冷水機(jī)房自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究

資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇，在首屆(中國)高效機(jī)房系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)維研討會(huì)上，住建部分享的數(shù)據(jù)中指出，占比建筑能耗50%的空調(diào)系統(tǒng)，可優(yōu)化節(jié)能潛力在30%以上。選用節(jié)能產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗只是基礎(chǔ)，主要適用于新建或新增項(xiàng)目，如果能夠?qū)⒗吓f辦公樓空調(diào)系統(tǒng)中的機(jī)房在通過小投入改造利用自動(dòng)化手段實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，既能實(shí)現(xiàn)能耗下降的同時(shí)又能縮減機(jī)房運(yùn)營的人工投入，將具有十分重要的推廣意義。本文以某辦公和商場共用，設(shè)置空調(diào)制冷機(jī)房自控系統(tǒng)的大廈為例。通過自動(dòng)控制以解決運(yùn)行人員手減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)集中調(diào)度管理。本論文簡單闡述了制冷機(jī)房自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括改造方案、自動(dòng)化儀器儀表清單以及PLC控制器的選型以及控制策略，并把調(diào)試過程中發(fā)生典型問題及處理方法進(jìn)行了闡述說明，同時(shí)詳細(xì)的介紹了控制系統(tǒng)的主要功能以及該系關(guān)鍵詞：冷水機(jī)組無人值守運(yùn)行管理模式空調(diào)系統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)制冷機(jī)房主要由冷水機(jī)組、冷卻水泵、冷凍水泵和冷卻塔等設(shè)備組在首屆(中國)高效機(jī)房系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)維研討會(huì)上，住建部分享了一組數(shù)據(jù)：占比建筑50%能耗的空調(diào)系統(tǒng)，可優(yōu)化節(jié)能潛力30%以上，為綠色高質(zhì)量發(fā)展帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。產(chǎn)品節(jié)能只是基礎(chǔ)，機(jī)房內(nèi)設(shè)備接入自控系統(tǒng)統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控、無人值守為本文研究組根據(jù)負(fù)荷切換由運(yùn)行人員手動(dòng)完成，存在調(diào)整時(shí)間不及時(shí)，冷水機(jī)組溫度設(shè)定不及時(shí)，冷機(jī)切換不及時(shí)等問題，造成能耗浪費(fèi)，且為確保24小時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行保障人員需要多班次值守，人工成本逐年上升，進(jìn)一步加大了設(shè)備運(yùn)行成本。本項(xiàng)目通過采集和自動(dòng)控制制冷機(jī)房設(shè)備狀態(tài)，來解決調(diào)整不及時(shí)問題。將制冷機(jī)房改造為無人值守機(jī)房，運(yùn)行人員僅需負(fù)責(zé)定時(shí)巡視和突發(fā)問題處置，人工成本至少下降50%,能耗有望下降10%以上。