人防中央空調(diào)節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種人防中央空調(diào)節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種具有遠程控制和節(jié)能計費等功能的人防中央空調(diào)節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)。要解決的問題是現(xiàn)有的人防工程中央空調(diào)系統(tǒng)難以實現(xiàn)遠程控制并達到好的節(jié)能效果，浪費人力物力。本實用新型包括PLC控制器、遠程上位機和由PLC控制器分別控制的空調(diào)系統(tǒng)和冷凍站系統(tǒng)，所述的PLC控制器包括CPU模塊，AI模塊和DI模塊，AO模塊和DO模塊，PLC控制器與遠程上位機相連；與PLC控制器相連還設(shè)有觸摸屏，與遠程上位機相連設(shè)有監(jiān)視器；與PLC控制器的DO模塊相連還設(shè)有聲光報警器。采用這樣技術(shù)方案的本新型，通過計量空調(diào)回路用電量以及對回風溫度和熱量的控制達到好的監(jiān)控節(jié)能的效果。
【專利說明】
人防中央空調(diào)節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種適用于人防的，具有遠程控制和節(jié)能計費等功能的人防中央空調(diào)節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當“低碳”成為建筑健康發(fā)展的內(nèi)生力量時。節(jié)能建筑已不再是綠色建筑部品的簡單“堆砌”，而是更多地凝聚優(yōu)質(zhì)元素組合的力量，越發(fā)呈現(xiàn)出合理節(jié)能系統(tǒng)、有效節(jié)能管理的重要性;人防工程也向節(jié)能建筑發(fā)展，而且現(xiàn)在的人防工程既考慮到戰(zhàn)時防空的需要，又考慮到平時經(jīng)濟建設(shè)、城市建設(shè)和人民生活的需要，具有平戰(zhàn)雙重功能。目前的人防工程都是就地控制中央空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)主機和末端設(shè)備空調(diào)機，如風機盤管或空調(diào)風機，且人為很難做到按時開關(guān)，難以實現(xiàn)遠程控制并達到好的節(jié)能效果，空調(diào)主機、空調(diào)機等的運行狀態(tài)，故障狀態(tài)等均需要人工實地觀察，浪費人力物力，且人防工程的空調(diào)系統(tǒng)和冷凍站系統(tǒng)從來都是分別控制，難以實現(xiàn)集中、及時、有效的節(jié)能控制。如何有效的監(jiān)控人防工程的能耗成為一個迫切需要解決的問題，且如果監(jiān)控部門與被監(jiān)控的人防工程地理位置較遠，或者是戰(zhàn)時難以進入人防建筑進行操作，則節(jié)能監(jiān)控難以實現(xiàn)有效控制。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的人防工程中央空調(diào)系統(tǒng)難以實現(xiàn)遠程控制并達到好的節(jié)能效果，浪費人力物力，提供一種可以實現(xiàn)遠程控制空調(diào)機和冷凍站等節(jié)能效果好的適用于人防控制的人防中央空調(diào)節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案:一種人防中央空調(diào)節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，包括PLC控制器、遠程上位機和由PLC控制器分別控制的空調(diào)系統(tǒng)和冷凍站系統(tǒng)，所述的PLC控制器包括CPU模塊，與CPU模塊相連的輸入模塊和輸出模塊，所述的輸入模塊包括Al模塊和DI模塊，所述的輸出模塊包括AO模塊和DO模塊，PLC控制器通過通訊網(wǎng)絡(luò)與遠程上位機相連;所述的與PLC控制器相連還設(shè)有觸摸屏，與遠程上位機相連設(shè)有監(jiān)視器;與PLC控制器的DO模塊相連還設(shè)有聲光報警器。
