暖通空調(diào)系統(tǒng)的計算機控制管理(4)
提要介紹了計算機在工業(yè)廠房、賓館、大型商住樓和人民大會堂等不同類型、不同功能的7個建筑中對空調(diào)制冷系統(tǒng)、變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的控制管理及城市集中供熱系統(tǒng)的控制應(yīng)用,這些控制系統(tǒng)均采用了國產(chǎn)計算機控制產(chǎn)品,且經(jīng)過實際運行效果很好。
關(guān)鍵詞機房控制加濕器空調(diào)工程實例
AbstractDescribessevencasesofcomputercontrolapplication,includingahighaccuracycontroloftemperatureandhumidity,aVAVsystem,ACsystemsforalargepowerstation,BASforPeople.Systemsinallthecasesoperatewellwithdomesticallymadecomputerproducts.
Keywordscomputercontrol,air-conditioning,engineeringexample
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結(jié)合以上3講介紹的計算機在暖通空調(diào)中的各種應(yīng)用,本講給出7個工程實例。這些實例都已完工,大部分已投稿運行兩年以上。
6.1化纖廠側(cè)吹風(fēng)的恒溫恒濕恒風(fēng)速控制
抽絲工藝的側(cè)吹剛化纖生產(chǎn)過程中決定產(chǎn)品質(zhì)量的最重要的工藝環(huán)節(jié)。側(cè)吹風(fēng)工藝要求空氣處理系統(tǒng)提供恒溫、恒相對濕度、恒定風(fēng)速、高潔凈度的空氣。浙江華舍滌綸廠采用RH計算機控制系統(tǒng)較好地實現(xiàn)了側(cè)吹風(fēng)空氣處理室外的控制,滿足了工藝參數(shù)要求。
為保證潔凈度,此系統(tǒng)采用全新風(fēng)及中效和高效過濾器。由于送出的空氣將作為回風(fēng)進入其它空調(diào)系統(tǒng),因此整體來說并不增加新風(fēng)處理能耗。在室外空氣焓值高于送風(fēng)露點的焓時,通過兩組表冷器降溫減焓,而當(dāng)室外空氣焓低于送風(fēng)露點的焓時,則通過預(yù)熱器加熱。通過加熱或降溫的空氣再送到噴淋室內(nèi)進行等焓加濕,使其相對濕度幾乎至100%,然后通過二次再熱器將空氣加熱到要求的送風(fēng)溫度。這樣,熱濕過程的控制策略為:
--測量噴淋室后面的溫度T12,以要求的送風(fēng)露點溫度為設(shè)定值,控制預(yù)熱器或兩級表冷器的電動閥門,使T12維持在要求的送風(fēng)露點溫度的±0.2℃間;
--測量送風(fēng)溫度T13,控制二次加熱器電動閥,使其溫度控制在要求的送風(fēng)溫度的±0.1℃間。
實際運行表明,這樣的控制策略可以使送風(fēng)狀態(tài)長期穩(wěn)定地維持在要求的溫濕度參數(shù)上,幾乎不會受到外界氣象參數(shù)變化的影響。
為保證恒定風(fēng)速,送風(fēng)機采用變頻風(fēng)機,根據(jù)送風(fēng)箱內(nèi)的壓力p11控制風(fēng)機轉(zhuǎn)速。這樣,由于過濾器積灰導(dǎo)致阻力變化而造成的風(fēng)量變化將通過風(fēng)機轉(zhuǎn)速的改變來消除,用微壓差傳感器測出的p11可長期穩(wěn)定地維持設(shè)定值,從而嚴格滿足了工藝對風(fēng)速的要求。
為了解兩個過濾器工作情況,在需要時及時更換或清洗過濾器,用壓差開關(guān)ΔP11和ΔP12來監(jiān)測、報警。
測量新風(fēng)的溫濕度值T11、H11則是為了計算新風(fēng)的焓,以便決定是用預(yù)熱器還是表冷器來調(diào)節(jié)空氣的露點。
由于噴淋室是工作在等焓噴淋工況,并且在任何工況下都要求將空氣處理至接近100%的相對濕度,困皮不需要進行任何調(diào)節(jié),僅是對循環(huán)泵進行自動啟??刂?,以用于整個機組的自動啟/停。
這一系統(tǒng)自1992年投入運行,系統(tǒng)運行可靠,極少出現(xiàn)故障,保證了送風(fēng)參數(shù)和風(fēng)速的精確要求,從而為保證產(chǎn)品質(zhì)量創(chuàng)造了環(huán)境條件。該系統(tǒng)服務(wù)于從德國巴馬格公司引進的生產(chǎn)線。德國專家在調(diào)試過程中不斷檢查溫濕度及風(fēng)速參數(shù),設(shè)有出現(xiàn)一次超限問題。
6.2變風(fēng)量(VAV)空調(diào)
