專利名稱：用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)的控制，主要是通過樓控BA系統(tǒng)對中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備，包括主機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機、末端新風(fēng)機、空氣處理機等進行集中監(jiān)視和啟?？刂?，僅強調(diào)對設(shè)備的控制性，而空調(diào)系統(tǒng)是多參數(shù)的時變的復(fù)雜系統(tǒng)，所以傳統(tǒng)的BA系統(tǒng)無法對空調(diào)系統(tǒng)的機房和末端進行全面的協(xié)調(diào)運行和系統(tǒng)化的能源優(yōu)化管理，也就是說，缺少對空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能方面的系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)節(jié)和控制，其節(jié)能性差。而從節(jié)能控制角度看，目前對中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的節(jié)能控制裝置大多采用PLC可編程邏輯控制器加特定圖形組態(tài) 軟件的方式實現(xiàn)對空調(diào)設(shè)備的集中控制。這種方式的缺陷在于，其一，不同品牌的PLC必須與特定的圖形組態(tài)軟件配套使用，工程適應(yīng)性和兼容性差；其二，每一個工程項目都需要定義具體的功能應(yīng)用，需做重復(fù)的開發(fā)工作，工作量大，系統(tǒng)工程調(diào)試復(fù)雜，不具備通用性和延展性。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置，其工程適應(yīng)性和兼容性好，具備通用性和延展性，可以全面對中央空調(diào)系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)運行和系統(tǒng)的能源優(yōu)化管理。為達到上述目的，本實用新型提供的用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置，包括現(xiàn)場采集及計量器件，現(xiàn)場采集及計量器件至少包括水溫傳感器、環(huán)境溫濕度傳感器、氣體濃度傳感器、壓差傳感器、流量計及電子式電能表，還包括由集中監(jiān)控用工業(yè)計算機構(gòu)成的上位機和若干下位機，所述下位機包括安裝在各設(shè)備現(xiàn)場節(jié)能控制柜內(nèi)的PLC ;所述現(xiàn)場采集及計量器件與所述PLC相連，所述PLC實施采樣信號輸入和控制信號輸出；所述PLC通過RS485總線與上位機進行數(shù)據(jù)傳輸，上位機通過RS485總線與所述PLC進行通信，實現(xiàn)對中央空調(diào)系統(tǒng)各設(shè)備進行集中監(jiān)視和控制；其中，上位機包括工程設(shè)計模塊、工程應(yīng)用模塊和數(shù)據(jù)庫，所述工程設(shè)計模塊和工程應(yīng)用模塊執(zhí)行下述節(jié)能控制步驟:I)所述上位機首先進行初始化，從數(shù)據(jù)庫和各種配置文件中讀取數(shù)據(jù)并生成各種設(shè)備對象和控制策略庫；2)所述工程設(shè)計模塊根據(jù)中央空調(diào)工程項目中各設(shè)備的組成情況，調(diào)用系統(tǒng)的所述各種設(shè)備；3)所述工程設(shè)計模塊根據(jù)中央空調(diào)工程項目工藝情況，設(shè)計3D流程圖，并保存到數(shù)據(jù)庫中；4)所述工程設(shè)計模塊根據(jù)中央空調(diào)工程項目的控制要求，選擇相應(yīng)的控制策略庫；[0010]5)所述工程應(yīng)用模塊通過RS485總線讀取PLC的各個數(shù)據(jù)同時轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)的各個參數(shù)，根據(jù)PLC構(gòu)成情況，配置通信參數(shù)，并將PLC數(shù)據(jù)與工程設(shè)計模塊中的設(shè)備參數(shù)進行映射；6)所述工程應(yīng)用模塊輸出的控制信號通過RS485總線發(fā)送到設(shè)備的PLC中，遠程對空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備進行各種監(jiān)視、控制、運行管理和統(tǒng)計分析，并將設(shè)備運行參數(shù)定時存儲到數(shù)據(jù)庫中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置，其特征在于:其中所述下位機采用型號為CPU224XP的PLC產(chǎn)品。