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第三章机房自动控制系统一、冰蓄冷自动控制系统综述工程的自控系统由上位机远程控制系统、PLC现场控制系统、电动阀、传感检测器件、系统配电柜、系统软件等部分组成。
系统结构图如下所示：PLC控制软件为主的控制程序，该程序为美国西门子公司与CRYOGEL公司联合开发，已经在美国的多个工程中和台湾杰美利（GEMINI）得到应用，直接输入后调整。
上位机控制软件也可带采用CRYOGEL/（GEMINI）公司软件包的WinCC操作系统。
上位机远程控制设置先进的集中控制台，采用工控机配置打印机进行远程监控和打印，现场控制机采用PLC可编程控制器控制，进行系统控制、参数设置、数据显示，确保实现系统的参数化，实现系统的智能化运行。
品。
蓄能系统控制具体功能如下：c、蓄冰装置及蓄热水箱进出口温度、显示与控制；d、蓄冰量、余冰量、乙二醇流量、瞬时释冷速度、蓄冷速度等标准规定参数的显示；e、电动阀开关、调节显示；f、备用水泵选择功能；g、各时段用电量及电费自动记录；h、空调冷负荷以及室外温湿度监测；i、可选的功能（包括楼宇智能化系统接口及接口转换程序）。
⑷控制系统对一重要的参数进行长时间记录保存，并将空调的实际运行日负荷通过报表或曲线图的方式记录，可以查询到某一段时间内的历史数据值，供使用者进行了解、分析，而且所有的监测数据可进行打印。
⑸控制系统配置灵活的手动/自动转换功能。
现场控制柜可手动控制所有设备的启停。
⑹可根据负荷变化情况调整运行策略，进行系统的优化控制，最大限度发挥蓄冷系统转移高峰负荷的能力，以最大限度节省运行费用。
⑺具备无人值守功能、节假日特别控制功能。
⑻系统可通过电话线或局域网络，对本工程的蓄冷、蓄热与生活热水系统进行远程监控（可选的功能）。
二、蓄冷系统运转模式蓄冷系统按空调供回水温度7℃/12℃设计，可以通过不同阀门的开、关或调节来实现以下4种不同的运行模式：A、B、常规主机供冷＋双工况主机+C、D、融冰单独供冷模式1通过低温的乙二醇溶液使蓄冰槽内的冰球蓄制冷主机的效率有相应的降低，乙二醇溶液仅在双工况主机双工况主机的出口温度逐步降低。
建筑节能——冰蓄冷系统的设计与施工建筑节能——冰蓄冷系统的设计与施工建筑节能是当前社会面临的重要问题之一。
传统空调系统用电量大，耗能高，不仅对环境造成污染，也给用户带来了较大的经济负担。
随着科技的不断进步和创新，建筑行业逐渐采用高效的冰蓄冷系统，用冷媒液蓄冷，从而在炎热的夏季节约节能。
下面从冰蓄冷系统的设计和施工两个方面进行阐述。
一、冰蓄冷系统的设计1. 系统配置冰蓄冷系统的基本构造包括冷媒系统、储冰系统、换热器系统。
冷媒系统作为系统的核心部分，是指冷却剂在冷热介质之间循环运行，通过制冷剂蒸发和冷凝而实现制冷目的。
而储冰系统则是为了在夜间低谷时段进行储存，冰锥、冰塞等可以储存冷能的设备为储冰系统的核心部分。
同时，换热器系统是为了通过冷冻水与室内需要冷却的空气、水进行换热，为整个冷却系统提供热交换。
2. 系统管线的设计对于冰蓄冷系统管线布置的设计，不仅需要满足整个系统的高效稳定运行，还要考虑系统的安全性和可靠性。
故而，在设计过程中需要考虑管道的直径、材质、安全装置的配置，同时对于高耗能部分要进行特别设计，以提高系统的可靠性和安全性。
二、冰蓄冷系统的施工1. 施工前期准备在施工前期，需要根据设计方案，购买施工材料和设备。
在材料和设备的购买时要格外注意其质量，购买替代品和保修期较短的材料和设备肯定是不可取的。
和其他施工项目一样，冰蓄冷系统的施工前期准备也同样重要。
2. 施工细节在施工过程中要注意以下几个点：(1)在进行储冰坑施工时，要严密注意立体交叉面的协调大大提升建筑蓄冰块的密度。
