基于HoneywellDDC的冷熱源系統(tǒng)集成_監(jiān)控點(diǎn)

1、基于HoneywellDDC的冷熱源系統(tǒng)集成_監(jiān)控點(diǎn)論文導(dǎo)讀:：本文針對室內(nèi)體育館的實(shí)際情況，采用honeywell DDC對冷熱源系統(tǒng)進(jìn)行中央集成，分析監(jiān)控點(diǎn)，對DDC控制器及其他硬件進(jìn)行選型，完成系統(tǒng)布線，最終通過連接手操器進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，本系統(tǒng)滿足先進(jìn)性、適用性、開放性等要求。 論文關(guān)鍵詞：集成，監(jiān)控點(diǎn)，直接數(shù)字控制器冷熱源1. 引言 空調(diào)及冷熱源控制系統(tǒng)是樓宇自動控制（BA）系統(tǒng)最重要的組成部分，它管理的機(jī)電設(shè)備所耗能源幾乎占樓宇能量消耗的50%，空調(diào)系統(tǒng)的能量主要用在冷熱源及輸送系統(tǒng)上，根據(jù)智能樓宇能量使用分析，空調(diào)部分占整個樓宇能量消耗的50%，其中冷熱源使用能量占40%，輸送系統(tǒng)占

2、60%。 在智能樓宇中采用微機(jī)控制可以實(shí)現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督、控制和調(diào)節(jié)，利用其功能強(qiáng)、存儲量大、計算速度快的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的調(diào)節(jié)，改善系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，提高可靠性，降低能耗。目前在樓控系統(tǒng)中一般采用直接數(shù)字控制器（DDC）進(jìn)行統(tǒng)一的管理、監(jiān)測與控制。 2. 系統(tǒng)集成設(shè)計 2.1 設(shè)計對象分析 杭州市某學(xué)校室內(nèi)體育館占地面積27319 m2，本工程為地上建筑，建筑物四周由緩坡堆積，形成0 層，坡頂標(biāo)高6.8m。局部設(shè)地下2層，主要為汽車庫、媒體用房、部分設(shè)備機(jī)房等。地上為6層，其中，地下2層至0 層主要為機(jī)電設(shè)備用房、競技工藝用房、媒體用房、商業(yè)用房、車庫、廚房、內(nèi)部環(huán)路等。其它層主要為集散大廳

3、、咖啡廳、小賣部、工藝、媒體等用房。對體育館內(nèi)的機(jī)電設(shè)備的情況僅從業(yè)主提供的設(shè)計圖紙中進(jìn)行設(shè)計與統(tǒng)計監(jiān)控點(diǎn)，表1所示為按各子系統(tǒng)統(tǒng)計其設(shè)備數(shù)量。 表 1 冷熱源系統(tǒng)設(shè)備 序號設(shè)備名稱數(shù)量說明 1螺桿式冷水機(jī)組2位于地下2層制冷機(jī)房，旁通閥DN150 2空調(diào)冷凍水泵（DN250）3位于地下2層制冷機(jī)房 3空調(diào)冷卻水泵（DN250）3位于 地下2層制冷機(jī)房 4冷卻塔2位于1層，蝶閥4臺（DN350） 5膨脹水箱1 6全熱交換器1位于4層，納入給排水系統(tǒng) 針對體育館對智能化系統(tǒng)較高要求的特點(diǎn)，所設(shè)計的BAS應(yīng)實(shí)用、可靠，又兼具開放性、靈活性并具有較大的擴(kuò)充余地。設(shè)計中綜合考慮投資與收益、長期使用費(fèi)用

