用於變電站單品牌空調機的空調通風自動控制系統及方法
2023-04-27 05:41:01 1
專利名稱：用於變電站單品牌空調機的空調通風自動控制系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種自動控制系統，尤其涉及用於變電站單品牌空調 機的空調通風自動控制系統
背景技術：
目前，針對某些變電站中採用單品牌拒式空調的狀況，其現場空 調和通風系統運行中存在許多問題，概括起來包括參數設置不合理，運 行時間不規範，排風系統利用率低下等的不合理因素。原因在於製冷溫 度參數任何人員都可設置，而參數都是以個人感受來設置的，其中必然
存在不合理因素；同時控制空調啟停的條件也僅是依靠人為判斷和以往 經驗得出的，存在不規範的因素；站內排風系統僅是為了防止SF6洩漏 而設置的，平時幾乎運轉較少，利用率低。
變電站內現場運行的空調，首要滿足的應該是微機保護對室內外 環境的要求所進行合理的溫度調節，其次才是半個月一次，每次幾十分 鍾巡查人員的舒適性。從根本上說，站內空調是工藝性空調而不是舒適 性空調。所以應將微機保護的要求作為空調及通風系統運行的主要依 據，適當兼顧巡查員或維修員的舒適性，這就是空調通風系統自動控制 4支術的基本方向。
因此，對於變電站現場採用單品牌空調設備情況下，如何構建這 樣一個用於變電站單品牌空調機的空調通風自動控制系統及方法是本 發明所解決的關鍵問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種節能、設置精簡、功能更大、運行更經濟，並具有可擴充能力的用於變電站單品牌空調機的空調通風自動控制 系統及方法。
本發明之一， 一種用於變電站單品牌空調機的空調通風自動控制
系統，其特徵在於，包括一個PC編程工業控制CPU模塊、 一個觸摸顯 示屏、N個空調系統的空調接口、 M個模擬量輸入模塊、 一個繼電器輸 出模塊和設置在現場的若干個室內外溫度傳感器，其中，所述的CPU 模塊通過485串行總線分別與所述的觸摸顯示屏和所述的各空調系統 的空調接口連接，以及所述的CPU模塊還直接與所述的各模擬量輸入模 塊和一個繼電器輸出模塊連接，所述的各模擬量輸入模塊分別與若干個 室內外溫度傳感器相連，其中N、 M分別為自然數。
在上述的自動控制系統中，N等於3。
在上述的自動控制系統中，M等於2。
在上述的自動控制系統中，空調系統的空調接口還連接了若干臺 被控制對象空調機，所述的繼電器輸出模塊與外界的若干個排風機、報 警蜂鳴器和指示燈相連，並有報警信號輸出。
在上述的自動控制系統中，三個空調接口中的二個用於連接外圍 設備室中的空調機、一個用於連接外圍控制室和外圍蓄電池室中的空調 機。
本發明之二， 一種用於變電站單品牌空調機的空調通風自動控制 方法，通過CPU模塊和與其連接的觸摸顯示屏來實現的，包括下列步驟
初始化步驟對CPU模塊、觸摸顯示屏進行初始化；
數據分析處理步驟CPU模塊通過室內外溫度傳感器實時接受現場 溫度測量值並作相應的數據分析處理；
參數修改和調整步驟根據數據分析處理結果，通過觸摸顯示屏 對系統設置的參數進行修改和調整；
判斷CPU模塊的工作模式步驟
如果是手動模式，即"人工控制模式"，則進入相應的手動模式 處理，並選擇運行時間，當到達該運行時間點，則自行返回至智能(或 自動)模式；如果是智能模式，即"自動控制模式"，則對智能製冷、制熱模
式進行判斷與處理；
控制空調機開停步驟根據確定的工作模式處理結果，用實時獲得 的溫度檢測數值來控制空調機的開停狀態，並調整空調機的運行參數；
啟動和停止排風機開關根據室內和室外溫度數值及相互之間的關 系，啟動和停止排風機進行室內外熱交換；
故障處理步驟如果出現系統故障，進行相應故障處理。
在上述的空調通風自動控制方法中，初始化步驟中的觸摸顯示屏初 始化內容包括系統工作模式和系統控制參數的設置。
在上述的空調通風自動控制方法中，觸摸顯示屏對系統設置的參數 包括各類溫度及控制誤差的參數。
本發明的有益效果是本發明採用優化運行控制策略，實現對變電 站室內外環境溫度的實時檢測和控制，能夠有效降低站內用電量，排除 人為因素對變電站內空調合理運行的幹擾，與傳統人工設置方式相比， 本發明體現了一種節能、設置精簡、功能更大、運行更經濟，並具有可 擴充能力的實施方案。
圖l是本發明空調通風自動控制系統的結構示意圖。 圖2是本發明空調通風自動控制方法的流程圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發明作進一步說明。
請參閱圖l,圖中示出了本發明的一 種用於變電站單品牌空調機 的空調通風自動控制系統實施例。