(2)在冷水机组的制作、交插时必须使用电焊进行连接，绝不能使用螺栓连杆。
(3)在冰蓄冷系统的管道施工和焊接时，电焊的零部件和电缆都要检查一遍，避免出现各种各样的问题。
在焊接时也需注意防火，以免引起安全事故。
(4)在验收过程中，要检查每一个节点，以保证系统的可靠性和安全性。
综上所述，冰蓄冷系统的设计和施工需要详细的专业知识和工程技巧。
探究冰蓄冷中央空调系统控制中的应用1引言冰蓄冷中央空调是将电网夜间谷荷多余电力以冰的冷量形式储存起来，在白天用电高峰时将冰融化提供空调服务。
由于我国大部分地区夜间电价比白天低得多，所以采用冰储冷中央空调能大大减少用户的运行费用。
冰蓄冷中央空调系统配置的设备比常规空调系统要增加一些，自动化程度要求较高，但它能自动实现在满足建筑物全天空调要求的条件下将每天所蓄的能量全部用完，最大限度地节省运行费用。
2控制系统结构控制系统由下位机现场控制工作站与上位机中央管理工作站组成，下位机采用可编程序控制器与触摸屏，上位机采用工业级计算机与打印机，系统配置必要的附件如通信设备接口、网卡、调制解调器等，实现蓄冷系统的参数化与全自动智能化运行。
下位机和触摸屏在现场可以进行系统控制、参数设置和数据显示。
上位机进行远程管理和打印，它包含下位机和触摸屏的所有功能。
整个系统以下位机的工业级可编程序控制器为核心，实现自动化控制。
控制设备与器件包括传感检测元件、电动阀、变频器等。
21下位机系统区域工作站21121触摸屏采用27彩色触摸屏作为操作面板，完全取代常规的开关按钮、指示灯等器件，使控制柜面谈得更整洁。
并且，27触摸屏在现场可实现状态显示、系统设置、模式选择、参数设置、故障记录、负荷记录、时间日期、实时数据显示、负荷曲线与报表统计等功能，中文操作界面直观友好。
212可编程序控制器7-300系列适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化，其强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
该产品具有光电隔离，高电磁兼容；具有很高的工业适用性，允许的环境温度达60℃；具有很强的抗干扰、抗振动与抗冲击性能，因此在严酷的工作环境中得到了广泛的应用。
自由通讯口方式也是7-300型的一个很有特色的功能，它使7-300型可以与任何通讯协议公开的其它设备、控制器进行通讯，即7-300型可以由用户自己定义通讯协议例协议，波特率为15可调整。
冰蓄冷空调的系统设计及节能优化措施(全文)模板一：冰蓄冷空调的系统设计及节能优化措施一：引言冰蓄冷空调系统是一种先进的节能环保技术，广泛应用于建筑物的空调系统中。
本文将详细介绍冰蓄冷空调系统的系统设计和节能优化措施。
二：冰蓄冷空调系统的原理1. 概述冰蓄冷空调系统利用夜间电力溢价时段，通过将低温蓄冷剂储存为冰块，然后在白天高峰用电时段，利用冰块的蓄冷效果制冷，从而实现节能的目的。
2. 系统组成冰蓄冷空调系统主要由以下组成部分组成：- 蓄冷装置：用于储存冰块的蓄冷装置，包括冰蓄冷槽、冷却设备等。
- 制冷蒸发器：用于吸收室内热量并进行制冷的设备。
- 冷凝器：用于将制冷剂释放出去，使其重新循环的设备。
- 制冷剂循环系统：负责将制冷剂在各个设备之间循环运行的系统。
- 控制系统：负责控制冰蓄冷空调系统的运行和节能优化的系统。
三：冰蓄冷空调系统的设计要点1. 冰蓄冷槽的设计- 冰蓄冷槽的尺寸和容量应根据建筑物的需求和制冷负荷进行合理设计。
- 冰蓄冷槽的材料应选用具有良好保温性能和强度的材料，以减少冷量的损失。
2. 制冷蒸发器的设计- 制冷蒸发器的选型应根据建筑物的使用场所和制冷需求进行选择。
- 制冷蒸发器的数量和布置应根据建筑物的结构和建筑物内部气流的要求进行合理设计。
