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《武汉理工大学》 2003年
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基于DCS结构的蓄能空调计算机控制与管理系统的研究

彭碧蓉  
【摘要】: 随着经济的发展和人民生活水平的提高,我国城市用电量日益增加,使得电力供应越来越紧张。要解决电力紧张的问题,除了加快电力建设,还要充分利用现有电力资源,鼓励用户节约用电。为此,国家电力部门适时制定了峰谷电价政策,将峰股电价差拉开,这就为蓄能空调技术的发展带来了契机。所谓蓄能空调就是利用蓄能设备在夜间电网低谷时段将制冷主机制冷(或电锅炉制热)所得的能量储存起来,在白天电网高峰时段将这部分能量释放出来。蓄能空调和电力系统的分时电价政策结合,从宏观上可以起到平衡电网的作用,微观上可以为空调用户节省大量运行费用,因此已成为我国今后进行电力负荷需求侧管理、改善电力供需矛盾、促进能源、经济和环境协调发展的最主要节能技术之一。 蓄能空调与常规空调相比,增加了一套蓄能设备和相应的辅助设备和管路系统,其运行模式除常规制冷(热)之外,还有蓄冷(热)、放冷(热)等。这些都使得蓄能空调系统的运行管理变得复杂,而且空调设备作为建筑物的耗电大户,其节能控制也非常重要,因此有必要建立一套蓄能空调的集中控制和管理系统,在确保设备正常启停与保护、系统安全运行的基础上,合理确定蓄能方式和运行策略,正确控制工况的转换,优化设备利用状态,达到空调系统的无人化、自动化、节能化运行。 为此,我们与武汉祺兴机电公司合作,针对某办公大厦蓄能空调研究开发了一个基于DCS(Distributed Control System)体系结构的计算机控制管理系统。该系统采用中央控制机(上位机)通过通讯网络与现场控制机(下位机)相结合,分工协作完成对蓄能空调系统的远程控制和集中管理。 本文在分析蓄能空调技术的基础之上,确定运行策略和工作模式,从而确定控制管理方案,并据此构建了硬件系统。在软件设计上,上位机利用力控组态软件进行监控程序开发,实现了数据的采集与管理、运行状态显示、设备的远程控制、故障诊断和报警以及工况的自动切换等功能。同时利用模糊控制技术实现了末端供水温度的恒定控制。下位机的选用则在分析其控制 武汉理工大学硕士学位论文 要求的基础上,根据所需 1/O点数的要求,选择 OMRON公司的 C200H PLC, 通过梯形图程序设计,实现现场数据的检测上传、上位机下传数据的接收与 输出控制,以及在上位机脱机或故障时实施手动控制等功能。由于力控组态 软件内嵌有 OMRON PLC的驱动程序,因此在通讯接口设计上,本文主要就 上位计算机与PLC之间的通讯接口物理连接、通信参数设置、数据链路的建 立等进行了研究和阐述。 本文最后利用研华板卡进行了数据通讯接口模拟实验,验证了本系统数 据通讯的可实现性、准确性和时效性。同时通过对上位机监控软件的运行效 果分析,系统的设计达到了预期的功能要求。 本文开发的基于DCS体系结构的计算机控制管理系统界面亘观、操作方 便、功能丰富,通过上位计算机和下位机的有机结合,实现了蓄能空调全系 统的集中监控管理及设备远程控制,大大降低了运行管理人员的劳动量;并 且通过运行方案的优化分析指导,充分发挥了蓄能空调的节能优势,达到了 削峰填谷、节省运行费用的目的。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TB663

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