本發(fā)明涉及一種基于智能模組的空調(diào)冷源控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在工廠、集中供冷站等較為復(fù)雜的中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷源站往往包含多臺(tái)制冷機(jī)組、水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)等設(shè)備，目前一般常采用樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)或可編程邏輯控制器來構(gòu)建控制系統(tǒng)，這兩種方式都是面向點(diǎn)的控制，一臺(tái)設(shè)備包含若干個(gè)控制點(diǎn)，在實(shí)施自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，就需要進(jìn)行比較復(fù)雜的基于點(diǎn)為對(duì)象的控制邏輯組態(tài)，在增加或減少設(shè)備時(shí)，需要對(duì)之前的控制軟件重新進(jìn)行編程組態(tài)、甚至是推翻重新來做，且整個(gè)控制系統(tǒng)需要進(jìn)行重新調(diào)試，這不光要花費(fèi)較長的調(diào)試時(shí)間而且要投入較多人力和成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于智能模組的空調(diào)冷源控制系統(tǒng)，該基于智能模組的空調(diào)冷源控制系統(tǒng)將具有密切邏輯關(guān)系的空調(diào)冷源設(shè)備劃分為若干模組，對(duì)應(yīng)每個(gè)模組配置獨(dú)立的模組智能控制單元，可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)空調(diào)冷源的制備和智能化運(yùn)行，模組智能控制單元用于實(shí)現(xiàn)對(duì)模組設(shè)備的智能化控制。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明提供的一種基于智能模組的空調(diào)冷源控制系統(tǒng)，包括多套智能模組；所述智能模組中包括制冷機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷凍水泵變頻裝置、模組智能控制器，冷凍水泵、制冷機(jī)組、冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷卻水泵、制冷機(jī)組依次管道連接，冷凍水泵均通過冷水回水支管管道接入自回水總管，制冷機(jī)組均通過冷水供水支管管道接出至供水總管，制冷機(jī)組、冷卻水泵、冷凍水泵變頻裝置均由模組智能控制器連接控制，冷凍水泵變頻裝置連接控制冷凍水泵，模組智能控制器均連接至網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

所述冷凍水泵還連接有冷水泵電力監(jiān)測儀，冷水泵電力監(jiān)測儀由模組智能控制器連接控制；所述制冷機(jī)組還接有制冷機(jī)組電力監(jiān)測儀，制冷機(jī)組電力監(jiān)測儀由模組智能控制器連接控制。

所述冷凍水泵和制冷機(jī)組之間的管道連接上設(shè)置有電動(dòng)冷水連通閥，電動(dòng)冷水連通閥由模組智能控制器連接控制。

所述冷卻水泵和制冷機(jī)組之間的管道連接上設(shè)置有電動(dòng)冷卻水連通閥，電動(dòng)冷卻水連通閥由模組智能控制器連接控制。

所述制冷機(jī)組和冷卻塔風(fēng)機(jī)之間的管道連接上設(shè)置有電動(dòng)冷卻塔進(jìn)水閥，電動(dòng)冷卻塔進(jìn)水閥由模組智能控制器連接控制。

所述冷凍水泵和制冷機(jī)組的管道連接上設(shè)置有冷水回水溫度傳感器和冷水流量傳感器，冷水回水溫度傳感器和冷水流量傳感器均連接至模組智能控制器。

所述冷卻塔風(fēng)機(jī)接有塔風(fēng)機(jī)電力監(jiān)測儀和塔風(fēng)機(jī)變頻裝置，塔風(fēng)機(jī)電力監(jiān)測儀和塔風(fēng)機(jī)變頻裝置均由模組智能控制器連接控制。

所述冷卻水泵接有冷卻水泵電力監(jiān)測儀和冷卻水泵變頻裝置，冷卻水泵電力監(jiān)測儀和冷卻水泵變頻裝置均由模組智能控制器連接控制。

所述冷水供水支管上設(shè)置有冷水供水溫度傳感器，冷水供水溫度傳感器通信連接至模組智能控制器。

所述智能模組數(shù)量為三套，分別為第一智能模組、第二智能模組、第三智能模組。

本發(fā)明的有益效果在于：將具有密切邏輯關(guān)系的空調(diào)冷源設(shè)備劃分為若干模組，對(duì)應(yīng)每個(gè)模組配置獨(dú)立的模組智能控制單元，可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)空調(diào)冷源的制備和智能化運(yùn)行，模組智能控制單元用于實(shí)現(xiàn)對(duì)模組設(shè)備的智能化控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的連接示意圖；

