空调系统及冷热源自动控制设计方案.pdf
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1、目录 1 一次回风系统的监控2 1.1 一次回风系统的简介2 1.2 一次回风系统的控制任务3 1.2.1 设备的启 / 停控制 3 1.2.2 温度控制 4 1.2.3 报警功能 5 1.2.4 一次回风系统自动控制的管理功能6 1.3 一次回风系统的监控点表6 1.4 一次回风系统的监控原理图7 2 二次泵冷热源系统的监控8 2.1 二次泵冷热源系统的简介8 2.2 二次泵冷热源系统的控制任务8 2.2.1 热泵的控制 8 2.2.2 二次泵的控制 10 2.3 二次泵冷热源系统的监控点表10 2.1 二次泵冷热源系统的监控原理图12 3 一次泵冷热源系统的监控13 3.1 一次泵冷热源系
2、统的简介13 3.2 一次泵冷热源系统的控制任务14 3.2.1 制冷机组的启 / 停控制 14 3.2.2 制冷机的台数控制15 3.2.3 冷却塔的控制 15 3.2.4 板式换热器的控制16 3.2.5 免费冷却板换的控制16 3.2.6 补水定压装置的控制16 3.2.7 防冻保护 16 3.3 一次泵冷热源系统的监控点表16 3.4 一次泵冷热源系统的监控原理图19 4 新风系统控制程序设计20 4.1 新风系统控制点位设计20 1 / 26 4.2DDC连接示意图 21 4.3监控界面设计 23 4.3 新风系统控制程序逻辑设计23 4.3.1 盘管水阀调节 23 4.3.2 风机
3、启停控制 24 1 一次回风系统的监控 1.1一次回风系统的简介 在集中处理空气过程中,室内回风和室外新风混合后,经过表冷器冷却降湿 后,直接送入空调房间或者加热后再送入空调房间称为一次回风。 图 1 一次回风系统 如图 1,新风自室外进入空调机组,首先通过送风机提供动力向服务区域输 送,新风与回风混合后经过滤器过滤,将空气中得空气过滤掉,再经冷/ 热盘管 进行冷 / 热交换,在夏季盘管中流动的712 冷水与进入的热空气进行热交换,将空气降温温度调节);冬季相反,然 后将温湿度适宜洁净的空气送入服务区域。部分空气经门窗 缝隙排出室外,部分通过回风管道循环利用,以节省能量。 图 1 中包括的空气
4、处理设备有新风阀、回风阀、过滤器、冷/ 热盘管和送风 机等。自控控制的任务就是当被调参数偏离给定值时,依据偏差自动调节水阀 2 / 26 及风量调节设备等的输出量,使其与负荷状态紧密地相匹配,以满足被调参数 温度、相对湿度及空气静压等)。 除完成上述自动控制调节任务外,还应设置进行安全生产所必须的连锁保护 装置及必要的检测装置。 1.2一次回风系统的控制任务 1.2.1设备的启 / 停控制 开始时,首先判断手 / 自动开关是否存在超越管理,若存在超越管理,机组 按超越管理进行控制,若不存在超越管理,按照日程表对机组进行控制,日程 表若为开机,则判断风机是否处在远程控制状态,若处在远程控制状态,
5、则需 要继续判断有无报警,即无防冻报警、无风机过载报警且风机能正常启动,则 开启风阀,风机开启。若压差报警,关闭风机。 风机启停控制逻辑图如下: 3 / 26 开始 超越管理 日程表 N 风机处于远程控 制状态 Y 防冻开关 报警 Y 风机过载 报警 N 风机能 否正常启动 开风阀 N Y 风阀开启 风机开启 Y Y 结束 风机关闭 N Y Y N N N 1.2.2温度控制 在空调机组送风出口处设置温度传感器,机组启动后,测定值与设定值比较, 若有偏差,则通过PID 控制算法来控制水阀执行器,从而调节室内温度。 PID控制水阀执行器调节对象(室内温度) 设定温度 SP 实测温度 T 4 /
