機房群控系統(tǒng)控制邏輯說明

1、 瑞虹新城三期群控系統(tǒng)方案說明麥克維爾中央空調(diào)有限公司系統(tǒng)控制部日期Date：2016-06-16 1.工程及系統(tǒng)概況31.1系統(tǒng)概況31.2控制點表31.3群控設(shè)計42.群控系統(tǒng)主要控制功能52.1冷水機組與輔設(shè)的聯(lián)動控制52.2依據(jù)溫度的機組臺數(shù)控制72.3冷卻塔風機控制92.4冷凍水泵的頻率控制103.節(jié)能策略123.1機組臺數(shù)順序啟?？刂?33.2冷凍水溫度重置（基于總供回水溫差）133.3供回水管流量控制143.4機組啟動/停機時間優(yōu)化153.5CSM ECO其它控制策略154.集中控制管理站164.1McQuayWeb用戶界面164.2與第三方集成175.相關(guān)案例171. 工程及系

2、統(tǒng)概況本項目共1個冷凍機房系統(tǒng)，系統(tǒng)配置為一套群控系統(tǒng)及一套管理軟件。群控系統(tǒng)對系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)設(shè)備實現(xiàn)分散控制集中管理，可以實現(xiàn)聯(lián)動控制、臺數(shù)控制、輪換控制、故障切換等自動功能；系統(tǒng)管理工作站可以直觀動態(tài)的瀏覽和控制機房內(nèi)的相關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)高效管理、節(jié)能運行。1.1 系統(tǒng)概況1） 機房冷源系統(tǒng)設(shè)備概況Ø 4臺離心式水冷冷水機組Ø 1臺熱交換器Ø 4臺冷水機冷凍側(cè)電動閥Ø 4臺冷水機冷卻側(cè)電動閥Ø 5臺變頻冷凍泵Ø 5臺定頻冷卻泵Ø 1個冷凍水壓差旁通閥Ø 8個冷卻塔共8個高低速風機Ø 8個冷卻塔進出水電動閥&

3、#216; 相關(guān)溫度、壓力、流量、液位、室外溫濕度監(jiān)測Ø 加藥裝置、補水裝置監(jiān)測1.2 控制點表 控制點表1.3 群控設(shè)計1） 冷卻塔3組冷卻塔和對應(yīng)的機組統(tǒng)籌考慮輪換啟停及臺數(shù)對應(yīng)，原則上是依據(jù)室外濕球溫度和出水溫度值保證盡量低冷卻水出水溫度（不能低于最低設(shè)定溫度）以提高水冷冷水機組的效率； 2） 冷卻泵5臺冷卻泵與水冷冷水機組做聯(lián)動控制，冷卻泵輪換啟停，每次啟動選擇運行時間最短的水泵運行。當選定的或運行的某臺冷卻水泵出現(xiàn)故障時自動切入待運行的備用泵，同時發(fā)出報警提醒。3） 冷凍水泵5臺冷凍水泵輪換啟停，運行頻率根據(jù)末端負荷的增減產(chǎn)生的壓差的變化來調(diào)節(jié)，保證冷凍水泵的使用壽命。當選

4、定的或運行的某臺冷凍水泵出現(xiàn)故障時自動切入待運行的備用泵，同時發(fā)出報警提醒。4） 運行模式切換夏季制冷模式優(yōu)先開啟熱回收機組做為預(yù)冷機組，一旦進入制冷模式，系統(tǒng)將切換為四臺離心式冷水機組工作模式，根據(jù)末端負荷，自行加減機，可實現(xiàn)無人值守模式。免費制冷模式當室外溫濕度達到設(shè)定值時，為避免系統(tǒng)的誤判斷，可人工選擇免費制冷模式，由冷卻塔和板式換熱器來實現(xiàn)末端的供冷需求。2. 群控系統(tǒng)主要控制功能3.13.23.32.1 冷水機組與輔設(shè)的聯(lián)動控制 聯(lián)動及加減機1) 冷水機組制冷系統(tǒng)的啟動群控系統(tǒng)會優(yōu)先設(shè)置為“首開末?！钡臋C組或者“固定啟?！钡臋C組，如果選定的機組無法投入運行（故障、手自動、通訊故障等）