圖中：1-制冷機(jī)組，2-冷凍水泵，3-冷卻水泵，4-冷卻塔風(fēng)機(jī)，5-冷水回水溫度傳感器，6-冷水供水溫度傳感器，7-冷水流量傳感器，8-冷卻水供水溫度傳感器，9-冷卻水回水溫度傳感器，10-冷水供水支管，11-冷水回水支管，12-冷卻水供水管，13-冷卻水回水管，14-制冷機(jī)組電力監(jiān)測儀，15-冷水泵電力監(jiān)測儀，16-冷卻水泵電力監(jiān)測儀，17-塔風(fēng)機(jī)電力監(jiān)測儀，18-冷凍水泵變頻裝置，19-冷卻水泵變頻裝置，20-塔風(fēng)機(jī)變頻裝置，21-電動(dòng)冷水連通閥，22-電動(dòng)冷卻水連通閥，23-電動(dòng)冷卻塔進(jìn)水閥，24-模組智能控制器，25-供水總管，26-回水總管，27-第一智能模組，28-第二智能模組，29-第三智能模組，30-網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。

如圖1所示的一種基于智能模組的空調(diào)冷源控制系統(tǒng)，包括多套智能模組；所述智能模組中包括制冷機(jī)組1、冷凍水泵2、冷卻水泵3、冷卻塔風(fēng)機(jī)4、冷凍水泵變頻裝置18、模組智能控制器24，冷凍水泵2、制冷機(jī)組1、冷卻塔風(fēng)機(jī)4、冷卻水泵3、制冷機(jī)組1依次管道連接，冷凍水泵2均通過冷水回水支管11管道接入自回水總管26，制冷機(jī)組1均通過冷水供水支管10管道接出至供水總管25，制冷機(jī)組1、冷卻水泵3、冷凍水泵變頻裝置18均由模組智能控制器24連接控制，冷凍水泵變頻裝置18連接控制冷凍水泵2，模組智能控制器24均連接至網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)30。

所述冷凍水泵2還連接有冷水泵電力監(jiān)測儀15，冷水泵電力監(jiān)測儀15由模組智能控制器24連接控制；所述制冷機(jī)組1還接有制冷機(jī)組電力監(jiān)測儀14，制冷機(jī)組電力監(jiān)測儀14由模組智能控制器24連接控制。

所述冷凍水泵2和制冷機(jī)組1之間的管道連接上設(shè)置有電動(dòng)冷水連通閥21，電動(dòng)冷水連通閥21由模組智能控制器24連接控制。

所述冷卻水泵3和制冷機(jī)組1之間的管道連接上設(shè)置有電動(dòng)冷卻水連通閥22，電動(dòng)冷卻水連通閥22由模組智能控制器24連接控制。

所述制冷機(jī)組1和冷卻塔風(fēng)機(jī)4之間的管道連接上設(shè)置有電動(dòng)冷卻塔進(jìn)水閥23，電動(dòng)冷卻塔進(jìn)水閥23由模組智能控制器24連接控制。

所述冷凍水泵2和制冷機(jī)組1的管道連接上設(shè)置有冷水回水溫度傳感器5和冷水流量傳感器7，冷水回水溫度傳感器5和冷水流量傳感器7均連接至模組智能控制器24。

所述冷卻塔風(fēng)機(jī)4接有塔風(fēng)機(jī)電力監(jiān)測儀17和塔風(fēng)機(jī)變頻裝置20，塔風(fēng)機(jī)電力監(jiān)測儀17和塔風(fēng)機(jī)變頻裝置20均由模組智能控制器24連接控制。

所述冷卻水泵3接有冷卻水泵電力監(jiān)測儀16和冷卻水泵變頻裝置19，冷卻水泵電力監(jiān)測儀16和冷卻水泵變頻裝置19均由模組智能控制器24連接控制。

所述冷水供水支管10上設(shè)置有冷水供水溫度傳感器6，冷水供水溫度傳感器6通信連接至模組智能控制器24。

所述智能模組數(shù)量為三套，分別為第一智能模組27、第二智能模組28、第三智能模組29。

基于上述，本發(fā)明將具有密切邏輯關(guān)系的空調(diào)冷源設(shè)備劃分為若干模組，對(duì)應(yīng)每個(gè)模組配置獨(dú)立的模組智能控制單元，構(gòu)成1套智能模組，1套典型的智能模組包括：1套模組智能控制單元、1臺(tái)制冷機(jī)組、1臺(tái)冷水泵、1臺(tái)冷卻水泵、1臺(tái)冷卻塔風(fēng)機(jī)、1只電動(dòng)冷水連通閥、1只電動(dòng)冷卻水連通閥、1只電動(dòng)冷卻塔進(jìn)水閥；每套智能模組可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)空調(diào)冷源的制備和智能化運(yùn)行，模組智能控制單元用于實(shí)現(xiàn)對(duì)模組設(shè)備的智能化控制。

