一种解耦式高效中央空调主机控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种解耦式高效中央空调主机控制系统，属于大型水冷中央空调节能控制系统技术领域。


背景技术：

2.在大型水冷中央空调节能控制系统领域中，中央空调系统几乎所有的节能控制都采用系统集成化ba系统控制（building automation system），这种ba控制系统的原理如图1所示，其是通过ddc控制器控制整个中央空调系统中的冷冻水系统驱动柜、冷却水系统驱动柜、冷却塔系统驱动柜，这种形式控制的优点是：一、可选用ddc控制器，采用tcp/ip协议，实现以太网通信网络，通讯速率高。
3.二、系统群控，控制回路较集中，只需1份应用程序就可满足整个系统运行。
4.三、可由计算机现场下载控制方案，使用灵活。
5.四、ddc内预置控制方案，方便安装调试。多种数据通信方式适合各种被控设备和实现系统集成。
6.因为以上各种优点，ba系统控制被广泛应用于各种楼宇建筑、工业控制，智能仪表等领域。但是这种ba系统控制仍有以下缺点：（1）如果出现信号探头故障，会导致整个系统失控；（2）如果ddc控制器出现异常，会导致整个系统无法运行，安全级别低；（3）需要专业人员进行现场编程、调试，系统实现的实施周期较长。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种解耦式模块化高效中央空调主机控制系统，使各个空调主机间的控制实现模块化、互不关联，实现空调主机群组的模块化节能控制运行。
8.本发明采用如下技术方案：一种解耦式高效中央空调主机控制系统，其包括空调主机群组，空调主机群组上连接有总进水管和总出水管，空调主机群组包括至少两个并联在一起的空调主机，每个空调主机上分别连接有进水管道和出水管道，各进水管道和各出水管道上分别设有电动阀，所述解耦式高效中央空调主机控制系统还包括温度信号探头组、模块化空调主机能效控制箱组和能效管控平台；温度信号探头组包括分别安装在总进水管、总出水管、各进水管道和各出水管道上的温度传感器；模块化空调主机能效控制箱组包括一台主机和一台以上的从机，主机和每台从机的箱体内均有电源模块和控制系统单元，主机和从机的控制系统单元之间通过通信交互网络连接，能效管控平台与模块化空调主机能效控制箱组的主机连接，进行数据交互，每台空调主机上各安装有用于采集空调主机群组负载率的互感器；总进水管和总出水管上温度传感器的信号端均接入主机，其中一台空调主机的进水管道和出水管道上的电动阀、温度传感器的信号端均接入主机，其余各空调主机的进水管道和出水管道上的电动阀、温度传感器的信号端均分别接入每台从机，主机或每台从机对应控制一台空调主机启停，通信网络正常时，主机负责分配空调主机群组的调度运行，通信网络不正常时，主机和从机均维持当前状态运行；空调主机群组加载或
减载的控制逻辑如下：（1）空调主机加载逻辑控制，即增加一台空调主机开启：a.单冷或单热型空调主机群组加载需满足以下全部3个条件：条件一：制冷时，空调主机群组总出水温度>制冷加载目标温度；制热时，空调主机群组总出水温度<制热加载目标温度；条件二：环比出水温度差值>环比总出温度差；环比出水温度差值是系统内实时计算值，计算过程为：每经过周期环比时间记录一次总出水温度，周期环比时间系统内设定，空调主机群组制冷时，环比出水温度差值为上次总出水温度减去本次总出水温度；空调主机群组制热时，环比出水温度差值为本次总出水温度减去上次总出水温度；条件三：平均负载率>加载电流比例，或者加载电流比例≤ 0；空调主机群组首次开机，即第一台空调主机开启时，无需此条件；平均负载率为整个空调主机群组负载率的平均值，加载电流比例为系统内的设定值；b.冷热双效型空调主机群组加载需满足以下全部2个条件：条件一：空调主机群组冷水管总出水温度>制冷加载目标温度，或者空调主机群组热水管总出水温度<制热加载目标温度；条件二：平均负载率>加载电流比例，或者加载电流比例≤ 0；空调主机群组首次开机，即第一台空调主机开启时，无需此条件；平均负载率为整个空调主机群组负载率的平均值，加载电流比例为系统内的设定值；（2）空调主机减载逻辑控制，即停止一台空调主机：a.单冷或单热型空调主机群组减载只需满足以下某一个条件：条件一：首先制冷时，空调主机群组总出水温度<制冷减载目标温度，水管中为热水时，空调主机群组总出水温度>制热减载目标温度；其次平均负载率>加载电流比例，或者减载电流比例≤0；条件二：空调主机群组总进出水温差>10℃；条件三：制冷时，空调主机群组总出水温度<5℃；制热时，空调主机群组总出水温度>55℃；b.