1引言

　　摩爾春天廣場(chǎng)是遂寧市一大型購(gòu)物中心，使用大功率冰蓄冷中央空調(diào),，冰蓄冷中央空調(diào)將電網(wǎng)夜間谷荷多余電力以冰的冷量形式儲(chǔ)存起來,，在白天用電高峰時(shí)將冰融化提供空調(diào)服務(wù)。由于我國(guó)大部分地區(qū)夜間電價(jià)比白天低得多,，所以采用冰儲(chǔ)冷中央空調(diào)能大大減少用戶的運(yùn)行費(fèi)用,。

　　冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)配置的設(shè)備比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)要增加一些，自動(dòng)化程度要求較高,，但它能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)在滿足建筑物全天空調(diào)要求的條件下將每天所蓄的能量全部用完,，最大限度地節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

　　2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　控制系統(tǒng)由下位機(jī)（現(xiàn)場(chǎng)控制工作站）與上位機(jī)（中央管理工作站）組成,，下位機(jī)采用可編程序控制器（PLC）與觸摸屏,，上位機(jī)采用工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)與打印機(jī)，系統(tǒng)配置必要的附件如通信設(shè)備接口,、網(wǎng)卡,、調(diào)制解調(diào)器等，實(shí)現(xiàn)蓄冷系統(tǒng)的參數(shù)化與全自動(dòng)智能化運(yùn)行,。

　　下位機(jī)和觸摸屏在現(xiàn)場(chǎng)可以進(jìn)行系統(tǒng)控制,、參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示。上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和打印,，它包含下位機(jī)和觸摸屏的所有功能,。整個(gè)系統(tǒng)以下位機(jī)的工業(yè)級(jí)可編程序控制器為核心，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,?？刂圃O(shè)備與器件包括：傳感檢測(cè)元件、電動(dòng)閥,、變頻器等,。

　　2.1下位機(jī)系統(tǒng)（區(qū)域工作站）

　　2.1.1觸摸屏

　　采用MT5000彩色觸摸屏作為操作面板，完全取代常規(guī)的開關(guān)按鈕,、指示燈等器件,，使控制柜面談得更整潔。并且,，MT500觸摸屏在現(xiàn)場(chǎng)可實(shí)現(xiàn)狀態(tài)顯示,、系統(tǒng)設(shè)置,、模式選擇、參數(shù)設(shè)置,、故障記錄,、負(fù)荷記錄、時(shí)間日期,、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、負(fù)荷曲線與報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能,，中文操作界面直觀友好,。

　　2.1.2SIEMENS可編程序控制器

　　SIMATICS7-300系列PLC適用于各行各業(yè)、各種場(chǎng)合中的檢測(cè),、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化,，其強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能,。

　　該產(chǎn)品具有光電隔離,，高電磁兼容；具有很高的工業(yè)適用性,，允許的環(huán)境溫度達(dá)60℃,；具有很強(qiáng)的抗干擾、抗振動(dòng)與抗沖擊性能,，因此在嚴(yán)酷的工作環(huán)境中得到了廣泛的應(yīng)用,。

　　自由通訊口方式也是S7-300型PLC的一個(gè)很有特色的功能，它使S7-300型PLC可以與任何通訊協(xié)議公開的其它設(shè)備,、控制器進(jìn)行通訊,，即S7-300型PLC可以由用戶自己定義通訊協(xié)議（例ASCII協(xié)議），波特率為1.5Mbit/s（可調(diào)整）,。因此使可通訊的范圍大大增加,，使控制系統(tǒng)配置更加靈活、方便,。任何具有串行接口的外設(shè),，例如：打印機(jī)或條形碼閱讀器、變頻器,、調(diào)制解調(diào)器（Modem）,、上位PC機(jī)等都可連接使用。用戶可通過編程來編制通訊協(xié)議,、交換數(shù)據(jù)（例如：ASCII碼字符）,，具有RS232接口的設(shè)備也可用PC/PPI電纜連接起來進(jìn)行自由通訊方式通訊。

　　當(dāng)上位機(jī)脫機(jī)時(shí),，在下位機(jī)控制下,，整個(gè)系統(tǒng)能正常運(yùn)行,。

　　2.2上位機(jī)系統(tǒng)（中央管理工作站）

　　2.2.1上位機(jī)

　　上位機(jī)即圖文控制中心，主要由HP原裝多媒體計(jì)算機(jī),，和激光打印機(jī)組成,，采用SIMATICWINCC5.1軟件平臺(tái)，采用全中文操作界面,，人機(jī)對(duì)話友好,。管理人員和操作者，可以通過觀察PC機(jī)所顯示的各種信息來了解當(dāng)前和以往整個(gè)冰蓄冷自控系統(tǒng)的運(yùn)行情況和所有參數(shù),，并且通過鼠標(biāo)進(jìn)行設(shè)備管理和執(zhí)行打印任務(wù),。

　　2.2.2WINCC5.1軟件平臺(tái)