其中，1套模組智能控制單元包括：1臺(tái)模組智能控制器24、1只冷水回水溫度傳感器5、1只冷水供水溫度傳感器6、1只冷卻水供水溫度傳感器8、1只冷卻水回水溫度傳感器9，1只冷水流量傳感器7，1只制冷機(jī)組電力監(jiān)測儀14、1只冷水泵電力監(jiān)測儀15、1只冷卻水泵電力監(jiān)測儀16、1只冷卻塔風(fēng)機(jī)電力監(jiān)測儀17、1臺(tái)冷水泵變頻控制裝置18、1臺(tái)冷卻水泵變頻控制裝置19、1臺(tái)冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻控制裝置20、1只電動(dòng)冷水連通閥21、1只電動(dòng)冷卻水連通閥22、1只電動(dòng)冷卻塔進(jìn)水閥23。制冷機(jī)組1冷凝器、冷卻水泵3、冷卻塔塔風(fēng)機(jī)4、電動(dòng)冷卻水連通閥22、電動(dòng)冷卻塔進(jìn)水閥23、冷卻水供水管12、冷卻水回水管13構(gòu)成冷卻水循環(huán)，制冷機(jī)組1蒸發(fā)器、冷水泵2、電動(dòng)冷水連通閥21、冷水供水支管10、冷水回水支管11構(gòu)成冷水循環(huán)。

本發(fā)明的第一個(gè)特點(diǎn)是模組內(nèi)自動(dòng)控制。每個(gè)模組通過內(nèi)部的模組智能控制單元對(duì)模組內(nèi)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)啟停，模組智能控制單元根據(jù)采集到的相關(guān)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)算，通過智能控制單元內(nèi)置的變頻控制裝置對(duì)冷水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，以達(dá)到節(jié)約能耗的目的。

本發(fā)明的第二個(gè)特點(diǎn)是模組間無中心群優(yōu)化。各模組的模組智能控制單元通過以太網(wǎng)連接在一起，模組間通過通信方式互相共享運(yùn)行數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括模組內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、模組工藝參數(shù)等，模組智能控制單元自動(dòng)將其它模組共享的運(yùn)行數(shù)據(jù)與本模組的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行整合運(yùn)算，確定本模組需承擔(dān)的冷量輸出、并以達(dá)到能效最優(yōu)化為目標(biāo)自動(dòng)調(diào)整模組內(nèi)各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，本模組不直接干涉其它模組的工作狀態(tài)。

本發(fā)明的第三個(gè)特點(diǎn)是模組間故障自動(dòng)互備。當(dāng)同時(shí)運(yùn)行的多臺(tái)智能模組中一臺(tái)或幾臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，發(fā)生故障模組的模組智能控制單元將停止本模組其它設(shè)備的運(yùn)行，而正常運(yùn)行的智能模組檢測到有模組發(fā)生故障后，會(huì)將故障模組的數(shù)據(jù)剔除，重新與其它正常運(yùn)行模組建立新的運(yùn)行方案，并相應(yīng)增大自身冷量的輸出，以補(bǔ)償因模組故障而減少的冷量。

本發(fā)明的第四個(gè)特點(diǎn)是模組間的智能群控。模組內(nèi)的模組智能控制單元通過采集到的本模組和其它模組運(yùn)行參數(shù)計(jì)算出當(dāng)前總負(fù)荷，再通過內(nèi)置的增減模組策略來判斷當(dāng)前負(fù)荷需求下本模組需要停止還是運(yùn)行，從而達(dá)到智能群控、節(jié)約能耗的目的。

本發(fā)明的第五個(gè)特點(diǎn)是模組間自動(dòng)聲明和自動(dòng)撤銷。當(dāng)需要增加模組時(shí)，只需要將新增模組的模組智能控制單元的通信通過以太網(wǎng)與其它模組的模組智能控制單元連接起來，其它模組會(huì)自動(dòng)掃描到該新增模組后，將新增模組的聲明注冊(cè)到本模組的算法模型中，從而自動(dòng)建立新的控制方案；當(dāng)需要撤銷模組時(shí)，只需要將擬撤銷模組的模組智能控制單元的通信與其它模組的模組智能控制單元斷開，其它模組會(huì)自動(dòng)從各自的算法模型中撤銷該模組，并重新自動(dòng)建立控制方案。

由此，基于上述方案，制冷機(jī)組1冷凝器、冷卻水泵3、冷卻塔塔風(fēng)機(jī)4、電動(dòng)冷卻水連通閥22、電動(dòng)冷卻塔進(jìn)水閥23、冷卻水供水管12、冷卻水回水管13構(gòu)成冷卻水循環(huán)，制冷機(jī)組1蒸發(fā)器、冷水泵2、電動(dòng)冷水連通閥21、冷水供水支管10、冷水回水支管11構(gòu)成冷水循環(huán)。

