产品应用案例

一、空调集中控制系统|高效冷站群控系统总体技术要求
1、空调集中控制系统|高效冷站群控系统是对整个制冷机房内的制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、电动阀等机电设备以及冷冻水系统、冷却水系统进行监测和控制的自动化集成
系统;；全年综合能效目标不低于EER5.2。
2、空调集中控制系统|高效冷站群控系统包含但不限于如下功能：自动化运行、能效精准计量及监测、系统热平衡校验、以能效为导向的优化控制策略、本地工作站及云服务器数据服务
功能，移动终端浏览功能。
3、空调集中控制系统|高效冷站群控系统采用先进的软件架构与数据通讯技术，系统基于B/S结构，用户可随时使用移动电脑、平板、手机等移动终端通过Internet浏览器远程登录系统
中心服务器对冷站的运行情况及能效数据进行查看。
4、空调集中控制系统|高效冷站群控系统配置必须可扩展，各种控制类型的控制点预留10%的冗余点，系统须免费提供数据接口被第三方系统（如BA系统或者BMS系统）进行集成。
5、空调集中控制系统|高效冷站群控系统包括以下模块：计算机及网络附件、软件平台、PLC控制器及扩展模块、传感器、精准计量及能效监测模块、系统热平衡校验功能、能效优化控
制，系统调试服务。
6、空调集中控制系统|高效冷站群控系统数据具备双发功能，冷站数据同时提供给本地工作站和云端服务器，业主可以在机房的工作站或者通过移动电脑、平板电脑等移动终端随时查看
冷站的运行及能耗情况。
7、云端服务器必须包含但不限于如下条件:
（1）明确收费模式，了解云平台的计费方式，如按使用量、存储量、服务等级等计费，确保费用透明合理。
（2）平台稳定性，平台应具备可靠的安全机制，防止数据泄露和丢失。确保云平台具有高可用性，保证系统的持续稳定运行。
（3）平台可移植性，在需要迁移时，能够方便快捷地将相关数据和应用迁移到其他平台。云平台应与其他系统和应用具有良好的兼容性，便于迁移和整合。
8、空调集中控制系统|高效冷站群控系统应对如下参数进行监控（包含但不限于）：
（1）冷水机组的启停控制、运行状态、参数的显示、故障报警。
（2）冷却塔的启停控制、运行状态、频率调节、运行频率、故障报警。
（3）冷冻、冷却水泵（主备泵）的选择与连锁控制。
（4）水泵的启停控制、运行状态、频率调节、运行频率、故障报警。
（5）电动阀的启停控制、状态反馈。
（6）被控参数的设定和显示（包括冷冻水供回水温度、冷却水供回水温度等）。
（7）动态显示系统流程图，显示系统各设备运行动态。
（8）手/自动切换及现场手动控制。
（9）历史数据的适时采集与曲线图记录并储存。
（10）最不利点的监控，通过第三方BA系统数据接口进行集成监控。
（11）其他应该具备的功能。
二、空调集中控制系统|高效冷站群控系统软件平台技术要求
1、图形界面要求
（1）彩色图形界面必须直观、实时显示但不限于如下信息：室外气象参数，冷站整体能效值，冷站能效标尺，冷站制冷量、冷站耗电量，制冷机能效值（KW/KW），冷
冻水泵输配系数、冷却水泵输配系数、冷却塔输配系数，制冷主机耗电值，冷冻水泵耗电值，冷却水泵耗电值，冷冻水系统参数，冷却水系统参数。
（2）界面必须有冷站能效尺，直观表现冷站能效等级为：“优秀”，“良好”，“一般”，“急需改善”。
（3）系统必须有热平衡校验功能，软件实时对系统的热平衡进行检测以验证测量数据的有效性，并在界面实时显示冷站热平衡校验标尺及热平衡率。
（4）三维显示冷站的设备布置图及水路布置图，并在图上显示每台设备及管路的详细参数及信息，并有数据储存及统计功能，可以对每台设备的实时及历史数据生成
曲线和报表，可按日期及设备进行详细数据查验。
2、系统软件稳定性要求
(1)抗干扰能力强，能够在复杂的工作环境中稳定运行，不受外界干扰。