[0005 ] 所述的空調(diào)系統(tǒng)包括回風溫度傳感器、遠傳電表IV、遠傳熱量表IV和空調(diào)機供電回路，所述的遠傳電表IV、遠傳熱量表IV通過通訊接口與PLC控制器相連，所述的回風溫度傳感器與PLC控制器的Al模塊相連，PLC控制器根據(jù)回風溫度傳感器信號通過AO模塊輸出電動調(diào)節(jié)閥IV開度，通過DO模塊控制空調(diào)機供電回路中空調(diào)的啟停，空調(diào)機的狀態(tài)信號通過DI模塊輸入PLC控制器。
[0006]所述的與PLC控制器的DI模塊相連還設(shè)有壓差開關(guān)和低溫斷路器。
[0007]所述的冷凍站系統(tǒng)，包括水管道溫度傳感器、壓力傳感器、遠傳電表V、遠傳熱量表V、變頻器、空調(diào)主機供電回路V和空調(diào)水栗供電回路V，所述的遠傳電表V、遠傳熱量表V通過通訊接口與PLC控制器相連，所述的水管道溫度傳感器、壓力傳感器與PLC控制器的Al模塊相連，電動調(diào)節(jié)閥開度信號、壓差旁通閥開度信號、變頻器的變頻信號通過AO模塊輸出控制電動調(diào)節(jié)閥開度、壓差旁通閥開度、空調(diào)水栗運行頻率，空調(diào)水栗的狀態(tài)信號、空調(diào)主機的狀態(tài)信號通過DI模塊輸入PLC控制器，通過DO模塊輸出空調(diào)主機啟停信號控制空調(diào)主機啟
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[0008]所述的空調(diào)水栗包括冷卻水水栗和冷凍水水栗，還包括備用水栗和補水栗。
[0009]采用上述技術(shù)方案的本實用新型使人防工程向節(jié)能化發(fā)展，通過計量空調(diào)回路用電量以及對空調(diào)的回風溫度和熱量的控制，計量各回路用電量以及對空調(diào)的空調(diào)供水溫度、空調(diào)供水壓力、空調(diào)水栗電量、空調(diào)主機電量等的控制達到好的監(jiān)控節(jié)能的效果;本新型集人防工程的空調(diào)系統(tǒng)和冷凍站系統(tǒng)于一體的節(jié)能型中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)，通過遠程控制，方便監(jiān)控部門控制整個人防工程。
【附圖說明】
[00?0]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
[0011 ]圖2是本實用新型各模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1和圖2所示，本實用新型包括PLC控制器、遠程上位機和由PLC控制器分別控制的空調(diào)系統(tǒng)和冷凍站系統(tǒng)，所述的PLC控制器包括CPU模塊，與CPU模塊相連的輸入模塊和輸出模塊，所述的輸入模塊包括Al模塊和DI模塊，所述的輸出模塊包括AO模塊和DO模塊，PLC控制器通過通訊網(wǎng)絡(luò)與遠程上位機相連;所述的與PLC控制器相連還設(shè)有觸摸屏，與遠程上位機相連設(shè)有監(jiān)視器;與PLC控制器的DO模塊相連還設(shè)有聲光報警器。所述的PLC控制器CHJ模塊為PLC控制器的控制中樞，對輸出模塊的數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行一系列的處理后通過輸出模塊輸出。監(jiān)視器對兩個系統(tǒng)分別進行監(jiān)控，當發(fā)生故障時，啟動聲光報警器對故障電路進行報警。兩個系統(tǒng)可以采用同一個PLC控制器進行同一控制，也可以分別采用一個PLC控制器分別控制，PLC控制器的輸入模塊和輸出模塊可以共用，也可以分別使用，可根據(jù)實際需要增減，考慮成本等因素，可以將空調(diào)系統(tǒng)和冷凍站系統(tǒng)分別用一個PLC控制器，優(yōu)點是控制相對獨立，便于維護，有較高的冗余。
[0013]所述的空調(diào)系統(tǒng)包括回風溫度傳感器、遠傳電表IV、遠傳熱量表IV和空調(diào)機供電回路，所述的遠傳電表IV、遠傳熱量表IV通過通訊接口與PLC控制器相連，所述的回風溫度傳感器與PLC控制器的Al模塊相連，PLC控制器根據(jù)回風溫度傳感器信號通過AO模塊輸出電動調(diào)節(jié)閥IV開度，通過DO模塊控制空調(diào)機供電回路中空調(diào)的啟停，空調(diào)機的狀態(tài)信號通過DI模塊輸入PLC控制器;所述的與PLC控制器的DI模塊相連還設(shè)有壓差開關(guān)和低溫斷路器。所述的空調(diào)機包括空調(diào)風機或風機盤管。所述的空調(diào)機包括空調(diào)風機或風機盤管?？照{(diào)啟動后開始運行，通過DI模塊將空調(diào)機的運行信號輸入PLC控制器，PLC控制器將其顯示在觸摸屏上，空調(diào)機故障時同理將故障信號顯示在觸摸屏上。