該系統(tǒng)供9個房間,由一個空氣處理室統(tǒng)一送風(fēng),每個房間都有容量2~60kW不等的發(fā)熱設(shè)備,并且這些設(shè)備的啟停皆根據(jù)電視節(jié)目制作要求決定,無一定規(guī)律。各房間溫度均要求在設(shè)定期值的±0.1℃內(nèi),相對濕度維持在35%~70%之間。這樣,用變風(fēng)量系統(tǒng)通過改變進入每上房間的冷風(fēng)來使之與室內(nèi)發(fā)熱量的變化同步。
每個房間有一臺變風(fēng)量末端(VAVbox)。該末端實際上是一個風(fēng)閥及一個風(fēng)量測量裝置。每一個變風(fēng)量末端帶有一臺控制器,該控制器測量房間溫度及房間溫度設(shè)定值,測量變風(fēng)量箱的風(fēng)量,控制變風(fēng)量箱中的風(fēng)閥。其控制規(guī)律為:
--根據(jù)房間溫度實測值與設(shè)定值之差按PID算法確定變風(fēng)量箱的風(fēng)量設(shè)定值:
--根據(jù)風(fēng)量實測值與風(fēng)量設(shè)定值之差,按照積分算法調(diào)整風(fēng)閥,使風(fēng)量實測值達到風(fēng)量設(shè)定值。
通過這種控制方法,可以使房間溫度較好地控制在設(shè)定值周圍。風(fēng)閥的動作一般由兩個因素引起:①室內(nèi)負荷突然增大或減??;②風(fēng)機轉(zhuǎn)速改變或鄰近室風(fēng)閥動作,引起變風(fēng)量箱前的靜壓有較大變化。
后一現(xiàn)象出現(xiàn)時,即使房間溫度沒有變化,風(fēng)閥也馬上動作。這是由于實時測量風(fēng)量的緣故,這就是所謂"壓力無關(guān)"(Pressureindependent)的控制。
可以控制有關(guān)設(shè)備的執(zhí)行器實現(xiàn):
--調(diào)節(jié)送風(fēng)機、排風(fēng)機轉(zhuǎn)速;
--啟/閉新排風(fēng)閥;
--啟/閉加熱器、表冷器和加濕器的水閥。為調(diào)節(jié)這些執(zhí)行器,所依據(jù)的測量參數(shù)為:
--通過與各變風(fēng)量箱進行數(shù)字通訊,得到各變風(fēng)量箱的實測驗風(fēng)量、風(fēng)量設(shè)定值、實測溫度及溫度設(shè)定值;
--距風(fēng)道末端1/3處的風(fēng)道內(nèi)靜壓;
--送風(fēng)溫度、濕度;
--室外溫度、濕度;
--回風(fēng)溫度、濕度;
--回風(fēng)道回風(fēng)閥前的靜壓。
變風(fēng)量機組的計算機控制器是在兩個層次上進行控制的:
--根據(jù)各空調(diào)房間的狀況確定送風(fēng)機轉(zhuǎn)速及送風(fēng)溫濕度的設(shè)定值;
--調(diào)整風(fēng)閥、水閥、排風(fēng)機轉(zhuǎn)速,使送風(fēng)溫度達到要求的設(shè)定值,同時還不會使各房間出現(xiàn)太大的正壓或負壓。
為了簡單,送風(fēng)機轉(zhuǎn)速根據(jù)風(fēng)道上距末端1/3處的靜壓傳感器的靜壓值來調(diào)整,通過加大/減小轉(zhuǎn)速,使該點靜壓維持于180Pa。這樣,每個變風(fēng)量箱都可以保證有足夠的資用壓頭,在需要時,將風(fēng)閥開到A時即可達到設(shè)計的最大風(fēng)量。
送風(fēng)溫度設(shè)定值的確定是為了使各房間都滿足溫度要求,亦即在任何時候希望系統(tǒng)中總是有的房間風(fēng)量達到最大風(fēng)量的80%以上,有的房間風(fēng)量則在最大風(fēng)量的60%以下。為此,控制算法為:
·計算每個房間風(fēng)量設(shè)定值與設(shè)計最大風(fēng)量值之比r;
·若rmax<0.8,則將送風(fēng)溫度設(shè)定值提高0.5℃;
·若rmin<0.6,則將送風(fēng)溫度設(shè)定值降低0.5℃;
·若各房間0.6< rmin<0.8,則送風(fēng)溫度設(shè)定值不變;
·若rmax>0.8,rmin<0.6,則送風(fēng)溫度設(shè)定值不變。
用這種方法,可能盡可能發(fā)揮變風(fēng)量系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用,滿足各房間負荷變化的需要。由于被控房間屬于內(nèi)區(qū),全年均為冷負荷,所以不考慮送熱風(fēng)時的調(diào)整。各房間產(chǎn)濕量很小,熱濕比近乎于垂線,因此送風(fēng)的濕度設(shè)定值直接根據(jù)房間要求的濕度來確定。
送風(fēng)溫濕度通過控制加熱器、加濕器、表冷器及新回風(fēng)比來調(diào)節(jié)??諝馓幚矸桨傅姆謪^(qū)方法詳見第2講。這里主要討論新回風(fēng)比的調(diào)節(jié)方法和維持室內(nèi)靜壓不出現(xiàn)太高和太低的方法。若室內(nèi)平均靜壓為零,則空調(diào)箱內(nèi)新回風(fēng)混和處的壓力p為:
s為從空調(diào)房間至空調(diào)箱間的風(fēng)道和風(fēng)閥的阻力系數(shù),∑Gi為總風(fēng)量,如果新風(fēng)閥的阻力系數(shù)為sN,則新風(fēng)量GN為:
即新風(fēng)與總風(fēng)量之比。此時排風(fēng)側(cè)排風(fēng)機風(fēng)量,排風(fēng)機應(yīng)提供的壓頭Δpe
式中se為排風(fēng)道及排風(fēng)閥的阻力系數(shù)。
因此,當(dāng)送風(fēng)機轉(zhuǎn)速增加時,排風(fēng)機轉(zhuǎn)速可同時進行調(diào)整,以使室內(nèi)平均靜壓為零。這可以依據(jù)回風(fēng)閥前的壓力傳感器讀取p0來調(diào)整,使p0維持在sr(∑Gi)2。這里sr為回風(fēng)道的阻力系數(shù),它可以在初調(diào)節(jié)時由實測數(shù)據(jù)確定。這樣調(diào)整,不論總送風(fēng)量如何變化,新回風(fēng)比可維持不變,當(dāng)要改變新回風(fēng)比時,同步開大或關(guān)小新排風(fēng)閥。但由于要求的排風(fēng)量隨新回風(fēng)比的改變而變大或減小,因此排風(fēng)機工作點為會偏移,使得在新風(fēng)比加大時p0及室內(nèi)壓力有所增高;新風(fēng)減少時,p0及室內(nèi)壓力有所降低。為此還要根據(jù)p0的實測值及設(shè)定值sr(∑Gi)2,相應(yīng)增加或降低排風(fēng)機轉(zhuǎn)速。
綜合上述分析,新風(fēng)比及室內(nèi)壓力的控制規(guī)則為:①同步調(diào)整新回風(fēng)閥,以加大/減小新風(fēng)比;②根據(jù)p0調(diào)整排風(fēng)機轉(zhuǎn)速,使p0→sr(∑Gi)2。
實踐表明,上述調(diào)節(jié)方式簡單可靠,進入過渡季和冬季后,由于室內(nèi)仍存在冷負荷,送風(fēng)溫度完全靠不斷地改變新回風(fēng)比來調(diào)節(jié)。
目前中央電視臺演播大樓中已有兩個系統(tǒng)(K段、J段)采用了這種VAV控制,并陸續(xù)有更多的系統(tǒng)將改為VAV方式。
6.3葛洲壩電廠空調(diào)通風(fēng)自控系統(tǒng)
這是利用微機對分布于大江電廠、二江電廠及1個500kW開關(guān)站共3個區(qū)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進行控制的中央控制系統(tǒng)。
該系統(tǒng)集散式控制結(jié)構(gòu),硬件部分主要由4大部分組成:管理工作站RH-MCS(包括中央管理工作站和區(qū)域管理工作站),通訊網(wǎng)絡(luò)RH-NET,現(xiàn)場控制機RH-DCRU及傳感器和執(zhí)行器。在管理工作站和現(xiàn)場控制機中配置相應(yīng)的運行環(huán)境軟件和應(yīng)用軟件。上述軟件和硬件合理搭配組成一套完整的監(jiān)控系統(tǒng),該工程中采用1套中央管理工作站、3套區(qū)哉管理工作站,通訊系統(tǒng)采用6個電流環(huán),用通訊接口機聯(lián)接進行數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)換傳遞,現(xiàn)場控制機配置包括:RH-OCU-6403型13臺,RH-DCU-3202型16臺,RH-DCU-1601型93臺,以及相應(yīng)的傳感器、變送器和執(zhí)行器。
該微機自動監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上包括3個子系統(tǒng):即大江電廠空調(diào)通風(fēng)子系統(tǒng)、二江電廠空調(diào)通風(fēng)子系統(tǒng)和500kW開關(guān)站空調(diào)通風(fēng)子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)相互獨立,因此在微機自控的設(shè)計中考慮其靈活性和可靠性,即便于獨立運行,又便于管理,采用兩級管理工作站方式,即大江電廠、二江電廠和500kW開關(guān)站分別設(shè)區(qū)域管理工作站為第二級管理工作站;大江電廠配置一套中央管理工作站為第一級管理工作站,負責(zé)葛洲壩全廠的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)督、調(diào)度、管理,每個區(qū)域管理工作站與其所有的子系統(tǒng)各現(xiàn)場機之間采用電流環(huán)通訊網(wǎng)聯(lián)接。通訊網(wǎng)負責(zé)現(xiàn)場機之間以及現(xiàn)場機與管理工作站之間的數(shù)據(jù)傳遞。區(qū)域管理工作站與中央管理工作站之間采用另一個電流環(huán)通訊網(wǎng)相連,負責(zé)區(qū)域管理工作站以及其余管理工作站與中央管理工作站之間的數(shù)據(jù)交換,此區(qū)域級電流環(huán)與各子系統(tǒng)電流環(huán)之間通過環(huán)接口機進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳送。