3. 冷凝器的设计- 冷凝器的选型应考虑制冷剂的特性和建筑物的冷却需求。
- 冷凝器的热交换面积应根据制冷负荷和建筑物冷却需求进行合理计算和设计。
4. 控制系统的设计- 控制系统应具备实时监测和控制的功能，以实现冰蓄冷空调系统的智能化和自动化控制。
- 控制系统的算法应考虑建筑物的使用情况和能耗数据，优化冰蓄冷空调系统的节能效果。
四：冰蓄冷空调系统的节能优化措施1. 蓄冷装置的优化- 进一步提高蓄冷装置的保温性能，减少冷量的损失。
- 优化冷却设备的设计和运行方式，提高能效和性能。
2. 制冷蒸发器的优化- 优化制冷蒸发器的传热效果，提高制冷效率。
- 选择高效制冷剂，减少制冷剂的损失和能耗。
浅谈冰蓄冷空调系统设计和施工管理中的重难点摘要：作为一种新兴的节能环保制冷技术，冰蓄冷空调系统正在全世界范围内迅速崛起并应用。
本文首先简要介绍了冰蓄冷空调系统的基本原理。
着重阐述了冰蓄冷空调系统在方案设计、系统运行和控制、施工管理过程中的重点和难点。
关键词：冰蓄冷空调；方案设计；系统控制；施工管理1引言近年来，随着现代工业规模以及人民生活水平的不断提升，空调使用普遍，尤其是在夏季，空调的使用量急剧增加。
空调使用的高峰期通常与用电高峰期重叠，在夏季电力本就非常紧张的情况下使供电不足的情况越来越严重。
由此，许多城市采取拉闸限电来缓解这一情况。
白天用电的高峰期时，电网的电力供应紧张甚至不足；晚上用电的低峰期时，电网的电力又有剩余。
冰蓄冷空调技术的出现恰好可以解决这一电力供需矛盾，从而实现“削峰填谷”、均衡用电负荷的目的。
2冰蓄冷空调基本原理在结构上，冰蓄冷空调相对于传统的空调系统而言，它只是多了一套蓄冷设备，其他的如制冷系统和空调箱循环风系统等均和传统的空调系统相同。
它在夜间用电低谷期，采用制冷主机制冰，将冷量储存起来；而在用电高峰期的白天，把储存的冷量释放出来，满足用能单位的冷负荷的需要，以此达到用电负荷的“削峰填谷”的目的。
3冰蓄冷空调系统3.1冰蓄冷空调系统方案设计冰蓄冷空调系统的设计不仅要求从国家可获得的宏观效益出发，而且也要让建筑投资者获得直接的经济效益。
设计时以下面5个要素为重点。
（1）当地的电价结构以及优惠政策：冰蓄冷空调系统设计时必须考虑到它的经济适用性。
合理的峰、谷电价以及电价优惠政策是冰蓄冷空调系统被建筑者采用的重要因素。
电网差价越大，采用冰蓄冷空调系统的得益就越大。
近年来，为提高电能利用效率，促进电力资源优化配置，政府鼓励低谷蓄能。
许多城市相继出台了少收或免收电力增容费、移峰电力补贴、低谷蓄能的优惠补贴等政策，这些政策极大提高了冰蓄冷空调系统的应用积极性。
（2）建筑物的空调冷负荷特性：建筑物的冷负荷特性是在设计冰蓄冷空调方案时的关键之一。
冰蓄冷系统的设计与施工方案9.在系统设计中还应考虑到:乙二醇溶液受球内介质相变时的影响而体积膨胀，在系统中他的相变膨胀量是2%～9%。
为此系统应设置膨胀水箱，而且还设置了溶液补给箱作为膨胀水箱外的溢流箱。
在系统亏液或浓度降低时进行补液。
设置溶液补给箱有以下作用: ①既可方便地给系统补充乙二醇溶液，又便于检查乙二醇溶液浓度。
②当蓄冰球相变时，体积膨胀使膨胀箱中的溶液容纳不下而溢流至补给箱③在系统检修或维护中的补液及乙二醇液体的回收再利用，有利于减少运营成本，以环保要求。
10.蓄冷系统的水处理:乙二醇水溶液系统管路为防止腐蚀，需加防腐剂使钢管内形成保护膜，防腐剂须符合环保要求。
11.阀门的选择上应注意的问题①电动调节阀、开关阀门的密闭性能应严格要求;在整个系统冻冰及融冰的过程中，乙二醇侧在一定阶段内会运行在-2.19℃/-5.56℃温度范围内，在板换的另一侧的冷冻水通常在7℃/12℃运行;如果板换的乙二醇侧关闭不严有泄漏，会造成板换冷冻水一侧结冰，冻裂设备。
