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臺達VFD系列變頻器及DVP系列PLC在大廈智能控制系統中的應用
點擊次數:1130 更新時間:1130 發布人：管理員
一、行業背景
伴隨我國經濟快速、穩定發展，各式高層、超高層大廈在全國各城市迅速建設，這些大廈基本都采用了最先進的設備、技術，根據不同需求相應設備越來越多，技術越來越復雜，依靠傳統的人工控制管理、維護保養與安全運行等，已難以適應。
智能化大廈內涵的實質是在信息技術系統的平臺上把需求目標、應用功能與系統相關各個要素緊密地整合在一起以達到智能化和整體目標。表現為：大廈內的信息參數處于可觀測能控制的狀態；大廈能迅速地響應用戶的各種需求。確定最有效的方式為用戶提供便捷、舒適富有創造力的環境。 計算機、通訊技術的發展，使大樓的信息得以快速傳遞，從而可實現大廈內所有自動化信息系統聯網，如與消防、保安、配電、給水、排水等樓宇設備控制系統交互聯系。使樓宇設備成為安全舒適、高效優質的服務工具，大大提高可靠性，同時使能源得以有效管理，節能降耗。采用先進的臺達DVP系列PLC控制技術、傳感技術、VFD變頻器技術和計算機技術將這些分別安裝、互不關聯的大廈電氣設備進行集成后，運用先進的自動控制管理手段、決策，確保安全可靠運行，這已成為現代化建筑不可缺少的組成部分，這也為樓宇自控的發展提供了非常廣闊的市場前景。
系統被控設備總體概況
智能大廈主要監控設備內容概述
■ 高壓變壓器運行狀況及參數
■ 高壓配電柜運行狀況及參數
■ 低壓配電柜運行狀況及參數
■ 垂直電梯運行狀況及參數
■ 數顯帶Modbus-RTU通訊電力參數記錄儀表
■ 消防狀況監視
■ 污水排水監控
■ 自動給水監控
■ 照明回路的監控
■ 中央空調全系統監視與控制
■ 中央空調冷卻冷凍水泵及冷卻風機、新風機、盤管風機的變頻
■ 空調電量的數據分析報表
■ 單位獨立電量的數據分析報表
■ 高低壓配電數據分析
■ 停電應急處理及UPS電源
■ 高壓變壓器及各機電設備運行監控，事故報警，歷史記錄各設備運行時間、電量、冷量、故障、開停時間等數據備份 。
臺達VFD系列變頻器及DVP系列PLC在大廈控制系統配置說明
本自動控制系統采用分層分布式計算機通訊控制網絡。該網絡由兩層構成，第一層為過程管理層，由中控室監控計算機（服務器）與現場PLC組成，通訊協議為TCP/IP 工業以太網, 其中各主站臺達DVP-28SVPLC到中控室采用環網光纖連接，通訊速率達10/100Mb/秒。第二層為現場控制層，由現場臺達DVP-EH系列PLC、臺達VFD系列變頻器與低壓儀表等組成，采用符合國際標準的MODBUS現場總線通訊協議。該層網絡主站采用DVP-28SVPLC。其它分站為DVP-EH系列PLC、臺達VFD系列變頻器與低壓儀表等。主站PLC通過現場總線控制各個水泵的啟停，冷卻塔風機、冷卻泵、冷凍泵、空調主機、新風機各個電動閥門的啟閉等動作，同時上傳冷凍水壓力、冷卻水壓力、冷凍水流量、空調主機的冷凍、冷卻水出水、回水溫度 、負荷比等儀表所采集的工況數據以及設備運行的各種參數（如電流、電壓及有功功率、有功電度等），從而實現對樓宇所有工藝設備的遠程遙控、自動控制以及工況數據采集、顯示、記錄及生成報表等功能。
本系統設備采用兩種基本控制模式，即“本地模式”和“遠控模式”。通過在現場控制柜操作面板的轉換開關來實現，轉動轉換開關到“本地” 位置，為本地控制，該控制方式只能通過現場控制柜或壓縮機控制面板上的按鈕實現對設備的就地啟/停、開/關閥等操作。轉動轉換開關到“遠程” 位置，為遠程控制，即不能在現場控制柜操作面板上控制，由操作人員通過中控室工作站的PC機監控畫面用鼠標、鍵盤對現場設備進行啟/停、開/關操作，以及啟動自動控制程序對所管轄的設備進行控制。
二、實際運行系統介紹
1、運行監控計算機，運行AB公司監控軟件RSview32，直接進入監控畫面主界面，如圖1所示：
由六部分組成：
■ 給排水系統: 大樓供水、排污系統。
■ 高低壓系統：變壓器、高壓柜、一號低壓房數據、二號低壓房數據。
■ 通風系統: 空調主機房1#風機、空調主機房2#風機、生活水泵房風機、停車場風機。
■ 新風系統：新風機組、比例調節閥。