本實用新型用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置的優(yōu)點和積極效果在于:由于采用了上位機和下位機，下位機在各設(shè)備現(xiàn)場設(shè)置若干PLC，上位機包括工程設(shè)計模塊、工程應(yīng)用模塊和數(shù)據(jù)庫，對空調(diào)系統(tǒng)采取控制性和節(jié)能性相結(jié)合，在完成對空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)視和控制的基礎(chǔ)上，通過集中優(yōu)化動態(tài)調(diào)節(jié)中央空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)及末端風(fēng)系統(tǒng)，使得空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)高效運行，實現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)合節(jié)能20%以上。下面將結(jié)合實施例參照附圖進行詳細說明。

圖1是本實用新型用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置的上位機與下位機通信結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實用新型用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置的實施例中空調(diào)管路原理圖；圖3是本實用新型用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置的實施例中下位機電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細說明本實用新型用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置的實施例。參照圖1，本實用新型提供的用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置，包括集中監(jiān)控用工業(yè)計算機構(gòu)成的上位機1、若干下位機3和現(xiàn)場采集及計量器件。上位機I可與任何支持RS485總線、modbus協(xié)議的PLC進行通信。下位機3包括安裝在各設(shè)備現(xiàn)場節(jié)能控制柜內(nèi)的PLC，采用型號為CPU224XP的PLC產(chǎn)品?，F(xiàn)場采集及計量器件至少包括水溫傳感器、環(huán)境溫濕度傳感器、氣體濃度傳感器、壓差傳感器、流量計及電子式電能表?，F(xiàn)場采集及計量器件與PLC相連，PLC實施采樣信號輸入和控制信號輸出。PLC通過RS485總線2與上位機I進行數(shù)據(jù)傳輸，上位機I通過RS485總線2對各設(shè)備進行集中監(jiān)視和控制，解決傳統(tǒng)的“PLC+特定圖形組態(tài)軟件方式”兼容性和擴展性的問題。本實用新型提供的用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置的實施例為某大廈中央空調(diào)板換循環(huán)水泵項目。結(jié)合參照圖2至圖3，下位機3以西門子CPU224XP對某大廈中央空調(diào)板換循環(huán)水泵系統(tǒng)進行控制為例。參照圖2，實施例中空調(diào)管路設(shè)有回水管路、供水管路、若干冷卻水泵、冷凍水泵和若干空調(diào)主機，以及若干板換冷卻泵和若干板換冷凍泵，成為進入集中監(jiān)視和控制的設(shè)備。參照圖3，在各設(shè)備現(xiàn)場的PLC控制上述設(shè)備的運行，包括若干傳感器的采樣輸入和控制信號的輸出。其中，A+和A-、B+和B-、C+和C-、D+和D-為傳感器的采樣輸入端，分別與！ # -4 #傳感器相連，0.0、0.1、0.2、0.3、0.4各端為控制端，分別與“遠程/就地”控制按鈕SM和控制繼電器1KA、2KA、13KA和12KA相連。上位機I采用面向?qū)ο蟮木幊淘O(shè)計，抽象封裝的各種監(jiān)控設(shè)備，包括冷卻水泵、冷凍水泵、板換冷卻泵、板換冷凍泵水溫傳感器、水流壓差傳感器、流量計和電子式電能表等，形成豐富完善的設(shè)備對象庫?？刂撇呗詭炀哂小熬偷厥謩印?、“遠程手動”和“遠程自動”多種控制策略，對監(jiān)控的設(shè)備實施節(jié)能控制。并將設(shè)備運行參數(shù)例如溫度、流量等定時存儲到數(shù)據(jù)庫中。上位機I采用高效、快速的可視化開發(fā)工具，編寫各類設(shè)備對象和各種監(jiān)控顯示窗口，清晰生動的展示受控系統(tǒng)的實時運行情況。對不同的空調(diào)系統(tǒng)無需編寫代碼和功能，只需要進行設(shè)備對象的添加，關(guān)聯(lián)和映射，即可完成對不同空調(diào)項目的典型應(yīng)用，解決針對不同空調(diào)系統(tǒng)通用性和擴展性的問題。