本工程采用KEYSTONE和SIEMENS 的电动蝶阀。
②电动阀门的两侧应设置检修阀、旁通阀;以便系统检修，和人工手动运行。
③电动阀门必须有方便的手动调节装置。
12.设备投资及运行比较:(见表) 比较结果: ①冰蓄冷系统冷冻站房初投资1531万元，常规空调工况冷冻站房初投资1300万元; ②采用冰蓄冷空调系统可以节约运行费用136万元/年; ③以空调设备运行年限20年计,蓄冰系统共可节约2720万元;经济效益非常可观; ④系统的工作压力和温度较低，安全可靠。
机组采用智能控制，实行远程监控，无须专人值守，便于管理; ⑤采用蓄冰系统削峰填谷,可避免变压器夜间空载运行,减少不必要的损失; ⑥随着国家电力政策对削峰填谷的进一步倾斜,鼓励用户使用蓄冷空调技术,电力部门将采取一系列的优惠政策,用户将获得更大的投资收益; ⑦蓄冰系统作为相对独立的冷源，增加了集中空调系统的可靠性。
·48· 制冷与空调 2010年文章编号：1671-6612（2010）06-048-04冰蓄冷空调下位控制系统的设计王 刚1王 强2（1.安生态有限公司 上海 200020；2.武汉天马微电子有限公司 武汉 430074）【摘 要】 基于冰蓄冷空调系统结构和控制要求的分析，介绍了一个分布式下位控制系统的设计。
简要描述了冰蓄冷空调系统的基本结构及控制要求，介绍了控制的体系结构以及软硬件设计方案和实现。
硬件主要基于可编程逻辑控制器（PLC ），引入人机界面友好的触摸屏作为现场监控及数据采集平台；软件分别选用CX-Programmer 7.1编程软件及EV5000组态软件。
调试结果表明设计的控制系统不仅运行稳定可靠，而且控制精度高；通过MPI 协议，触摸屏能准确无误地与PLC 通信，实时监视和控制冰蓄冷空调状态。
【关键词】 冰蓄冷空调；可编程逻辑控制器；触摸屏；组态 中图分类号 TB657 文献标识码 ADesign of Ice-storage Air-conditioning Control System based on PLC and Touching ScreenWang Gang 1 WangQiang 2 （1.Bisagni Environmental Enterprise Co., Ltd, Shanghai, 200020; 2.Wuhan Tianma Micro-Electronics Co., Ltd, Wuhan, 430074） 【Abstract 】 Based on analysis of the structure and control requirements of ice-storage air conditioning system, a distributed control system design was introduced. The hardware environment was mainly based on Programmable Logic Controller (PLC), and a touching screen was also applied as the local platforms of SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition); the software was CX-Programmer 7.1 and EV5000 configuration soft ware respectively. Tests results show that the PLC based control system is not only capable of running stably and reliably, but also has higher control accuracy. The touching screen can communicate precisely with PLC, and monitor and control the statuses of ice-storage air conditioning system promptly via MPI (Multi-Point Interface) protocol.