中央空调智能控制系统方案设计案例讲解

智能控制系统的物料：机房群控系统标准套件，机房群控系统定制套件，显示扩展包，能源管理扩展包，空调末端监控功能扩展包，水系统分户计费功能扩展包，第三方协议接口扩展包。

机房群控系统标准套件与定制套件的物料类型：

扩展功能的物料类型：

设备控制柜的二次回路设计：

1、定频“水泵”、“冷却塔风机”控制柜的二次控制回路接口要求：

每台水泵、冷却塔风机提供给DDC控制的接口要求如下：

（1）水泵手自动切换反馈点（1个无源干触点，断开时为手动，闭合时为自动）；

（2）水泵的运行状态反馈点（1个无源干触点，断开时为停机，闭合时为运行）；

（3）故障反馈点（1个无源干触点，断开时为正常，闭合时为故障）；

（4）水泵启停控制（DDC控制柜提供1个继电器开关点给水泵，该点闭合时为控制水泵开启）；

2、变频“水泵”、“冷却塔风机”控制柜的二次控制回路接口要求：

每台变频水泵、冷却塔风机提供给DDC控制的接口要求如下：

（1）水泵手自动切换反馈点（1个无源干触点，断开时为手动，闭合时为自动）；

（2）水泵的运行状态反馈点（1个无源干触点，断开时为停机，闭合时为运行）；

（3）故障反馈点（1个无源干触点，断开时为正常，闭合时为故障）；

（4）水泵启停控制（DDC控制柜提供1个继电器开关点给水泵，该点闭合时为控制水泵开启）；

（5）频率反馈点（4~20mA）；

（6）频率控制点（4~20mA）；

3、电动蝶阀控制柜的二次控制回路接口要求：

每台蝶阀提供给DDC控制的接口要求如下：

（1）蝶阀手自动切换反馈点（1个无源干触点，断开时为手动，闭合时为自动）；

（2）蝶阀开到位状态反馈点（1个无源干触点，闭合时为开到位）；

（3）蝶阀关到位状态反馈点（1个无源干触点，闭合时为开到位）；

（4）蝶阀的开控制点（DDC控制柜提供1个继电器开关点给蝶阀，该点闭合时控制蝶阀开启）；

（5）蝶阀的关控制点（DDC控制柜提供1个继电器开关点给蝶阀，该点闭合时为控制蝶阀关闭）

（6）蝶阀控制柜提供的干触点的耐压值为AC 220V以上。

4、旁通比例调节阀无电控柜，直接由DDC的IO控制点（4~20mA）进行控制，不涉及二次回路设计。

工程设计案例：

1、关于2台水冷螺杆机组的机房群控系统设计案例

控制对象：

（1）水冷螺杆机组 2台

（2）冷冻循环水泵 3台

（3）冷冻循环水泵 3台

（4）电动蝶阀蝶阀

招标文件中的要求如下：

“中央空调冷水机组群控系统要求（群控系统设计由空调设备供应商完成）：

要求对中央冷冻系统设备¡进行最佳启/停控制、中央冷冻系统的节能优化控制、设备运行周期控制等。

（1）该大楼的冷水机组，可以通过冷冻机组提供的通讯软接口采集每台冷水机组的水流状态、温度、压力、压差、功率、负载、油压等机组内部运行参数值，通过外围设备和DDC 或I/O 模块采集冷冻泵、冷却泵、冷却塔、膨胀水箱、阀门等设备的相关参数，协调设备之间的连锁控制关系进行自动启停，从而实现制冷设备的群组控制功能。

（2）中央制冷系统中各设备启动与停止的顺序控制如下：

启动：冷却水电动阀→冷却水泵→冷却塔进水自动阀→冷却塔风机→冷冻水电动阀→冷冻水泵→冷水机组→监视水流状态。

停止：冷水机组→冷冻水泵→冷冻水电动阀→冷却塔风机→冷却塔进水电动阀→冷却水泵→冷却水电动阀。

（3）在冷水机组的供回水总管上设温度传感器，在冷冻回水管上设流量计，将所采集到的供回水温度、流量、压力等参数进行整合，计算出楼内的冷负荷，根据冷水机组的效率曲线，采用比例积分的控制技术以调整冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵运行台数及冷却塔风机运行数量、冷却水电动蝶阀开关状态等实现联动控制。

（4）保证冷却塔风机和冷却水泵安全运行、确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过以及根据室外气候情况及冷负荷，调整冷却水运行情况，使冷却水温度在要求的设定温度范围内。

（5）当某一台冷机（冷冻泵、冷却泵）出现故障时，系统会将其故障信息反馈回工作站，待系统确认并发出指令进行自动切换，通过软件的编制实现冷机与泵的最佳工作组合(即关停故障设备,然后启动与之并联的另一台运行累计时间最少的下一台相同设备)。