(2)容错性高，对输入数据的错误有一定的容忍度，不会因少量错误数据而导致系
统崩溃。
(3)长时间运行稳定，能长时间连续工作，不出现无故死机、程序异常等情况。
(4)数据一致性，确保数据的准确性和一致性，避免数据丢失或错乱。
(5) 系统恢复能力，在遇到故障或异常情况后，能够快速恢复正常运行。
(6) 兼容性好，与其他相关系统和设备兼容良好，不会产生冲突或不稳定因素。
3、系统运行操作和权限要求
（1）提供系统安全级别管理，增强系统的安全性。应用程序的调用，操作画面显示，设备操作，都可以赋予权限管理。普通用户只要登录用户名和密码，即可浏览控
制画面，但不具备任何设置权限。如需具备设置权限，则具体权限管理分：一级，具备系统开关机；二级，可调工艺参数设置权限，同时具备单设备、单阀门开关机；
三级，具备增删一二级账号。除此之外还能限制某些关键程序的访问，如：过程数据库的重装及过程数据库的写入操作。可以同步系统管理员提供windows 的用户名
和密码，作为系统软件的登录名和密码。
（2）对每一个监控对象，操作员可在监控对象所属的系统图画面通过点击代表设备的图标打开监控对象的控制画面（以下简称控制画面），给监控对象施加操作指令
，控制监控对象的运行。
3、系统报警功能要求
（1）方便、灵活、可靠、易于扩展的报警系统，报告系统活动及系统潜在的问题，保障系统安全运行。提供多种报警管理功能，基于重要事件的报警优先于系统故障
报警、报警过滤功能，以及通过拨号网络的远程报警管理等。必须能够自动监测各种类别的报警，包括一般报警、预报警，重要报警
等,并且在画面上显示相应报警点。报警随即进入历史数据库，可长期存储和根据用户的需求进行各种查询，如按用户、故障类型、发生时间等条件或条件组合进行查
询。历史数据库中的报警记录可长期存档并作后期分析，如自动分类统计等。对于告警屏蔽和告警过滤都可以通过组态方便的实现。用户可以自定义告警显示信息。
可以定义告警的优先级，不同类别的告警使用不同的颜色。
（2）故障报警分类：系统应设有冷机、水泵等设备故障报警、变频器故障报警、控制器通讯故障报警、传感器数据异常报警、用户侧用冷量异常报警等。
4、系统报表功能要求
（1）系统应提供丰富的在线报表生成功能，可自动生成各种定制化能耗数据报表，收费单据及报警信息报表并支持Excel或导出，以及在线打印功能。
（2）能耗报表主要包含冷站的总能耗报表、分类能耗报表、同比能耗报表、环比能耗报表、分项能耗报表、详细用能数据分析展示，界面采用直观的图形化界面（柱
状图、饼图等呈现方式）来分析展示能耗数据，支持逐日、逐周、逐月、逐年和自定义的自由查询功能。提供多种查询结果的报表导出功能，方便将查询结果作为节
能监管部门日常文档的一部分提交。
（3）能耗分析主要功能包含同比能耗分析、环比能耗分析、计划月实际对比分析、能耗结构分析。完成数据的管理和计算，对用户进行用冷计算及排名。
（4）系统为冷站用户提供每月冷费账单结算，用户可设置每月结算周期、用电单价及结算方式，系统根据用户配合参数每月定期自动生成用户结算账单，账单支持打
印功能。
5、能耗计量功能要求
（1）实现各类能源数据的分散采集和集中管理，帮助冷站提高配电、水循环等系统的自动化管理水平，以减少故障和简化日常维护工作。同时将能耗数据提供给能源
管理模块进行统计分析。
（2）能量管理功能，应用平台实现对制冷机房系统总用电量、冷冻水供回水温度（流量）、冷却水供回水温度（流量、补水量）等各部分温湿度参数、水量、冷量（含
各用户侧冷量、能源站补水量、各主要设备用电量）等数据的采集、统计、分析、报表功能。
（3）数据查询，应具备对建筑、楼层、数据时间、计费类型数据的查询功能。
（4）权限设定，数据交换，用户需查询的数据可以以标准、通用的格式(如 Excel）直接导出，在互联网上发布，而无需通过数据格式转换应具有权限组管理功能，允
