1引言

冰蓄冷中央空調(diào)是將電網(wǎng)夜間谷荷多余電力以冰的冷量形式儲(chǔ)存起來(lái)，在白天用電高峰時(shí)將冰融化提供空調(diào)服務(wù)。由于我國(guó)大部分地區(qū)夜間電價(jià)比白天低得多，所以采用冰儲(chǔ)冷中央空調(diào)能大大減少用戶的運(yùn)行費(fèi)用。

冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)配置的設(shè)備比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)要增加一些，自動(dòng)化程度要求較高，但它能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)在滿足建筑物全天空調(diào)要求的條件下將每天所蓄的能量全部用完，最大限度地節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

控制系統(tǒng)由下位機(jī)(現(xiàn)場(chǎng)控制工作站)與上位機(jī)(中央管理工作站)組成，下位機(jī)采用可編程序控制器(PLC)與觸摸屏，上位機(jī)采用工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)與打印機(jī)，系統(tǒng)配置必要的附件如通信設(shè)備接口、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等，實(shí)現(xiàn)蓄冷系統(tǒng)的參數(shù)化與全自動(dòng)智能化運(yùn)行。

下位機(jī)和觸摸屏在現(xiàn)場(chǎng)可以進(jìn)行系統(tǒng)控制、參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示。上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和打印，它包含下位機(jī)和觸摸屏的所有功能。整個(gè)系統(tǒng)以下位機(jī)的工業(yè)級(jí)可編程序控制器為核心，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。控制設(shè)備與器件包括：傳感檢測(cè)元件、電動(dòng)閥、變頻器等。

2.1下位機(jī)系統(tǒng)(區(qū)域工作站)

2.1.1TP21觸摸屏

采用TP27彩色觸摸屏作為操作面板，完全取代常規(guī)的開(kāi)關(guān)按鈕、指示燈等器件，使控制柜面談得更整潔。并且，TP27觸摸屏在現(xiàn)場(chǎng)可實(shí)現(xiàn)狀態(tài)顯示、系統(tǒng)設(shè)置、模式選擇、參數(shù)設(shè)置、故障記錄、負(fù)荷記錄、時(shí)間日期、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、負(fù)荷曲線與報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能，中文操作界面直觀友好。

2.1.2SIEMENS可編程序控制器

SIMATICS7-300系列PLC適用于各行各業(yè)、各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化，其強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。

該產(chǎn)品具有光電隔離，高電磁兼容;具有很高的工業(yè)適用性，允許的環(huán)境溫度達(dá)60℃;具有很強(qiáng)的抗干擾、抗振動(dòng)與抗沖擊性能，因此在嚴(yán)酷的工作環(huán)境中得到了廣泛的應(yīng)用。

自由通訊口方式也是S7-300型PLC的一個(gè)很有特色的功能，它使S7-300型PLC可以與任何通訊協(xié)議公開(kāi)的其它設(shè)備、控制器進(jìn)行通訊，即S7-300型PLC可以由用戶自己定義通訊協(xié)議(例ASCII協(xié)議)，波特率為1.5Mbit/s(可調(diào)整)。因此使可通訊的范圍大大增加，使控制系統(tǒng)配置更加靈活、方便。任何具有串行接口的外設(shè)，例如：打印機(jī)或條形碼閱讀器、變頻器、調(diào)制解調(diào)器(Modem)、上位PC機(jī)等都可連接使用。用戶可通過(guò)編程來(lái)編制通訊協(xié)議、交換數(shù)據(jù)(例如：ASCII碼字符)，具有RS232接口的設(shè)備也可用PC/PPI電纜連接起來(lái)進(jìn)行自由通訊方式通訊。

當(dāng)上位機(jī)脫機(jī)時(shí)，在下位機(jī)控制下，整個(gè)系統(tǒng)能正常運(yùn)行。

2.2上位機(jī)系統(tǒng)(中央管理工作站)

2.2.1上位機(jī)

上位機(jī)即圖文控制中心，主要由PC機(jī)和激光打印機(jī)組成，采用SIMATICWINCC軟件平臺(tái)，采用全中文操作界面，人機(jī)對(duì)話友好。管理人員和操作者，可以通過(guò)觀察PC機(jī)所顯示的各種信息來(lái)了解當(dāng)前和以往整個(gè)冰蓄冷自控系統(tǒng)的運(yùn)行情況和所有參數(shù)，并且通過(guò)鼠標(biāo)進(jìn)行設(shè)備管理和執(zhí)行打印任務(wù)。

2.2.2WINCC軟件平臺(tái)