名稱設(shè)備名稱數(shù)量說明大機(jī)組系統(tǒng)冷凍機(jī)組2大機(jī)組900T冷量，離心機(jī)組2臺(tái)冷凍泵2大機(jī)組55KW的2臺(tái)冷卻泵2大機(jī)組45KW的2臺(tái)小機(jī)組系統(tǒng)冷凍機(jī)組1冷凍泵2小機(jī)組22KW的2臺(tái)冷卻泵2小機(jī)組18.5KW的2臺(tái)冷卻塔系統(tǒng)冷卻塔風(fēng)扇6冷凍補(bǔ)水系統(tǒng)補(bǔ)水泵2補(bǔ)水泵5.5KW的2臺(tái)設(shè)備采集值/量程或單位信號(hào)類型安裝位置T1#冷凍水出水溫度計(jì)溫度/0-160℃1#機(jī)組冷凍水出水管道T1#冷凍水回水溫度計(jì)溫度/0-160℃1#機(jī)組冷凍水回水管道Tl#冷卻水出水溫度計(jì)溫度/0-160℃1#機(jī)組冷卻水出水管道T1#冷卻水回水溫度計(jì)溫度/0-160℃1#機(jī)組冷卻水回水管道T2#冷凍水出水溫度計(jì)溫度/0-160℃2#機(jī)組冷凍水出水管道T2#冷凍水回水溫度計(jì)溫度/0-160℃2#機(jī)組冷凍水回水管道T2#冷卻水回水溫度計(jì)溫度/0-160℃2#機(jī)組冷卻水出水管道T2#冷卻水回水溫度計(jì)溫度/0-160℃2#機(jī)組冷卻水回水管道T3#冷凍水出水溫度計(jì)溫度/0-160℃3#機(jī)組冷凍水出水管道T3#冷凍水回水溫度計(jì)溫度/0-160℃3#機(jī)組冷凍水回水管道T3#冷卻水回水溫度計(jì)溫度/0-160℃3#機(jī)組冷卻水出水管道T3#冷卻水回水溫度計(jì)溫度/0-160℃3#機(jī)組冷卻水回水管道T1#分水器溫度溫度/0-160℃安裝在冷凍水分水器上T1#集水器總回水溫度計(jì)溫度/0-160℃安裝在冷凍水集水器上集水器T1#商場溫度計(jì)溫度/0-160℃安裝在集水器支管，商場冷凍水回水管集水器T2#B座溫度計(jì)溫度/0-160℃安裝在集水器支管，B座冷凍回水管集水器T3#A座溫度計(jì)溫度/0-160℃安裝在集水器支管，A座冷凍回水管T4#內(nèi)環(huán)回水溫度計(jì)溫度/0-160℃內(nèi)環(huán)冷凍水回水管P1#冷凍水出水壓力計(jì)壓力/0-1.6MPa1#機(jī)組冷凍水出水管道P1#冷凍水回水壓力計(jì)壓力/0-1.6MPa1#機(jī)組冷凍水回水管道P1#冷卻水出水壓力計(jì)壓力/0-1.6MPa1#機(jī)組冷卻水出水管道P1#冷卻水回水壓力計(jì)壓力/0-1.6MPa1#機(jī)組冷卻水回水管道P2#冷凍水出水壓力計(jì)壓力/0-1.6MPa2#機(jī)組冷凍水出水管道P2#冷凍水回水壓力計(jì)壓力/0-1.6MPa2#機(jī)組冷凍水回水管道P2#冷卻水出水壓力計(jì)壓力/0-1.6MPa2#機(jī)組冷卻水出水管道P2#冷卻水回水壓力計(jì)壓力/0-1.6MPa2#機(jī)組冷卻水回水管道P3#冷凍水出水壓力計(jì)壓力/0-1.6MPa3#機(jī)組冷凍水出水管道P3#冷凍水回水壓力計(jì)壓力/0-1.6MPa3#機(jī)組冷凍水回水管道P3#冷卻水出水壓力計(jì)壓力/0-1.6MPa3#機(jī)組冷卻水出水管道P3#冷卻水回水壓力計(jì)壓力/0-1.6MPa3#機(jī)組冷卻水回水管道P1#集水器壓力壓力/0-1.6MPa安裝在冷凍水分水器上P2分水器壓力壓力/0-1.6MPa安裝在冷凍水集水器上Q1#流量計(jì)安裝在1#、2#冷機(jī)冷凍水出水管道Q2#流量計(jì)安裝在3#冷機(jī)冷凍水出水管道T1#室外溫濕度傳感器寫字樓首層北側(cè)墻面T2#室內(nèi)溫濕度傳感器溫度/-15-50℃濕度/0-95%寫字樓10層客戶區(qū)域內(nèi)補(bǔ)水泵控制柜補(bǔ)水泵控制柜序號(hào)類別名稱數(shù)量通訊1冷水機(jī)組機(jī)組通訊協(xié)議模塊332流量計(jì