[0014]本實用新型通過觸摸屏在PLC控制器上設(shè)定空調(diào)機運行時間表和溫度值，空調(diào)機供電回路按照空調(diào)機運行時間表運行，空調(diào)機運行時間表可就地通過觸摸屏設(shè)定，也可以通過遠程上位機設(shè)定。在設(shè)定的空調(diào)機運行時間表范圍內(nèi)，PLC控制器根據(jù)實測溫度值和設(shè)定溫度值對比，控制電動調(diào)節(jié)閥IV開度和空調(diào)機開關(guān)，檢測空調(diào)機運行和故障狀態(tài)，顯示出電動調(diào)節(jié)閥IV開度反饋值，反饋電動調(diào)節(jié)閥IV開度。空調(diào)機正常運行時顯示運行狀態(tài)信號，故障時顯示故障狀態(tài)信號。
[0015]空調(diào)機供電回路上安裝遠傳電表IV，遠傳電表IV將該回路用電量通過輸入PLC控制器，顯示在觸摸屏上，從而計量空調(diào)機供電回路用電量和用電費用；空調(diào)機供水回路中安裝遠傳熱量表，將該回路用空調(diào)機供回水能量值輸入PLC控制器，顯示在觸摸屏上，從而計量空調(diào)機回路供回水能量值和費用。
[0016]空調(diào)機是通過PLC控制器控制的，回風溫度傳感器和電動調(diào)節(jié)閥IV閥門均和PLC控制器相連，PLC控制器上接有觸摸屏?？稍谟|摸屏上設(shè)定溫度，PLC自動調(diào)節(jié)閥門開度;空調(diào)機的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、手自動狀態(tài)都能夠在上位機上顯示。
[0017]空調(diào)系統(tǒng)用一個控制箱，工作方式分為就地和遠程兩種。當轉(zhuǎn)換開關(guān)打到就地控制時，可以在強電控制柜上對空調(diào)機進行啟停控制。當轉(zhuǎn)換開關(guān)打到遠程狀態(tài)的時候，可以分為手動和自動兩種工作方式:在手動狀態(tài)下，可以通過觸摸屏對空調(diào)機進行直接的啟?？刂?在自動狀態(tài)下時，則轉(zhuǎn)到定時時間表控制，在時間表時間段內(nèi)，通過安裝在回風口的溫度傳感器的檢測值與設(shè)定溫度值進行比較，控制IV的開度實現(xiàn)對溫度的控制。同時安裝壓差開關(guān)檢測空調(diào)運行房間的過濾網(wǎng)壓差，當檢測到過濾網(wǎng)壓差時，觸摸屏上顯示過濾網(wǎng)壓差報警，則此時應(yīng)該盡快對過濾網(wǎng)進行清洗，在表冷器上安裝低溫斷路器，防止溫度過低時凍壞表冷器。觸摸屏上可以對空調(diào)機的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、手自動狀態(tài)以及空調(diào)機供電回路的用電量和空調(diào)供回水能量值進行顯示。
[0018]所述的冷凍站系統(tǒng)，包括水管道溫度傳感器、壓力傳感器、遠傳電表V、遠傳熱量表V、變頻器、空調(diào)主機供電回路V和空調(diào)水栗供電回路V，所述的遠傳電表V、遠傳熱量表V通過通訊接口與PLC控制器相連，所述的水管道溫度傳感器、壓力傳感器與PLC控制器的Al模塊相連，電動調(diào)節(jié)閥開度信號、壓差旁通閥開度信號、變頻器的變頻信號通過AO模塊輸出控制電動調(diào)節(jié)閥開度、壓差旁通閥開度、空調(diào)水栗運行頻率，空調(diào)水栗的狀態(tài)信號、空調(diào)主機的狀態(tài)信號通過DI模塊輸入PLC控制器，通過DO模塊輸出空調(diào)主機啟停信號控制空調(diào)主機啟停;所述的空調(diào)水栗包括冷卻水水栗和冷凍水水栗，還包括備用水栗和補水栗。冷卻水水栗和冷凍水水栗均包括備用水栗。冷凍水水栗是PLC控制器根據(jù)水管道溫度傳感器、壓力傳感器輸入和反饋的冷卻水供回水壓差、供回水溫度開啟和關(guān)閉冷凍水水栗臺數(shù)，根據(jù)變頻器的信號輸入和反饋控制冷凍水水栗變頻運行。根據(jù)冷凍水水栗運行時間檢測冷凍水水栗運行、故障、手自動狀態(tài)，平均開啟水栗;檢測到水栗故障后，自動切換為備用冷凍水水栗。冷卻水水栗是PLC控制器根據(jù)水管道溫度傳感器輸入和反饋的冷卻水供回水溫度、水流狀態(tài)開啟和關(guān)閉冷卻水水栗臺數(shù)，根據(jù)變頻器信號輸入和反饋控制冷卻水水栗變頻運行。根據(jù)冷卻水水栗運行時間檢測冷卻水水栗運行、故障、手自動狀態(tài)，平均開啟水栗;檢測冷卻水水栗運行、故障、手自動狀態(tài)，檢測到冷卻水水栗故障后，自動切換為備用冷卻水水栗。