WINCC軟件在自動(dòng)化領(lǐng)域中可用于所有的操作員控制和監(jiān)控任務(wù)。可將過(guò)程控制中發(fā)生的事件清楚地顯示出來(lái)，可顯示當(dāng)前狀態(tài)并按順序記錄，所記錄的數(shù)據(jù)可以全部顯示或選擇簡(jiǎn)要形式顯示，可連續(xù)或按要求編輯，并可輸出打印報(bào)表和趨勢(shì)圖。

WINCC能夠在控制過(guò)程中危急情況的初發(fā)階段進(jìn)行報(bào)告，發(fā)出的信號(hào)既可以在屏幕上顯示出來(lái)，也可以用聲音表現(xiàn)出來(lái)。它支持用在線幫助和操作指南來(lái)消除故障。某一WINCC工作站可專門(mén)用于過(guò)程控制以使那些重要的過(guò)程信息不被屏蔽。軟件輔助操作策略保證過(guò)程不被非法訪問(wèn)，并提供用于工業(yè)環(huán)境中的無(wú)錯(cuò)操作。

WINCC是MICRSOFTWINDOWS98或WINDOWSNT4.0操作系統(tǒng)下，在PC機(jī)上運(yùn)行的面向?qū)ο蟮囊涣?2位應(yīng)用軟件，通過(guò)OLE和ODBC視窗標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制，作為理想的通訊伙伴進(jìn)入WINDOWS世界，因此WINCC可容易地結(jié)合到全公司的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。

3冰蓄冷系統(tǒng)的控制

3.1控制目的、范圍及主要受控設(shè)備

蓄冷控制系統(tǒng)控制目的：通過(guò)對(duì)制冷主機(jī)、儲(chǔ)冰裝置、板式熱交換器、系統(tǒng)水泵、冷卻塔、系統(tǒng)管路調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，調(diào)整儲(chǔ)冰系統(tǒng)各應(yīng)用工況的運(yùn)行模式，在最經(jīng)濟(jì)的情況下給末端提供一穩(wěn)定的供水溫度。同時(shí)，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，提高系統(tǒng)的管理效率和降低管理勞動(dòng)強(qiáng)度。

控制范圍包括整個(gè)冰蓄冷系統(tǒng)的參數(shù)狀態(tài)顯示、設(shè)備狀態(tài)及控制，主要控制設(shè)備有：雙工況主機(jī)、電動(dòng)閥、冷卻塔、冷卻水泵、蓄冰裝置、初級(jí)乙二醇泵、板式換熱器、次級(jí)乙二醇泵等。

3.2控制功能

控制功能包括整個(gè)冰蓄冷系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行所需的功能。

3.2.1工況轉(zhuǎn)換功能

根據(jù)季節(jié)和機(jī)器運(yùn)行情況，自控系統(tǒng)具備以下工況轉(zhuǎn)換功能：

a)雙工況主機(jī)制冰同時(shí)供冷模式;b)雙工況主機(jī)單獨(dú)制冰模式;c)主機(jī)與蓄冰裝置聯(lián)合供冷模式;d)融冰單獨(dú)供冷模式;e)主機(jī)單獨(dú)供冷模式。

3.2.2工況的啟停、顯示和故障報(bào)警功能

控制系統(tǒng)按編排的時(shí)間順序，結(jié)合負(fù)荷預(yù)測(cè)軟件，控制制冷主機(jī)及外圍設(shè)備的啟停數(shù)量及監(jiān)視各設(shè)備之工作狀況與運(yùn)行參數(shù)，如：

-制冷主機(jī)啟停、狀態(tài)及故障報(bào)警;-制冷主機(jī)運(yùn)行參數(shù);-制冷主機(jī)缺水保護(hù);-制冷主機(jī)供/回水溫度、壓力遙測(cè)和顯示;-冷凍水泵啟停、狀態(tài)及故障報(bào)警;-乙二醇泵啟停、狀態(tài)及故障報(bào)警;-冷卻水泵啟停、狀態(tài)及故障報(bào)警;-壓差旁通管的壓差測(cè)量與顯示;-冷卻塔風(fēng)機(jī)啟停、狀態(tài)及故障報(bào)警;

-冷卻塔供/回水溫度控制與顯示;-供/回水溫度、壓差遙測(cè)控制與顯示;-板式換熱器側(cè)進(jìn)出口溫度控制與顯示;-蓄冰裝置進(jìn)、出口溫度遙測(cè)控制與顯示;-冷凍水回水流量控制與顯示;-電動(dòng)閥開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié)與閥位控制與顯示;-室外溫濕度遙測(cè)控制與顯示;-蓄冰量測(cè)量與顯示;-末端冷負(fù)荷控制。