該工程中采用二級管理工作站方式,即中央管理工作站和區(qū)域管理工作站。它們在硬件配置上并無區(qū)別,主要的不同是在管理權(quán)限和功能上。中央管理工作站負責(zé)全廠空調(diào)通風(fēng)設(shè)備的運行監(jiān)控管理,而區(qū)域工作站負責(zé)本子系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的運行監(jiān)督管理。中央管理工作站的重要職能是協(xié)調(diào)調(diào)度和指導(dǎo)運行,區(qū)域工作站則主要負責(zé)檢測、控制和管理。
管理工作站基本配置如下:
1.硬件配置
LX-P5/60PT主機
LASERJET-4L激光打印機1臺
通訊電源
環(huán)接口機
2.軟件配置
DBMAN4.0RH數(shù)據(jù)庫與通訊管理程序
FORE4.0圖形化及用戶接口定義文件
EUMS設(shè)備運行管理軟件
3.基本功能
通過彩色監(jiān)視器顯示多個不同的畫面和各子系統(tǒng)實時測量參數(shù),測量數(shù)據(jù)也可用曲線、直方圖顯示出來。同時可能進行數(shù)據(jù)處理、儲存和打印任意時間的報表。通過鼠標(biāo)器,操作人員可以轉(zhuǎn)換畫面,檢查以前的歷史數(shù)據(jù),指導(dǎo)站內(nèi)各子系統(tǒng)的運行模式,直接啟動、停止所轄任何一臺設(shè)備,實現(xiàn)中央管理及實時監(jiān)測與監(jiān)控。
通過RH-NET網(wǎng)與各DCU相連,可隨時得到各臺DCU的各種測量與控制信息。同時還可以隨時向DCU發(fā)出各種控制命令,實現(xiàn)中央自動控制管理。
管理工作站中有3個軟件--DBMAN管理機內(nèi)硬盤的數(shù)據(jù)庫及通訊,F(xiàn)ORE作為圖形化實時人機接口,EuMs管理系統(tǒng)內(nèi)的機電設(shè)備檔案。以上3種軟件用以支持整個系統(tǒng)的運行和操作,實現(xiàn)微機系統(tǒng)對廠區(qū)的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的集中管理及監(jiān)控。
由于葛洲壩電廠的廠區(qū)非常大,并且受控設(shè)備布置極為分散,同時各子系統(tǒng)的控制要求也不同,為了實現(xiàn)對整個廠區(qū)設(shè)備的集中管理,降低管理工作強度,提高工作效率,建立一個有效可靠的通訊網(wǎng)是非常關(guān)鍵的。葛洲壩電廠自控系統(tǒng)中采用RH-NET局部通訊網(wǎng)絡(luò),完成中央管理工作站與區(qū)域管理工作站之間、區(qū)域管理工作站之間、區(qū)域管理工作站與現(xiàn)場控制機之間及現(xiàn)場控制機之間的信息處交換。RH-NET有一個突出特點即所有需要交換信息的設(shè)備在通訊網(wǎng)內(nèi)的安裝物理位置不受限制,可以實現(xiàn)任意兩點之間的通訊,其通訊協(xié)議采用"廣播"式通訊協(xié)議,網(wǎng)內(nèi)信息供網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備共享。即只要用戶需要,通訊網(wǎng)內(nèi)設(shè)備可以接收網(wǎng)內(nèi)的任何信息。網(wǎng)內(nèi)每一事件的發(fā)生都可以對網(wǎng)內(nèi)設(shè)備產(chǎn)生影響。并改變控制機模式或發(fā)出警報信號等。各空氣處理室的控制與前面介紹過的大同小異,因此不再介紹。下面介紹其中一個冷凍站的控制系統(tǒng),即大江電廠左區(qū)冷凍站。
冷凍站所用設(shè)備
--冷水機組3臺
--冷凍水循環(huán)泵3臺
--冷凍水供水泵3臺
--冷卻水增壓泵2臺
--排水泵1臺
--蓄冷水池1座
--電動調(diào)節(jié)閥1只
?、诶鋬稣咀钥赵O(shè)備配置
--RH-DCU-6403型現(xiàn)場控制機2臺
--RH-DCWS水道溫度傳感器22臺
--RH-CAY-FB水道壓力傳感器11臺
--RH-DCYW液位傳感器4臺
--RH-DCU現(xiàn)場控制機軟件
③監(jiān)控功能
--檢測冷卻水進出水溫度、壓力,檢測冷凍水供回水溫度;檢測冷凍水供水泵出口壓力;
--檢測冷卻水上游、除污器出口及冷卻水下游壓力;
--檢測蓄冷水池液位,并可自動啟動補水電動閥進行自動補水及溢流報警;