【Keywords 】 sice-storage air conditioning ；PLC ；touching screen ；configuration作者简介：王刚（1983-），男，工程师。
收稿日期：2010-03-110 引言近年来，由于我国经济的迅猛发展，电力供应较为紧张，尤其是东部较为发达地区在用电较高的季节和用电高峰时段这个问题显得尤为突出，有的电网峰、谷负荷之差达30%以上，出现白天拉闸限电，夜间有电送不出去的现象，造成巨大浪费。
冰蓄冷空调是利用夜间低谷时段电力制冰并蓄存起来，在白天用电高峰时段不开或少开制冷主机，利用夜间蓄存的冰来满足空调冷负荷。
由于充分利用夜间低谷廉价电力，从而大大降低了空调系统的运行费用，并把白天高峰时段电力需求大量转移到夜间低谷时段，实现电网移峰填谷、平衡峰谷矛盾，因而从宏观上大大降低峰谷差带来的能源损失。
因此，冰蓄冷空调技术是任何国家在经济发展到一定水平之后所必然要大力推行的节能减排技术[1]。
相对于常规空调系统，冰蓄冷空调系统具有涉及的影响因素多、机电设备多、运行模式多、控制要求高等特点[2]。
因而控制和运行更加复杂多变。
如何合理选择控制策略并根据各影响因素的变化来调整运行参数，对于蓄冷空调技术应用的成功与否至关重要。
本文首先简要描述了冰蓄冷空调系统的基本结构及控制要求，然后介绍了控制的体系结第24卷第6期2010年12月 制冷与空调 Refrigeration and Air Conditioning V ol.24 No.6 Dec. 2010.48～51第24卷第6期王刚，等：冰蓄冷空调下位控制系统的设计·49·构以及软硬件设计方案和实现[3]。
实际上电调试运行结果表明控制系统运行稳定可靠、操作灵活方便、能实时监视和控制冰蓄冷空调的运行状态，较好的实现了冰蓄冷空调实验系统在蓄冷工况、制冷机或蓄冷槽单独供冷工况和制冷机与蓄冷槽联合供冷工况时的控制要求。
1 冰蓄冷空调基本结构和控制要求1.1 基本结构由于该冰蓄冷系统为实验室中建设的研究型系统，要求系统能够实现蓄冷工况、制冷机或蓄冷槽单独供冷工况、制冷机与蓄冷槽联合供冷工况时蓄冷槽优先或制冷机优先等不同选择的控制目的，控制系统远比常规冰蓄冷空调复杂。
针对以上需求，冰蓄冷空调实验系统的结构示意图如图1所示。
其中V1，V2为电动三通阀，V3-V8为电磁阀，E.V1，E.V2为膨胀阀，T1-T3为温度传感器。
图1 冰蓄冷空调系统流程图本系统制冷机由两套制冷系统组成，其中两套膨胀阀并联，由膨胀阀前的电磁阀启闭实现制冰工况与空调工况的切换，两台压缩机可分别独立运行，互不影响。
在夜间电力负荷谷段运行蓄冷工况时，制冷剂通过压缩机、冷凝器，分别流经电磁阀V5，V6经过膨胀阀E.V1节流后，进入蒸发器；在乙二醇侧，电磁阀V3开启，V4关闭，三通阀1由a-b向调节（三通阀c-b流向关死），三通阀2由C-B向调节（三通阀A-B流量方向关死），通过乙二醇泵驱使乙二醇溶液在系统中流动，在蒸发器中与制冷剂换热，并把冷量储存在蓄冷槽中。
在白天电力负荷峰段时，蓄冷槽提供负荷侧所需冷量，制冷主机不运行，电磁阀V3开启，V4关闭，三通阀1由a-b向调节（三通阀c-b流向关死），三通阀2自由调节，在乙二醇泵和冷冻水泵的驱使下，乙二醇溶液与冷冻水在板式换热器中换热，提供一定温度的冷冻水。