)/冷水冷量表113流量計(jì)/冷水冷量表114溫度傳感器5壓力傳感器6電磁閥337統(tǒng)冷凍水泵水泵遠(yuǎn)程控制4848水泵變頻控制222429集水器集水器溫度傳感器55集水器壓力傳感器11電動(dòng)蝶閥6分水器分水器溫度傳感器11分水器壓力傳感器11統(tǒng)冷卻水泵水泵遠(yuǎn)程控制484冷卻塔卻塔控制柜遠(yuǎn)程控制改造666自動(dòng)加藥裝置111儀表室外溫濕度傳感器12室內(nèi)溫濕度傳感器12合計(jì)43表1-3設(shè)備選型如下：名稱型號(hào)數(shù)量柜體1國產(chǎn)空開1施耐德01西門子負(fù)載電源PM70W,120/230VAC,1西門子01西門子存儲(chǔ)卡4MB01西門子01西門子總線適配器2xRJ4501西門子04西門子03西門子15西門子11西門子底座(帶饋電能力)4西門子底座(無饋電能力)9西門子觸摸屏10寸多串口1昆侖通態(tài)直流電源1明偉熔斷器國產(chǎn)三相插座三孔1國產(chǎn)變壓器AC220V/24V500VA1國產(chǎn)研華2研華中間繼電器施耐德地排1國產(chǎn)端子2菲尼克斯端子UK2.5N菲尼克斯第3章控制策略1)室外溫度為≥24℃且室內(nèi)溫度到達(dá)27℃時(shí)，首先啟動(dòng)一臺(tái)離心機(jī)組；2)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，中午12:00以后，在極度桑拿天的日期里，需要實(shí)行加減機(jī)(1)開機(jī)條件滿足室外溫度≥24℃,室內(nèi)溫度≥27℃時(shí)。(2)開啟1#離心式冷水機(jī)組為主要運(yùn)行機(jī)組，2#機(jī)備份。(3)12:00后開始，每隔30min,檢測一次的冷凍水回水溫度，≥15℃,冷水機(jī)組冷負(fù)荷百分比≥95%,隔10min后，再次確認(rèn)不變，增加開啟小螺桿機(jī)運(yùn)行。(4)檢測準(zhǔn)備啟動(dòng)的冷水機(jī)組是否處于自動(dòng)且正常狀態(tài)，如果檢測到準(zhǔn)備啟動(dòng)的冷(5)開啟對應(yīng)的冷動(dòng)泵、冷卻泵。(7)檢測冷卻水回水溫度>30℃,檢測冷卻塔風(fēng)機(jī)是否處于自動(dòng)且正常狀態(tài)，如果檢測到準(zhǔn)備啟動(dòng)的冷卻塔風(fēng)機(jī)處于手動(dòng)狀態(tài)或者有故障報(bào)警，則馬上撤銷此設(shè)備的啟動(dòng)命(8)檢測冷凍/冷卻水壓差狀態(tài)，延遲10min,小螺桿機(jī)開。3.3、系統(tǒng)控制流程開機(jī)條件為：在設(shè)定的開機(jī)時(shí)間內(nèi)滿足室外溫度大于24℃(可設(shè)定)并且室內(nèi)溫度大于26℃(可設(shè)定)時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)程序，自動(dòng)開啟對應(yīng)機(jī)組閥門、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔中午12:00后開始，當(dāng)運(yùn)行中的冷水機(jī)組負(fù)載率在30min內(nèi)都大于95%時(shí)，運(yùn)行程序當(dāng)負(fù)載率≤60%,冷凍水供回水溫差<3℃(可設(shè)定),運(yùn)行中持續(xù)30min無改變，則當(dāng)離心機(jī)組負(fù)載率低于48%(可設(shè)定)時(shí)，且持續(xù)30分鐘無變化，則機(jī)組進(jìn)入間歇停機(jī)狀態(tài)。設(shè)置條件為停機(jī)30分鐘并且室內(nèi)溫度>28℃(可設(shè)定)方可再次啟機(jī)。