5、，則投入后續(xù)機組。后續(xù)機組投入時控制程序首先依次判斷等待運行的機組是否處于停止狀態(tài)，是否有故障信號，是否處于遠程控制狀態(tài)，并且比較待運行機組已運行的時間。選定處于停止狀態(tài)，處于遠程控制狀態(tài),沒有故障,且運行時間或運行次數(shù)相對較少的機組作為即將投入運行的機組。Ø 選定冷水機組在系統(tǒng)負荷小的情況下，群控系統(tǒng)會優(yōu)先運行制冷量小的冷水機組、設(shè)置為“首開末停”的機組或者“固定啟?！钡臋C組。如果選定的機組無法投入運行（故障、手自動、通訊故障等），則投入后續(xù)機組。后續(xù)機組投入時控制程序首先依次判斷等待運行的機組是否處于停止狀態(tài)，是否有故障信號，是否處于遠程控制狀態(tài)，并且比較后續(xù)待運行機組已運行的時

6、間。選定處于停止狀態(tài)，處于遠程控制狀態(tài),沒有故障,且運行時間或運行次數(shù)相對較少的機組作為即將投入運行的機組。Ø 選定冷卻塔選定待投入的主機后，選定處于停止狀態(tài)，處于遠程控制狀態(tài),沒有故障,且運行時間相對較少的一臺冷卻塔作為即將投入運行冷卻塔。Ø 選定冷卻水泵/冷凍水泵水冷冷水機組及冷卻塔選定后，群控系統(tǒng)發(fā)出指令開啟對應(yīng)的冷卻水泵/冷凍水泵，群控系統(tǒng)收到冷卻水泵/冷凍水泵運行正確反饋后，進行下一步。如果沒有接收到冷卻水泵/冷凍水泵運行反饋則認為對應(yīng)的冷凍機組不能使用，停止前面發(fā)出的所有設(shè)備動作指令，重新進行選定水冷冷水機組的程序。Ø 開冷卻塔當冷卻水泵/冷凍水泵正常

7、運行后，系統(tǒng)發(fā)出指令開啟冷卻塔，系統(tǒng)收到冷卻塔運行正確反饋后進行下一步，如果沒有接收到冷卻塔運行反饋則認為該冷卻塔故障，然后停止前面發(fā)出的所有設(shè)備動作指令，重新進行冷卻塔選定程。Ø 開冷水機組冷凍水泵/冷卻水泵/冷卻塔/相關(guān)電動閥正確開啟后，群控系統(tǒng)發(fā)出開啟待投入機組的指令。當群控系統(tǒng)接收冷凍機組正確運行的指令后，完成該冷凍機組系統(tǒng)啟動的全部步驟。如果沒有收到接收冷凍機組正確運行反饋，則系統(tǒng)認為該冷凍機組不能使用停止前面發(fā)出的所有設(shè)備動作指令后重新進行選定冷水機組的程序。2) 冷水機組制冷系統(tǒng)的關(guān)閉當群控系統(tǒng)接收到關(guān)閉命令時（負荷滿足或手動停止等），制冷系統(tǒng)按下列順序關(guān)閉制冷系統(tǒng)。&

8、#216; 選定停止冷水機組控制程序首先選定處運行狀態(tài)（設(shè)定為“首開末?！被蛘摺肮潭▎⑼！钡臋C組除外）、遠程控制狀態(tài)且運行時間相對較多的機組作為即將停止運行的機組，然后發(fā)出停止機組的指令。Ø 關(guān)冷卻泵在冷凍機組正確關(guān)閉后，延時后關(guān)閉一臺冷卻水泵。Ø 選定停止冷卻塔在冷凍機組正確關(guān)閉，控制程序選定處運行狀態(tài)、遠程控制狀態(tài)且運行時間相對較多的冷卻塔并停止其運行。Ø 關(guān)冷凍水泵在冷凍機組正確關(guān)閉，延時后關(guān)閉一臺冷凍水泵。2.2 依據(jù)溫度的機組臺數(shù)控制此功能確定此時系統(tǒng)的負荷平衡情況，并根據(jù)機組供水溫度和系統(tǒng)剩余冷量來對機組加減機進行控制。Ø 增加機組臺數(shù)群控系

