研華昆山三期廠房冰蓄冷空調(diào)自控系統(tǒng)
摘要：介紹了研華iBAS樓宇自控系統(tǒng)在研華昆山三期廠房冰蓄冷空調(diào)自控系統(tǒng)的成功應(yīng)用。系統(tǒng)采用研華提供的整體解決方案，包括上位機(jī)軟件、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、現(xiàn)場控制器DDC、傳感器等。整個系統(tǒng)以以太網(wǎng)為核心通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)冰水機(jī)組、乙二醇水泵、換熱器、熱水系統(tǒng)、空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組等子系統(tǒng)的監(jiān)視和控制。
關(guān)鍵字：樓宇自控，組態(tài)軟件，直接數(shù)字控制器，節(jié)能，冰蓄冷，BAS
引言：研華昆山三期廠房位于昆山市漢浦路600號，是屬之前規(guī)劃的廠房的擴(kuò)展部分，是研華公司在大陸的研發(fā)、生產(chǎn)基地，廠房三期和四期一起竣工完成，渾然一體！
1．廠房智能化系統(tǒng)簡介
研華昆山三期廠房在建筑智能化設(shè)備監(jiān)控方面，采用的是研華iBAS樓宇自控系統(tǒng)，監(jiān)控主要內(nèi)容包括：冷源、換熱、空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組等，在研華昆山三期廠房冰蓄冷空調(diào)自控系統(tǒng)中主要采用了WebAccess上位監(jiān)控軟件、BASPro邏輯編程軟件、EKI系列工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)以及BAS-3500系列以太網(wǎng)控制器DDC等多種控制模塊及擴(kuò)展模塊，對廠房中的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行了集中管理和分散控制。在整個廠房建筑中研華公司通過智能化的控制系統(tǒng)與科學(xué)化的管理方案相結(jié)合，為研華自己創(chuàng)造了一個舒適、標(biāo)準(zhǔn)的廠房生產(chǎn)環(huán)境，同時也使廠房物耗、能耗、人員成本等降到最低。
2．系統(tǒng)架構(gòu)圖
研華昆山科技廠房采用研華Web-enabled樓宇自控系統(tǒng)，現(xiàn)場控制器BAS-3000系列是研華自主研發(fā)的基于以太網(wǎng)接口的樓宇專用可編程控制器。
系統(tǒng)架構(gòu)圖如下。
3. 樓控系統(tǒng)介紹
3．1 冷源系統(tǒng)監(jiān)控
廠房的冷源系統(tǒng)由冰水機(jī)組、乙二醇泵、冷卻塔、冷卻水泵、膨脹水箱、壓差旁通等組成，由中央監(jiān)控系統(tǒng)通過Modbus接口與冰水機(jī)組實(shí)現(xiàn)實(shí)時通訊，監(jiān)視設(shè)備的工作狀態(tài)，并同時配以機(jī)房內(nèi)的現(xiàn)場控制器(DDC)實(shí)現(xiàn)以下控制：
a．進(jìn)入自動運(yùn)行模式，系統(tǒng)將按照晚上蓄冰、白天融冰等模式循環(huán)不間斷運(yùn)行，主要按照時間和用能情況進(jìn)行不同模式的循環(huán)運(yùn)行。
b.考慮到生產(chǎn)車間時間上具有特殊性及用冷用熱的方便靈活性，系統(tǒng)主要界面上還安排了不同的運(yùn)行模式，主機(jī)制冰兼供冷模式，有如下的控制模式：
◆ M1閥門關(guān)閉，M3閥門開啟，M2閥門調(diào)節(jié)
◆ P1，P2，P3,P4,P5泵開啟
◆ 模式開啟后，P2泵開三臺，P2泵的頻率與T2溫度的關(guān)系：當(dāng)T2的溫度沒達(dá)到-3.5℃時，PID反向調(diào)節(jié)。當(dāng)溫度達(dá)到時，P2滿頻率運(yùn)行
◆ 模式開啟后，P1-1泵開啟，延時15秒，P1-3開啟；延時60秒，P1-2開啟。
◆ 模式開啟后，P5-4先開，延時6秒，P5-3開啟；延時12秒，P5-2開啟
◆ 冷卻水旁通閥VC6PID調(diào)節(jié)：冷卻水出水溫度T10小于22℃時，冷卻水旁通閥慢慢打開；T10大于22℃時，閥門慢慢關(guān)閉