冷热双效型空调主机群组减载只需满足以下某一个条件：条件一：首先空调主机群组冷水管总出水温度<制冷减载目标温度，或者空调主机群组热水管总出水温度>制热减载目标温度；其次平均负载率>加载电流比例，或者减载电流比例≤0；平均负载率为整个空调主机群组负载率的平均值，加载电流比例为系统内的设定值；条件二：制冷时，空调主机群组冷水管总进出水温差<10℃，或者制热时，空调主机群组热水管总进出水间的温差>10℃；条件三：空调主机群组的冷水管总出水温度<5℃，或者空调主机群组的热水管总出水温度> 5℃。
9.进水管道和出水管道上的电动阀接入主机或从机进行逻辑控制，进水管道和出水管道上电动阀的控制逻辑为：当空调主机满足开机条件，接收开机信号前，空调主机两端阀
门同时先开启，待阀门开启至空调主机内部水流开关打开后，模块化冷机能效控制箱组给出空调主机开机信号。
10.当空调主机群组减载至所有空调主机均停机，最后一台空调主机的进水管道和出水管道上的电动阀开启状态保持加载或减载前的状态。
11.空调主机加载或减载前，先通过主机或从机控制电动阀信号打开进水管道和出水管道上的电动阀，空调主机进水管道和出水管道上的电动阀同步开启或关闭；待加载或减载倒计时结束后，发出加载或减载信号，若倒计时途中加载或减载条件不满足，则立即取消加载或减载信号发出倒计时，重新开始判断加载或减载条件。
12.所述加载或减载信号为脉冲信号。
13.主机和每台从机均为强弱电一体化设计，从机最多有7台。
14.主机和从机采用rs485接口实现手拉手通信交互网络连接。
15.本发明的有益效果是：本发明将整个大型中央空调主机控制系统解耦，模块化空调主机能效控制箱组的从机听从主机的调度指挥，当主机与从机交互网络失联时，主机和各从机均维持当前运行状态，实现冷机系统模块化控制运行，通信交互网络恢复后仍由主机调度指挥。主机负责冷机系统的运行工况信息获取、计算、从机的分配调度，主机听从能效管控平台的调度指挥，能效管控平台与主机失联时，不影响解耦式模块化高效中央空调空调主机控制系统。
16.空调主机群组的总出水和总进水的温度信号探头组统一接入空调主机能效控制箱组的主机进行能效控制计算，各空调主机的出水管道上的温度信号探头分别接入主机和各从机进行能效控制计算。各空调主机的出水管道上的电动阀的信号端分别接入主机和各从机，通过主机和从机来控制各阀门的开启或关闭。根据末端系统整体负荷量以及目标温度，通过主机和各从机来控制空调主机的打开或关闭。各空调主机之间的过程控制模块化互不关联，不会因一个点的问题而影响整个系统的运行。
附图说明
17.图1是现有技术的ba控制系统的原理图；图2是本发明一种实施例的解耦式高效中央空调主机控制系统的系统原理图；图3是图2中模块化空调主机能效控制箱组的原理图。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
19.本发明一种实施例的解耦式高效中央空调主机控制系统如图2至图3所示，本实施例的解耦式高效中央空调主机控制系统，其包括空调主机群组，空调主机群组上连接有总进水管和总出水管，空调主机群组包括至少两个并联在一起的空调主机，每个空调主机上分别连接有进水管道和出水管道，各进水管道和各出水管道上分别设有电动阀，所述解耦式高效中央空调主机控制系统还包括温度信号探头组、模块化空调主机能效控制箱组和能效管控平台；温度信号探头组包括分别安装在总进水管、总出水管、各进水管道和各出水管道上的温度传感器；模块化空调主机能效控制箱组包括一台主机和一台以上的从机，主机和每台从机的箱体内均有电源模块和控制系统单元，主机和从机的控制系统单元之间通过
通信交互网络连接，能效管控平台与模块化空调主机能效控制箱组的主机连接，进行数据交互，每台空调主机上各安装有用于采集空调主机群组负载率的互感器；总进水管和总出水管上温度传感器的信号端均接入主机，其中一台空调主机的进水管道和出水管道上的电动阀、温度传感器的信号端均接入主机，其余各空调主机的进水管道和出水管道上的电动阀、温度传感器的信号端均分别接入每台从机，主机或每台从机对应控制一台空调主机启停，通信网络正常时，主机负责分配空调主机群组的调度运行，通信网络不正常时，主机和从机均维持当前状态运行；空调主机群组加载或减载的控制逻辑如下：（1）空调主机加载逻辑控制，即增加一台空调主机开启：a.