某写字楼中央空调机组的智能控制设计

ID:461957 · 发表于 2019-1-4 17:03

1. 系统组成
本项目机房群控系统采用2台约克变频离心式冷水机组，单台制冷量为500RT，空调水系统采用一次泵变流量系统，每台冷机配置通讯卡（网关），实现对冷机的数据读取及写入控制，机组自带网关。冷冻水循环水泵配置3台，功率为45KW，配置1台ABB变频器，采用一拖一的方式实现对冷冻水泵的变频控制；冷却水循环水泵配置3台，功率为45kw，采用一对一工频运行；冷却塔共配置2台，每台冷塔有2台风扇，每台风扇功率为5.5kw。
2. 系统运行模式功能
系统分为：人工控制模式、正常控制模式；
每种控制模式的使用情况如下：
人工控制模式：可以在界面上手动远程开启每台设备；
正常控制模式：非过渡季节使用，按照控制逻辑全自动运行；
Ø 正常模式：
自动运行：系统至少保证一套冷水机组在正常运行，一般情况下最多运行两台冷水机组，可以根据冷冻水供回水温度及室外温湿度等数据自动调节制冷机组出水温度；主机具备自动循环运转功能，自动隔离有故障的冷机；
加载(ACR)：
当第一台冷机运行参数同时满足以下三个条件：
1、电流百分比高于90%；
2、冷冻水回水温度高于某一可设定温度；
3、以上两点满足并且维持10分钟（时间可调）后，系统进入加载程序，启动第二套机组；
减载(RCR)：
当两台冷机运行参数同时满足以下三个条件：
1、两台冷机的电流百分比之和低于100%（可调）；
2、冷冻水回水温度低于某一可设定温度；
3、以上两点满足并且维持10分钟后，系统进入减载程序，停止一套机组；
系统在正常模式下，依此循环运行。
参数设定：
冷机优化控制模式参数设定对照表如下：

白天
室外气温（℃）

＜26

26~28

28~30

30~32

>32
冷机出水温度设定（℃）

11

10

9.5

9

8
开机温度/冷冻分水器温度（℃）

20

19

18

17

16
停机电流百分比（%）

50

48

47

46

45
以上冷机出水温度、室外气温及停机的电流百分比可调。
Ø 冷机运行时冷冻水泵根据冷冻水供回水温差与设定值（5℃）比较进行调节控制冷冻水泵运行频率；供回水温差小于设定值，水泵频率降低。水泵最低运转频率需满足制冷机组最小流量的需要（50%）；
3. 系统运行逻辑功能
冷水机组控制其启动的前提条件是冷冻、冷却水有流量信号，延时启动冷水机组。通过MODBUS通讯，控制冷机。
功能设定出水温度、查看机组运行参数以及报警信息。
冷冻水泵控制其启动的前提条件是接收主机启动命令，电动隔断阀开到位信号后发出启动信号；如发生故障后，停止故障水泵、发出报警信号并自动切换到其他正常设备。依据冷冻水供回水温度的差值，根据供回水温度差值变化自动调节冷冻泵频率。根据制冷系统负荷需求，冷冻泵运转最低频率应满足冷冻机最小流量需求，根据需求设定上下限频率；冷冻供回水温差越大冷冻泵频率越高，冷冻供回水温差越小冷冻泵频率就越小。
可监视冷冻水泵的运行、故障信号、频率等；可作优先级启动（选择优先启动，如有启动信号优先启动该泵）。
冷却水泵  其启动的前提条件是接收主机启动命令，电动隔断阀开到位信号后发出启动信号；如发生故障后，停止水泵、发出报警信号并自动切换到其他正常设备。设计工频运行，控制其启停，与冷水机组联动。本系统控制冷却泵需转换至有自动控制信号，方可控制。
冷却塔  其启动的前提条件是冷却水泵启动后有流量信号，发出启动命令。如发生故障后，最低切换至另一组冷却塔并发出报警信号。
根据冷却水回水温度自动控制冷却塔的开启台数，一台制冷机组开启，至少一台冷却水塔启动。在保证制冷机组最低冷却水进水温度前提下，自动调整冷却水塔的运行运行台数，以保证最低的冷却水回水温度。
综合控制  冷水机组自动运行，并根据外部负载变化调节冷冻泵、冷却塔风机以及主机的运行负载，达到最大的COP输出；
开机顺序：隔断阀打开    冷却泵启动（冷却水流量建立）    冷却塔风机启动    冷冻泵启动（冷冻水流量建立）    冷水机组启动；
关机顺序：冷水机组停止    延时15分钟    冷却水塔停止    冷却泵停止    延时30分钟冷冻泵停止。
水源泵运行规则：
单机时：       1#机组    1#水源泵；
                              2#机组    2#水源泵；
双机时：       1#（2#）水源泵 + 3#水源泵；
负荷泵运行规则：
单机时：       1#（2#）机组 + 变频泵；
双机时：       变频泵 + 1#（2#）工频负荷泵（注）；
注：       后启动的是1#机组时，则变频泵 + 1#工频泵；
                     后启动的是2#机组时，则变频泵 + 2#工频泵；
故障时：       追加启动另一台待机泵。
三、设计要求
1） . 认真学习掌握中央空调智能控制系统的工作原理，系统构成，掌握控制的基本要求。（附图1包括系统工艺原理；附图2系统配电原理图；附表控制点表）
2） . 确定PLC控制系统方案，完成硬件系统选型（包括PLC、按钮、中间继电器、接触器、变频器、开关电源及各种传感器等）。
3）.  完成PLC硬件系统设计，包括PLC系统原理图设计，其他电器的控制原理他设计等。
4） . 完成手动控制的PLC软件系统程序设计，选做自动控制的PLC软件系统程序设计。
5）. 完成实训说明书撰写，要求文字通顺、简练，字迹端正、整洁。
6）. 应在规定的时间内完成所有的设计任务。
7）. 所有程序要进行仿真验证。

ID:680609 · 发表于 2020-1-3 17:29

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