◆ 冷卻水塔風(fēng)扇：冷卻水出水溫度T10大于30℃時，CT-1打開；T10大于31℃時，CT-2打開；T10大于32℃時，CT-3打開。T10降到28℃時，冷卻水塔全關(guān)。P5泵沒開時，CT也沒必要再開
◆ M2調(diào)節(jié)：當(dāng)T7的溫度大于7℃時，M2開大；否則，M2關(guān)小。T3溫度小于2℃時或T07溫度小于5℃，M2關(guān)閉
◆ 模式開啟后，P3-1，P4-1，P4-2先開，延時3秒，P3-4開啟
◆ 當(dāng)冰水末端壓差PT2，小于0.6bar時， P4-3開啟；延時3秒，P3-2開啟
◆ 當(dāng)冰水末端壓差PT2，小于0.5bar時， P4-4開啟；延時6秒，P3-3開啟
◆ 冰水旁通閥VC3PID調(diào)節(jié)：集分水器之間的壓差PT1小于0.9bar時，VC3慢慢關(guān)閉。否則，VC3慢慢打開
◆ P4泵的頻率PID調(diào)節(jié)：冰水末端壓差PT2小于0.8bar時，P4泵的頻率慢慢變大。否則，變小。
c．控制系統(tǒng)復(fù)雜性在于，不同的的運(yùn)行模式有不同的調(diào)節(jié)方式，對泵和閥門、正反向調(diào)節(jié)、PID參數(shù)等的要求都不相同，設(shè)備及閥門的反復(fù)調(diào)用造成程序的冗長，經(jīng)過研華BASPro軟件的處理及合理使用，按照每一設(shè)備為控制頁面，將不同模式進(jìn)行歸類后，采用不同的控制策略進(jìn)行對設(shè)備的控制，起到很好的效果。
d．該控制系統(tǒng)難點(diǎn)在于，系統(tǒng)全自動運(yùn)行時對下位DDC的運(yùn)算及處理數(shù)據(jù)的能力要求非常高，很容易造成下位滿負(fù)荷運(yùn)行，研華公司將上位軟件WEBACCESS和下位BASPro軟件的巧妙結(jié)合，將系統(tǒng)運(yùn)行模式和模式切換運(yùn)算通過上位機(jī)軟件WEBACCESS腳本來完成，減輕了下位的負(fù)擔(dān)，也使得控制系統(tǒng)相對協(xié)調(diào)。
3．2空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控
生產(chǎn)車間常年要求恒溫恒濕，確定好溫濕度設(shè)定值后，在空氣的焓濕圖上可以分成不同的區(qū)域，針對不同區(qū)域采用不同的控制策略，主要由以下邏輯實(shí)現(xiàn)其控制：
a．通過管理人員在WebAccess上位監(jiān)控軟件上遠(yuǎn)程啟動，使系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行控制調(diào)節(jié)工作中；
b．根據(jù)回風(fēng)溫度與設(shè)定值的偏差，采用PID控制策略來調(diào)節(jié)冷水或熱水回水電動二通閥的開度，實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)溫度目的；
c．根據(jù)回風(fēng)濕度與設(shè)定值的偏差計(jì)算，通過PID調(diào)節(jié)蒸汽閥的開度，達(dá)到控制濕度的要求。
d. 當(dāng)系統(tǒng)檢測到回風(fēng)濕度偏高時,系統(tǒng)將采用改變PID調(diào)節(jié)的方向,加大冷水閥的開度將采用除濕模式。
e．根據(jù)系統(tǒng)檢測到新風(fēng)溫度及新風(fēng)濕度，由控制器BAS-3520模塊計(jì)算出室外空氣焓量，通過室內(nèi)外焓值等參數(shù)的比較由設(shè)定程序得出控制策略來控制新風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)閥的開度，在保證最小新風(fēng)量的情況下充分利用新風(fēng)以達(dá)到節(jié)能的目的。
f．風(fēng)機(jī)啟動后，當(dāng)系統(tǒng)檢測到過濾網(wǎng)前后壓差開關(guān)報警時，會通過上位機(jī)監(jiān)控軟件WebAccess向管理人員發(fā)出清潔提示；
4.結(jié)論
樓宇自控系統(tǒng)面對的是建筑物內(nèi)所有的機(jī)電設(shè)備，設(shè)置樓宇自控系統(tǒng)的目的是使所有的機(jī)電設(shè)備在安全可靠的前提下科學(xué)、合理、有序地完成各自工作，并達(dá)到節(jié)約能源，提高設(shè)備使用壽命的目的。研華昆山三期廠房在使用研華的樓宇自控系統(tǒng)之后，運(yùn)行穩(wěn)定，為客戶節(jié)省了大量的能源。