--顯示各測量參數(shù),修改各設(shè)定值,以便改變運行工況;
--監(jiān)視并調(diào)整各設(shè)備的運行情況,包括根據(jù)上游水位情況自動投入加壓水泵,根據(jù)除污器出口壓力情況自動進行反沖洗、磁力磁場盤室供水泵的故障轉(zhuǎn)換;
--循環(huán)水泵、供水泵以及電動閥門的控制,包括各種聯(lián)鎖、聯(lián)動程序控制等;
--自動控制/手動控制的切換;
--控制設(shè)備的啟停和切換;
--設(shè)備故障報警;
--控制系統(tǒng)故障報警;
--記錄設(shè)備運行時間。
在該工程中,自控系統(tǒng)充分顯示了其監(jiān)測和自控的優(yōu)勢,實現(xiàn)了對一個龐大而分散的系統(tǒng)的中央和區(qū)域管理控制,充分實現(xiàn)了系統(tǒng)的安全運行管理,提高了系統(tǒng)管理的方便性和實時性。同時降低了系統(tǒng)監(jiān)視的工作強度,提高了工作效率。
6.4豐澤園飯店空調(diào)自控系統(tǒng)
豐澤園飯店為一個公用性建筑,該工程的自控工程監(jiān)控范圍為K1~K8共8個空調(diào)系統(tǒng),X1~X5共5個新風(fēng)機組,15個送排風(fēng)系統(tǒng)、令東站、熱交換站、生活水系統(tǒng)及雨水、污水系統(tǒng)等
該系統(tǒng)由1套中央管理工作站、25臺DCU現(xiàn)場控制機、1套RH-NET局部通訊網(wǎng)及若干溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、電動執(zhí)行器等設(shè)備組成。
①中央管理工作站功能
--控制系統(tǒng)圖形顯示(網(wǎng)絡(luò)圖、系統(tǒng)圖、曲線圖);
--系統(tǒng)運行參數(shù)及設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)測與顯示;
--設(shè)定值修改;
--設(shè)備的遠動控制;
--故障診斷與顯示;
--中央管理工作站的運行控制;
--數(shù)據(jù)庫檢索和打印報表。
?、赗H-NET局部通訊網(wǎng)絡(luò)
由一臺中央通訊接口機(RH-NCI)、25臺現(xiàn)場機通訊接口(RH-NTI)及通訊線路構(gòu)成,它負責(zé)中央管理工作站與各現(xiàn)場控制機及現(xiàn)場控制機之間的數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)共享。
?、郜F(xiàn)場控制機
共用9臺RH-DCU-4040型現(xiàn)場控制機,12臺RH-DCU-2020型現(xiàn)場控制機和4臺RH-H-DCU-6260型現(xiàn)場控制機對空調(diào)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、15個排風(fēng)系統(tǒng)、冷凍站、熱交換站、生活水系統(tǒng)和雨水污水系統(tǒng)進行控制管理。針對不同系統(tǒng),配置不同型號的現(xiàn)場控制機。
主要功能;
--自動實時檢測新風(fēng)、送風(fēng)、回風(fēng)和被控環(huán)境溫濕度;
--自動實時檢測冷熱水閥門開度及送風(fēng)機、進風(fēng)機、排風(fēng)機的啟停狀態(tài);
--自動實時檢測蒸汽壓力、熱水溫度、流量、水泵啟停狀態(tài)及水池水位;
--根據(jù)氣象參數(shù)及不同控制要求,自動調(diào)節(jié)和切換各閥門,從而控制新風(fēng)處理狀態(tài)及全空氣空調(diào)系統(tǒng)的室內(nèi)狀態(tài);
--能夠?qū)崿F(xiàn)被控參數(shù)設(shè)定值的修改;
--能夠接收中央管理工作站的遠動控制功能;
--風(fēng)機與相關(guān)閥門的軟件聯(lián)鎖;
--控制機具有掉電保護功能。
?、茏钥叵到y(tǒng)基本控制原理
空調(diào)系統(tǒng)及冷凍站系統(tǒng)的控制原理在前幾講中已經(jīng)有深入論述,本講不詳細復(fù)述,現(xiàn)對該工程中的給排水系統(tǒng)進行說明。
豐澤園飯店的水系統(tǒng)控制機范圍主要有:生活水系統(tǒng)、高低區(qū)熱水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)。上述系統(tǒng)共用一臺RH-DCU-6260型現(xiàn)場控制機。生活水系統(tǒng)中有兩臺生活水泵,一用一備。根據(jù)屋頂水箱和地下貯水池的水位來控制泵的啟停,并實現(xiàn)報警。高低區(qū)熱水循環(huán)泵一用一備。由回水溫度來控制啟停。同時檢測熱交換器內(nèi)的水溫和混水器的水溫。凝結(jié)水泵由凝結(jié)水池的水位來控制其啟停,同時實現(xiàn)溢流報警。污水和雨水系統(tǒng)配置兩臺RH-DCU-4040型現(xiàn)場控制機來實現(xiàn)自動控制和報警。污水系統(tǒng)共有4個污水池和8臺污水泵。每個污水池配置2臺污水泵(一用一備),污水泵的啟停由污水池的水位來決定,當(dāng)液位達到溢流水位時系統(tǒng)會溢流報警。雨水系統(tǒng)共有2個雨水池、4臺雨水泵,每個雨水池配2臺雨水泵(一用一備),同時由雨水池水位來控制雨水泵的啟停,并能及時發(fā)出溢流報警。
