一、行业背景
伴随我国经济快速、稳定发展,各式高层、超高层大厦在全国各城市迅速建设,这些大厦基本都采用了最先进的设备、技术,根据不同需求相应设备越来越多,技术越来越复杂,依靠传统的人工控制管理、维护保养与安全运行等,已难以适应。

智能化大厦内涵的实质是在信息技术系统的平台上把需求目标、应用功能与系统相关各个要素紧密地整合在一起以达到智能化和整体目标。表现为:大厦内的信息参数处于可观测能控制的状态;大厦能迅速地响应用户的各种需求。确定最有效的方式为用户提供便捷、舒适富有创造力的环境。 计算机、通讯技术的发展,使大楼的信息得以快速传递,从而可实现大厦内所有自动化信息系统联网,如与消防、保安、配电、给水、排水等楼宇设备控制系统交互联系。使楼宇设备成为安全舒适、高效优质的服务工具,大大提高可靠性,同时使能源得以有效管理,节能降耗。采用先进的台达DVP系列PLC控制技术、传感技术、VFD变频器技术和计算机技术将这些分别安装、互不关联的大厦电气设备进行集成后,运用先进的自动控制管理手段、决策,确保安全可靠运行,这已成为现代化建筑不可缺少的组成部分,这也为楼宇自控的发展提供了非常广阔的市场前景。

系统被控设备总体概况
智能大厦主要监控设备内容概述
■ 高压变压器运行状况及参数
■ 高压配电柜运行状况及参数
■ 低压配电柜运行状况及参数
■ 垂直电梯运行状况及参数
■ 数显带Modbus-RTU通讯电力参数记录仪表
■ 消防状况监视
■ 污水排水监控
■ 自动给水监控
■ 照明回路的监控
■ 中央空调全系统监视与控制
■ 中央空调冷却冷冻水泵及冷却风机、新风机、盘管风机的变频
■ 空调电量的数据分析报表
■ 单位独立电量的数据分析报表
■ 高低压配电数据分析
■ 停电应急处理及UPS电源
■ 高压变压器及各机电设备运行监控,事故报警,历史记录各设备运行时间、电量、冷量、故障、开停时间等数据备份 。

台达VFD系列变频器及DVP系列PLC在大厦控制系统配置说明
本自动控制系统采用分层分布式计算机通讯控制网络。该网络由两层构成,第一层为过程管理层,由中控室监控计算机(服务器)与现场PLC组成,通讯协议为TCP/IP 工业以太网, 其中各主站台达DVP-28SVPLC到中控室采用环网光纤连接,通讯速率达10/100Mb/秒。第二层为现场控制层,由现场台达DVP-EH系列PLC、台达VFD系列变频器与低压仪表等组成,采用符合国际标准的MODBUS现场总线通讯协议。该层网络主站采用DVP-28SVPLC。其它分站为DVP-EH系列PLC、台达VFD系列变频器与低压仪表等。主站PLC通过现场总线控制各个水泵的启停,冷却塔风机、冷却泵、冷冻泵、空调主机、新风机各个电动阀门的启闭等动作,同时上传冷冻水压力、冷却水压力、冷冻水流量、空调主机的冷冻、冷却水出水、回水温度 、负荷比等仪表所采集的工况数据以及设备运行的各种参数(如电流、电压及有功功率、有功电度等),从而实现对楼宇所有工艺设备的远程遥控、自动控制以及工况数据采集、显示、记录及生成报表等功能。

本系统设备采用两种基本控制模式,即“本地模式”和“远控模式”。通过在现场控制柜操作面板的转换开关来实现,转动转换开关到“本地” 位置,为本地控制,该控制方式只能通过现场控制柜或压缩机控制面板上的按钮实现对设备的就地启/停、开/关阀等操作。转动转换开关到“远程” 位置,为远程控制,即不能在现场控制柜操作面板上控制,由操作人员通过中控室工作站的PC机监控画面用鼠标、键盘对现场设备进行启/停、开/关操作,以及启动自动控制程序对所管辖的设备进行控制。

二、实际运行系统介绍
1、运行监控计算机,运行AB公司监控软件RSview32,直接进入监控画面主界面,如图1所示:

由六部分组成:
■ 给排水系统: 大楼供水、排污系统。
■ 高低压系统:变压器、高压柜、一号低压房数据、二号低压房数据。
■ 通风系统: 空调主机房1#风机、空调主机房2#风机、生活水泵房风机、停车场风机。
■ 新风系统:新风机组、比例调节阀。
■ 空调系统:空调主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、阀门。
■ 趋势图:1#地下室主机负荷百分比、2#地下室主机负荷百分比

2、网络组成及网络图(见图2)
显示网络架构,如果哪个通信设备通信中断,则此设备在不停的闪烁,可以直观查询故障点。

3、点击主画面标签进入各相应控制子系统。
3.1给水系统见(图3)通过界面可以监视生活给水泵的相应参数。

3.2排水系统见图4

3.3高低压系统见图5

点击相应电表可以查看该线路的电压、电流、功率因素、电度数。电表显红色,表示有电流流过。电表显绿色,表示无电流。
3.4通风系统见图6
分“手动控制”和“时间控制”模式,时间控制模式可以设定启/停时间。

3.5新风系统见图7图8


监控各楼层的新风机、冷冻水调节阀的开度。红颜色指示表示新风机停止,绿颜色表示新风机启动;0%表示水阀全关,100%表示水阀全开。点击各相应控制楼层 控制画面 进入控制界面。

分“手动控制”和“时间控制”模式,时间控制模式可以设定启/停时间。时间设定请参考“空调系统\系统联动\系统时间设定”。
3.6趋势图见图9

能实时监控各主机负荷百分比、主机运行的轨迹及以前的轨迹记录。
3.7空调系统见图10

进入该界面可以监控空调系统各设备的运行状态及数据,阀门变成绿色表示全开,红色表示全关。
该系统控制模式如下:

在没有空调主机、水泵、冷却风机运行的情况下,界面左下方会同时出现系统联动控制、单机联动控制、分步控制三个按钮,此时可以选择控制模式,然后点击按钮进入相关的控制界面。系统联动界面仅有三个操作:系统联动开停机、系统时间设定、加班模式设定。

三、项目总结
台达VFD系列变频器及DVP系列PLC构建的大厦智能控制系统有效监控中央空调、高低压配电、给排水、电梯、照明及消防给水系统。台达VFD系列变频器及DVP系列PLC在大厦智能控制系统中的应用使得中央空调循环水系统和送风系统的负荷和能耗可以跟随室外温度、室内负荷的变化而变化,保证舒适性的同时减少能源浪费,成为中央空调变水量变风量整体群控节能系统。系统自动控制、无需人为,提高设备利用率,整体群控,使得系统始终运行在合理和最优化的状态。同时,实现大厦各机电设备运行监控,事故报警,历史记录及各种设备运行时间、电量、冷量、故障、开停时间等数据备份 。

2014年11月10日

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