在本實用新型提供的用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置的實施例中，上位機I包括工程設(shè)計模塊、工程應(yīng)用模塊和數(shù)據(jù)庫。工程設(shè)計模塊和工程應(yīng)用模塊通過RS485總線2對上述各設(shè)備進行集中監(jiān)視和控制，執(zhí)行的節(jié)能控制步驟是:I)上位機I首先進行初始化，從數(shù)據(jù)庫和各種配置文件中讀取數(shù)據(jù)并生成各種設(shè)備對象和控制策略庫。2)工程設(shè)計模塊根據(jù)中央空調(diào)工程項目中各設(shè)備的組成情況，調(diào)用系統(tǒng)的各種設(shè)備。3)工程設(shè)計模塊根據(jù)中央空調(diào)工程項目工藝情況，設(shè)計3D流程圖，并保存到數(shù)據(jù)庫中。4)工程設(shè)計模塊根 據(jù)中央空調(diào)工程項目的控制要求，選擇相應(yīng)的控制策略庫。5)工程應(yīng)用模塊通過RS485總線2讀取PLC的各個數(shù)據(jù)同時轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)的各個參數(shù)，根據(jù)PLC構(gòu)成情況，配置通信參數(shù)，并將PLC數(shù)據(jù)與工程設(shè)計模塊中的設(shè)備參數(shù)進行映射；6)工程應(yīng)用模塊輸出的控制信號，包括用戶的人為操作和系統(tǒng)自動的調(diào)節(jié)操作，通過RS485總線2發(fā)送到設(shè)備的PLC中，遠程對空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備進行各種監(jiān)視、控制、運行管理和統(tǒng)計分析，并將設(shè)備運行參數(shù)定時存儲到數(shù)據(jù)庫中。在工程設(shè)計模塊運行完成后，通過運行工程應(yīng)用模塊使用者可通過用戶界面，遠程對空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備進行各種監(jiān)視、控制、統(tǒng)計分析和運行管理等操作，所有涉及控制的功能均由下位機3各PLC執(zhí)行。結(jié)合圖2和圖3，在本實用新型提供的用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置的實施例中，上位機I具體包括對監(jiān)控的設(shè)備實施如下的節(jié)能控制:(I)調(diào)用設(shè)備:獲取到項目的中央空調(diào)配置設(shè)備和數(shù)據(jù)，包括空調(diào)管路中的I號至3號3臺75KW板換循環(huán)冷卻泵和4號至6號3臺45KW板換循環(huán)冷凍泵，以及若干水溫傳感
翌坐-nfr ο(2)設(shè)計3D流程圖:根據(jù)空調(diào)管路的實際情況，設(shè)計出相應(yīng)的3D流程示意圖窗口，清晰、直觀和生動的展示用戶系統(tǒng)的實時運行情況。(3)選擇控制策略:在以樹形列表方式顯示系統(tǒng)設(shè)備中，例如圖中調(diào)出的空調(diào)管路中的4號冷凍水泵，選擇其控制參數(shù)，包括頻率設(shè)置值上、下限，累計能耗和傳感器倍率等。(4)參數(shù)映射:工程應(yīng)用模塊通過RS485總線2讀取PLC的各個數(shù)據(jù)同時轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)的各個參數(shù)，根據(jù)PLC構(gòu)成情況，配置通信參數(shù)，并將PLC數(shù)據(jù)與工程設(shè)計模塊中的設(shè)備參數(shù)進行映射。(5)系統(tǒng)監(jiān)控:工程應(yīng)用模塊輸出的控制信號通過RS485總線(2)發(fā)送到設(shè)備的PLC中，以“就地手動”、“遠程手動”和“遠程自動”多種方式對上述空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備進行各種監(jiān)視、控制、運行管理和統(tǒng)計分析，并將設(shè)備運行參數(shù)定時存儲到數(shù)據(jù)庫中。包括:能耗統(tǒng)計:對系統(tǒng)設(shè)備進行工頻和變頻的能耗使用情況進行統(tǒng)計。數(shù)據(jù)分析:按時間段查看系統(tǒng)運行參數(shù)的歷史趨勢情況，幫助用戶發(fā)現(xiàn)和解決系統(tǒng)中存在的問題。記錄查詢:檢索設(shè)備故障記錄和用戶操作記錄情況。用戶管理:多級用戶權(quán)限管理，保證設(shè)備操作安全性。