　　WINCC軟件在自動(dòng)化領(lǐng)域中可用于所有的操作員控制和監(jiān)控任務(wù)?？蓪⑦^程控制中發(fā)生的事件清楚地顯示出來,，可顯示當(dāng)前狀態(tài)并按順序記錄，所記錄的數(shù)據(jù)可以全部顯示或選擇簡(jiǎn)要形式顯示,，可連續(xù)或按要求編輯,，并可輸出打印報(bào)表和趨勢(shì)圖。

　　WINCC能夠在控制過程中危急情況的初發(fā)階段進(jìn)行報(bào)告,，發(fā)出的信號(hào)既可以在屏幕上顯示出來,，也可以用聲音表現(xiàn)出來。它支持用在線幫助和操作指南來消除故障,。某一WINCC工作站可專門用于過程控制以使那些重要的過程信息不被屏蔽,。軟件輔助操作策略保證過程不被非法訪問，并提供用于工業(yè)環(huán)境中的無錯(cuò)操作,。

　　WINCC是MICRSOFTWINDOWS98或WINDOWSNT4.0操作系統(tǒng)下,，在PC機(jī)上運(yùn)行的面向?qū)ο蟮囊涣?2位應(yīng)用軟件，通過OLE和ODBC視窗標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制,，作為理想的通訊伙伴進(jìn)入WINDOWS世界,，因此WINCC可容易地結(jié)合到全公司的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。

　　3冰蓄冷系統(tǒng)的控制

　　3.1控制目的,、范圍及主要受控設(shè)備

　　蓄冷控制系統(tǒng)控制目的：通過對(duì)制冷主機(jī),、儲(chǔ)冰裝置、板式熱交換器,、系統(tǒng)水泵,、冷卻塔、系統(tǒng)管路調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制,，調(diào)整儲(chǔ)冰系統(tǒng)各應(yīng)用工況的運(yùn)行模式,，在最經(jīng)濟(jì)的情況下給末端提供一穩(wěn)定的供水溫度。同時(shí),，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平,，提高系統(tǒng)的管理效率和降低管理勞動(dòng)強(qiáng)度,。

　　控制范圍包括整個(gè)冰蓄冷系統(tǒng)的參數(shù)狀態(tài)顯示、設(shè)備狀態(tài)及控制,，主要控制設(shè)備有：雙工況主機(jī),、電動(dòng)閥、冷卻塔,、冷卻水泵,、蓄冰裝置、初級(jí)乙二醇泵,、板式換熱器,、次級(jí)乙二醇泵等。

　　3.2控制功能

　　控制功能包括整個(gè)冰蓄冷系統(tǒng)穩(wěn)定,、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行所需的功能。

　　3.2.1工況轉(zhuǎn)換功能

　　根據(jù)季節(jié)和機(jī)器運(yùn)行情況,，自控系統(tǒng)具備以下工況轉(zhuǎn)換功能：

　　a）雙工況主機(jī)制冰同時(shí)供冷模式,；b）雙工況主機(jī)單獨(dú)制冰模式；c）主機(jī)與蓄冰裝置聯(lián)合供冷模式,；d）融冰單獨(dú)供冷模式,；e）主機(jī)單獨(dú)供冷模式。

　　3.2.2工況的啟停,、顯示和故障報(bào)警功能

　　控制系統(tǒng)按編排的時(shí)間順序,，結(jié)合負(fù)荷預(yù)測(cè)軟件，控制制冷主機(jī)及外圍設(shè)備的啟停數(shù)量及監(jiān)視各設(shè)備之工作狀況與運(yùn)行參數(shù),，如：

　　-制冷主機(jī)啟停,、狀態(tài)及故障報(bào)警；-制冷主機(jī)運(yùn)行參數(shù),；-制冷主機(jī)缺水保護(hù),；-制冷主機(jī)供/回水溫度、壓力遙測(cè)和顯示,；-冷凍水泵啟停,、狀態(tài)及故障報(bào)警；-乙二醇泵啟停,、狀態(tài)及故障報(bào)警,；-冷卻水泵啟停、狀態(tài)及故障報(bào)警,；-壓差旁通管的壓差測(cè)量與顯示,；-冷卻塔風(fēng)機(jī)啟停、狀態(tài)及故障報(bào)警,；

　　-冷卻塔供/回水溫度控制與顯示,；-供/回水溫度,、壓差遙測(cè)控制與顯示；-板式換熱器側(cè)進(jìn)出口溫度控制與顯示,；-蓄冰裝置進(jìn),、出口溫度遙測(cè)控制與顯示；-冷凍水回水流量控制與顯示,；-電動(dòng)閥開關(guān),、調(diào)節(jié)與閥位控制與顯示；-室外溫濕度遙測(cè)控制與顯示,；-蓄冰量測(cè)量與顯示,；-末端冷負(fù)荷控制。

