基于DCS的中央空调冷水机组自动控制系统
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自控系统介绍一、概述随着科技的不断发展和进步,现代化的建筑物迅速崛起及发展,已成为国民经济迅速增长的必然条件。
而现代化建筑物的大型化、智能化和多功能化,必然导致建筑物内机电设备种类繁多,技术性能复杂,维修服务保养项目的不断增加,管理工作已非人工所能应付。
因此,采用自动化监控系统技术及计算机管理已成为现代建筑最重要的管理手段。
它可以大量的节省人力、能源、降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、减少维护及营运成本,提高建筑物总体运作管理水平。
建筑自动化监控系统(Building Automation System,简称BAS),实质上是一套中央监控系统(Central Control Monitoring System,简称CCMS),有时称为综合中央管理系统。
现阶段已广泛应用于各类建筑领域,以提供对各类建筑物内设备进行高效率管理与控制的有效途径。
BA系统的主要功能是:对机电设备实现以最优控制为中心的过程控制自动化;以运行状态监视和计算为中心的设备管理自动化;以安全状态监视和灾害控制为中心的安全管理自动化;以节能运行为中心的能量管理自动化。
机房集中监控系统是智能建筑系统中最重要的子系统之一,这可以从以下几方面看出:智能建筑设备控制中机房设备相对比例较大,控制流程和技术较复杂,涉及自动控制、通信、计算机、图形及显示技术等。
机房集中监控系统,它不仅涉及对大厦的电、风、水等设备进行控制,而且与大厦的IT(信息技术)应用了有紧密的联系。
机房集中监控系统技术发展十分迅速,控制网络技术的突破性进展给楼宇控制领域带来巨大的影响。
机房集中监控系统是智能化工程中投资较大的部分。
1、系统的必要性随着计算机技术的发展和普及,计算机系统数量与日俱增,其配套的环境设备也日益增多,计算机房已成为各大单位的重要组成部分。
机房的环境设备(供配电、UPS、暖通设备、等)必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。
一旦机房设备出现故障,就会影响到计算机系统的运行,对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁,如事故严重又不能及时处理,就可能损坏硬件设备,造成严重后果。
基于分布式中央空调冷水机组控制系统的优化设计[摘要]我国建筑工程呈现多样化趋势,现代建筑设计中的空调系统也成为建筑工程中的必备项目。
中央空调是现代化楼宇建筑的必需设备,同时也是自动化系统中耗能最多的设备,其能耗组成部分中约有一半以上的电负荷消耗于中央空调的冷水机组,因此,对于冷水机组能耗的控制效果直接关系到自动化系统的节能水平。
本文就以中央空调设备为研究对象,并结合DCS(分布式控制系统Distributed Control System,在国内自控行业又称之为集散控制系统)理论分析如何进行冷水机组控制系统的优化设计。
[关键词]中央空调;冷水机组;控制系统;优化设计文章编号:2095-4085(2016)03-0032-02在现代化建筑中的耗能设备中,中央空调是耗能较高的一种自动化设备,且其大部分能量都通过冷水机组消耗掉。
目前对中央空调冷水机组的控制主要从调度启停、运行监测等几个方面着手,很少涉及整体协调性的优化控制。
基于此,本文将从DCS(分布式控制系统Distributed Control System)基本理论出发,详细阐述如何进行系统的优化设计,以提高中央空调冷水机组的实际优化效果,提高能源利用率,提高自动化系统的节能水平。
1 DCS理论概述集散控制系统又称分布式控制系统,是一种新型计算机控制系统,其发展前身为集中式控制系统。
DCS的核心是微处理器,其系统运行过程包含过程控制和监控两个方面,具有配置灵活、可分级管理和控制的特点。
DCS之所以被广泛应用,因其与模拟电动仪表相比,不仅连接方便,且控制策略更改难度小,可以灵活、清晰的显示控制结果,与集中式控制系统相比,其功能分散的特点也可以有效分散危险因素,更好的实现对于中央空调冷水机组控制系统的优化设计。
2冷水机组控制系统优化设计2.1控制系统功能需求分析进行控制系统优化设计的第一步是分析中央空调冷水机组的功能需求。
中央空调冷水机组的功能需求可以分为两个方面,一是监控要求,二是节能控制要求,下面就对这两方面的内容进行重点分析。
基于DCS的中央空调制冷控制系统设计作者:赵波来源:《市场周刊·市场版》2017年第03期摘要:目前,建筑智能化程度的要求逐渐提高,中央空调制冷机的分布特点及智能化控制要求开始建立在DCS基础上进行设计,实现对中央空调制冷机组各个部分的综合控制。
在研究的过程中,采取实际的中央空调制冷机加以控制并展开实验分析,明确DCS软硬件资源对其发挥的实时性、准确性及稳定性等优势。
