關(guān)鍵詞：DVPNET主站模塊DNA02模塊變頻器人機(jī)界面PLC
1 引言
商場(chǎng)營業(yè)廳等大型公眾室內(nèi)建筑空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)為人群提供舒適健康購物環(huán)境，但同時(shí)也會(huì)消耗著大量的能源。如何有效地解決這個(gè)問題，就需將環(huán)境對(duì)人的影響進(jìn)行分析。資料顯示，室內(nèi)空調(diào)計(jì)算溫度與耗能量有直接的關(guān)系，因此通過合理的設(shè)定室內(nèi)空調(diào)的運(yùn)行參數(shù)，既可以滿足人體對(duì)環(huán)境健康性要求的同時(shí)，又可以達(dá)到節(jié)能的目的，降低空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，節(jié)約費(fèi)用。其中二氧化碳CO2是衡量空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)，為了在節(jié)能的同時(shí)提供適宜空氣環(huán)境，需對(duì)CO2進(jìn)行監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)。本文以某3層商場(chǎng)中央空調(diào)系統(tǒng)作為設(shè)計(jì)案例。
商場(chǎng)中央空調(diào)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)賣場(chǎng)樓層的冷暖供給，其中下層主要為商鋪和車庫，其它樓層為賣場(chǎng)區(qū)域。因賣場(chǎng)商品分區(qū)擺放，各區(qū)域功能不同，造成人流密度分布不均，導(dǎo)致各區(qū)域溫度與CO2濃度差異，同時(shí)考慮到超市空調(diào)為懸掛式安裝，冷（暖）風(fēng)分區(qū)供給、就地回風(fēng)，所以本系統(tǒng)采用通過DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行區(qū)域控制、局部微調(diào)、集中管理的控制策略。商場(chǎng)的特點(diǎn)是不同時(shí)間、不同時(shí)段人流量差異較大，溫度以及CO2濃度也伴隨人流量的變化而變化，如人流量在周末、節(jié)假日增多，溫度、CO2濃度也相對(duì)較高，平時(shí)相對(duì)較少。項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求控制系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)溫度、CO2濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)。
2 商場(chǎng)中央空調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)
2.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
項(xiàng)目選用臺(tái)達(dá)機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)平臺(tái)集成實(shí)現(xiàn)。根據(jù)空調(diào)機(jī)組分布特點(diǎn)，對(duì)于CO2濃度和室內(nèi)溫度采用區(qū)域控制。冷（熱）水和風(fēng)機(jī)采用VWV（變水量空調(diào)系統(tǒng)）、VAV（變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)）混合控制模式，由此達(dá)到舒適和節(jié)能目的。整個(gè)大樓共分為三層，一層3臺(tái)AHU（空調(diào)機(jī)組），二層3臺(tái)AHU，三層2臺(tái)AHU、1臺(tái)PAH，每層都由不同的功能區(qū)域組成。所有AHU和PAH（柜式空氣處理機(jī)組）由1臺(tái)總控制器來負(fù)責(zé)整體控制。每臺(tái)AHU、PAH都有1臺(tái)各自獨(dú)立的控制箱。整體架構(gòu)如圖1所示。
圖1 空調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
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2.2總控制器結(jié)構(gòu)
總控制器主要由臺(tái)達(dá)觸摸屏、PLC以及DVPDNET主站模塊構(gòu)成。總控制器通過臺(tái)達(dá)的DeviceNet總線與現(xiàn)場(chǎng)控制器通訊，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。觸摸屏通過RS485總線以MODBUS協(xié)議與總控制器通訊，監(jiān)視各臺(tái)AHU的運(yùn)行狀態(tài)。現(xiàn)場(chǎng)控制器的溫度與CO2濃度可以通過總控制器的觸摸屏來設(shè)定，設(shè)定好的數(shù)據(jù)通過DeviceNet通訊分發(fā)給各現(xiàn)場(chǎng)控制器。通過臺(tái)達(dá)DVPDNET主站模塊對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理，并通過人機(jī)界面顯示各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)發(fā)生異常時(shí)，相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮。實(shí)時(shí)顯示主站模塊的狀態(tài)，當(dāng)主站模塊發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，顯示主站模塊的錯(cuò)誤代碼。
2.3現(xiàn)場(chǎng)控制器
現(xiàn)場(chǎng)控制器主要由臺(tái)達(dá)MODBUS/DeviceNet轉(zhuǎn)換模塊DNA02、PLC、變頻器、接觸器等部件構(gòu)成。現(xiàn)場(chǎng)控制器接受總控制器的溫度、CO2濃度設(shè)定指令。現(xiàn)場(chǎng)控制器之間還可以通過總控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，將采集到的溫度、CO2濃度等信號(hào)傳送給與該區(qū)域相關(guān)的其他現(xiàn)場(chǎng)控制器。現(xiàn)場(chǎng)控制器控制AHU、PAH空調(diào)機(jī)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷（熱）水閥門開度和新風(fēng)閥開度來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和CO2濃度。
2.4AHU的控制流程
空調(diào)機(jī)組AHU操作箱可以選擇自動(dòng)控制或手動(dòng)控制。自動(dòng)控制時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)溫度及CO2濃度由臺(tái)達(dá)PLC智能控制在允許的設(shè)定范圍內(nèi)；當(dāng)操作箱出現(xiàn)故障時(shí)(如傳感器損壞、出現(xiàn)通訊故障等)，可以選擇將變頻器以固定頻率運(yùn)行或者工頻運(yùn)行，以便檢修。
2.5對(duì)于CO2的濃度和人流量的處理
在賣場(chǎng)中，根據(jù)空間區(qū)域布置CO2傳感器位置，主要在人員集中密集處采集CO2濃度值。CO2傳感器就近接線于現(xiàn)場(chǎng)控制箱的PLC，此信號(hào)經(jīng)過集中控制器發(fā)送給本區(qū)域相關(guān)的空氣處理機(jī)組的控制器，然后由各臺(tái)AHU通過調(diào)整新風(fēng)閥門開度來引進(jìn)新風(fēng)量，調(diào)節(jié)室內(nèi)CO2濃度。新風(fēng)閥門的開度的大小是通過CO2濃度、室外溫度的目標(biāo)值依據(jù)其權(quán)重的大小來進(jìn)行PID控制的。
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