6、26 当新风机组开启,水阀开启,冬季和夏季调节的PID 算法不同。夏季水阀允 许 0100% 控制,而冬季为了防冻,保证管内时时有水流动,要保证最小开度。 若新风机组未开启,则观察防冻开关是否报警。若报警,则水阀全开。其余时 间,水阀全关。 开始 机组开启 防冻开 关报警 水阀全开 是否为 冬季 水阀全关 水阀最小开 度 是否为 冬季 Y 反向PID调节 水阀 正向PID调节 水阀 是否达到 设定值 结束 Y N Y N N Y N Y N 防冻开 关报警 N 水阀全开 关闭机组 Y 1.2.3报警功能 1) 防冻开关报警:温度过低,盘管有冻坏的危险。盘管防冻开关报警,风 机停止工作、风阀关闭
7、、水阀全部打开,高级别报警。 2) 风机过载报警:送风机发生故障,风机停止工作,风阀关闭,高级别报 警。 3) 过滤器堵塞报警:过滤器发生堵塞时,风压差开关报警,维护报警。 4) 风阀失控报警:设置风阀开度反馈,测量值DO输出与 DI 反馈不一致时, 应报警。 5) 室内温度监控报警:当机组运行一段时间后,室内温度仍未达到正常要 求,超出设定范围,应报警 5 / 26 6)风机运行状态监测:根据风压差开关,监测风机运行状态,出现异常, 则表示风机出现故障,应报警。 7) CO2报警:对室内 CO2检测,当机组运行一段时间后,仍未达到正常工 况将产生报警。 该一次回风系统的控制功能表如下: 控制
8、对象功能详细说明 传感器及相关执行机 构 控制功能 送风温度控制 通过风道温度传感器确定设定值 与实际值的差值,根据PID算法 对水阀进行调节;冬季和夏季调 节的 PID 算法不同。若新风机组 未开启,则观察防冻开关是否报 警。若报警,则水阀全开。若不 报警,则冬天时,要保证最小流 量,防止冻坏,其余时间,水阀 全关。 回风温度传感器;盘 管水量调节阀 送风机运行控 制 手自动开关打到自动时,按照日 程表开关风机;防冻开关无报 警、风机过载无报警以及风机启 动正常、且风机处于自动运行状 态的情况下,开启新风阀,启动 风机 送风机;新风阀;防 冻开关 风阀控制 根据启停指令进行调节,检测风 阀是
9、否开到位,通过风阀的反馈 进行控制 新风调节阀 报警功能 送风机故障报 警 送风机出现故障,如出现过载时 的报警 送风机 送风机启停失 控报警 送风机未按照控制要求给予反馈 时报警 送风机 风阀失控报警 风阀未按照控制要求给予反馈时 报警 新风阀 防冻报警 新风温度过低时,防冻开关进行 报警;高级别报警 防冻开关,盘管水 阀,风机,风阀 6 / 26 过滤器堵塞报 警 过滤器堵塞时,风压差开关报 警;低级别报警 过滤器,风压差开关 CO2报警 当室内 CO2浓度过高时,室内新 风未达到要求,发出报警 CO2浓度传感器 室内温度报警 当机组运行一段时间后,室内温 度仍未达到正常工况,超出设定 范
10、围时报警 温度传感器 1.2.4一次回风系统自动控制的管理功能 一次回风系统自动控制包括如下管理功能: 1 )设备的超越管理,即在某些情况下,需要超越计算机日程表、已设定参 数等对机组进行控制; 2 )累计运行时间管理,以安排设备维护; 3 )服务质量历史趋势管理,包括送风温度、回风温度曲线等,以对机组的 性能做出判断; 4 )日程表管理; 5 )控制参数管理,允许用户管理温湿度参数、报警参数及报警延时参数等。 1.3一次回风系统的监控点表 监 控 点 位 监控内容点位类型传感器或执行机构 DI AI DO AO 新风温度1 风道式温湿度传感器 室内温度1 室内温度传感器 回风温度1 风道式温
11、度传感器 室内 CO2浓度1 CO2浓度传感器 过滤器堵塞报警1 风压差开关 防冻报警1 防冻开关 风机运行状态1 风机故障报警1 风机手 / 自动状态1 风机手/ 自动开关 风机启 / 停控制1 7 / 26 新风阀调节控制1 调节型风阀 回风阀调节控制1 调节型风阀 盘管水阀调节控制1 盘管水阀 合计13 5 4 1 3 1.4一次回风系统的监控原理图 图 2 一次回风系统的监控原理图 2二次泵冷热源系统的监控 2.1 二次泵冷热源系统的简介 冷热源的控制首先要有超越管理,在手/ 自动开关打到自动的时候根据 日程表开启机组。 该二次泵冷热源系统共有5 种能源工况,其中包括热泵供热、板换供热