许建立多个不同权限级别的权限组，灵活设定各级别权限组的操作员的每项权限。
（5）数据交换，用户需查询的数据可以以标准、通用的格式(如 Excel）直接导出，在互联网上发布，而无需通过数据格式转换。
（6）设备动态检测记录，具有设备动态检测记录功能，通过这个功能管理者很方便地了解到现场设备的使用时间、使用状态及性能。可以动态记录设备在特定时段内
的使用状况，并生成动态曲线。
（7）阶梯电价，配合电表实施阶梯电价，进行计量和记录的功能。
（8）对一些暂时未实现自动化采集的设备，且这些设备无法通过已接入自动化采集设备换算出来的，要求人工补录，以保证数据的完整性和统计数据的准确性。同时
对建筑面积、功能区域划分、人员情况、运转时间等客观数据实现录入或导入。
三、空调集中控制系统|高效冷站群控系统PLC控制器及扩展模块
1、CPU模块
（1）、CPU工作温度为0-60 ℃，适应工业环境和电气干扰的环境下工作。
（2）、控制器具备工业级高性能处理器，位处理速度不低于40纳秒，背板总线通讯速率不低于400Mbits。
（3）、I/O站模块安装位置和数量可以灵活放置，不受槽位限制，支持热插拔。
（4）、支持可扩展内存卡，且该内存卡能被普通电脑读写，备份，恢复和下载程序固件更新。并能存储程序和系统文件之外的其他文件（如归档数据，配方文件，产品
pdf手册，培训文档等等）。
（5）、控制器支持系统自诊断功能，可以监视到每一个模块和对应通道的实时系统诊断信息。发生故障时无需编程就可通过编程软件、人机界面、网络服务器等途径快
速准确地识别受影响的通道。即使在控制器处于STOP状态时也能进行系统诊断。系统诊断不占用CPU的程序资源。
（6）、能提供1个以上10M/100M以太网接口以及符合国际和国家标准(IEEE…..)的各类接口（如PROFINET，Modbus TCP，标准TCP/IP，UDP协议等等），满足网络通讯以
及控制器与就地设备通信的要求。控制器还应提供与手提计算机通信的接口，可以直接通过以太网接口下载程序。
（7）、远程/就地设备的IP地址和设备名称可根据主控制器的IP地址和设备名称相应地自动分配，无需对每个设备依次手动分配。当更换远程/就地设备时，无需使用编
程器为新I/O设备重新分配IP地址和设备名称。
（8）、符合IEC1131-3国际标准的灵活的编程语言支持，数据格式符合IEC1131国际标准。系统支持编程语言包含：梯形图、结构化文本、语句表、功能块等；支持可自
动优化参数的PID等先进控制功能。
（9）、采用OPC-UA、Modbus TCP/IP、EtherNet/IP或TCP/IP协议与上位机通讯，数据通讯速率100Mbps或以上。
2、通讯接口
（1）、以太网通讯接口可采用CPU内置接口或独立的通讯模块实现，支持PROFINET或Modbus-TCP/IP。可通过标准MAC地址直接通过以太网接口为模块指定临时IP地址。
通讯模块可以通过模块自带的通讯接口或者软件进行设定IP地址。
（2）、控制系统应该提供RS-485串行接口方式的，Modbus或者EtherNet标准通信规约的接口，以保证方便的与主机控制器、配电柜、冷量表、第三方制冷工艺设备等公
用设备控制系统进行通信。
（3）、控制系统中的远程通讯，应采用PROFINET通讯规约，通讯速率恒定，速率不低于100Mbps，不随站点数和距离的增加而衰减，保证远程I/O与本地I/O同步更新，
以确保控制系统的安全性和实时性。
（4）、以太网支持I/O 扫描方式，能自动识别以太网上各种设备，方便用户实时在线的增减设备，方便维护。3、输入/输出模块
（1）、监测、控制系统容量符合国标规范要求，数据存储容量不应少于3年。控制器实际使用监控点数（硬件点）具备扩展能力，预留的点包含AI、AO、DI、DO四种类型，
且备用量为系统图示15%.
