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台达现场总线产品在中央空调系统的应用.doc
台达现场总线产品在中央空调系统的应用
【关键词】DVPNET主站模块 DNA02模块 变频器 人机界面 PLC
【摘要】本文通过案例详尽论述台达DeviceNet现场总线产品在中央空调系统的工程设计技术,展示出台达DeviceNet现场总线产品的系统集成优势。
1、引言
商场营业厅等大型公众室内建筑空调新风系统为人群提供舒适健康购物环境,但同时也会消耗着大量的能源。如何有效地解决这个问题,就需将环境对人的影响进行分析。资料显示,室内空调计算温度与耗能量有直接的关系,因此通过合理的设定室内空调的运行参数,既可以满足人体对环境健康性要求的同时,又可以达到节能的目的,降低空调系统运行时间,节约费用。其中二氧化碳CO2是衡量空气质量的重要指标,为了在节能的同时提供适宜空气环境,需对CO2进行监测与调节。本文以某3层商场中央空调系统作为设计案例。
商场中央空调系统主要负责卖场楼层的冷暖供给,其中下层主要为商铺和车库,其它楼层为卖场区域。因卖场商品分区摆放,各区域功能不同,造成人流密度分布不均,导致各区域温度与CO2 浓度差异,同时考虑到超市空调为悬挂式安装,冷(暖)风分区供给、就地回风,所以本系统采用通过DeviceNet现场总线络进行区域控制、局部微调、集中管理的控制策略。商场的特点是不同时间、不同时段人流量差异较大,温度以及CO2 浓度也伴随人流量的变化而变化,如人流量在周末、节假日增多,温度、CO2 浓度也相对较高,平时相对较少。项目设计要求控制系统根据现场环境对温度、CO2 浓度自动调节。
2、商场中央空调自动化系统
2.1总体结构设计
项目选用台达机电自动化技术平台集成实现。根据空调机组分布特点,对于CO2浓度和室内温度采用区域控制。冷(热)水和风机采用VODBUS协议与总控制器通讯,监视各台AHU的运行状态。现场控制器的温度与CO2浓度可以通过总控制器的触摸屏来设定,设定好的数据通过DeviceNet通讯分发给各现场控制器。通过台达DVPDNET主站模块对整个络进行管理,并通过人机界面显示各络节点的状态。当络上的节点发生异常时,相应的指示灯点亮。实时显示主站模块的状态,当主站模块发生错误时,显示主站模块的错误代码。
2.3 现场控制器
现场控制器主要由台达MODBUS/DeviceNet转换模块DNA02、PLC、变频器、接触器等部件构成。现场控制器接受总控制器的温度、CO2浓度设定指令。现场控制器之间还可以通过总控制器实现数据共享,将采集到的温度、CO2浓度等信号传送给与该区域相关的其他现场控制器。现场控制器控制AHU、PAH空调机的风机转速、冷(热)水阀门开度和新风阀开度来调节室内温度和CO2浓度。
2. 4 AHU的控制流程
空调机组AHU操作箱可以选择自动控制或手动控制。自动控制时,现场温度及CO2浓度由台达PLC智能控制在允许的设定范围内;当操作箱出现故障时(如传感器损坏、出现通讯故障等),可以选择将变频器以固定频率运行或者工频运行,以便检修。
2. 5 对于CO2的浓度和人流量的处理
在卖场中,根据空间区域布置CO2传感器位置,主要在人员集中密集处采集CO2浓度值。CO2传感器就近接线于现场控制箱的PLC,此信号经过集中控制器发送给本区域相关的空气处理机组的控制器,然后由各台AHU通过调整新风阀门开度来引进新风量,调节室内CO2浓度。新风阀门的开度的大小是通过CO2浓度、室外温度的目标值依据其权重的大小来进行PID控制的。
2. 6 火警连锁
系统与安防系统连动,当发生火警时,总控制器上人机出现报警画面,同时空调机停止工作,水阀、风阀关闭,排烟系统启动,排出烟雾。本系统提供一个干接点与安防系统连动。
3、DeviceNet络配置设计
按照表1分别对络上的节点进行设置。使用DeviceNet络配置工具配置络。
表1 络节点设置
模块名称
节点地址
通讯速率
DVPDNET-SL主站模块
00
500K bps
DNA02
01
500K bps
DNA02
02
500K bps
hellip; hellip;
hellip; hellip;
hellip; hellip;
DNA02
09
500K bps
3.1 DeviceNet从站配置
(1)打开DeviceNetBuilder软件,软件界面如下所示。
(2)选择『设置(S)』功能点『通讯设置』,选择『系统通道』指令。
(3)在此对计算机与 SV 主机的通讯参数进行设置。如通讯端口、通讯地址、通讯速率、通讯格式。设置正确后,点击『确定』按钮,返回主界面。
(4)选择『络(N)』菜单点『在线』指令。
(5)弹出下所示窗口:
(6)按『确定』对DeviceN
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