9、統(tǒng)根據(jù)末端負荷（依據(jù)供水溫度和流量）的需求來判斷運行機組的臺數(shù)，當出水溫度達到7.5攝氏度（可設(shè)）并保持10分鐘（可設(shè)），已運行的機組已滿載（可限定在高效區(qū)運行）時，投入未運行的機組。Ø 減少機組臺數(shù)群控系統(tǒng)根據(jù)末端負荷（依據(jù)供水溫度和流量）的需求來判斷運行機組的臺數(shù)，當出水溫度達到7攝氏度（可設(shè)）并保持10分鐘（可設(shè)），并且有二臺以上機組運行時。群控系統(tǒng)會根據(jù)系統(tǒng)的冗余冷量要判斷是否可以減機，目的是保證正在運行機組的額定冷量能夠滿足負荷需求。2.3 冷卻塔風機控制Ø 一個固定用戶定義的“冷卻水進水溫度”設(shè)定值Ø 通過恒定濕球溫度偏差演算的“恒定溫度偏差設(shè)定值”C

10、SM ECO系統(tǒng)根據(jù)固定的冷卻水溫設(shè)定值或是通過濕球溫度來控制冷卻塔風機的臺數(shù)，并且群控系統(tǒng)自動平均冷卻塔的運行時間，延長冷卻塔系統(tǒng)的整體壽命。群控系統(tǒng)監(jiān)控每個冷卻塔的總運行時間，當群控系統(tǒng)決定增加冷卻塔時，會啟動運行時間最短的冷卻塔（即下一個開啟冷卻塔）。當負荷減少到需要減少一臺冷卻塔的時候，群控系統(tǒng)會停止運行時間最長的冷卻塔（即下一個關(guān)閉冷卻塔）。如果冷卻塔報告出錯，群控系統(tǒng)會在沒有開啟的冷卻塔中，根據(jù)最短運行時間，選擇下一臺冷卻塔啟動（即一下個開啟冷卻塔）。另外，“運行時間手動重置”功能是當冷卻塔因故障被更換時使用的。對于希望長時間運行在部分負荷狀態(tài)的系統(tǒng)，群控系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)設(shè)時間，輪流關(guān)

11、閉冷卻塔。冷卻塔控制圖2.4 冷凍水泵的頻率控制此功能可以對該項目中的冷凍水泵/冷卻水泵進行控制。所有的水泵都具有以下的輸入輸出：Ø 開關(guān)量控制輸出（開/關(guān)）Ø 開關(guān)量反饋（開/關(guān)）Ø 開關(guān)量過熱報警輸入（正常/報警）Ø 開關(guān)量手/自動狀態(tài)輸入（手動/自動）Ø 水狀態(tài)檢測（正常/報警）CSM ECO提供了開關(guān)量輸出信號，用來控制水泵的啟停；提供了一個開關(guān)量反饋信號來檢測水泵的運行情況。水泵的反饋信號可以連接到水泵電柜中的繼電器、壓差開關(guān)，或者一個水流開關(guān)。水泵的故障信息取自水泵的熱繼電器，當水泵過載運行時，熱繼電器會輸出一個信號到控制系統(tǒng)，控制

12、系統(tǒng)會切斷水泵的電源，投入備用泵投入運行或停止對應(yīng)的在運行中的主機。手動/自動可以切換本地和遠程控制，當切到自動狀態(tài)時水泵受控制系統(tǒng)控制，當切到手動狀態(tài)時受本地控制不受控制系統(tǒng)控制。系統(tǒng)會記錄每臺水泵的運行時間，并且為每臺水泵提供了一個手動復(fù)位功能。當某臺水泵由于故障而被一臺新的水泵替換時，可以將這臺新水泵的運行時間復(fù)位為零。CSM ECO支持變頻水泵控制，并通過調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速來維持用戶負荷側(cè)的壓力穩(wěn)定和冷卻側(cè)的最優(yōu)水溫。變頻水泵加機條件：計算的轉(zhuǎn)速總和>（水泵最小轉(zhuǎn)速x運行水泵數(shù)量）+ 水泵最小轉(zhuǎn)速；變頻水泵減機條件：計算的轉(zhuǎn)速總和=水泵最小轉(zhuǎn)速x運行水泵數(shù)量；系統(tǒng)會記錄每臺水泵的運行時

13、間，并且為每臺水泵提供了一個手動復(fù)位功能。當某臺水泵由于故障而被一臺新的水泵替換時，可以將這臺新水泵的運行時間復(fù)位為零。變頻泵控制3. 節(jié)能策略3.1 機組臺數(shù)順序啟?？刂圃摽刂撇呗蕴峁C房系統(tǒng)的最優(yōu)化啟動、順序啟動及運行臺數(shù)控制，以使機組總制冷量滿足負荷端需求。該功能根據(jù)建筑負荷需求、機組狀態(tài)及輔助設(shè)備狀態(tài)等信息來判斷機組是否投入運行。有軟啟動功能、首啟末停機組設(shè)定、下一臺啟/停判定、系統(tǒng)冷凍水循環(huán)功能、機組限制啟動功能等。根據(jù)末端負荷需求的增加/減少或旁通管流量變化，確定運行加/減機功能的最佳時機，減少機組浪費使用的狀況發(fā)生?？刂撇呗匀蝿?wù):Ø 計算下一臺主機是否可以運行Ø