制冷系小機(jī)組故障輸出水泵運(yùn)行信號(hào)中斷故降輸出大機(jī)組運(yùn)行過程中冷凍水泵運(yùn)行信號(hào)中斷故障輸出泄水打補(bǔ)水泵手動(dòng)設(shè)定頻率定頻運(yùn)行，自動(dòng)根據(jù)設(shè)定的定壓值與實(shí)際測量值作對比PID調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率控制水泵啟停。補(bǔ)水2補(bǔ)水玩程認(rèn)本延時(shí)啟動(dòng)壓力值低港位師牛反樓18市控出值t2手動(dòng)設(shè)座額市；2額本控出值：輸入框輸入框輸入框輸入框度。(注：溫度可調(diào))自動(dòng)條件下只要有一個(gè)冷卻泵運(yùn)行就啟動(dòng)冷塔，冷卻泵全部停止冷塔才停止。師墻玩程狀運(yùn)行狀態(tài)行狀志6運(yùn)行狀故2#/5#待塔白動(dòng)溫度設(shè)定，1#/4冷塔自動(dòng)溫植設(shè)定，啟動(dòng)溫度件正溫度14/4#冷塔白動(dòng)溫度設(shè)定，3國技態(tài)1遠(yuǎn)行狀志手動(dòng)自動(dòng)動(dòng)大機(jī)組時(shí)間設(shè)定：選好星期后(默認(rèn)周一至周五),設(shè)定大機(jī)組白天運(yùn)行時(shí)間(默認(rèn)8:00),后在設(shè)定小機(jī)組夜間運(yùn)行時(shí)間(默認(rèn)17:30---19:30),大機(jī)組會(huì)按照設(shè)定時(shí)小機(jī)組時(shí)間設(shè)定：選好星期后(默認(rèn)周六和周日),設(shè)定小機(jī)組全天運(yùn)行時(shí)間(默認(rèn)8:圖3-4閥門控制界面內(nèi)環(huán)回水煤閥內(nèi)環(huán)回水煤閥電動(dòng)煙四開給定忙調(diào)關(guān)到位辦公閥間息動(dòng)行時(shí)段時(shí)間應(yīng)早干專機(jī)造行的間晚于冷機(jī)凍景體止時(shí)間返回B座回水蝶閥電動(dòng)煌現(xiàn)開給定電動(dòng)蝶四關(guān)輸定焊國關(guān)到位分停止時(shí)動(dòng)進(jìn)閥電動(dòng)罐訓(xùn)關(guān)給定耀閥開到位關(guān)到位按薄納辦公自動(dòng)電動(dòng)燥閥開給定電動(dòng)炸的關(guān)細(xì)定媚調(diào)開到位螺國關(guān)到位開到位故障位運(yùn)行時(shí)段設(shè)定圖3-5運(yùn)行時(shí)間設(shè)置界面開機(jī)設(shè)定值0.0℃星期一大機(jī)組白天0分開機(jī)設(shè)定值小機(jī)組夜間運(yùn)行時(shí)段星期六實(shí)際值：停止時(shí)0分小機(jī)組全天0返回自動(dòng)設(shè)定值時(shí)延時(shí)30分鐘后停止冷機(jī)，不停水泵。啟動(dòng)小冷機(jī)條件，在12點(diǎn)以后開始執(zhí)行當(dāng)大冷機(jī)電流百分比高于95%后延時(shí)30分鐘溫差實(shí)際值后并且當(dāng)大冷機(jī)電流百分比低于60%后延時(shí)30分鐘后停止小冷機(jī)。圖3-6自動(dòng)控制設(shè)置界面基錄苷機(jī)為面動(dòng)2#冷機(jī)空功井四開案井案并冷批井再停機(jī)證時(shí)雷設(shè)程值電流日分破全績L降機(jī)報(bào)定低魚職社流水供溫水淚術(shù)謹(jǐn)要需標(biāo)值重內(nèi)溫度監(jiān)大機(jī)供4釋連水標(biāo)機(jī)設(shè)定大機(jī)供4釋連水標(biāo)機(jī)設(shè)定1機(jī)計(jì)和水壓季大機(jī)細(xì)冷本試偏擇批設(shè)定大相組于登實(shí)際值外部改變后重新調(diào)試程序，當(dāng)PID輸出低于水泵運(yùn)行的最低頻率39HZ時(shí)，程序內(nèi)不過流。最后找出合