■ 空調系統：空調主機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、閥門。
■ 趨勢圖：1#地下室主機負荷百分比、2#地下室主機負荷百分比
2、網絡組成及網絡圖（見圖2）
顯示網絡架構，如果哪個通信設備通信中斷，則此設備在不停的閃爍，可以直觀查詢故障點。
3、點擊主畫面標簽進入各相應控制子系統。
3.1給水系統見（圖3）通過界面可以監視生活給水泵的相應參數。
3.2排水系統見圖4
3.3高低壓系統見圖5
點擊相應電表可以查看該線路的電壓、電流、功率因素、電度數。電表顯紅色，表示有電流流過。電表顯綠色，表示無電流。
3.4通風系統見圖6
分“手動控制”和“時間控制”模式，時間控制模式可以設定啟/停時間。
3.5新風系統見圖7圖8
監控各樓層的新風機、冷凍水調節閥的開度。紅顏色指示表示新風機停止，綠顏色表示新風機啟動；0%表示水閥全關，100%表示水閥全開。點擊各相應控制樓層 控制畫面 進入控制界面。
分“手動控制”和“時間控制”模式，時間控制模式可以設定啟/停時間。時間設定請參考“空調系統\系統聯動\系統時間設定”。
3.6趨勢圖見圖9
能實時監控各主機負荷百分比、主機運行的軌跡及以前的軌跡記錄。
3.7空調系統見圖10
進入該界面可以監控空調系統各設備的運行狀態及數據，閥門變成綠色表示全開，紅色表示全關。
該系統控制模式如下：
在沒有空調主機、水泵、冷卻風機運行的情況下，界面左下方會同時出現系統聯動控制、單機聯動控制、分步控制三個按鈕，此時可以選擇控制模式，然后點擊按鈕進入相關的控制界面。系統聯動界面僅有三個操作：系統聯動開停機、系統時間設定、加班模式設定。
三、項目總結
臺達VFD系列變頻器及DVP系列PLC構建的大廈智能控制系統有效監控中央空調、高低壓配電、給排水、電梯、照明及消防給水系統。臺達VFD系列變頻器及DVP系列PLC在大廈智能控制系統中的應用使得中央空調循環水系統和送風系統的負荷和能耗可以跟隨室外溫度、室內負荷的變化而變化，保證舒適性的同時減少能源浪費,成為中央空調變水量變風量整體群控節能系統。系統自動控制、無需人為，提高設備利用率，整體群控，使得系統始終運行在合理和最優化的狀態。同時，實現大廈各機電設備運行監控，事故報警，歷史記錄及各種設備運行時間、電量、冷量、故障、開停時間等數據備份 。
伴隨我國經濟快速、穩定發展，各式高層、超高層大廈在全國各城市迅速建設，這些大廈基本都采用了最先進的設備、技術，根據不同需求相應設備越來越多，技術越來越復雜，依靠傳統的人工控制管理、維護保養與安全運行等，已難以適應。
智能化大廈內涵的實質是在信息技術系統的平臺上把需求目標、應用功能與系統相關各個要素緊密地整合在一起以達到智能化和整體目標。表現為：大廈內的信息參數處于可觀測能控制的狀態；大廈能迅速地響應用戶的各種需求。確定最有效的方式為用戶提供便捷、舒適富有創造力的環境。 計算機、通訊技術的發展，使大樓的信息得以快速傳遞，從而可實現大廈內所有自動化信息系統聯網，如與消防、保安、配電、給水、排水等樓宇設備控制系統交互聯系。使樓宇設備成為安全舒適、高效優質的服務工具，大大提高可靠性，同時使能源得以有效管理，節能降耗。采用先進的臺達DVP系列PLC控制技術、傳感技術、VFD變頻器技術和計算機技術將這些分別安裝、互不關聯的大廈電氣設備進行集成后，運用先進的自動控制管理手段、決策，確保安全可靠運行，這已成為現代化建筑不可缺少的組成部分，這也為樓宇自控的發展提供了非常廣闊的市場前景。
系統被控設備總體概況
智能大廈主要監控設備內容概述
■ 高壓變壓器運行狀況及參數
■ 高壓配電柜運行狀況及參數
■ 低壓配電柜運行狀況及參數
■ 垂直電梯運行狀況及參數
■ 數顯帶Modbus-RTU通訊電力參數記錄儀表
■ 消防狀況監視
■ 污水排水監控
■ 自動給水監控
■ 照明回路的監控
■ 中央空調全系統監視與控制
■ 中央空調冷卻冷凍水泵及冷卻風機、新風機、盤管風機的變頻
■ 空調電量的數據分析報表
■ 單位獨立電量的數據分析報表
■ 高低壓配電數據分析
■ 停電應急處理及UPS電源
■ 高壓變壓器及各機電設備運行監控，事故報警，歷史記錄各設備運行時間、電量、冷量、故障、開停時間等數據備份 。
臺達VFD系列變頻器及DVP系列PLC在大廈控制系統配置說明