14、; 當機房在允許狀態(tài)且又無主機運行時進入循環(huán)運行Ø 確定下一步哪臺開哪臺關(guān)Ø 根據(jù)當前負荷作加減機運行Ø 在冷起動時作軟啟動機組臺數(shù)順序啟?？刂?.2 冷凍水溫度重置（基于總供回水溫差）通過實際冷凍水總供回水溫差與設(shè)計溫差之間的偏離情況對冷凍水供水設(shè)定溫度（系統(tǒng)設(shè)定點）進行相應(yīng)的重置，當實際溫差高于或低于溫差設(shè)定值的狀態(tài)并持續(xù)超過重置延時間設(shè)定值時，系統(tǒng)實際設(shè)定值將在系統(tǒng)溫度設(shè)定最大限定值和最小值之間調(diào)節(jié)（系統(tǒng)實際設(shè)定值+/-重置偏差設(shè)定值）。冷凍水出水溫度重置還可以基于負荷端閥門開度反饋信號、恒定回水溫度等因素確定。系統(tǒng)加機需滿足：冷凍水供水溫度大于實際系統(tǒng)設(shè)定

15、點冷凍水供水溫度.重置功能的應(yīng)用是對系統(tǒng)實際系統(tǒng)設(shè)定點根據(jù)系統(tǒng)負荷進行重置，有利于系統(tǒng)的節(jié)能。冷凍水溫度重置有以下控制策略：Ø 固定溫差Ø 外部閥門信號、樓宇信號Ø 固定冷凍水回水溫度Ø 室外溫度、回水溫度變化率冷凍水溫度重置3.3 供回水管流量控制控制特點：Ø 當有一臺或者更多水泵開始運行時，該控制策略將啟動。Ø 控制策略通過末端壓差控制旁通閥水流量，保證通過每臺機組的流量不變，Ø 該控制策略適用于末端盤管采用兩通閥控制的系統(tǒng)。總供水管流量控制3.4 機組啟動/停機時間優(yōu)化此功能用于客戶希望系統(tǒng)在預(yù)設(shè)時間上達到設(shè)定的冷凍水

16、回水溫度，CSM自動計算出最優(yōu)化的機組啟動時間。換句話說，CSM計算出系統(tǒng)達到期望的冷凍水回水溫度，機組應(yīng)在何時啟動，這個啟動時間將根據(jù)期望的冷凍水回水溫度、室外環(huán)境溫度、時間表上設(shè)定時間、上一天實際的優(yōu)化啟動時間以及系統(tǒng)實際冷凍水回水溫度降低速率取樣等參數(shù)綜合計算而得。時間計劃表和期望的冷凍水回水溫度由操作者進行設(shè)定。此功能同樣可以優(yōu)化機房系統(tǒng)的停機時間。以某辦公樓為例3.5 CSM ECO其它控制策略Ø 總覽系統(tǒng)模式、機組運行冷量及剩余冷量（冷噸）和運行百分比；Ø 系統(tǒng)滿載提示Ø 環(huán)境溫度鎖定Ø 基于負荷或流量來確定冷負荷Ø 通過固定順序、

17、運行時數(shù)或啟動次數(shù)進行機組順序啟停Ø 冷凍水循環(huán)檢測系統(tǒng)負荷Ø 外部報警Ø 首末機組設(shè)定Ø 機組冷量限制Ø 機組故障診斷Ø 4. 集中控制管理站4.1 McQuayWeb用戶界面與單調(diào)的工程圖操作界面相比，McQuayWeb提供的Flash界面使得機房系統(tǒng)管理不再乏味，您通過瀏覽動態(tài)絢麗的圖形界面，掌握詳盡的設(shè)備信息和系統(tǒng)狀態(tài)，也可選配帶有WIFI功能的平板電腦（10寸）來無線體驗機房操作的便利。Ø 2D/3D圖形顯示Ø 用戶管理Ø 報警記錄Ø 事件郵件通知Ø 操作活動日志Ø 點趨勢圖（可設(shè)置多點）Ø 時間計劃表