需要直接供冷时，制冷剂通过压缩机、冷凝器，分别流经电磁阀V7，V8经过膨胀阀E.V2节流后，进入蒸发器；乙二醇溶液在乙二醇泵的驱使下，不经过蓄冷槽，在蒸发器中与制冷剂换热后，在板式换热器内，直接与冷冻水进行热交换，将冷量由冷冻水带给用户侧。
在蓄冷槽提供冷量不足以满足负荷侧需要时，开启压缩机，乙二醇溶液在乙二醇泵驱使下，分别通过蒸发器与蓄冷槽，与制冷剂和冰球换热，最后通过板式换热器将冷量传给冷冻水，满足用户侧冷量需求。
1.2 控制要求本系统为满足不同季节的需求可以实现以下工况转换功能：（1）蓄冷工况；（2）制冷主机单独供冷工况；（3）蓄冷槽单独供冷工况；（4）制冷主机与蓄冷槽联合供冷工况（以制冷主机优先模式为主）。
以上工况均可自动运行或手动运行。
在自动运行状态，操作人员可以一键开启或停止运行各工况，在蓄冷工况，根据蓄冷槽出口温度检测点T2自动检测蓄冷槽出口温度，与设定值比较判断蓄冷是否完成，并辅以设定时间判断，当蓄冷完成，制冷主机及各外围设备按照事先编排顺序自动停机；制冷主机单独供冷工况，三通阀2通过温度检测点T3温度与设定值的判断比较自动调节三通阀开度比例，提供温度稳定的冷冻水温度，同时根据制冷主机出口温度检测点T1检测载冷剂出水温度，与设定值比较判断，自动加载或卸载压缩机台数，满足室外因负荷变化所需要的冷量；蓄冷槽单独供冷，通过调节三通阀2，提供温度的冷冻水出水温度的同时，通过温度检测点T2，判断融冰供冷结束，系统停机，转入其他供冷工况；制冷主机与蓄冷槽联合供冷工况，通过蓄冷槽出口温度检测点T1的温度与设定温度值的判断比较，自动调节三通阀1开度，提供稳定温度的乙二醇溶液温度，同时三通阀2自动调节保证冷冻水出水温度的稳定，制冷主机出口温度检测点T1的温度判断，自动加载或卸载压缩机启停台数，满足负荷变化所需要的冷·50·制冷与空调 2010年量。
各工况之间互锁，互不影响。
控制系统的启动和停止由触摸屏软实现，触摸屏可以实时采集和显示温度、流量和压力等数据，显示电机运转频率及各执行机构的当前状态等。
同时，控制系统还具有系统正常运行必需的保护和报警功能，如压缩机过载和高低压保护和报警，乙二醇泵、冷冻水泵、风机过载保护和报警，流量开关保护和报警，蓄冷槽高低液位保护和报警，乙二醇溶液和冷冻水温度过高及过低保护和报警，板换防冻保护和报警等。
2 控制系统硬件设计本控制系统下位控制选用的是OMORON CP1H系列PLC和日本岛电SR3-8I-1W型PID控制器。
配合采用EVIEW MT4500T真彩触摸屏操作面板，完全取代常规的开关按钮，指示灯等器件，使控制柜面变得更整洁，并且EVIEW触摸屏在现场可实现状态显示，系统设置，模式选择，参数设置，故障记录，负荷记录，时间日期实时数据显示，负荷曲线与报表统计等功能，操作界面直观友好。
其总体结构框图如图2。
图2 控制系统硬件结构图下位控制系统硬件OMORON CP1H系列可编程逻辑控制器，是一种积木式结构，系统构成和扩展都十分方便，主要配置如下：（1）中央处理器单元（CPU）：X型为CP1H 系列PLC的标准型，CPU 单元本体内置输入24点/输出16点；可实现高速计数器4 轴，脉冲输出4轴；通过扩展CPM1A系列的扩展I/O 单元，CP1H整体可以达到最大320 点的输入输出；通过扩展CPM1A 系列的扩展单元，也能够进行功能扩展（温度传感器输入等）；通过安装选件板，可进行RS-232C通信或RS-422A/485通信（PT、条形码阅读器、变频器等的连接用）；通过扩展CJ 系列高功能单元，可扩展向上位/下位的通信功能等。
（2）数字量输入（DI）：CP1H系列X型PLC 自带24点数字量输入，分为2个通道输入，其地址分配分别为I000.00-I000.11，I001.00-I001.11。