本實用新型提供的用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置的實施例，上位機I通過集中優(yōu)化調(diào)節(jié)動態(tài) 調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)冷凍水和冷卻水系統(tǒng)，使得空調(diào)系統(tǒng)聞效運行，提聞空調(diào)能效水平，平均實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能20%以上?？朔藗鹘y(tǒng)BAS或DCS系統(tǒng)只關(guān)注控制，不關(guān)注節(jié)能的缺點。本實用新型為中央空調(diào)系統(tǒng)提供了一個電機設(shè)備集中監(jiān)視、控制和能效管理平臺，同時也適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境如冶金、化工、建材、能源、城市管網(wǎng)等行業(yè)，可實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的鍋爐系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)、泵站系統(tǒng)及空壓站系統(tǒng)中各類電機設(shè)備的集中監(jiān)控和能效管理。上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的構(gòu)思和范圍進行限定。在不脫離本實用新型設(shè)計構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對本實用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進，均應(yīng)落入到本實用新型的保護范圍，本實用新型請求保護的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求1.一種用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置，包括現(xiàn)場采集及計量器件，現(xiàn)場采集及計量器件至少包括水溫傳感器、環(huán)境溫濕度傳感器、氣體濃度傳感器、壓差傳感器、流量計及電子式電能表，其特征在于:還包括由集中監(jiān)控用工業(yè)計算機構(gòu)成的上位機(I)和若干下位機(3)，所述下位機包括安裝在各設(shè)備現(xiàn)場節(jié)能控制柜內(nèi)的PLC ;所述現(xiàn)場采集及計量器件與所述PLC相連，所述PLC實施采樣信號輸入和控制信號輸出；所述PLC通過RS485總線(3)與上位機(1)進行數(shù)據(jù)傳輸，上位機(I)通過RS485總線(2)與所述PLC進行通信，實現(xiàn)對中央空調(diào)系統(tǒng)各設(shè)備進行集中監(jiān)視和控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置，其特征在于:其中所述下位機(3)采用型 號為CPU224XP的PLC產(chǎn)品。
專利摘要本實用新型提供的用于中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制裝置，結(jié)構(gòu)上分上位機和若干下位機，上位機由工程設(shè)計模塊、工程應(yīng)用模塊和數(shù)據(jù)庫組成；下位機包括安裝在各設(shè)備現(xiàn)場的PLC，PLC通過RS485總線通信與上位機進行數(shù)據(jù)傳輸，上位機通過RS485總線對各設(shè)備進行集中監(jiān)視和控制。本實用新型還提供了針對中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制步驟。其優(yōu)點在于由于采用了上位機和下位機，下位機在各設(shè)備現(xiàn)場設(shè)置若干PLC，上位機包括工程設(shè)計模塊、工程應(yīng)用模塊和數(shù)據(jù)庫，對空調(diào)系統(tǒng)采取控制性和節(jié)能性相結(jié)合，在完成對空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)視和控制的基礎(chǔ)上，通過集中優(yōu)化動態(tài)調(diào)節(jié)中央空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)，使得空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)高效運行，可實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)合節(jié)能20%以上。
文檔編號F24F11/02GK203100068SQ201220724568
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者吳杰, 張海鑫, 陳丹 申請人:北京慧德盛節(jié)能科技有限公司, 張海鑫, 吳杰