本發(fā)明的技術(shù)方案經(jīng)三套智能模塊的設(shè)置進(jìn)行實(shí)踐測試，故此處以三套智能模塊為例詳述。

正常運(yùn)行時(shí)，模組智能控制器24將智能模組27中的制冷機(jī)組1、冷凍水泵2、冷卻水泵3、冷卻塔風(fēng)機(jī)4、電動(dòng)冷水連通閥21、電動(dòng)冷卻水連通閥22、電動(dòng)冷卻塔進(jìn)水閥23根據(jù)內(nèi)置的控制邏輯按順序啟動(dòng)或打開。模組智能控制器24通過冷卻水供水溫度傳感器8，冷卻水回水溫度傳感器9，采集冷卻水供水溫度和回水溫度經(jīng)過內(nèi)置算法運(yùn)算后，分別控制冷卻水泵變頻控制裝置19、冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻控制裝置20來調(diào)整冷卻水泵3、冷卻塔風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速，使冷卻水供水溫度和回水溫度達(dá)到預(yù)期控制目標(biāo)；模組智能控制器24通過冷水回水溫度傳感器5，冷水供水溫度傳感器6，冷水流量傳感器7，采集冷水供水溫度、回水溫度、冷水支管流量用以計(jì)算本模組的負(fù)荷，并通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)30使用以太網(wǎng)與其它模組的模組智能控制器通信，將其它模組的運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)荷情況收集過來，使用內(nèi)置優(yōu)化算法，控制冷水泵變頻控制裝置18來調(diào)整冷水泵2的轉(zhuǎn)速，使冷水供水溫度和回水溫度達(dá)到預(yù)期控制目標(biāo)；當(dāng)末端負(fù)荷增大到一定程度時(shí)，第一智能模組27、第二智能模組28、第三智能模組29的模組智能控制器通過數(shù)據(jù)交互，根據(jù)智能群控策略，此時(shí)無故障且處于停止?fàn)顟B(tài)的智能模組的模組智能控制器判斷啟動(dòng)本模組的條件滿足則啟動(dòng)本模組，用以滿足末端負(fù)荷變大的要求，其它運(yùn)行模組檢測到有新增的模組后，重新進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并建立新的算法模型，通過運(yùn)算調(diào)整冷水泵的轉(zhuǎn)速；當(dāng)末端負(fù)荷減小到一定程度時(shí)，第一智能模組27、第二智能模組28、第三智能模組29的模組智能控制器通過數(shù)據(jù)交互，根據(jù)智能群控策略，此時(shí)正常運(yùn)行的智能模組的模組智能控制器判斷停止本模組的條件滿足則停止本模組，其它運(yùn)行模組檢測到有模組減少后，重新進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，建立新的算法模型，通過運(yùn)算調(diào)整冷凍水泵的轉(zhuǎn)速，保證在滿足末端負(fù)荷需求的前提下盡可能節(jié)約能耗；

當(dāng)智能模組中的制冷機(jī)組1、冷水泵2、冷卻水泵3、冷卻塔風(fēng)機(jī)4、電動(dòng)冷水連通閥21、電動(dòng)冷卻水連通閥22、電動(dòng)冷卻塔進(jìn)水閥23中的一個(gè)或多個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)，模組內(nèi)的模組智能控制器24會(huì)自動(dòng)停止本模組，并將模組故障信息通過以太網(wǎng)通信方式告知其它正常運(yùn)行模組，其它運(yùn)行模組更新數(shù)據(jù)后，通過運(yùn)算重新調(diào)整冷水泵的轉(zhuǎn)速，而其它停止的模組檢測到故障模組信息后，根據(jù)當(dāng)前末端負(fù)荷并結(jié)合智能群控邏輯判斷是否需要啟動(dòng)本模組，滿足增機(jī)要求時(shí)，則啟動(dòng)本模組。

當(dāng)一個(gè)基于智能模組的空調(diào)冷源控制系統(tǒng)在已有第一智能模組27、第二智能模組28、第三智能模組29基礎(chǔ)上還需要增加智能模組時(shí)，只需要將新增智能模組的模組智能控制單元的通信通過以太網(wǎng)與其它模組的模組智能控制單元連接起來，其它模組會(huì)自動(dòng)掃描到新增智能模組后，將新增智能模組聲明到自己的算法模型中，運(yùn)算中會(huì)加入新增智能模組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而建立新的冷量輸出；當(dāng)一個(gè)基于智能模組的空調(diào)冷源控制系統(tǒng)在已有第一智能模組27、第二智能模組28、第三智能模組29基礎(chǔ)上需要減少智能模組時(shí)，只需要將需減少智能模組的模組智能控制單元的通信與其它模組的模組智能控制單元斷開，其它模組通過掃描會(huì)自動(dòng)在算法模型中撤銷需減少智能模組，運(yùn)算中不會(huì)再使用減少模組的運(yùn)行數(shù)據(jù)。