本文将分析DCS下中央空调制冷系统设计的具体方案,针对其应用的价值深入分析并研究。
关键词:DCS;中央空调;制冷机组;控制系统在以往的中央空调中,基本上多是采用PLC来实现对制冷系统的控制,机组的相关设备在组合过程中涉及的步骤较少。
随着现代化进程的加快,科技水平的提升催生了DCS系统,这种系统的运用使得制冷机组更加灵活便利。
结合DCS系统本身的特点分析,它涵盖着众多的优越性,能够轻松实现对中央空调机组中所有涉及到的活动进行综合自动化控制。
DCS系统具有可靠性强、可进行集中操作、便于管理等特点,属于一种高效的工具。
目前被广泛的应用于楼宇自动化、中央空调机组控制所具有的现代化设备。
一、中央空调制冷系统的基本概述中央空调系统的基本构成实则比较复杂,其中涵盖了多个部分,主要有制冷机组、冷却水循环系统及散热水塔等。
在中央空调系统中,有一个最重要的部分是制冷系统,它的正常运行关系到整体运行过程中的实际效率与经济效益。
制冷系统应该遵循最基本的卡诺循环工作原理,意指当气态的制冷工质进入到冷凝器的时候,会与水、空气产生等压热交换,从而所保持的状态就是低温高压,之后经过相应的干燥过滤,会随之出现在膨胀阀中,然后形成了一种液态工质,且经过一段时间的汽化之后,需要吸收汽化潜热。
因此,在整个过程中少不了低压环境的影响,所以需要让其充分吸收足够的冷冻水热量,从而有效的降低冷冻水的温度。
二、中央空调制冷控制系统的设计过程1、硬件设计中央空调制冷控制系统中包含着两个重要部分,第一是操作员级,第二是过程控制级。
基于DCS的中央空调制冷机组控制系统李树江;倪莎【摘要】建筑智能化程度要求越来越高,针对中央空调制冷机组的分布特性及智能化控制要求,文中提出基于DCS的中央空调制冷机组系统的控制,对中央空调制冷机组各部分进行控制.取2台制冷机并联控制进行实验分析,实验结果表明该控制系统充分利用了DCS软硬件资源,发挥了DCS控制系统实时、准确、快速、稳定、智能的特点,提高了控制的稳定性、控制品质,达到满意的效果.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2013(000)008【总页数】3页(P54-56)【关键词】中央空调;冷水机组;DCS【作者】李树江;倪莎【作者单位】沈阳工业大学,辽宁沈阳110870;沈阳工业大学,辽宁沈阳110870【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言传统的中央空调制冷机都采用独立的PLC控制,机组采用简单的设备组合,只能实现简单的控制。
而现在节能型中央空调系统要求制冷机组工作在变流量、变温度、变负荷的模式下,因此需要强大的协调控制功能和可靠的基础制冷单机控制。
DCS系统可靠性高、集中操作、便于管理,分级负责,配置灵活,组态方便,是一种有效的工具和实现手段,轻松地对整个中央空调机组的全部活动进行综合自动化控制和过程优化[1]。
DCS是被越来越多的楼宇自动化、中央空调机组控制所采纳的现代化设备[2]。
文中采用DCS对中央空调制冷机组进行控制,对冷却水环节、冷冻水环节、制冷环节的控制分别进行硬件、软件的设计,并取2台并联机组加以验证。
DCS系统可靠性高,功能强大,对于复杂控制、协调控制都可以很容易实现。
1 中央空调制冷系统中央空调系统主要由制冷机组、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统和散热水塔组成。
制冷系统是中央空调系统的重要部分,它直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。
制冷系统工作原理为一个卡诺循环。
图1为制冷系统原理图。
制冷原理:气态制冷工质经压缩机压缩成高温高压气体后进入冷凝器,与水(空气)进行等压热交换,变成低温高压液态。
基于DCS的中央空调冷水机组自动控制系统摘要:越来越高的建筑智能化要求,针对基于 DCS的中央空调制冷机组的智能化控制和分布特性等相关要求,本文作出对中央空调制冷机组各部分进行控制和设计分布的具体分析。
基于DCS 控制系统快速智能、准确稳定的特点,在中央空调冷水机组自动控制系统提供了其操作上高效稳定的品质。
关键词:中央空调;冷水机组;DCS中央空调系统随着智能化建筑行业的发展,其重要日益明显。
为了节约能源提高利用效率,满足使用人群的舒适性,减少操作人员的劳动强度,采取计算机进行控制中央空调的技术体现了至关重要的作用。
其一般通过集散控制(DCS)控制系统结便控制、通信、计算机等技术集中对设备展开操作、监视、分散及管理的控制,因为智能、实时、准确的优点,深受行业内广泛的使用。
一、DCS的中央空调冷水机组系统构成及特点1.1硬件构成管理级、现场控制级、监控级是系统分为的三层网络结构,作用于现场过程的控制单元、传输信息的通道、作用于监控管理者的工程师站和作用于操作人员的操作站构成。
楼控产品选择APOGEE5600系统,如图1。