本工程已運行5年以上,由于應(yīng)用了微機控制系統(tǒng),給飯店的后勤服務(wù)和管理都帶來了極大的方便。使各系統(tǒng)的運行效果明顯提高。加強了設(shè)備運行的合理性,降低了能耗,同時加強了對樓宇設(shè)備的運行管理,提高了運行管理的科學(xué)性。
6.5撫順市新華區(qū)熱網(wǎng)控制
由于某些原因限制,管網(wǎng)的熱源側(cè)管徑小于末端管徑。為了增大供熱面積而利用現(xiàn)有管網(wǎng),采用高溫水小流量、在熱力站混水的方案,同時使用RH分布式計算機控制系統(tǒng)進行控制調(diào)節(jié)。
全熱網(wǎng)共32個熱力站(現(xiàn)增加為35個),供熱面積280萬.m2,在鍋爐房設(shè)中央管理站,在各熱力站安裝RH-DCU-4040現(xiàn)場控制機,通過電話線將各熱力站的DCU現(xiàn)場控制機與中央管理機相連,構(gòu)成分布式系統(tǒng)。另外還在鍋爐房、泵房及補水站等處設(shè)置了3臺RH-DCU-4040進行系統(tǒng)的補水、定壓控制及熱量、水量的監(jiān)測統(tǒng)計
供回水間安裝混水泵以實現(xiàn)混水;供水管及混水管上安裝兩個電動閥以調(diào)節(jié)供水量及混水量。為有效地對這兩個電動閥進行控制并了解熱網(wǎng)工作狀況,測量供回水及用戶側(cè)壓力p1、p2、p3及這3個相應(yīng)點的溫度T1、T2、T3。由于熱網(wǎng)各支路間相互耦合較嚴重,因此不易對各熱力站進行單獨控制。此工程采用了全網(wǎng)集中分析調(diào)節(jié)的方法。
各熱力站的現(xiàn)場控制機將實測的壓力、溫度值每5min一次通過通訊網(wǎng)送至中央管理機。中央管理機計算各熱力站用戶側(cè)將出現(xiàn)的供回水平均溫度(T2、T3之平均值),再進一步計算出全網(wǎng)各熱力站調(diào)均時各熱力站用戶側(cè)供回水的平均溫度。以此為設(shè)定值,計算出要使每個熱力站的水溫調(diào)至設(shè)定值時,其流量將變化的倍數(shù),再根據(jù)在線分析識別出的各支路間相互的耦合性,得到對各熱力站的供水閥和混水閥需要的調(diào)節(jié)量。此調(diào)節(jié)命令通過通訊網(wǎng)送到各熱點站,各熱力站現(xiàn)場控制機接到命令后,進行相應(yīng)的調(diào)節(jié),同時將調(diào)節(jié)后壓力、溫度等參數(shù)的變化情況返回到中央管理機,供中央管理機進行進一步的分析判斷,并做出下一步的調(diào)節(jié)命令。這樣的過程重復(fù)4~5次后,一般可基本實現(xiàn)全網(wǎng)均勻。以后中央管理機隨時監(jiān)視系統(tǒng)的變化,發(fā)現(xiàn)哪個熱力站由于某種原因出現(xiàn)不同工況,就及時進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
這種混水式熱網(wǎng)的一個主要缺點是末端用戶側(cè)壓力偏高。由于管網(wǎng)水力工況的要求,末端有些熱力點回水壓力達390kPa,接近于用戶散熱器400kPa的耐壓要求。除調(diào)節(jié)計算機系統(tǒng)的重要任務(wù)之一就是監(jiān)視用戶側(cè)回水壓力,若發(fā)現(xiàn)有升高的趨勢,立即關(guān)閉供水閥,防止用戶散熱器超壓破裂。此任務(wù)由每個熱力站中的現(xiàn)場控制機承擔(dān)。根據(jù)熱力站內(nèi)壓力傳感器安裝的標(biāo)高不同,分別設(shè)置了超壓保護界限。一旦發(fā)現(xiàn)壓力到達此界限,立即關(guān)供水閥,同時記錄當(dāng)時閥位及供水壓力等數(shù)值,保護DCU現(xiàn)場控制機內(nèi)的數(shù)據(jù),通知中央管理機,并繼續(xù)觀察系統(tǒng)的壓力變化。當(dāng)發(fā)現(xiàn)供水閥前的供水壓力降到保護時動作的壓力值以下時,即逐步試探地打開供水閥,若供水閥開啟一些后回水壓力未大幅度升高,則逐步將供水閥恢復(fù)到保護之前的狀態(tài),同時通過中央管理機,使中央管理機恢復(fù)對這個站的控制調(diào)節(jié)。