　　3.2.3數(shù)據(jù)的記錄和打印功能

　　控制系統(tǒng)對(duì)一些需要的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行整年趨勢(shì)記錄,，控制系統(tǒng)可將整年的負(fù)荷情況（包括每天的最大負(fù)荷和全日總負(fù)荷）和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間以表格和圖表記錄下來,，供使用者使用。所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)和計(jì)算的數(shù)據(jù)均能自動(dòng)定時(shí)打印,。

　　3.2.4手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能

　　控制系統(tǒng)配置靈活的手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能,。

　　3.2.5優(yōu)化控制功能

　　根據(jù)室外溫度、天氣預(yù)報(bào),、天氣走勢(shì),、歷史記錄等數(shù)據(jù)自動(dòng)選擇主機(jī)優(yōu)先或融冰優(yōu)先。在滿足末端負(fù)荷的前提下,，每天使用完儲(chǔ)存的冷量,，盡量少地運(yùn)行主機(jī)。充分發(fā)揮冰儲(chǔ)冷系統(tǒng)優(yōu)勢(shì),，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用,。

　　3.2.6全自動(dòng)運(yùn)行功能

　　系統(tǒng)可脫離上位機(jī)工作，根據(jù)時(shí)間表自動(dòng)進(jìn)行制冰和控制系統(tǒng)運(yùn)行,、工況轉(zhuǎn)換,、對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行自動(dòng)診斷，并向遠(yuǎn)方報(bào)警,。觸摸屏顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),、流程、各節(jié)點(diǎn)參數(shù),、運(yùn)行記錄,、報(bào)警記錄等。

　　3.2.7節(jié)假日設(shè)定功能

　　系統(tǒng)可根據(jù)時(shí)間表自動(dòng)運(yùn)行,，同時(shí)也可預(yù)先設(shè)置節(jié)假日,，控制儲(chǔ)冰量和儲(chǔ)冰時(shí)間，使系統(tǒng)在節(jié)假日時(shí)對(duì)不需要供應(yīng)空調(diào)的場(chǎng)所停止供冷。

　　3.2.8下位機(jī)操作功能

　　下位機(jī)操作功能如下：

　　a）人機(jī)對(duì)話,。操作人員可通過觸摸面板進(jìn)行人機(jī)對(duì)話,，操作界面完全中文化，具有提示,、幫助,、參數(shù)設(shè)置、密匙設(shè)置,、故障查詢,、歷史記錄等功能。

　　b）系統(tǒng)設(shè)置,。包括操作口令設(shè)置,、運(yùn)行設(shè)置、運(yùn)行時(shí)間表設(shè)置,、記錄溢出處理,、自動(dòng)/手動(dòng)/測(cè)試選擇、節(jié)假日設(shè)置,、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置（包括各節(jié)點(diǎn)溫度,、壓力，各介質(zhì)的流量,，儲(chǔ)冰量，制冰速率,，融冰速率,，閥門開度，末端負(fù)荷等,。）

　　c）故障記錄,、運(yùn)行記錄、歷史記錄等,。

　　3.3遠(yuǎn)程監(jiān)控

　　控制系統(tǒng)通過電話線或?qū)拵ЬW(wǎng),，與專家系統(tǒng)連接，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控,、參數(shù)修改,、數(shù)據(jù)采集等，使系統(tǒng)不斷完善和軟件版本升級(jí),，讓用戶得到更好的服務(wù),。遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的是用戶可以通過PSTN（公共交換傳輸網(wǎng)）對(duì)冷凍站進(jìn)行異地遠(yuǎn)程監(jiān)控。同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試,、遠(yuǎn)程適時(shí)監(jiān)控和在線維護(hù)等,，從而大大減輕工程人員的工作強(qiáng)度，降低工程成本,。

　　3.4系統(tǒng)擴(kuò)展控制

　　控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面友好,，PLC和觸摸屏均可擴(kuò)展,，內(nèi)容可擴(kuò)展、參數(shù)也可修改,，通過485通訊接口或通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)BAS與冰儲(chǔ)冷自控系統(tǒng)一體化,，節(jié)約投資、方便管理,。系統(tǒng)集中控制,，減少了動(dòng)力柜占地面積，又使動(dòng)力柜型號(hào)統(tǒng)一,、式樣相同,、大小一致。系統(tǒng)擴(kuò)展控制如下：

　　a）污水泵自動(dòng)控制,；b）風(fēng),、排風(fēng)控制；c）活水泵穩(wěn)壓控制,；d）防水泵定時(shí)運(yùn)行,、檢測(cè)、報(bào)警,；e）淋水泵穩(wěn)壓控制,；f）筑物夜間輪廓照明自動(dòng)控制；g）低配計(jì)量,、開關(guān)狀態(tài)檢測(cè),、報(bào)警。

　　4結(jié)語

　　通過PLC在冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的推廣運(yùn)用,，保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行和有效節(jié)能,，同時(shí)也為樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)的控制器選型提供了新的思路。相信在不久的將來,，越來越多的PLC系統(tǒng)在冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)用中日趨成熟,，在樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)中也將會(huì)大顯身手。

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