冰蓄冷自动控制系统设备及功能说明教学内容

冰蓄冷自动控制系统设备及功能说明

第三章机房自动控制系统

一、冰蓄冷自动控制系统综述

工程的自控系统由上位机远程控制系统、PLC现场控制系统、电动阀、传感检测器件、系统配电柜、系统软件等部分组成。系统结构图如下所示：

PLC控制软件为主的控制程序，该程序为美国西门子公司与CRYOGEL公司联合开发，已经在美国的多个工程中和台湾杰美利（GEMINI）得到应用，直接输入后调整。上位机控制软件也可带采用CRYOGEL/（GEMINI）公司软件包的WinCC操作系统。

上位机远程控制设置先进的集中控制台，采用工控机配置打印机进行远程监控和打印，现场控制机采用PLC可编程控制器控制，进行系统控制、参数设置、数据显示，确保实现系统的参数化，实现系统的智能化运行。

本系统中的核心控制部分与机电执行装置采用国际著名品牌（西门子、江森、霍尼韦尔）的产品。

蓄能系统控制具体功能如下：

⑴控制系统通过对主机、蓄热锅炉、蓄冰装置、板式换热器、泵、冷却塔、系统管路调节阀进行控制，调整蓄冷系统各应用工况的运行模式，在最经济的情况下给末端提供稳定的供水温度。

⑵根据季节和机组运行情况，自控系统具备所有工况的转换功能。

⑶控制、监测范围：

a、制冷主机、泵、冷却塔启停、状态、故障报警；

b、总供/回水管温度显示与控制；

c、蓄冰装置及蓄热水箱进出口温度、显示与控制；

d、蓄冰量、余冰量、乙二醇流量、瞬时释冷速度、蓄冷速度等标准规定参数

的显示；

e、电动阀开关、调节显示；

f、备用水泵选择功能；

g、各时段用电量及电费自动记录；

h、空调冷负荷以及室外温湿度监测；

i、可选的功能（包括楼宇智能化系统接口及接口转换程序）。

⑷控制系统对一重要的参数进行长时间记录保存，并将空调的实际运行日负荷通过报表或曲线图的方式记录，可以查询到某一段时间内的历史数据值，供使用者进行了解、分析，而且所有的监测数据可进行打印。

⑸控制系统配置灵活的手动/自动转换功能。现场控制柜可手动控制所有设备的启停。

⑹可根据负荷变化情况调整运行策略，进行系统的优化控制，最大限度发挥蓄冷系统转移高峰负荷的能力，以最大限度节省运行费用。

⑺具备无人值守功能、节假日特别控制功能。

⑻系统可通过电话线或局域网络，对本工程的蓄冷、蓄热与生活热水系统进行远程监控（可选的功能）。

二、蓄冷系统运转模式

蓄冷系统按空调供回水温度7℃/12℃设计，可以通过不同阀门的开、关或调节来实现以下4种不同的运行模式：

A、常规主机供冷＋双工况主机制冰模式

B、常规主机供冷＋双工况主机+蓄冰装置联合供冷模式

C、常规主机供冷＋蓄冰装置联合供冷模式

D、融冰单独供冷模式

其运行原理见冰蓄冷空调系统原理图。（见本报价书第七部分）

各个流程简化的具体控制及运行情况说明如下：

1、双工况主机制冰+(基载主机供冷)

该时段为电力低谷期，根据蓄冰系统的优化原理，双工况主机在电力低谷时段充分利用当地的低价电运行制冰。在该时段内双工况主机满负荷运行，通过低温的乙二醇溶液使蓄冰槽内的冰球蓄冰。双工况主机在蓄冰工况下运行时，制冷主机的效率有相应的降低，乙二醇溶液仅在双工况主机和蓄冰槽之间循环，随着蓄冰量的增加和时间的推移，双工况主机的出口温度逐步降低。当蓄冰槽的名义蓄冰量达到要求时，双工况主机自动停止蓄冰工况运行，过渡为常规工况运行。系统循环示意图如下：（注：相同功能设备均用一个符号表示，以便于理解，详细情况参阅系统原理图，彩色线条表示不同用途循环液体的循环，下同）

如此时基载主机停机，即为双工况主机单独制冰模式。

2、双工况主机 + 融冰联合供冷

该时段为空调冷负荷较大时段，为了满足空调负荷要求同时尽量减少系统的电力运行费用，冷负荷由基载和双工况制冷机联合蓄冰槽供冷。在该时段内制冷主机处于

空调工况，蓄冰主机出口的乙二醇溶液和冰槽融冰后的乙二醇溶液混合进入板式换热器。在非标准设计日内，空调冷负荷有相当减小，通过优化控制实现蓄冰槽的有效融冰并保证系统内的冷负荷需求。系统运行原理示意图如下：

3、蓄冰槽单独供冷

如电价政策有利，在过渡季节，为了避免在电力高峰期内开启冷机以及冷机的低效运行，该时段内蓄冰槽的总融冰供冷量为空调系统负荷的全部。根据优化控制原理，为了减小运行电费，该时段的冷负荷由蓄冰槽单独提供，制冷机白天停止运行，只在电力低谷段运行蓄冰。系统运行原理示意图如下：

4、制冷机单独供冷

根据当前的电价政策，根据不利于使用低谷电所蓄冷量时，空调冷负荷结构改变时，为了将蓄冰槽的冷量尽量用于高峰时段，在平时段内的冷负荷可以适当由制冷机单独提供。这时蓄冰槽与系统隔离开，蓄冰主机在空调工况运行，通过板式换热器向空调系统提供冷冻水。系统运行原理示意图如下：

三、下位机PLC监控方案

3.1 手动/自动选择功能

·系统可以根据用户的需要，选择手动或者自动运行模式；

·当系统选择手动运行模式时，系统还可以根据用户的需要进行硬手动和软手动的运行方式；

·通过对触摸屏控制键操作，根据需求选择供冷或采暖及生活热水方式，在软手动操作功能，通过触摸按钮，可手动进行制冷主机的开/停、冷冻水泵、冷却水泵、风机、乙二醇溶液泵操作；

·通过对控制柜上的相关按钮进行操作，可进入硬手动操作功能，通过按钮，可手动进行制冷主机的开/停、冷冻水泵、冷却水泵、风机、乙二醇溶液泵控制。·在取得相关的授权后，可以通过人机对话界面对控制系统进行自动操作，根据所设定好的运行参数对系统的不同运行模式的自动运行及模式转换；

3.2 系统运行模式选择功能

·系统可以根据历史记录、负荷数据、用户预先设定（含日期、时间、和其它约束条件等）等自动选择系统的工作模式；

·系统也可以接受用户的手动运行模式；

·下位机中提供的主要四种运行模式为：

a.主机制冷模式

b.主机与蓄冰装置联合供冷模式

c.融冰单独供冷模式

d.主机单独供冷模式

·在双工况制冷主机单独制冰运行模式中，制冷主机为满负荷工作，系统并且能够根据其采集的温度参数自动判断过程蓄冰的完成。

·制冷主机供冷与制冰装置联合供冷运行模式下，一方面要确保制冷主机的正常供冷，另一方面也要确保制冰装置供冷的正常运行，以达到系统设计标准要求；