中央管理機除控制調(diào)節(jié)外,還具有許多管理功能,如以圖形方式顯示系統(tǒng)各點的壓力、溫度及各調(diào)節(jié)閥閥位,顯示各支路至熱源間水壓圖,顯示各參數(shù)的歷史曲線,統(tǒng)計鍋爐房總的熱量、流量、補水量及其變化等情況;此外還具有故障診斷功能,及時分析計算機系統(tǒng)及供熱工藝管道系統(tǒng)的各種故障,及時報警,通知運行維護人員及時處理。
該系統(tǒng)自1994年起全面運行至今,效果良好,計算機系統(tǒng)保證了這種混水方式的正常安全運行,并大大方便了維護運行管理人員,提高了系統(tǒng)管理水平。
6.6濰坊國際金融大廈IBS系統(tǒng)
濰坊國際金融大廈是一座集金融、賓館、寫字樓、舞廳、娛樂、商務(wù)辦公、體育活動、購物于一體的綜合性大廈。甲方對大廈IBS系統(tǒng)設(shè)計安裝總體要求是通過對大廈結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理以及它們之間存在的相互聯(lián)系進行優(yōu)化考慮,建立一個投資合理、高效、舒適、便利的工作、生活環(huán)境,建成一個先進的智能大樓。針對以上要求,本工程設(shè)計思想如下:
總體設(shè)計思想是保證大廈的先進性、開放性、可擴展性、經(jīng)濟性及安全可靠性。按樓宇工程智能5A要求進行設(shè)計,以保證大廈的先進性;在設(shè)計中充分考慮支持任何廠家的通訊數(shù)據(jù)、圖像設(shè)備,以保證大廈的開放性;在設(shè)計中充分考慮計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,支持新技術(shù)如1.55Mbps的ATM及100Bas的VG-ANYLAN,保證大廈系統(tǒng)的可擴展性;在設(shè)計中通過統(tǒng)一的設(shè)計構(gòu)思、設(shè)計方法來降低大廈的投資成本,以保證大廈的經(jīng)濟性;在設(shè)計中盡可能地選用性能價格比較好的產(chǎn)品,以保證系統(tǒng)的安全可靠性。工程中本著適應(yīng)現(xiàn)代通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和該智能建筑中各子系統(tǒng)規(guī)模大、控制對象多且分散、各子系統(tǒng)之間以及建筑物內(nèi)、外信息傳遞速率和共享程度高要求的諸多情況,將各子系統(tǒng)進行優(yōu)化系統(tǒng)集成。
系統(tǒng)集成的本質(zhì)就是達到資源的共享,從設(shè)計的角度講就是實現(xiàn)最優(yōu)化的綜合統(tǒng)籌設(shè)計,實現(xiàn)最優(yōu)的性能價格比。根據(jù)用戶的要求,本工程中主要有如下系統(tǒng)。
6.6.1綜合布線系統(tǒng)
本工程中布線系統(tǒng)包括語音傳輸、數(shù)據(jù)通訊和BAS三部分內(nèi)容,其中BAS部分包括保安系統(tǒng)和樓宇自控系統(tǒng)等樓宇中各子系統(tǒng)的大部分數(shù)據(jù)通訊電纜。這樣做可大大減少建筑物中凌亂的電纜數(shù)量,使其規(guī)范化、合理化,同時也為將來樓宇設(shè)備擴充時的新增電纜留下余地。
6.6.2樓宇自控系統(tǒng)
6.6.2.1建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)
本工程中應(yīng)用RH型分布式微機控制系統(tǒng)進行集中控制管理,其基本控制范圍如下。
空調(diào)系統(tǒng):空調(diào)機組11臺,新風(fēng)機組2臺,風(fēng)機盤管533臺。
冷凍站:3臺吸收式冷水機組,3臺冷卻塔,4臺冷卻水泵,2臺補水泵,2臺冷水泵。
熱交換站:6臺熱交換器,2個水箱,4個循環(huán)泵,4臺補水泵。
通風(fēng)系統(tǒng):送排風(fēng)機34臺。
給排水系統(tǒng):生活給水泵2臺,潛水排污泵4臺,生活消防共用水箱3個。
變配電及照明系統(tǒng):變配電所設(shè)備(包括4臺變壓器、1個發(fā)電機、4上高壓柜、32個低壓柜),四層照明監(jiān)控,每層4組控制監(jiān)測點。
電梯系統(tǒng);6部電梯,2部自動扶梯。
6.6.2.2保安系統(tǒng)
本工程中應(yīng)用德國安福公司的保安產(chǎn)品,其系統(tǒng)包括:
--閉路監(jiān)控系統(tǒng)
--出入門控制系統(tǒng)
--保安防盜系統(tǒng)
--保安巡更系統(tǒng)
6.2.2.3消防系統(tǒng)
本工程中使用的是德國安福公司的BMC664型計算機火災(zāi)報警及聯(lián)動控制系統(tǒng),其內(nèi)容包括:
--火災(zāi)報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)
--火災(zāi)探測報警系統(tǒng)
