1引言

冰蓄冷中央空調(diào)是將電網(wǎng)夜間谷荷多余電力以冰的冷量形式儲存起來，在白天用電高峰時將冰融化提供空調(diào)服務(wù)。由于我國大部分地區(qū)夜間電價比白天低得多，所以采用冰儲冷中央空調(diào)能大大減少用戶的運行費用。

冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)配置的設(shè)備比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)要增加一些，自動化程度要求較高，但它能自動實現(xiàn)在滿足建筑物全天空調(diào)要求的條件下將每天所蓄的能量全部用完，最大限度地節(jié)省運行費用。

2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

控制系統(tǒng)由下位機(現(xiàn)場控制工作站)與上位機(中央管理工作站)組成，下位機采用可編程序控制器(PLC)與觸摸屏，上位機采用工業(yè)級計算機與打印機，系統(tǒng)配置必要的附件如通信設(shè)備接口、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等，實現(xiàn)蓄冷系統(tǒng)的參數(shù)化與全自動智能化運行。

下位機和觸摸屏在現(xiàn)場可以進(jìn)行系統(tǒng)控制、參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示。上位機進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和打印，它包含下位機和觸摸屏的所有功能。整個系統(tǒng)以下位機的工業(yè)級可編程序控制器為核心，實現(xiàn)自動化控制。控制設(shè)備與器件包括：傳感檢測元件、電動閥、變頻器等。

2.1下位機系統(tǒng)(區(qū)域工作站)

2.1.1TP21觸摸屏

采用TP27彩色觸摸屏作為操作面板，完全取代常規(guī)的開關(guān)按鈕、指示燈等器件，使控制柜面談得更整潔。并且，TP27觸摸屏在現(xiàn)場可實現(xiàn)狀態(tài)顯示、系統(tǒng)設(shè)置、模式選擇、參數(shù)設(shè)置、故障記錄、負(fù)荷記錄、時間日期、實時數(shù)據(jù)顯示、負(fù)荷曲線與報表統(tǒng)計等功能，中文操作界面直觀友好。

2.1.2SIEMENS可編程序控制器

SIMATICS7-300系列PLC適用于各行各業(yè)、各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化，其強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。

該產(chǎn)品具有光電隔離，高電磁兼容;具有很高的工業(yè)適用性，允許的環(huán)境溫度達(dá)60℃;具有很強的抗干擾、抗振動與抗沖擊性能，因此在嚴(yán)酷的工作環(huán)境中得到了廣泛的應(yīng)用。

自由通訊口方式也是S7-300型PLC的一個很有特色的功能，它使S7-300型PLC可以與任何通訊協(xié)議公開的其它設(shè)備、控制器進(jìn)行通訊，即S7-300型PLC可以由用戶自己定義通訊協(xié)議(例ASCII協(xié)議)，波特率為1.5Mbit/s(可調(diào)整)。因此使可通訊的范圍大大增加，使控制系統(tǒng)配置更加靈活、方便。任何具有串行接口的外設(shè)，例如：打印機或條形碼閱讀器、變頻器、調(diào)制解調(diào)器(Modem)、上位PC機等都可連接使用。用戶可通過編程來編制通訊協(xié)議、交換數(shù)據(jù)(例如：ASCII碼字符)，具有RS232接口的設(shè)備也可用PC/PPI電纜連接起來進(jìn)行自由通訊方式通訊。

當(dāng)上位機脫機時，在下位機控制下，整個系統(tǒng)能正常運行。

2.2上位機系統(tǒng)(中央管理工作站)

2.2.1上位機

上位機即圖文控制中心，主要由PC機和激光打印機組成，采用SIMATICWINCC軟件平臺，采用全中文操作界面，人機對話友好。管理人員和操作者，可以通過觀察PC機所顯示的各種信息來了解當(dāng)前和以往整個冰蓄冷自控系統(tǒng)的運行情況和所有參數(shù)，并且通過鼠標(biāo)進(jìn)行設(shè)備管理和執(zhí)行打印任務(wù)。

