空调控制技术方案

空调控制技术方案§1系统方案说明长沙市中心医院综合医疗院建筑空调面积为50000m2,采用开利中央空调主机两台，单机制冷量为210X104Kcalo配置冷冻（温）循环水泵75kwX3台，30kwX2台；冷却水泵75kwX3台，37kwX2台；配置冷却塔风机22kwX2台，IlkwX1台。针对贵公司控制对象的实际情况，本空调控制方案采用计算机+PLC控制器进行计算机控制系统设计。操作站采用研华工控机，上位机用西门子WinCC软件做监控，选用SIEMENS公司的S7-300、S7-200系列PLC进行控制，选用S7-300控制器作为系统管理。现场控制选用S7-200o风机水泵控制采用变频调节。详细系统配置见下图:winceS7300wincendS7200S7200设计范围：包括控制系统、现场设备的启动主回路，并进行相应的设备配置和选型。§2工艺流程及说明（工艺流程见附图）1.CACSSS中央空调节能控制的基本思想CACSSS中央空调节能控制的特征是空调系统中冷温水的供、回水温度保持定值，冷却水的进、出水温度保持定值，空调负荷变化时，以调节供水量和风量的大小去适应系统负荷变化的需要。CACSSS中央空调节能控制最大的优点是系统的能耗随负荷的减少而降低。CACSSS中央空调节能控制系统是通过改变系统的冷温水流量、冷却水流量和冷却塔风机的风量去适应空调负荷的变化，并保证主机系统始终处于优化的最佳工作点上，使空调系统的效率（COP值）始终保持最大值。如果能寻求到一种控制方法，使得中央空调的各泵组和冷却塔风机的出力都跟随负荷的变化而同步变化，就能够在保证负荷需求的前提下，实现空调系统的最大节能。2 CACSSS中央空调节能控制模型框图CACSSS中央空调节能控制系统的核心就是CACSSS中央空调控制器和系统控制软件。图1示出了CACSSS中央空调节能控制模型框图。图1CACSSS中央空调节能控制模型框图图1所示的节能控制器是二维控制器。二维控制器的两个输入变量基本上都选用受控变量和输入给定值的偏差E与偏差变化值EC,它们能够比较严格的反映受控过程中输出变量的动态特性，控制效果比较好。对于中央空调节能控制系统而言，冷温水系统的受控变量是冷温水总管进出水温差；冷却水系统的受控变量是冷却水总管进出水温差；冷却塔风机系统的受控变量是冷却水进水温度。3节能控制系统设计方案本方案是按长沙市中心医院综合医疗院中央空调系统具体配置设计。31节能控制系统总体构成图2节能控制系统总体构成框图从图2可以看出节能控制系统主要由节能控制器、主机控制子系统、冷冻水泵控制系统、冷却水泵控制系统、冷却塔风机控制系统以及相应软件组成。3.1.1节能主控机柜（一个柜）选用CACSSS-2-3节能控制器,主要由下列设备组成：・工业控制计算（定制）・CACSSS-2-3控制软件（定制）312冷冻水泵控制系统（三个柜）冷冻水泵系统控制柜配置75kw节电器2台，分别用于控制75kw冷冻水泵2台。（其中一台控制柜设有备用水泵转换开关，可以转换另外一台55KW的冷冻水泵）。冷冻水泵系统控制柜配置30kw节电器1台，用于控制30kw冷冻水泵1台。（其中一台控制柜设有备用水泵转换开关，可以转换另外一台30KW的冷冻水泵）。3.1.3冷却水泵控制系统（三个柜）冷却水泵系统控制柜配置75KW节电器2台，分别用于控制75KW冷却水泵2台。（其中一台控制柜设有备用水泵转换开关，可以转换另外一台75KW的冷却水泵）。冷却水泵系统控制柜配置37KW节电器1台，用于控制37KW冷却水泵1台。（其中一台控制柜设有备用水泵转换开关，可以转换另外一台37KW的冷却水泵）。3.1.4冷却塔风机控制系统（两个柜）冷却塔风机系统控制柜配置45KW节电器1台，用于控制两台22KW冷却塔风机。冷却塔风机系统控制柜配置11KW节电器1台，用于控制一台11KW冷却塔风机。自动控制中央空调外围相关设备的启动、停止等联动控制系统循环溶液（冷冻水、冷却水）的优化控制独立控制冷冻水系统启动、停止及运行参数的设置冷却水系统启动、停止及运行参数的设置冷却塔风机系统启动、停止及运行参数的设置故障复位冷冻水节电器故障复位冷却水节电器故障复位冷却塔风机节电器故障复位状态监测功能各子系统通信联络状态冷冻水系统运行工况冷却水系统运行工况冷却塔系统运行工况系统管理功能系统运行记录能效曲线显示操作记录故障记录远程管理（网络版）3.3本系统设计方案的特点（1）技术先进本系统釆用了先进的CACSSS中央空调控制理论与变频技术相结合，实现了对中央空调负荷的动态跟踪与运行的实时控制。（2） 高效节能本系统对中央空调的运行进行优化控制，实现最佳节能效果。（3） 软硬件功能完整从系统参数设置、状态监测到系统设备控制，软硬件功能完整、适用。