4、與維護(hù)成本、實(shí)際使用效果與技術(shù)的先進(jìn)性等因素，對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。 本系統(tǒng)四種IO端口AI(模擬量輸入)、AO(模擬量輸出)、DI(數(shù)字量輸入)、DO(數(shù)字量輸出)的分布明細(xì)表如 表2所示。 表 2 冷熱源系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)數(shù)分布明細(xì)表 設(shè)備DIAIDOAO點(diǎn)數(shù)小計 開關(guān)狀態(tài)故障報警水流開關(guān)蝶閥狀態(tài)水位高低水溫度流量壓力蝶閥開關(guān)開關(guān)控制冷熱水閥控制 冷水機(jī)組2244 42 18 冷凍水泵33 3 9 冷卻水泵33 3 9 冷卻塔22 42 42 16 膨脹水箱 2 2 冷凍水壓差旁通 11 冷凍水總供水管 1 1 2 冷凍水總回水管 111 3 冷卻水總供水管 1 1 冷即水總回水管 1 1 小計10

5、104844128101 合計36718162 2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 Honeywell 系統(tǒng)是Honeywell自控公司的產(chǎn)品，Honeywell Excel 5000控制系統(tǒng)自1994年推出后，在國內(nèi)樓宇控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，具有一定的國際權(quán)威性和國內(nèi)權(quán)威性。 目前Honeywell在國內(nèi)的市場占有率達(dá)40%以上，遙遙領(lǐng)先于其它一些樓宇自控品牌。 Excel 5000系統(tǒng)中，根據(jù)不同控制設(shè)備、控制點(diǎn)的性質(zhì)和數(shù)量，可以從多種型號中選擇既經(jīng)濟(jì)又能滿足使用要求的DDC控制器。對于相對集中的設(shè)備，選用大型的控制器；而相對比較分散，但距離相差不遠(yuǎn)的設(shè)備，選用模塊型控制器；設(shè)備較少時，選用小型控

6、制器論文下載。如圖1所示。 圖 1 系統(tǒng)架構(gòu)圖 在冷熱源系統(tǒng)中，設(shè)備相對集中，機(jī)電設(shè)備較多，需要保留余量以備擴(kuò)容，為此配置EXCEL500大型控制器，Excel 500控制器可通過Honeywell C-Bus網(wǎng)絡(luò)或LonWorks網(wǎng)絡(luò)提供能量管理和控制功能，監(jiān)控功能可通過可編程的16位微處理器數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)。其中Excel 500XCL5010 控制器用于分布式I/O模塊，采用LonWorks總線通訊，其結(jié)構(gòu)為模塊化設(shè)計，模擬/數(shù)字量的輸入/輸出模塊可根據(jù)需要任意配置，以節(jié)省布線線纜和減輕施工難度。 EXCEL500控制器可以通過LONWORKS的技術(shù)降低安裝成本，降低故障率，設(shè)計中采用LON

7、WORKS分布式輸入輸出模塊（XFL521、XFL522、XFL523、XFL524，如表2所示）分散安裝在重要監(jiān)控現(xiàn)場，使BAS系統(tǒng)既降低安裝成本、降低故障率，又能滿足體育館對BAS的技術(shù)要求。 表 3 分布式輸入輸出模塊說明 模塊描述 XFL521B模擬輸入模塊 XFL522B模擬輸出模塊 XFL523B數(shù)字輸入模塊 XFL524B數(shù)字輸出模塊 XSL511LONWORKS連接模塊 XSL512手動終端斷開模塊 XSL513XFL521x, 522x, 523x的接線端子 XSL514XFL524x的接線端子 本設(shè)計中采用DDC控制器采集冷熱水系統(tǒng)中的冷水主機(jī)、熱水機(jī)組和空調(diào)水泵的各種參數(shù)

8、，用網(wǎng)關(guān)的方式采集冷凍機(jī)組、熱水機(jī)組的各種參數(shù)。冷熱水控制子系統(tǒng)共設(shè)置62個監(jiān)控點(diǎn)，考慮到監(jiān)控內(nèi)容的擴(kuò)充，預(yù)留了較多的監(jiān)控點(diǎn)和可擴(kuò)展空間，采用1臺XL500大型控制器，配置的設(shè)備如表3所示。 表 4 IO點(diǎn)數(shù)分配表 AIAODIDO說明 需求點(diǎn)數(shù)713618點(diǎn)數(shù)說明：62 配置點(diǎn)數(shù)8*18*112*46*4采用XL500控制器1臺，共配置1塊XFL521、1塊XFL522、4塊XFL523和4塊XFL524 點(diǎn)數(shù)容量884824控制器可監(jiān)控點(diǎn)數(shù)容量：88點(diǎn) 點(diǎn)數(shù)裕量+1+7+12+6監(jiān)控點(diǎn)數(shù)裕量：+26圖 2 基于lonworks總線的分布式IO模塊連接圖 這里利用EXCEL5000系統(tǒng)的靈活