（2）、可扩展且高度灵活的分布式I/O系统，设计紧凑(模块宽度15mm，单个模块最多支持16通道)，在控制柜内可达到最佳的经济性。
（3）、通讯接口支持光纤连接，具有光电转换功能。
（4）、每个接口模块最多支持64个I/O模块（最多1024个信号）。各个负载电势组的形成无需添加电源模块。
（5）、采用直插式端子技术，接线无需工具。
（6）、可在系统运行期间更换模块和端子盒（“热插拔”）。
（7）、I/O模块配置要求：
      0~20mA或4~20mA直流电流
      0~10V或0~5V直流电压
      温度（NTC、PT等）、湿度传感器
      有源（DC 24V）或无源触点
      脉冲累加器
      触点闭合（DC 24V）
      触点断开（DC 24V）
      继电器模块（AC 220/24V），含开关触点及三态触点2种规格
四、传感器
1、普通水管温度传感器
（1）、输出信号:4-20mA
（2）、测量温度范围:-10 ~ 60 ℃(根据系统设计选配)
（3）、精度:±0.1℃
（4）、套管安装螺纹规格:G1/2-14
2、水管压力传感器
（1）、输出信号:4-20mA
（2）、测量范围:0~16bar(根据系统设计选配)
（3）、精度:±1%FS
（4）、管道接口:G1/4 male
3、室外温湿度传感器
（1）、1、输出信号:4-20mA
（2）、温度范围:-10℃-60℃
（3）、湿度精度:±3%
（4）、温度精度:±0.2℃
五、能效精准计量监测模块及热平衡校验模块
1、精准数据监测及验证模块（子系统）应符合ASHRAE Guide 22 和 AHRI 550/590 标准，热平衡率不超过±5％。制冷机房系统安装调试完成后，应至少按每1分钟的
间隔测量以下参数：
（1）、冷冻水总管的流量、冷冻水总管的供水和回水温度。
（2）、所有制冷主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔及所有辅助设备的电能耗。以及制冷机房系统总用电量。
（3）、冷却水总管的流量、冷却水总管的供水和回水温度、冷却水补水量。
（4）、冷冻水系统及冷却水系统供回水总管压力。
（5）、满足所有系统信息上传下载最大运行迸发数。
（6）、数据采集时间低于2S。
2、精准数据监测及验证模块（子系统）传感器及仪表配置要求需满足以下几点：
（1）、冷冻水和冷却水回路安装的流量计类型为插入式超声波产品，精度要求不低于 1 级 (±1%)。
（2）、水管温度传感器精度不低于 ±0.1℃，保护套管应保证温度探头可以与流体直接接触。每个水管温度传感器需提供出厂的标定证书，以保证每个水管温度传感
器经过校准。
（3）、冷水机组、冷冻泵、冷却泵和冷却塔等设备分别配置精度不低于 0.5级的智能电表（互感器精度不低于1级）。
（4）、数据采集器设备通过专业机构电磁兼容测试，且通过平均无故障连续运行时间（MTBF）不小于60天的测试，通过国家节能产品认证或环保产品认证。
（5）、所有仪表仪器需提供专业机构出具的标定证书或检测报告。
（6）、数模转换器应当具有最小 16 位分辨率的 A / D 转换器。
六、能效优化控制策略
    系统的控制采用“系统能效最优”的控制策略，综合计算设备性能，结合“精准计量和能效监测”、“热平衡校验”模块实时对系统进行反馈，系统持续寻优控制
。同时，还通过“全年8760h负荷模拟”结合“趋势数据”对系统进行前馈控制。