12、、 区域供热、热泵供冷及区域供冷,对于AHU 、MAU 可以选择工况。这 5 种工况通 过阀门选择切换,运行工况的切换要等机组停下来才可以切换。有的时候,机 组供冷、供热需求不一样,供冷要通新风,此时允许强制进行通全新风,若是 在冬季有通风需要则需要泄水,才允许通风。 8 / 26 2.2 二次泵冷热源系统的控制任务 2.2.1热泵的控制 如图 3 中,对于 1 号热泵,设置了 3 个监控点, a 制冷/ 制热模式输出; b 报 警信号; c 启停控制开关 2.2.1.1热泵的启 / 停控制 判断手 / 自动开关是否存在超越管理,若存在超越管理,机组按超越管理进 行控制,若不存在超越管理,按照
13、日程表对风机进行控制,日程表若为开机, 启动工况阀门,如处在热泵供热或供冷摸下试下,判断热泵是否禁用以及与热 泵连锁的阀门及相应的水泵、水系统阀门是否允许正常使用,且自身无报警, 阀门无报警,水泵无过载与失控报警,再判断热泵是否禁用,水泵是否允许使 用,之后才可以启动。 在关机时,要先关热泵,热泵关闭后,延时关水泵,检测到水泵运行状态 DI 为零时关掉阀门。延时关闭冷却泵、冷冻泵是为了把蒸发器、冷凝器侧的余 热、余冷带走。 9 / 26 开始 热泵是否 被禁用 水泵是否 被禁用 N 远程控制 N 过载保护 Y N 开阀门 水泵开启 开热泵 Y Y 结束 停止系统后 检查 Y N Y N 2.2
14、.1.2热泵的群控 群控中,温度为反应运行情况的变量,当室内负荷较低时,设备可以自行调 节,而负荷过高时,超过了设备额定能力,无法控制出水温度在标准内,就需 要增机 根据负荷值判断减机,根据回水温度计算,每一种工况设定一个数值,保证 冷机高效运行。 10 / 26 2.2.2 二次泵的控制 二次泵主要在热泵供热、供冷,板换供热模式下工作,二次泵可以根据用户 的需求调节流量,根据自用压差判断流量的增减。当用户使用量发生改变,总 压差的检测值与设定值比较进行调节,控制水泵输出频率。如与给定自用压差 比,测量值升高,水泵流量调低,降低水泵运行频率,而频率太低,电机会过 热,因此要设置下限保护,即设置
15、一个最小运行频率。 当水量增大时,压差降低,而运行的二次泵都已经达到最大频率,则需要增 机。 2.3 二次泵冷热源系统的监控点表 监控点位监控内容 点位类型 AO AI DO DI 1 热泵主机报警信号4 2 热泵启停信号4 3 自备系统热泵模式输出1 4 热泵侧电动阀开关反馈信号4 5 热泵侧电动阀开端输出4 6 热泵冷水进出水管温度信号2 7 定频泵启停输出4 8 定频泵运行状态信号4 9 定频泵过载报警信号4 10 定频泵手自动状态信号4 11 T21一次侧供热温度信号1 12 V21 1#板换两侧供热阀反馈信号1 13 V22 1#板换两侧供热阀反馈信号1 14 V21-22 1# 板
16、换两侧供热阀开关输出1 15 M21一次侧供热调节阀调节输出1 11 / 26 16 变频泵手自动状态信号1 17 变频泵运行状态信号3 18 变频泵启停信号3 19 变频泵频率调节输出1 20 变频器频率反馈信号1 21 变频器故障信号1 22 T22二次侧出水温度信号1 23 V23 2#板换两侧供热阀反馈信号1 24 V24 2#板换两侧供热阀反馈信号1 25 V23-24 2# 板换两侧供热阀开关输出1 26 T3-T4 自备系统末端进出水管温度信号2 27 V25中央/ 自备切换阀开关输出1 28 V25中央/ 自备切换阀反馈信号1 29 V26中央/ 自备切换阀开关输出1 30 V
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