冷热源群控方案20140609

冷热源群控系统概述性方案

一、项目及系统概述

苏州儿童医院园区总院位于苏州工业园区中新大道东、钟南街交界处，总占地面积为58696平方米，总建筑面积约140000平方米，一期建筑面积为128000平方米，包括：一幢12层高的主楼，设有四层高的辅楼，设有门急诊楼，医技楼，住院楼，科研办公楼两层高的地下停车库，设计日门诊量3000人次，其中一期项目规划建设600张床位。

对于这么大规模的医院，空调冷热源系统的稳定运行是医院正常运营的基本保障。儿童医院的冷热源系统主要有以下设备组成：4台离心式冷水机组、4台变频冷冻水泵、4台变频冷却水泵、4台变频热水循环泵、10台冷却塔、2台补水泵、4套板式热交换器、集水器、分水器、压差旁通阀、电动蝶阀等。

冷热源群控系统总共设计291个监控点(不包括软接点)。其中数字输入点（DI点）158个，数字输出点（DO点）59个，模拟输入点（AI点）36个，模拟输出点（AO点）14个。详细监控点位请见群控系统点位表。

儿童医院的冷热源群控系统将设计成一套完整的分布式集散控制系统，它采用标准化局域网技术和众多子系统集成技术实施对建筑内所有实时监控系统的集成监控、联动和管理，各个系统既可相对独立运转，又可联合成为一个有机整体，使管理人员能方便快捷、明了地了解项目内主要设备的运行情况。

冷热源群控系统是由中央管理工作站、现场DDC控制器及各类传感器、执行机构组成，能够完成多种控制及管理功能的控制网络系统。它是随着计算机网络在环境控制中的应用而发展起来的一种智能化控制管理网络系统。

儿童医院冷热源群控系统监控中心设置于地下室的空调机房值班室，通过数据管理服务器（ADS）、网络控制引擎（NAE）、现场型直接数字控制器（DDC）对相关冷热源设备进行监控。冷热源群控系统通过优化控制提高管理水平，达到节约能源和运行成本，并能方便地实现物业管理自动化。

二、系统架构

根据儿童医院项目特点，冷热源群控系统将利用计算机和现代通讯控制技术对各冷热源设备的软硬件运行实现统一管理，由于机电设备分布在不同建筑的不

同层面、不同位置，因此也就决定了儿童医院的冷热源群控系统必须是集散型系统，唯如此，方能实现集中管理分散控制，集中操作分散执行，整个项目的各种机电设备能够按照管理、操作者的意愿进行集中管理和控制，最终达到各种设备协调有序地工作，并在满足各种功能所必须的前提下，尽可能减少相关的管理人员和最大限度地节约能耗，降低管理和营运费用。

为了使儿童医院能够实现上述要求和目的，我们采用了美国江森自控公司最先进的以网络控制引擎为核心的METASYS系统。METASYS系统网络结构：

整个METASYS系统由两层网络、三层设备组成。ADS与NAE之间构成管理层网络，采用标准的BACnet IP（TCP/IP）协议进行通讯，通讯速率不低于100Mbps；NAE与现场DDC之间构成控制层网络，采用标准的BACnet MS/TP 协议进行通讯，通讯速率为78.6Kbps。ADS实现对NAE的统一管理，提供高级图形界面及多用户WEB访问能力，负责历史数据的永久存储；NAE实现对DDC的统一管理，内置数据库软件及标准图形界面，同时支持多用户WEB访问并实现第三方系统的接入；DDC及其扩展模块位于受控机电设备附近，内置管理程序，可以根据设定要求实现对现场设备的自动监控。

