CC-Link在樓宇自控系統中的應用

一，概述
近年來(lái)在不少城市中各種高層建筑不斷建起，建筑內的各種設備品種多分布廣如何搞好這些設備的運行管理，為客戶(hù)提供一個(gè)舒適的環(huán)境又能合理利用能源便于管理，降低運行費用是業(yè)主最為關(guān)心的，因此不少大型建筑都設計了樓宇智能系統對樓宇中的設備進(jìn)行集中管理。樓宇自動(dòng)控制系統（BAS）其實(shí)質(zhì)就是現代計算機集散控制系統在現代化多功能建筑中的應用,它將建筑內的各種設備如配電設備,給排水設備,暖通設備等在各自的現場(chǎng)控制器控制下按預定的控制策略使各個(gè)系統相互協(xié)調,工作在最佳狀態(tài)下，達到節能、舒適的效果。BA系統通常設有1至2個(gè)中央控制主站，在中央主站可以監控各個(gè)被控設備的運行情況和重要的運行參數，記錄運行狀態(tài)的歷史趨勢和設備的累計運行時(shí)間、報警類(lèi)型和次數等，為設備管理分析制定維修計劃提供可靠依據。目前國外不少著(zhù)名的公司如美國HOneywell,JOHOSOH和西門(mén)子公司等都推出了一些專(zhuān)門(mén)樓宇智能控制系統。這些系統雖然功能較強，但系統投資較大。我們針對樓宇控制系統的特點(diǎn)，采用了基于三菱現場(chǎng)總線(xiàn)C-CLINK技術(shù)，用可編程控制器（PLC）組成的集散型控制系統，具有運行可靠，修改控制軟件簡(jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)，中央站應用亞控自動(dòng)化軟件科技有限公司開(kāi)發(fā)的組態(tài)王軟件，這是一種運行在Windows 95/NT上的組態(tài)軟件。具有多任務(wù)、多線(xiàn)程及良好的實(shí)時(shí)性，已運用于電力、制冷、化工、機械制造、交通管理等多種工程領(lǐng)域，構造有效的監控和數據采集系統。整套控制系統已成功地在浙江印刷廠(chǎng)新廠(chǎng)房中應用，實(shí)踐證明該系統性能穩定，靈活，非常適合在一些中小規模的智能建筑樓宇自控系統中使用。

二，系統硬件構成：
（一） CC-Link簡(jiǎn)介
CC-Link是CONTROLCOMMUNICATION LINK的簡(jiǎn)稱(chēng)，它通過(guò)簡(jiǎn)單的三芯屏蔽線(xiàn)，提供156KBPS至10MBPS的通訊速率（視系統通訊距離而定），最大通訊距離可達1200M（156KBPS速率）。CC-Link網(wǎng)絡(luò )上可掛的各種模塊（包括開(kāi)關(guān)量I/O和模擬量I/O）以及子站控制器，可方便地組成各種類(lèi)型的控制系統，并可大大簡(jiǎn)化控制學(xué)系統的布線(xiàn)。
（二） 三菱FX2n系列可編程控制器簡(jiǎn)介
三菱FX2n系列可編程控制器具有體積小，運行指令速度快（0.08us/基本指令）內置8K步的RAM和時(shí)鐘，具有PID運算指令，是FX系列中性能最高的, 并且擁有模擬量控制、系統通訊的各種特殊用途組件，是一套可以滿(mǎn)足多樣化廣泛需要的PLC。該系列PLC具有較強的通訊功能,可通過(guò)FX2n-CCL通訊模塊直接掛在CC-Link網(wǎng)絡(luò )上，組成集散控制系統，通過(guò)CC-Link網(wǎng)絡(luò )可與主站交換數據，通過(guò)主站PC機對整個(gè)系統進(jìn)行集中管理監視和控制。
（三） 整個(gè)系統的框圖如圖：

三，系統功能和控制策略
（一）、供配電系統：
安全、可靠供電是智能建筑正常運行的先決條件。本系統根據需要將電壓、電流、功率因數和頻率傳感器將電壓、電流信號等統一轉換成4-20ma信號送至現場(chǎng)控制器的A/D轉換模塊讀入控制器，實(shí)現能量管理。如配電系統采用先進(jìn)的微機檢測空氣斷路器并能提供RS232或RS485通訊接口和通訊協(xié)議，可用PLC的專(zhuān)用模塊代替A/D轉換器獲取電量數據，以提高精度和實(shí)時(shí)性、降低成本。本系統還可并對重要回路開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)狀態(tài)與變壓器的溫升情況進(jìn)行檢測，監視各種異常情況。
（二）、空調子系統
空調系統在建筑物中能源消耗最大，約占45%左右，樓宇自控系統在保證提供舒適環(huán)境的條件下盡量降低能耗。根據杭州地區凍夏季換季時(shí)間不定且時(shí)間較長(cháng)的氣候條件，在冷凍機房設計了以PLC和液晶觸摸屏組成的智能操作臺，該操作臺省去了其他各種儀表盤(pán)，使盤(pán)面標準化、小型化，節省布線(xiàn)。通過(guò)冷凍機房操作臺操作者可以直觀(guān)地監視大樓內各有關(guān)參數如各采樣點(diǎn)的溫度，室外溫濕度，各水池水位等，為操作者提供信息，并能在氣候不適合自控操作時(shí)，如換季時(shí)或設備檢修時(shí)切換至手動(dòng)操作，還可以通過(guò)本操作臺對各個(gè)設備有關(guān)參數進(jìn)行設置，使設備運行在最佳狀態(tài)。
本系統由冷凍機組、熱交換器和空調系統末端設備三部分組成：
控制策略與功能
A．根據冷凍機組運行要求對冷卻水泵、空調水循環(huán)泵、冷卻塔風(fēng)機及冷凍機組啟動(dòng)停止順序進(jìn)行全自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)進(jìn)行邏輯控制。
B．根據空調供回水溫差和空調水流量計算即時(shí)的系統制冷或制熱量，實(shí)時(shí)顯示系統負荷率，為冷凍機組、熱交換器半自動(dòng)或全自動(dòng)的啟停和臺數控制提供依據。
C．本系統通過(guò)檢測空調供回水壓差并與設定值比較進(jìn)行PID運算來(lái)調節旁通閥以實(shí)現水系統流量恒定。
D．通過(guò)檢測冷卻水的溫度來(lái)控制冷卻風(fēng)機的啟停和臺數控制，以保證冷水機組冷媒壓力在一定的范圍內，并可達到節能的目的。