（4） 运行安全可靠采用软起停方式和低频运行方式控制水泵、风机，避免冲击电网和减轻设备的机械磨损，延长设备使用寿命；本系统的关键设备和器件，全部采用高可靠性产品；系统软件和硬件设置了多级互锁，确保系统安全运行。（5） 操作简便系统提供非常直观的图形界面和丰富图表，用户容易理解、掌握，易于操作使用。4系统控制对象本系统主要控制对象有:冷冻水泵机组：2台75kw水泵1台30kw水泵冷却水泵机组：2台75kw水泵1台37kw水泵冷却塔风机机组：2台22kw风机1台llkw风机5控制模型中央空调节能控制系统模型主要由以下三部分构成：5.1冷冻水控制模型当空调末端负荷发生变化时，各路冷冻水进出口压差和供回水温度亦随之变化，温度传感器将这些参数送至CACSSS中央空调控制器，与给定值相比较，经运算后分别输出精确的控制量经PID运算调节各级节电器输出频率，控制冷冻水泵的转速，改变流量使之随负荷而变化，保证向用户终端提供优质安全的空调用水。5.2冷却水控制模型当负荷发生变化时，冷却水出入口温差、中央空调主机运行状态将随之变化，将这些参数送至CACSSS中央空调控制器，与给定温差相比较，再参照中央空调的运行状态，根据控制程序算法，得出一控制量输出经PID运算调节节电器输出，控制冷却水泵转速，使冷却水流量及时随负荷变化而变化，保证了中央空调主机的高转换效率，同时还有效地避免了因系统的悄性而引起的振荡。3冷却塔风机控制模型空调系统运行时，冷却水不断吸收空调系统的热量，温度将升高。温度元件将检测的冷却水入口温度送至CACSSS中央空调控制器，与给定温度相比较，输出一控制量经PID运算调节节电器输出，控制冷却塔风机转速，调节冷却塔风量，控制冷却水入口温度，使中央空调主机转换效率达最佳。6系统构成针对长沙市中心医院综合医疗院的中央空调系统配有开利电制冷主机；5台冷冻水泵;5台冷却水泵;3台的冷却塔风机的具体配置，并考虑缩短系统的改造工期，拟在原系统控制模式的基础上，增设一套中央空调CACSSS中央空调节能控制系统进行自动节能控制。中央空调节能控制系统主要由以下子系统构成；6.1冷却水CACSSS中央空调控制系统冷却水控制系统设置了2台75Kw及1台37KW节电器，分别用于控制2台75KW和1台37KW冷却水泵。在冷却水进、出总管上分别安装水温传感器54TA、55TA。每台节电器及水温传感器经传输导线与节能控制柜CACSSS-2-3连接。冷却水运行时出口温度低限为30°C,运行时入口温度的高限值为42°C,超过上述限值，送出报警信号。2冷冻水CACSSS中央空调控制系统冷冻水泵控制系统设置了2台75KW及一台30KW节电器，分别用于控制2台55KW和一台30KW冷冻水泵。于冷冻水供、回水总管上分别安装水温传感器51TA、52TAo每台节电器、水温传感器及经传输导线与节能控制柜CACSSS-2-3连接。控制器设定了冷冻水泵的最低运行频率（设定低限频率值为略大于中央空调主机冷冻水容许最低流量时对应的水泵运行频率），这对冷冻水系统的安全运行至关重要。6.3冷却塔风机CACSSS中央空调控制系统冷却塔风机控制系统分别设置了1台45KW及1台11KW的节电器,分别用于控制2台22KW和1台11KW的冷却塔风机。每台节电器经传输导线与节能控制柜CACSSS-2-3连接。7.节能控制系统原理图

SHARING中央空调节能控制丢统38Hz膵胀术箱36肮37.0C35旳回水涩供水罐冷冻水泵3：2廂&3Kg/cm2至末端坤主机38Hz膵胀术箱36肮37.0C35旳回水涩供水罐冷冻水泵3：2廂&3Kg/cm2至末端坤主机32.0*冷却水泵36氐Jr.7.013§3设备配置及报价一览表序号名称型号及说明订货号数量单价复价1上位机软件WINCCRT102416000.006000.002工控机研华19000.009000.003通讯卡CP5611卡6GK15611AA0013479.003479.004可编程控制器CPU224XP6ES72142BD230XB832214.006642.005扩展模块EM2322A06ES72320HB220XA83840.002520.006扩展模块EM2314AI6ES72310HC220XA83800.002400.007通讯模块EM2776ES72770AA220XA031170.003510.008通讯控制电缆组合（套）110000.0010000.009温度传感器6800.004800.0010变频器75KW6SE64402AD375FA1449367.00197468.0011变频器45KW6SE64402AD345FA1136190.0036190.0012变频器37KW6SE64402AD337EA1128219.0028219.0013变频器30KW6SE64402AD330EA1124