致性和减少数据传输时间延时，提高网络通信的可靠性。现场控制器之间实现双向直接数据通信，中央站停止工作不影响控制器功能和设备运行。
    ●方便易用性
    中央站采用全中文视窗平台，以中文动态图形化界面运行楼宇设备管理的日常控制、监视、调度管理工作，采集数据的归档、统计、报表管理等。系统界面需操作方便、简单易学、形象直观。
    2.2设计原则
    在设备选型及网络结构上，除了要保证设备的先进性、成熟性、实用性、扩展性，同时还考虑了智能化系统中的特殊性。
    在功能实现上，采用优化的控制方案，保证智能化系统能够提供安全、舒适、高效、节能的环境。同时强调实现显著的节能控制。
 三、系统需求和选型分析
    3.1系统的开放性和互操作性
    根据前文所述，智能化系统要求每个子系统进行分散灵活的管理与控制，又需要中心管理管理部门进行统一协调、监控，这就要求控制网络的架构要具有完善、可靠的网络功能和控制功能。
    同时由于系统控制对象众多，控制功能各异，控制要求会在以后的运行过程中会不断变化和增加，从长远来看，系统具有良好的开放性和互操作性应是考虑的重点。根据我公司以往的工程经验，并参照资料要求，我们设计的系统将采用MODBUS工业标准总线＋以太网的架构形式。
    MODBUS总线技术是工业自动化领域成熟，高度可靠，开放式的控制总线形式，传输速率最大可达1兆波特，单条总线长度1200米。
    以太网技术的应用也很成熟，目前已成为最常用的网络架构，已在业界广泛使用。
    根据我公司的经验，选择开放的、具有互操作性的系统的好处在于，它不仅能实现不同通讯协议设备间的互操作，并且可协调控制设备与信息管理应用程序的运行。真正的开放式系统，所带给用户的利益的极其广泛的，其中最重要的一点是选用该系统的开发商、终端用户可对他们的设备享有充分的控制权，他们可按照自己的需要和爱好选择产品和备件、产品特征以及符合他们要求的设备供应商。
    3.2基于MODBUS的空调系统联网监控示意图
    DDC系统结构图

DDC系统结构图
    3.3系统选型分析
     本方案采用HWC系列DDC控制系统，系统设一个中央管理站，管理软件是美国江森。由中央站计算机、控制器构成两段网络，组成分布式体系结构，实现“分散控制，集中管理”的控制模式。
     主机与控制器机通过A53通讯转换器连接成MODBUS网络；控制器（DDC）直接与现场控制元件（阀门执行器，继电器接点）、传感元件（温度、压力压差、流量等传感器）连接。
 四.控制对象分析
    4.1主机系统控制原理：
    控制设备：冷却泵3台；冷冻一次泵3台；热水泵2台；冷却塔2台；主机3台。
    冷冻站系统图

冷冻站系统图
    DDC系统可以实现如下的功能：
监控设备
设备数量
监控内容
说明
冷水机组
3
开关控制、手自动状态、运行状态、
故障状态

冷却水泵
3
开关控制、手自动状态、运行状态、
故障状态

冷冻水泵
3
开关控制、手自动状态、运行状态、
故障状态

冷却塔
2
开关控制、手自动状态、运行状态、
故障状态

    1、主要设备(冷冻主机、水泵和水塔风机)均取运行状态、故障报警、手自动转换和设备启动停止为监视和控制点，从而了解设备的运行情况。
    2、检测冷冻水供、回水温度，通过电脑联网在电脑上显示实时温度曲线。
    3、检测冷却水供、回水温度，通过电脑联网在电脑上显示实时温度曲线。并根据冷却水温度自动启停冷却塔风机的台数，以达到节能的目的，同时也维持冷却水供水温度，使空调主机能在更高的效率下运行。
    4、自动累积每台水泵运行时间，优先开启运行时间相对少的机组，使每台机组运行时间基本相等，目的是延长机组使用寿命，降低主机的折旧率。
    5、远程和现场同时显示冷水机组、水泵、冷却塔的运行状态、故障状态和手自动状态，也显示电动蝶阀和水流开关的状态。
    6、报警：水泵故障报警、冷却塔故障报警、主机故障报警；
    4.1.1开机逻辑控制
    冷却塔风机——冷冻机的冷凝器电动蝶阀——冷却水泵——冷冻机的蒸发器电动蝶阀——冷冻水泵——制冷机组
    4.1.2关机逻辑控制
    制冷机（延时5分钟）——冷冻水泵——冷冻机的蒸发器电动蝶阀——冷却水泵——冷冻机的冷凝器电动蝶阀——冷却水塔风机
    4.1.3显示
    水泵、冷却塔的运行状态和故障状态显示。
    4.1.4记录
    中央站彩色动态图形显示，记录各种状态和报警，记录启停时间、累计运行时间及其历史数据等参数。
   4.1.5时序
    中央监控对系统中各种温度、设备运行状态和报警及各种设备的启、停。中央站可编制节假日，上、下班等时间运行程序，在不同时段合理地运行设备，节约能源。
五、中央站管理软件说明
    中央站管理软件可以采用任何通用的工业自控组态软件，如IFIX，INTOUCH，WINCC，组态王，力控，昆仑通态等。举例说明：一般组态软件都遵循现有工业标准，系统开放。整个系统网络运行在快速以太网上，协议为标准的TCP/IP。提供IBMS系统的数据接口方式有ODBC、NetAPI、标准的SQL接口、AdvanceDDE，并且支持BACNet、OPC、LonWorks等工业标准协议。
    上位机界面：

上位机界面
    系统特点：
专业的图形人机交互界面 ØØ    
支持本地及远端的多个高性能工作站 ØØ     
对各类楼控设备的实时监控 ØØ    
强大的报警管理 ØØ    
提供大量的历史数据和趋势图 ØØ    
灵活多样的标准或用户自定义的报表 ØØ    
强大的应用开发工具 ØØ    
支持基于工业标准网络的本地及远端多客户机/服务器体系 ØØ    
详细安保数据与人事系统的集成 ØØ    
针对大型高端用户的多服务器功能 ØØ    
热冗余功能 ØØ    
ActiveX技术 ØØ