网络结构为:楼层级网络为最低层,通信接口采用RS一485,设备包括有:终端设备控制器(TEC)、数字与控制器单元等,作用于现场的监测和控制;楼宇级网络在中间层,包括模块化的设备与楼宇的控制器(MEC)、楼控计算机等,控制网络采用ePer一t和一ePer,实现组态和离线系统配置,再进行在线的维护与监控;管理网络位于最上层,协议遵循CTIP/P,实现对整个楼宇各子系统的楼控协调管理,还可将企业管理信息系统Mls以分散控制系统作为一个节点,在企业网纳入现场设备管理及监控,结合起MIS,帮助人事、经济、商务和工程技术各类工作整体管理和协调任务的完成,获得最优化的企业管理系统,帮助经济效益得到提高。
1.2冷水机组软件设计硬件配置后,进行基于DCS冷水机组的软件设计。
其中控制算法需要首先考虑,根据控制冷水机组系统的功能及特点,控制设计采用PID技术,因为其有着成熟的理论研究,同时可靠性高,算法简单,能够按照不同的控制对象进行有效组合不同的调节方式。
某地文体中心中央空调制冷、制热节能自动控制系统设计发布时间:2022-02-16T03:57:12.741Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第16期作者:张鹏[导读] 中央空调系统是大型建筑楼宇自控系统(Building Automation System,BAS)的主要监控对象,同时也是整个大型建筑中能耗最大的设备(约占40%以上)。
本文主要介绍了某地文体中心的中央空调自控系统,从建设绿色智能建筑,基于实现文体中心节能低耗的目的出发,指出了系统的设计方案和节能控制策略。
釆用变频技术和PID控制、最优化控制等技术开发设计了制冷机房群控系统,从制冷机房中冷(热)水机组、冷冻(热)水泵、冷却水泵和冷却塔四个方面的综合能效(Chiller Plant Efficiency,CPE)出发对制冷(热)设备进行智能化群控,实现了中央空调制冷(热)系统综合能耗的降低和管理的优化。
张鹏大唐长春第三热电厂吉林省长春市 130000摘要:中央空调系统是大型建筑楼宇自控系统(Building Automation System,BAS)的主要监控对象,同时也是整个大型建筑中能耗最大的设备(约占40%以上)。
本文主要介绍了某地文体中心的中央空调自控系统,从建设绿色智能建筑,基于实现文体中心节能低耗的目的出发,指出了系统的设计方案和节能控制策略。
釆用变频技术和PID控制、最优化控制等技术开发设计了制冷机房群控系统,从制冷机房中冷(热)水机组、冷冻(热)水泵、冷却水泵和冷却塔四个方面的综合能效(Chiller Plant Efficiency,CPE)出发对制冷(热)设备进行智能化群控,实现了中央空调制冷(热)系统综合能耗的降低和管理的优化。
关键词:制冷(热)系统;变频技术;群控系统;PID控制;节能低耗前言在日新月异的今天,自动化控制系统是大型建筑必不可少的部分,而其中央空调控制系统是其中最重要的监测和控制对象。
对DCS的中央空调制冷系统的控制探讨【摘要】随着时代的发展,我国建筑行业也处于快速发展状态中,对于建筑来说,中央空调已经成为不可或缺的一项硬件设备,它很大程度上改善了人们生活的舒适度。
但是中央空调消耗的能源较大,不利于我国能源的长期发展斩落,所以现在对中央空调提出了新的要求――智能化控制,中央空调智能化对其制冷机组的分布位置要求十分严格,甚至将制冷机组分布情况好坏与空调的智能化程度直接挂钩。
接下来笔者将结合自身的经验和调查走访结果,基于“中央空调制冷系统”的内容特点,详细论述DCS的中央空调制冷系统的控制问题。
【关键词】DCS 中央空调制冷系统控制对于传统式的中央空调来说,机身内部主要是使用了相对独立的PLC控制系统进行温度控制,将制冷系统与其他零件进行简单的拼接组合,就能实现温度控制的工作。
但是这种空调消耗的能源量非常多,无法适应现在节能减排社会对于能源使用量的要求。
目前我国对于智能中央空调的要求是在负荷量变化、流量变化和温度变化的环境下依旧可以准备调节环境的温度,要达到这样的效果,需要有一个强大的协调控制中心作为支柱,还需要一个可靠的基础制冷单机。
1 DCS系统DCS系统是目前来说,是制造职能中央空调最佳的系统,它的操作简便、易于管理、配置之间相对灵活、组态非常方便、可靠性较强。
相对于市面上其他操作系统来说,DCS 系统是最合适的一种实现中央空调智能化管理的手段,也正是因为其众多优点,被越来越多的住宅小区、楼盘等使用。
接下来笔者将详细叙述DCS系统如何控制中央空调制冷机组,间接控制制冷环节、冷却水环节和冷冻水环节,还需要对这些操作环节分别进行软件和硬件的设计。
在运行过程中还需要两台并联状态的机组对系统进行检测,通过一段时间的生产试验,证明DCS系统的功能强大、可靠性高,比较容易达到对中央空调智能控制的目标。
2中央空调内部的制冷系统对于中央空调来说,一般由冷冻水循环系统、冷却水循环系统、制冷机组、散热水塔和风机盘管系统组成,在这些零件中,制冷系统是中央空调系统最为重要的部分。