2.2.2WINCC軟件平臺

WINCC軟件在自動化領(lǐng)域中可用于所有的操作員控制和監(jiān)控任務(wù)。可將過程控制中發(fā)生的事件清楚地顯示出來，可顯示當(dāng)前狀態(tài)并按順序記錄，所記錄的數(shù)據(jù)可以全部顯示或選擇簡要形式顯示，可連續(xù)或按要求編輯，并可輸出打印報表和趨勢圖。

WINCC能夠在控制過程中危急情況的初發(fā)階段進(jìn)行報告，發(fā)出的信號既可以在屏幕上顯示出來，也可以用聲音表現(xiàn)出來。它支持用在線幫助和操作指南來消除故障。某一WINCC工作站可專門用于過程控制以使那些重要的過程信息不被屏蔽。軟件輔助操作策略保證過程不被非法訪問，并提供用于工業(yè)環(huán)境中的無錯操作。

WINCC是MICRSOFTWINDOWS98或WINDOWSNT4.0操作系統(tǒng)下，在PC機上運行的面向?qū)ο蟮囊涣?2位應(yīng)用軟件，通過OLE和ODBC視窗標(biāo)準(zhǔn)機制，作為理想的通訊伙伴進(jìn)入WINDOWS世界，因此WINCC可容易地結(jié)合到全公司的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。

3冰蓄冷系統(tǒng)的控制

3.1控制目的、范圍及主要受控設(shè)備

蓄冷控制系統(tǒng)控制目的：通過對制冷主機、儲冰裝置、板式熱交換器、系統(tǒng)水泵、冷卻塔、系統(tǒng)管路調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，調(diào)整儲冰系統(tǒng)各應(yīng)用工況的運行模式，在最經(jīng)濟(jì)的情況下給末端提供一穩(wěn)定的供水溫度。同時，提高系統(tǒng)的自動化水平，提高系統(tǒng)的管理效率和降低管理勞動強度。

控制范圍包括整個冰蓄冷系統(tǒng)的參數(shù)狀態(tài)顯示、設(shè)備狀態(tài)及控制，主要控制設(shè)備有：雙工況主機、電動閥、冷卻塔、冷卻水泵、蓄冰裝置、初級乙二醇泵、板式換熱器、次級乙二醇泵等。

3.2控制功能

控制功能包括整個冰蓄冷系統(tǒng)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行所需的功能。

3.2.1工況轉(zhuǎn)換功能

根據(jù)季節(jié)和機器運行情況，自控系統(tǒng)具備以下工況轉(zhuǎn)換功能：

a)雙工況主機制冰同時供冷模式;b)雙工況主機單獨制冰模式;c)主機與蓄冰裝置聯(lián)合供冷模式;d)融冰單獨供冷模式;e)主機單獨供冷模式。

3.2.2工況的啟停、顯示和故障報警功能

控制系統(tǒng)按編排的時間順序，結(jié)合負(fù)荷預(yù)測軟件，控制制冷主機及外圍設(shè)備的啟停數(shù)量及監(jiān)視各設(shè)備之工作狀況與運行參數(shù)，如：

-制冷主機啟停、狀態(tài)及故障報警;-制冷主機運行參數(shù);-制冷主機缺水保護(hù);-制冷主機供/回水溫度、壓力遙測和顯示;-冷凍水泵啟停、狀態(tài)及故障報警;-乙二醇泵啟停、狀態(tài)及故障報警;-冷卻水泵啟停、狀態(tài)及故障報警;-壓差旁通管的壓差測量與顯示;-冷卻塔風(fēng)機啟停、狀態(tài)及故障報警;

-冷卻塔供/回水溫度控制與顯示;-供/回水溫度、壓差遙測控制與顯示;-板式換熱器側(cè)進(jìn)出口溫度控制與顯示;-蓄冰裝置進(jìn)、出口溫度遙測控制與顯示;-冷凍水回水流量控制與顯示;-電動閥開關(guān)、調(diào)節(jié)與閥位控制與顯示;-室外溫濕度遙測控制與顯示;-蓄冰量測量與顯示;-末端冷負(fù)荷控制。