[0019]補水栗:要用補水栗補充管道里的水，根據(jù)水栗運行時間檢測補水水栗運行、故障、手自動狀態(tài)，平均開啟補水栗。
[0020]所述的壓差旁通閥為模擬量電動閥。PLC通過壓力傳感器檢測冷凍水供回水壓差控制壓差旁通閥開度，達到供回水壓差恒定。通過壓力傳感器和壓差旁通閥的設(shè)計可以實現(xiàn)以下功能:保護空調(diào)主機，保持機組蒸發(fā)器的出水和進水的壓差在一個恒定的范圍內(nèi)；保護末端的設(shè)備，當整個系統(tǒng)的用戶減少時，系統(tǒng)管網(wǎng)的回水量就會減少，相應(yīng)的供回水的壓差就會變大，超出系統(tǒng)的設(shè)計壓差就會有可能損壞末端設(shè)備即風盤前的閥門；控制的時候以供回水的壓差為當前值，通過改變旁通閥的開度來維持供回水的壓差恒定。
[0021]可以實現(xiàn)恒壓供水的控制，冷凍水水栗通過變頻器實現(xiàn)是變頻控制，通過控制冷凍水水栗的頻率和啟動臺數(shù)維持供水壓力的恒定并達到節(jié)能的效果，
[0022]所述的PLC控制器通過中間繼電器控制空調(diào)主機供電回路和空調(diào)水栗供電回路。
[0023]本實用新型實現(xiàn)通過遠程檢測空調(diào)水栗運行和故障狀態(tài)、空調(diào)水栗電量;檢測空調(diào)主機運行和故障狀態(tài)、空調(diào)主機電量;檢測空調(diào)供水溫度和壓力；控制空調(diào)水栗變頻運行;控制空調(diào)主機啟停;控制壓差旁通閥開度;控制電動調(diào)節(jié)閥V開度;檢測空調(diào)供水主管冷熱量等功能并達到節(jié)能的效果。
[0024]PLC控制器按水管道溫度傳感器實測供水溫度控制電動調(diào)節(jié)閥V開度。按壓力傳感器實測供回水壓力控制壓差旁通閥開度。正常運行時空調(diào)水栗顯示運行信號，故障時空調(diào)水栗顯示故障信號。正常運行時空調(diào)主機顯示運行信號，故障時空調(diào)主機顯示故障信號。
[0025]空調(diào)主機控制:夏季根據(jù)空調(diào)水供回水壓差開啟和關(guān)閉空調(diào)主機臺數(shù)。冬季不用檢測制冷主機運行、故障、手自動狀態(tài)。
[0026]需要注意的是，本實用新型制冷站設(shè)備在投入使用之前，應(yīng)首先手動控制要運行正常，保證在自動控制的調(diào)試過程中不會因為硬件的問題影響整個系統(tǒng)。
[0027]投入使用之后的開機流程為:打開冷卻水閥門，冷卻塔閥門，冷凍水閥門啟動冷卻栗電機，啟動冷凍栗電機運行可設(shè)定時間(最少5分鐘)后啟動空調(diào)主機根據(jù)冷卻回水的溫度啟動冷卻塔數(shù)量(最少I個)。
[0028]關(guān)機流程為:停止空調(diào)主機延時運行可設(shè)定時間(最少30分鐘)后停止冷凍栗和冷卻栗關(guān)閉蝶閥(空調(diào)主機蝶閥和冷卻塔蝶閥)。
[0029]空調(diào)主機供電回路和空調(diào)水栗供電回路上安裝遠傳電表V，將各回路用電量通過RS485通訊接口接入PLC控制器，顯示在觸摸屏上，從而計量通風回路用電量;安裝遠傳熱量表V，將各回路能量值通過RS485通訊接口接入PLC控制器，顯示在觸摸屏上，從而計量空調(diào)回路供回水能量值和費用，對用電量和熱量值進行實時監(jiān)控，進而實現(xiàn)節(jié)能的目的。中央空調(diào)的冷凍站系統(tǒng)和換熱站系統(tǒng)共用一套管道，冷凍站系統(tǒng)在需要供熱時可是轉(zhuǎn)換成換熱站使用。
[0030]PLC控制器與遠程上位機通過通訊網(wǎng)絡(luò)相連，采用統(tǒng)一的人機界面，使用EMS2000組態(tài)軟件二次編程，實現(xiàn)控制的可視化與顯示，冷凍站系統(tǒng)通過組態(tài)的變量字典一方面與PLC控制器通訊，一方面與數(shù)據(jù)庫通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、交換和控制。數(shù)據(jù)庫采用微軟的Access?？梢詫崿F(xiàn)如下功能:
[0031]①安全功能:完善而嚴密的用戶帳號和權(quán)限管理，操作歷史記錄。用戶權(quán)限管理的機制是將用戶區(qū)分為不同的角色，同一角色的用戶擁有相同的權(quán)限。用戶級別有數(shù)量限制，同一級用戶的數(shù)量沒有限制；