1、精准计量及热平衡校验：系统数据是控制的基本，控制系统使用高精度仪器，同时具备热平衡校验功能，保证系统输入数据及反馈数据的精确性和有效性。
2、主动寻优控制：通过全年8760h负荷模拟，综合计算各设备性能，同时结合不同季节的气象条件，对设备进行优化组合运行，并持续调整设备的运行参数，保证系统
持续优化并高效。
3、前馈控制：负荷模拟结合趋势数据进行预判，系统进行前馈控制。
4、历史数据：系统保存完成的历史数据，可进行系统趋势分析，为系统前馈控制提供依据。
七、高效控制策略
1、设备启停连锁策略
（1）、启动连锁：冷却水泵启动→主机冷却水电动蝶阀/冷却塔电动蝶阀开→全开反馈信号→冷却塔风扇开→冷冻水泵启动→冷冻水电动蝶阀→全开反馈信号→主机无报
警→主机启动；
（2）、停止连锁与开启连锁相反。
2、冷水机组控制策略
（1）、自适应启停控制：系统具有模块化编程设计，可根据项目系统形式和运行情况，选择最优的控制模式组合。冷机启停控制基于基本事件控制程序和实时负荷计
量，根据冷冻供水温度设定值进行加减载。
（2）、智能顺序：系统对于冷机的台数及顺序控制，应区别于传统的固定时间表顺序和运行时间平衡顺序，选择新一代的冷站控制——智能顺序。即系统应具备自动进行
效率寻优的开机搭配方式。
（3）、冷冻水重设：系统能根据室外焓值，在满足末端需求的前提下，系统自动调节冷冻水侧设定温度，尽量提高供水温度设定值。
3、冷冻泵控制策略
    冷冻泵应采用“温差控制优先，压差控制备选”的控制方式。温差控制体现水系统节能性，压差保证水系统的供给能力，可切换控制。同时，为了保持水泵散热
、系统水流量和主机最低流量，每台水泵都应具备频率下限保护值。
4、冷却泵控制策略
    冷却泵应采用温差的控制方式，与目标参数进行对比，当系统温差值大于温差需求值时，增加变频器频率，增大流量；反之当系统温差值小于温差需求值时，减小变
频器频率降低能耗。同时，为了保持水泵散热、系统水流量和主机最低流量，每台水泵都应具备频率下限保护值。
5、冷却塔控制策略
    冷却塔控制的基本逻辑应采用多开塔、均匀补水、统一变频，充分利用冷却塔的散热面积。
（1）、台数自动调节：系统应根据冷却回水温度、控制目标值、冷塔风扇实际运行频率，频率上下限值进行冷却塔台式调节。
（2）、风扇变频调节：系统应通过“湿球温度+逼近度”计算目标值与冷却回水温度比较来控制冷却塔风机频率。
（3）、冷却水温保护调节：当冷却回水温度一直低于主机低温保护值时，系统应控制关掉所有风扇，以回升温度。
6、冷冻旁通阀控制策略
    系统通过调节冷冻旁通阀开度，保障运行中的冷水机组安全稳定运行的最小水流量需求。当冷冻水供回水压差实际值小于最低压差设定值时，系统自动旁通阀加大开
度，直至压差值到达设定值;当冷冻水供回水压差实际值大于最低压差设定值时，系统自动旁通阀减少开度，直到阀门关闭。
八、系统调试服务
    智能控制系统调试包含：智能控制的系统调试、精准能效监测装置调试、系统能效调适和系统用能应用调试。。
    高效机房智能控制系统与精准能效监测装置调试工作开始前，要确保系统设备安装、布线完成，冷站系统设备整体联合调试完成。根据本项目冷站智能控制系统特
点、结合现场实际施工情况，进行智能控制系统系统调试工作。
    在调试阶段将对系统所有监控点进行上电前线路、点对应关系、传感器信号检查、执行器信号检查、控制器功能测试、工作站软件调试、单机设备功能调试、系统
联动调试、系统试运行观察等。同时对精准能效监测装置进行数据准确度校验。