9、性設(shè)置了1條C-BUS通信線（在館內(nèi)豎向走弱電豎井），將所有現(xiàn)場控制器連接起來。 圖 3 基于C-BUS總線的控制器連接圖 考慮到系統(tǒng)將來可能的擴(kuò)充和升級監(jiān)控點(diǎn)，在控制器配置時預(yù)留了大約36%的物理點(diǎn)（大部分集中在XL50），以作BAS系統(tǒng)修改和擴(kuò)充時備用。 2.3 系統(tǒng)調(diào)試 Excel500-XCL5010控制器與XI582/XI585手操器或者與管理機(jī)終端的通訊接口連接圖如圖4所示，可以通過手操器或者管理機(jī)進(jìn)行調(diào)試控制。 圖 4 控制器與手操器的連接圖 圖5冷熱源系統(tǒng)調(diào)試圖 6 DDC-XCL5010控制箱 完成功能如下： （1）程序控制冷凍機(jī)組，達(dá)到最低能耗，達(dá)到最低的主機(jī)折舊率。 （2

10、）在指定管道位置設(shè)置溫度及壓力傳感器，以測量空調(diào)水供回水溫度，空調(diào)水供回水壓力。 （3）根據(jù)程序或體育館的日程安排自動開關(guān)冷凍機(jī)組。 （4）根據(jù)要求自動切換2臺機(jī)組的運(yùn)行次序，累計每臺機(jī)組運(yùn)行時間，自動選擇運(yùn)行時間最短的機(jī)組，使每臺機(jī)組運(yùn)行時間基本相等，以延長機(jī)組使用壽命。 （5）自動監(jiān)測各關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障報警，并按照程序及實(shí)際情況自動啟動備用設(shè)備。 （6）在冷水總供水管和總回水管安裝壓差傳感器，調(diào)節(jié)電動兩通閥壓差，使壓差保持在設(shè)定值，保證冷凍水泵的水流量。 （7）根據(jù)進(jìn)/回水溫度差來調(diào)節(jié)冷凍機(jī)組的運(yùn)行臺數(shù)。 3. 總結(jié) 本工程的冷熱源系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)配置遵循分散控制、集中監(jiān)視、資源和信息共

11、享的基本原則，是一個工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的DCS控制系統(tǒng)，滿足標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的要求；根據(jù)本工程的特點(diǎn)，我們選用霍尼韋爾公司的最新一代系統(tǒng)EXCEL-500樓宇自動控制系統(tǒng)，滿足先進(jìn)性、適用性和成熟性的特點(diǎn)；系統(tǒng)支持TCP/IP、BACNet、Lontallk、C-BUS等協(xié)議，滿足開放性的要求；按需集成，安全可靠，可達(dá)到最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)備配置參考文獻(xiàn)： (1)蔣能照，劉道平.水源地源水環(huán)熱泵空調(diào)技術(shù)及應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007,98-133. (2)李樹林.制冷技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003,9:263-264 (3)羅伯特.價值工程方法基礎(chǔ)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社2007:2-3,70-87 (4)徐紀(jì)華，葉盛，陳汝東.空調(diào)冷熱源方案的價值分析與評價J.建筑熱能通風(fēng)空調(diào),2008,27(3):33-35. (5)張爽.價值工程在空調(diào)設(shè)計方案選擇中的應(yīng)用J.森林工程，2008,24(4):90-92 (6)雷紅兵.空調(diào)冷熱源方案價值分析J.暖通空調(diào)，1999,(5): 2-4 (7)Wang Q W, Zhao Z. Performancecomparison between mixing ventilation and displacement ventilation with andwithout cooled ceiling J