METASYS系统采用分布式结构，实现集中管理，分散控制。其以高可靠性的NAE为核心，摆脱了传统DDC依赖上位机的模式。软件和数据贯穿于MSEA

网络，也就是说，不是只有一个中央处理器负责监控全部设备。操作站不再扮演网络“大脑”的角色，它用于编程、创建数据、报表汇总、和其他操作功能。信息从操作设备下载到各现场控制器，而数据也会稍后被上传到操作设备存档。风险分散的设计理念将系统运行风险降到最低，显著提升系统稳定性。MSEA系统是是更高效的系统，因为消除了信息阻塞现象，处理器的功能可以最大限度地发挥。它又是更可靠的系统，因为该系统具备很强的容错能力，单个点的故障不会影响到整个系统。MSEA系统具备了系统控制中三个最基本的功能：独立控制、监督控制及信息管理。因而它有很大的灵活性。

同时，METASYS系统是模块化系统，因而客户可以只采购现时所需的设备，而将来如有需要，又可以随时扩展该系统，今日的投资对将来不会产生丝毫的损失。

该系统具有如下特点：

■ 先进性：全新的概念、全新的技术、全新的系统；

■ 开放性: 开放式网络、开放式协议、开放式用户界面；

■ 兼容性：兼容多种通信标准及机电厂商设备；

■ 经济性：易于施工、安装、操作和维护；

■ 灵活性：易于扩展、升级、改造；

■ 可靠性：安全、稳定、并已在全球范围成功应用；

根据要求以及项目特点，楼控系统控制主机ADS设在儿童医院地下室空调机房值班室。由于江森自控ADS是真正基于WEB的B/S结构软件，具备电脑无需安装独立访问客户端可以通过IE浏览器直接访问的特性。同时只要管理者有访问权限，其可通过网络的任意位置的电脑对冷热源群控系统进行访问。同时ADS支持5用户同时对系统进行访问操作，可以满足总站和分站对于系统同时访问的需求。

三、设计简述

儿童医院的冷热源群控系统详细设计遵循以下的设计原则：

1、A DS、NAE、DDC均为江森自控成熟系列产品。

2、所有现场设备均采用DDC进行控制，相关控制逻辑程序均编写于DDC

非易失性闪存中，DDC可根据需要增加I/O扩展模块，但扩展模块不直

接与NAE或ADS通讯，所有的逻辑指令的发出均由DDC完成。这样

即使上位机，NAE，单个DDC发生故障也不会对其他机电设备的控制

造成影响。

3、D DC可通过I/O扩展模块扩展输入输出点位，单出于稳定性考虑单个

DDC及其扩展模块的输入输出点不超过128个。

4、D DC对现场设备的控制不跨越楼层，即各个楼层中的机电设备由该层对

应DDC及扩展模块进行控制，不由其他楼层的DDC进行控制。

5、D DC及其扩展模块预留不低于10%的输入输出点位余量以便于系统今

后局部调整或点位增加需要。

上述设计原则的实施将极大的提高儿童医院冷热源群控系统的运行可靠性，并充分体现了集中控制，分散管理的理念。

四、冷热源群控概述

儿童医院的冷热源系统是根据冷水机组冷冻供水管的流量及集水器、分水器的温差，计算负荷，同时根据冷冻机组的工作参数（负荷率、功率、主机电流量等），进行综合评估，并自动对冷冻机组、水泵、冷却塔等设备进行台数控制。

冷热源系统通过预先设置好的时间、工况程序控制机组启停。

冷水机组启停顺序控制：

系统启动顺序：冷却塔风扇—冷却水电动蝶阀—冷却水泵—冷冻水电动蝶阀—冷冻水泵—冷水机。

系统停止顺序：冷水机--冷冻水泵—冷冻水电动蝶阀—冷却水泵—冷却水电动蝶阀—冷却塔风扇。

冷热源系统监控内容：

■ 根据实际负荷与机组额定负荷比较决定开启台数，实现最深化控制。对热泵机组、水泵的运行时间进行统计，平均运行时间，延长设备寿命。

■ 冷冻水供回水总管之间的压差旁通控制。测量分集水器之间的压差，调节旁通阀的开度。

■ 监测水泵运行状态、故障状态、手/自动状态、启停控制，频率控制及监测、冷冻水泵及冷却水泵启动后，水流开关控制水流的状态，如故障则自动启动备用泵。