研华iBAS楼宇自控系统应用案例 — 研华昆山三期厂房冰蓄冷空调自控系统

摘要：介绍了研华iBAS楼宇自控系统在研华昆山三期厂房冰蓄冷空调自控系统的成功应用。系统采用研华提供的整体解决方案，包括上位机软件、网络通讯设备、现场控制器DDC、传感器等。整个系统以以太网为核心通讯网络，实现对系统冰水机组、乙二醇水泵、换热器、热水系统、空调机组、新风机组等子系统的监视和控制。
关键字：楼宇自控，组态软件，直接数字控制器，节能，冰蓄冷，BAS
引言：研华昆山三期厂房位于昆山市汉浦路600号，是属之前规划的厂房的扩展部分，是研华公司在大陆的研发、生产基地，厂房三期和四期一起竣工完成，浑然一体！

1．厂房智能化系统简介
　　研华昆山三期厂房在建筑智能化设备监控方面，采用的是研华iBAS楼宇自控系统，监控主要内容包括：冷源、换热、空调机组、新风机组等，在研华昆山三期厂房冰蓄冷空调自控系统中主要采用了WebAccess上位监控软件、BASPro逻辑编程软件、EKI系列工业以太网交换机以及BAS-3500系列以太网控制器DDC等多种控制模块及扩展模块，对厂房中的机电设备进行了集中管理和分散控制。在整个厂房建筑中研华公司通过智能化的控制系统与科学化的管理方案相结合，为研华自己创造了一个舒适、标准的厂房生产环境，同时也使厂房物耗、能耗、人员成本等降到最低。

2．系统架构图
　　研华昆山科技厂房采用研华Web-enabled楼宇自控系统，现场控制器BAS-3000系列是研华自主研发的基于以太网接口的楼宇专用可编程控制器。
系统架构图如下。

3. 楼控系统介绍
3．1 冷源系统监控
厂房的冷源系统由冰水机组、乙二醇泵、冷却塔、冷却水泵、膨胀水箱、压差旁通等组成，由中央监控系统通过Modbus接口与冰水机组实现实时通讯，监视设备的工作状态，并同时配以机房内的现场控制器(DDC)实现以下控制：
a．进入自动运行模式，系统将按照晚上蓄冰、白天融冰等模式循环不间断运行，主要按照时间和用能情况进行不同模式的循环运行。
b.考虑到生产车间时间上具有特殊性及用冷用热的方便灵活性，系统主要界面上还安排了不同的运行模式，主机制冰兼供冷模式，有如下的控制模式：
◆ M1阀门关闭，M3阀门开启，M2阀门调节
◆ P1，P2，P3,P4,P5泵开启
◆ 模式开启后，P2泵开三台，P2泵的频率与T2温度的关系：当T2的温度没达到-3.5℃时，PID反向调节。当温度达到时，P2满频率运行
◆ 模式开启后，P1-1泵开启，延时15秒，P1-3开启；延时60秒，P1-2开启。
◆ 模式开启后，P5-4先开，延时6秒，P5-3开启；延时12秒，P5-2开启
◆ 冷却水旁通阀VC6PID调节：冷却水出水温度T10小于22℃时，冷却水旁通阀慢慢打开；T10大于22℃时，阀门慢慢关闭
◆ 冷却水塔风扇：冷却水出水温度T10大于30℃时，CT-1打开；T10大于31℃时，CT-2打开；T10大于32℃时，CT-3打开。T10降到28℃时，冷却水塔全关。P5泵没开时，CT也没必要再开
◆ M2调节：当T7的温度大于7℃时，M2开大；否则，M2关小。T3温度小于2℃时或T07温度小于5℃，M2关闭
◆ 模式开启后，P3-1，P4-1，P4-2先开，延时3秒，P3-4开启
◆ 当冰水末端压差PT2，小于0.6bar时， P4-3开启；延时3秒，P3-2开启
◆ 当冰水末端压差PT2，小于0.5bar时， P4-4开启；延时6秒，P3-3开启
◆ 冰水旁通阀VC3PID调节：集分水器之间的压差PT1小于0.9bar时，VC3慢慢关闭。否则，VC3慢慢打开
◆ P4泵的频率PID调节：冰水末端压差PT2小于0.8bar时，P4泵的频率慢慢变大。否则，变小。
c．控制系统复杂性在于，不同的的运行模式有不同的调节方式，对泵和阀门、正反向调节、PID参数等的要求都不相同，设备及阀门的反复调用造成程序的冗长，经过研华BASPro软件的处理及合理使用，按照每一设备为控制页面，将不同模式进行归类后，采用不同的控制策略进行对设备的控制，起到很好的效果。
d．该控制系统难点在于，系统全自动运行时对下位DDC的运算及处理数据的能力要求非常高，很容易造成下位满负荷运行，研华公司将上位软件WEBACCESS和下位BASPro软件的巧妙结合，将系统运行模式和模式切换运算通过上位机软件WEBACCESS脚本来完成，减轻了下位的负担，也使得控制系统相对协调。

3．2空调、新风系统监控
生产车间常年要求恒温恒湿，确定好温湿度设定值后，在空气的焓湿图上可以分成不同的区域，针对不同区域采用不同的控制策略，主要由以下逻辑实现其控制：
a．通过管理人员在WebAccess上位监控软件上远程启动，使系统进入运行控制调节工作中；
b．根据回风温度与设定值的偏差，采用PID控制策略来调节冷水或热水回水电动二通阀的开度，实现精确调节温度目的；
c．根据回风湿度与设定值的偏差计算，通过PID调节蒸汽阀的开度，达到控制湿度的要求。
d. 当系统检测到回风湿度偏高时,系统将采用改变PID调节的方向,加大冷水阀的开度将采用除湿模式。
e．根据系统检测到新风温度及新风湿度，由控制器BAS-3520模块计算出室外空气焓量，通过室内外焓值等参数的比较由设定程序得出控制策略来控制新风、回风、排风阀的开度，在保证最小新风量的情况下充分利用新风以达到节能的目的。
f．风机启动后，当系统检测到过滤网前后压差开关报警时，会通过上位机监控软件WebAccess向管理人员发出清洁提示；

4.结论
楼宇自控系统面对的是建筑物内所有的机电设备，设置楼宇自控系统的目的是使所有的机电设备在安全可靠的前提下科学、合理、有序地完成各自工作，并达到节约能源，提高设备使用寿命的目的。研华昆山三期厂房在使用研华的楼宇自控系统之后，运行稳定，为客户节省了大量的能源。

研华自动化 楼宇事业部
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