[0032]②數(shù)據(jù)處理:可以存儲系統(tǒng)的各類歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的時間分辨率短，支持各種數(shù)據(jù)分析，能自動生成日報表、月報表、報警打印，供管理者使用；
[0033]③報警處理:使用者可以任意安排警報處理計劃。在報警信號產(chǎn)生時，系統(tǒng)自動記錄報警的產(chǎn)生時間，和報警的具體內(nèi)容。同時也可以提供訊響報警和語音報警。報告以文字、圖表、曲線多種形式表示各設(shè)備狀況，便于操作者管理；
[0034]④遠程協(xié)助:遠程訪問允許在異地的調(diào)試人員使用PC機，通過控制系統(tǒng)提供的遠程訪問服務(wù)直接進入系統(tǒng)進行調(diào)試；
[0035]⑤實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集及通信功能，實現(xiàn)軟件模塊化。
【主權(quán)項】
1.一種人防中央空調(diào)節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括PLC控制器、遠程上位機和由PLC控制器分別控制的空調(diào)系統(tǒng)和冷凍站系統(tǒng)，所述的PLC控制器包括CPU模塊，與CPU模塊相連的輸入模塊和輸出模塊，所述的輸入模塊包括Al模塊和DI模塊，所述的輸出模塊包括AO模塊和DO模塊，PLC控制器通過通訊網(wǎng)絡(luò)與遠程上位機相連；與所述的PLC控制器相連還設(shè)有觸摸屏，與遠程上位機相連設(shè)有監(jiān)視器;與PLC控制器的DO模塊相連還設(shè)有聲光報警器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人防中央空調(diào)節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的空調(diào)系統(tǒng)包括回風溫度傳感器、遠傳電表IV、遠傳熱量表IV和空調(diào)機供電回路，所述的遠傳電表IV、遠傳熱量表IV通過通訊接口與PLC控制器相連，所述的回風溫度傳感器與PLC控制器的Al模塊相連，PLC控制器根據(jù)回風溫度傳感器信號通過AO模塊輸出電動調(diào)節(jié)閥IV開度，通過DO模塊控制空調(diào)機供電回路中空調(diào)的啟停，空調(diào)機的狀態(tài)信號通過DI模塊輸入PLC控制器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人防中央空調(diào)節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的與PLC控制器的DI模塊相連還設(shè)有壓差開關(guān)和低溫斷路器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人防中央空調(diào)節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的冷凍站系統(tǒng)包括水管道溫度傳感器、壓力傳感器、遠傳電表V、遠傳熱量表V、變頻器、空調(diào)主機供電回路V和空調(diào)水栗供電回路V，所述的遠傳電表V、遠傳熱量表V通過通訊接口與PLC控制器相連，所述的水管道溫度傳感器、壓力傳感器與PLC控制器的Al模塊相連，電動調(diào)節(jié)閥開度信號、壓差旁通閥開度信號、變頻器的變頻信號通過AO模塊輸出控制電動調(diào)節(jié)閥開度、壓差旁通閥開度、空調(diào)水栗運行頻率，空調(diào)水栗的狀態(tài)信號、空調(diào)主機的狀態(tài)信號通過DI模塊輸入PLC控制器，通過DO模塊輸出空調(diào)主機啟停信號控制空調(diào)主機啟停。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的人防中央空調(diào)節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的空調(diào)水栗包括冷卻水水栗和冷凍水水栗，還包括備用水栗和補水栗。
【文檔編號】F24F11/02GK205536400SQ201620049021
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月19日
【發(fā)明人】劉飛, 湯紅鋒, 李辛, 許行賓, 郭書銓, 王穎華, 翟玉紅, 郭鵬
【申請人】中國人民解放軍總參謀部工程兵科研三所