单冷或单热型空调主机群组加载需满足以下全部3个条件：条件一：制冷时，空调主机群组总出水温度>制冷加载目标温度；制热时，空调主机群组总出水温度<制热加载目标温度；条件二：环比出水温度差值>环比总出温度差；环比出水温度差值是系统内实时计算值，计算过程为：每经过周期环比时间记录一次总出水温度，周期环比时间系统内设定，空调主机群组制冷时，环比出水温度差值为上次总出水温度减去本次总出水温度；空调主机群组制热时，环比出水温度差值为本次总出水温度减去上次总出水温度；条件三：平均负载率>加载电流比例，或者加载电流比例≤ 0；空调主机群组首次开机，即第一台空调主机开启时，无需此条件；平均负载率为整个空调主机群组负载率的平均值，加载电流比例为系统内的设定值；b.冷热双效型空调主机群组加载需满足以下全部2个条件：条件一：空调主机群组总出水温度>制冷加载目标温度，或者空调主机群组总出水温度<制热加载目标温度；条件二：平均负载率>加载电流比例，或者加载电流比例≤ 0；空调主机群组首次开机，即第一台空调主机开启时，无需此条件；平均负载率为整个空调主机群组负载率的平均值，加载电流比例为系统内的设定值；（2）空调主机减载逻辑控制，即停止一台空调主机：a.单冷或单热型空调主机群组减载只需满足以下某一个条件：条件一：首先制冷时，空调主机群组总出水温度<制冷减载目标温度，水管中为热水时，空调主机群组总出水温度>制热减载目标温度；其次平均负载率>加载电流比例，或者减载电流比例≤0；条件二：空调主机群组总进出水温差>10℃；即此时末端负荷量很小，无需开多台空调主机；条件三：制冷时，空调主机群组总出水温度<5℃；制热时，空调主机群组总出水温度>55℃；即制冷时，空调主机群组总出水温度很低，防止冻坏设备和管路系统；制热时，空调主机群组总出水温度很高，防止烧坏设备和管路系统；b.冷热双效型空调主机群组减载只需满足以下某一个条件：
条件一：首先空调主机群组总出水温度<制冷减载目标温度，或者空调主机群组总出水温度>制热减载目标温度；其次平均负载率>加载电流比例，或者减载电流比例≤0；平均负载率为整个空调主机群组负载率的平均值，加载电流比例为系统内的设定值；条件二：制冷时，空调主机群组总进出水温差<10℃，或者制热时，空调主机群组总进出水间的温差>10℃；即末端系统整体负荷量小，无需开多台空调主机；条件三：空调主机群组的冷水管总出水温度 < 5℃，或者空调主机群组的热水管总出水温度 > 55℃。即空调主机群组冷水管中的总出水温度很低，防止冻坏设备和管路系统，或者热水管中的总出水温度很高，防止烧坏设备和管路系统。
20.进水管道和出水管道上的电动阀接入主机或从机进行逻辑控制，进水管道和出水管道上电动阀的控制逻辑为：当空调主机满足开机条件，接收开机信号前，空调主机两端阀门同时先开启，待阀门开启至空调主机内部水流开关打开后，模块化冷机能效控制箱组给出空调主机开机信号。
21.当空调主机群组减载至所有空调主机均停机，最后一台空调主机的进水管道和出水管道上的电动阀开启状态保持加载或减载前的状态。
22.空调主机加载或减载前，先通过主机或从机控制电动阀信号打开进水管道和出水管道上的电动阀，空调主机进水管道和出水管道上的电动阀同步开启或关闭；待加载或减载倒计时结束后，发出加载或减载信号，若倒计时途中加载或减载条件不满足，则立即取消加载或减载信号发出倒计时，重新开始判断加载或减载条件。所述加载或减载信号为脉冲信号。
23.主机和每台从机均为强弱电一体化设计，从机最多有7台。主机和从机采用rs485接口实现手拉手通信交互网络连接。
24.本发明将整个大型中央空调主机控制系统解耦，模块化空调主机能效控制箱组的从机听从主机的调度指挥，当主机与从机交互网络失联时，主机和各从机均维持当前运行状态，实现冷机系统模块化控制运行，通信交互网络恢复后仍由主机调度指挥。主机负责冷机系统的运行工况信息获取、计算、从机的分配调度，主机听从能效管控平台的调度指挥，能效管控平台与主机失联时，不影响解耦式模块化高效中央空调空调主机控制系统。
25.空调主机群组的总出水和总进水的温度信号探头组统一接入空调主机能效控制箱组的主机进行能效控制计算，各空调主机的出水管道上的温度信号探头分别接入主机和各从机进行能效控制计算。各空调主机的出水管道上的电动阀的信号端分别接入主机和各从机，通过主机和从机来控制各阀门的开启或关闭。根据末端系统整体负荷量以及目标温度，通过主机和各从机来控制空调主机的打开或关闭。各空调主机之间的过程控制模块化互不关联，不会因一个点的问题而影响整个系统的运行。