（6）根据冷冻水总供水、总回水之间的压差值与BAS 系统中设定的压差值进行比较后，控制旁通阀的开关，从而保证冷冻供水回水压差的稳定。

（7）群控系统具有自我诊断能力。实时监视操作电脑与各控制器间的通讯状态和控制器的工作状态，并在操作电脑上显示故障信息、故障报警，并能将故障信息记录存档或打印。

（8）当发生火灾时，群控系统根据消防报警子系统所发送来的信号，发出控制指令，关停所有中央制冷机组设备。

（9）群控软件标准化、具有友好的人机界面，操作简单，图形界面优美、直观。

（10）具有远程监控功能（可通过RS485 接口与BA 连接，采用标准协议，并提供相应数据段格式以便BA系统进行调试）。

具体监控内容和数量如下：

● 实时监视制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔风机工作状态：

● 冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵负荷过载或故障及时报警：冷却塔风机故障及时报警；

● 冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却水塔风机手动/自动控制模式切换与显示，手动模式具有优先权；

● 实时监测冷冻水供水温度、冷冻水回水温度、冷冻水供水流量；

● 实时监测冷却水供水温度、冷却水回水温度；

● 冷却塔水位实时监测；

● 膨胀水箱水位实时监测；

● 冷水机组的冷冻水、冷却水水流开关监测；

● 冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机启停控制；

● 冷冻水总供/回水管压差监测及旁通阀调节；

● 冷水机电动蝶阀开关状态及开关控制；

● 冷却塔水阀开关状态及开关控制；

● 系统监控设备的运行台数：

冷水机组 2 台

冷水机组电动蝶阀  2+2 台

冷却水泵 3 台（2用1 备）

冷却塔 2 台

冷却水电动蝶阀 4 台

电动压差平衡旁通阀 1 套

冷冻水泵 3 台（2用1备）

冷水机组的总管供回水温度

冷冻回水管上流量计

膨胀水箱”

系统图如下：

第一步：确定系统的监控方案。

1、确定电动蝶阀的安装位置；

2、确定水泵的数量及类型——变频还是定频；

3、确定冷却塔风机的数量及类型——变频还是定频；

4、确定水系统监控的运行参数；

5、绘制水系统自控原理图：

（1）在水系统图上标注温度传感器、压力传感器、流量计室外温湿度传感器的安装位置；

（2）绘制系统设备的监控图；

5、绘制水系统自控原理图：

（1）在水系统图上标注温度传感器、压力传感器、流量计室外温湿度传感器的安装位置；

（2）绘制系统设备的监控图；

第二步：编写控制点表

第三步：确定厂商设备智能控制系统型号

1、选择机房群控标准套件

2、选择扩展包

第四步：确定工程设备清单

第五步：确定线缆的规格及长度

工程设计案例：

绘制水系统自控原理图：

（1）在水系统图上标注温度传感器、压力传感器、流量计室外温湿度传感器的安装位置；

2、关于2套五种热回收模块机与2套风冷螺杆机组的智能控制系统设计。

控制对象：

（1）五种热回收模块机 2套

（2）风冷模块机组 1套

（3）空调循环水泵 3台

（4）热水循环水泵 2台

（5）组合式空调机组 18台（Modbus IP接口）

控制要求：

（1）系统负荷、热水负荷按需调节；

（2）水泵与机组联动控制；

2套五种热回收模块机与2套风冷螺杆机组的智能控制系统设计方案：

监控点表：

注：机组采用Modbus RTU协议进行监控。

线缆表：

自控原理图及末端网络拓扑图：

主机通过Modbus RTU协议与群控系统通讯。

群控系统机房设备接线示意图

水泵控制柜的技术要求：

水泵控制柜的控制电路包含手动（本地）控制和自动（远程）控制两种控制电路，这两个控制电路互不干涉。手动控制电路是指只通过控制柜的按钮控制水泵，自动控制电路是指只通过DDC的控制信号控制水泵。具体的接口要求如下：

（1）需提供如下反馈输出触点：

1）水泵运行状态（继电器的无源干触点输出）；

2）水泵故障（继电器的无源干触点输出）；

3）水泵手动/自动状态反馈（无源干触点输出）；

4）在其中一台空调水泵的控制柜中添加3个线圈电压为AC 220V的中间继电器，这3中间继电器的驱动电压分别由三台机组的主板提供，每个中间继电器需输出一组无源干触点；

5）在其中一台热水水泵的控制柜中添加2个线圈电压为AC 220V的中间继电器，这2中间继电器的驱动电压分别由两台模块机的主板提供，每个中间继电器需输出一组无源干触点；

（2）需提供如下控制输入点：

1）水泵开启（继电器输入）；

（3）控制柜需要安装如下按钮：

1）水泵手动/自动开关，需要使用三档开关，分为“手动档”、“空档”、“自动档”；

说明：手动档时，水泵由控制柜的按钮进行控制，DDC控制无效；空档时，水泵保持关闭，控制柜按钮与DDC的控制均无效；自动档时，水泵由DDC控制，控制柜上的按钮控制无效。

2）水泵开启按钮：在手动档下，按下按钮后水泵工频运行；

3）水泵关闭按钮：在手动档下，按下按钮后水泵停止运行；

4）水泵急停按钮；

（4）控制柜需要安装如下状态显示设备：

1）水泵运行状态灯；

2）水泵故障灯；

3）水泵电流表；

4）水泵电压表。

（5）主要元器件的品牌要求

施耐德、ABB、西门子、丹佛斯等国际著名品牌。