--火災(zāi)探測器系統(tǒng)
--火災(zāi)設(shè)備聯(lián)動控制系統(tǒng)
6.2.4車庫管理系統(tǒng)
每一個進入車道包括如下設(shè)備:
--自動出票機
--讀卡器
--自動閘門器
--車輛轉(zhuǎn)換器
6.6.3辦公自動化系統(tǒng)
6.6.3.1酒店管理系統(tǒng)
本工程中根據(jù)實際情況,采用清華大學(xué)軟件中心WINDOWS版酒店計算機管理系統(tǒng)。
6.6.3.2廣播系統(tǒng)設(shè)計
本工程中建筑功能可分為:娛樂區(qū)、購物區(qū)、寫字辦公區(qū)和客房區(qū)等,依照不同區(qū)域要求,廣播對應(yīng)提供:背景、音樂、緊急廣播和背景緊急廣播。
硬件配置如下:
--背景音樂用CD唱機
--緊急廣播用廣播話筒和雙卡錄音機
--管線接音箱
--音量控制器
--揚聲器
該系統(tǒng)已從1996年起陸續(xù)投入運行,并逐漸反映出它在提高大樓的科學(xué)化管理水平中不可取代的作用。
6.7人民大會堂的空調(diào)自控
人民大會堂的空調(diào)及制冷站系統(tǒng)采用RH分布式計算機控制系統(tǒng)進行控制管理。它由6臺中央管理機、近60臺RH-DCU現(xiàn)場控制機及相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)和通訊設(shè)備構(gòu)成,系統(tǒng)主要分冷凍站的控制管理和幾個區(qū)空調(diào)的控制管理。計算機網(wǎng)絡(luò)見圖6-11。由于人民大會堂的使用特點,各廳堂在使用前要迅速將環(huán)境參數(shù)調(diào)整到要求值,在使用時負荷會突然增加,要求空調(diào)系統(tǒng)能及時做出反應(yīng),對環(huán)境參數(shù)給予準(zhǔn)確控制。此外,各廳的同時使用率不高,因此通過風(fēng)道連接各廳的空調(diào)系統(tǒng),在需要時調(diào)整有關(guān)電動風(fēng)閥,可調(diào)用鄰近廳堂的空氣處理設(shè)備共同承擔(dān)一個廳堂的預(yù)冷和使用時的高負荷,同時還可使一臺空調(diào)機出現(xiàn)故障時啟動鄰近的機組。
?、俑鶕?jù)廳堂使用要求和空調(diào)機組狀況,自動對風(fēng)閥進行一些相應(yīng)轉(zhuǎn)換,對風(fēng)道系統(tǒng)進行調(diào)整。
②根據(jù)預(yù)選規(guī)定的時間表,自動提前啟動空調(diào)系統(tǒng),使相應(yīng)的廳堂在規(guī)定的時間達到要求的環(huán)境參數(shù),并能在負荷大幅度變化下維持環(huán)境參數(shù)。
?、鄹鶕?jù)各廳堂空調(diào)的要求,相應(yīng)調(diào)整冷凍站冷凍機的運行臺數(shù),使之與變化的需求相適應(yīng)。
這些工作都由設(shè)在幾個區(qū)的中央管理機承擔(dān)。由運行管理人員預(yù)先設(shè)定好各廳堂要求的運行時間表和各時間段的溫濕度標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)道調(diào)整要求等。中央管理計算機即可根據(jù)這些要求,實時指揮各臺現(xiàn)場控制機進行相應(yīng)操作,完成這類控制調(diào)節(jié)任務(wù)。
人民大會堂空調(diào)自控系統(tǒng)已連續(xù)運行3年以上。在各項重大的國事活動中很好地實現(xiàn)了各廳堂的各種環(huán)境控制要求,受到了中央有關(guān)部門的好評。計算機控制系統(tǒng)的采用,提高了系統(tǒng)運行的可靠性,使要求的各種環(huán)境條件得以準(zhǔn)確實現(xiàn)。同時也在很大程度上降低了運行人員的勞動強度。在這樣的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴要求的系統(tǒng)中全部采用國產(chǎn)設(shè)備(包括計算機硬件、軟件、通訊系統(tǒng)及傳感器),并獲得令人滿意的效果,表明我國的空調(diào)計算機控制的研究、開發(fā)、設(shè)備生產(chǎn)及工程實施能力都已達到很高水平。在一般的控制工程中應(yīng)優(yōu)先考慮國產(chǎn)產(chǎn)品和系統(tǒng),不一定全部采用進口的。中國已有能夠承擔(dān)和出色完成重大的空調(diào)計算機控制工程的全套軟件、硬件和工程實施的民族企業(yè),但是仍需國內(nèi)各界同仁共同提攜,才能將這一株幼苗培養(yǎng)成大樹,使我國暖通空調(diào)領(lǐng)域的計算機控制管理技術(shù)和產(chǎn)品掌握在中國人手里。這是發(fā)展我國暖通空調(diào)領(lǐng)域中的計算機控制技術(shù),也是發(fā)展我國暖通空調(diào)事業(yè)的唯一途徑。