本自動控制系統采用分層分布式計算機通訊控制網絡。該網絡由兩層構成，第一層為過程管理層，由中控室監控計算機（服務器）與現場PLC組成，通訊協議為TCP/IP 工業以太網, 其中各主站臺達DVP-28SVPLC到中控室采用環網光纖連接，通訊速率達10/100Mb/秒。第二層為現場控制層，由現場臺達DVP-EH系列PLC、臺達VFD系列變頻器與低壓儀表等組成，采用符合國際標準的MODBUS現場總線通訊協議。該層網絡主站采用DVP-28SVPLC。其它分站為DVP-EH系列PLC、臺達VFD系列變頻器與低壓儀表等。主站PLC通過現場總線控制各個水泵的啟停，冷卻塔風機、冷卻泵、冷凍泵、空調主機、新風機各個電動閥門的啟閉等動作，同時上傳冷凍水壓力、冷卻水壓力、冷凍水流量、空調主機的冷凍、冷卻水出水、回水溫度 、負荷比等儀表所采集的工況數據以及設備運行的各種參數（如電流、電壓及有功功率、有功電度等），從而實現對樓宇所有工藝設備的遠程遙控、自動控制以及工況數據采集、顯示、記錄及生成報表等功能。
本系統設備采用兩種基本控制模式，即“本地模式”和“遠控模式”。通過在現場控制柜操作面板的轉換開關來實現，轉動轉換開關到“本地” 位置，為本地控制，該控制方式只能通過現場控制柜或壓縮機控制面板上的按鈕實現對設備的就地啟/停、開/關閥等操作。轉動轉換開關到“遠程” 位置，為遠程控制，即不能在現場控制柜操作面板上控制，由操作人員通過中控室工作站的PC機監控畫面用鼠標、鍵盤對現場設備進行啟/停、開/關操作，以及啟動自動控制程序對所管轄的設備進行控制。
二、實際運行系統介紹
1、運行監控計算機，運行AB公司監控軟件RSview32，直接進入監控畫面主界面，如圖1所示：
由六部分組成：
■ 給排水系統: 大樓供水、排污系統。
■ 高低壓系統：變壓器、高壓柜、一號低壓房數據、二號低壓房數據。
■ 通風系統: 空調主機房1#風機、空調主機房2#風機、生活水泵房風機、停車場風機。
■ 新風系統：新風機組、比例調節閥。
■ 空調系統：空調主機、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、閥門。
■ 趨勢圖：1#地下室主機負荷百分比、2#地下室主機負荷百分比
2、網絡組成及網絡圖（見圖2）
顯示網絡架構，如果哪個通信設備通信中斷，則此設備在不停的閃爍，可以直觀查詢故障點。
3、點擊主畫面標簽進入各相應控制子系統。
3.1給水系統見（圖3）通過界面可以監視生活給水泵的相應參數。
3.2排水系統見圖4
3.3高低壓系統見圖5
點擊相應電表可以查看該線路的電壓、電流、功率因素、電度數。電表顯紅色，表示有電流流過。電表顯綠色，表示無電流。
3.4通風系統見圖6
分“手動控制”和“時間控制”模式，時間控制模式可以設定啟/停時間。
3.5新風系統見圖7圖8
監控各樓層的新風機、冷凍水調節閥的開度。紅顏色指示表示新風機停止，綠顏色表示新風機啟動；0%表示水閥全關，100%表示水閥全開。點擊各相應控制樓層 控制畫面 進入控制界面。
分“手動控制”和“時間控制”模式，時間控制模式可以設定啟/停時間。時間設定請參考“空調系統\系統聯動\系統時間設定”。
3.6趨勢圖見圖9
能實時監控各主機負荷百分比、主機運行的軌跡及以前的軌跡記錄。
3.7空調系統見圖10
進入該界面可以監控空調系統各設備的運行狀態及數據，閥門變成綠色表示全開，紅色表示全關。
該系統控制模式如下：
在沒有空調主機、水泵、冷卻風機運行的情況下，界面左下方會同時出現系統聯動控制、單機聯動控制、分步控制三個按鈕，此時可以選擇控制模式，然后點擊按鈕進入相關的控制界面。系統聯動界面僅有三個操作：系統聯動開停機、系統時間設定、加班模式設定。
三、項目總結
臺達VFD系列變頻器及DVP系列PLC構建的大廈智能控制系統有效監控中央空調、高低壓配電、給排水、電梯、照明及消防給水系統。臺達VFD系列變頻器及DVP系列PLC在大廈智能控制系統中的應用使得中央空調循環水系統和送風系統的負荷和能耗可以跟隨室外溫度、室內負荷的變化而變化，保證舒適性的同時減少能源浪費,成為中央空調變水量變風量整體群控節能系統。系統自動控制、無需人為，提高設備利用率，整體群控，使得系統始終運行在合理和最優化的狀態。同時，實現大廈各機電設備運行監控，事故報警，歷史記錄及各種設備運行時間、電量、冷量、故障、開停時間等數據備份 。