它包括一個PC編程工業控制CPU模塊2、 一個觸摸顯示屏1、三 個空調系統的空調接口 5、兩個模擬量輸入模塊3、 一個繼電器輸出模 塊4和設置在現場的若干個室內外溫度傳感器6。 CPU模塊2通過485 串行總線分別與觸摸顯示屏1和空調接口 5連接，並且CPU模塊2還直
6接與兩個模擬量輸入模塊3和一個繼電器輸出模塊4連接。模擬量輸入 模塊31與兩個室外溫度傳感器和一個室內溫度傳感器相連；模擬量輸 入模塊32與三個室內溫度傳感器相連。
CPU模塊2選用研華(中國)有限公司生產的型號為ADAM - 5510M/E 16位PC編程工業控制CPU模塊，具有工業控制PLC的功能，使用C語 言編程環境，方便於編制串口通訊程序。因為採用16位CPU晶片，比 一般PLC控制器的8位CPU，提高了運行速度、處理能力和擴大了接口 。 CPU模塊2主要承擔變電站內各臺空調機的開停控制、狀態搜集和狀態 控制、運行參數設置和搜集、故障信號搜集和報警。
觸摸顯示屏1選用Eview觸摸顯示屏(6〃 )，主要承擔系統設置 和信息顯示，可以充分利用CPU模塊2的運行能力，消除了一般設計的 上位計算機設備，極大地提高了系統可靠性和經濟性。
模擬量輸入模塊3採用研華ADAM-5013模擬量輸入模塊，帶有8 路差分輸入，可接入8路傳感器輸入信號，而輸入信號可編程多種類型， 能夠適應各種應用場合的需要。在本自動控制系統實施例中，模擬量輸 入模塊31與兩個室外溫度傳感器和一個室內溫度傳感器相連；模擬量 輸入模塊32與三個室內溫度傳感器相連。通過這樣6個溫度傳感器， 能夠實時檢測變電站室內外溫度，為CPU模塊2運行控制策略提供依據。
繼電器輸出模塊4選用研華ADAM-5068繼電器輸出模塊，有8路 輸出，觸點開斷能力為AC 220V/2A,能滿足排風機或一般設備的控制 能力。在本自動控制系統實施例中，繼電器輸出模塊4與四臺排風機7、 一路報警蜂鳴器和指示燈9相連，並帶有一路報警輸出8。
空調接口 5是基於485串行總線的模塊，與所使用的空調機的種 類有關。在本自動控制系統實施例中，採用大金公司的的中央空調設備， 三個空調接口 5均採用大金公司的串口通訊板，每塊串口通訊板下連3 臺空調機。其中兩個空調接口 51、 52連接設備室中的空調才凡10、空調 接口 53用於連接控制室中空調機11和蓄電池室中空調才凡12。
綜上所述，針對變電站內單品牌空調機的運行現狀，對空調通風 系統引入自動控制技術成為可能。採用PC編程工業控制CPU模塊，通
7過外圍接口電路和溫度傳感器，合理規劃運行控制策略，能夠有效降低 站內用電量，排除人為因素對變電站內空調運行的幹擾。
參見圖2,本發明還提供了一種用於變電站單品牌空調機的空調通
風自動控制方法，通過CPU模塊和與其連接的觸摸顯示屏來實現的，包 括下列步驟
初始化步驟對CPU模塊、觸摸顯示屏進行初始化；
數據分析處理步驟CPU模塊通過室內外溫度傳感器實時接受現場 溫度測量值並作相應的數據分析處理；
參數修改和調整步驟根據數據分析處理結果，通過觸摸顯示屏 對系統設置的參數進行修改和調整；
判斷CPU模塊的工作模式步驟
如果是手動模式，即"人工控制模式"，則進入相應的手動模式 處理，並選擇運行時間，例如l小時，2小時等，當到達該運行時間 點，則自行返回至智能模式；
如果是智能模式，即"自動控制模式"，則對智能製冷、制熱模 式進行判斷與處理；
控制空調機開停步驟根據確定的工作模式處理結果，用實時獲得 的溫度檢測數值來控制空調機的開停狀態，並調整空調^/L的運行參數；
啟動和停止排風機開關根據室內和室外溫度數值及相互之間的關 系，啟動和停止排風機進行室內外熱交換；
故障處理步驟如果出現系統故障，進行相應故障處理。
本發明方法總體來說，首先對CPU模塊、觸摸顯示屏進行初始化， 主要包括本系統CPU模塊工作模式，確定CPU模塊工作在手動模式還 是智能控制模式；同時承擔系統控制參數的設置，即設置各類溫度數值 及控制誤差的參數。
在本自動控制系統運行過程中，CPU模塊通過室內外溫度傳感器 實時獲得現場溫度測量值並作相應的數據統計分析和處理。根據所實際 檢測的溫度數據和數據分析處理結果，將對系統設置的參數進行修改和 調整。當獲得實際測試的溫度數值後，變電站室內外溫度與系統控制參數進行對比分析，包括室內外溫差情況，將決定下一步空調機的開停方式及空調機的運行參數。如何實施對空調機的的操作，主要由原先初始化設置中給定的CPU模塊工作模式。如果是手動模式，即"人工控制
模式"，則進入相應的手動模式處理；如果是智能模式，即"自動控制模式，，，則對智能製冷、制熱模式進行判斷與處理。也就是根據確定的工作模式處理結果，用實時獲得的溫度檢測數值來控制空調機的開停狀態，並調整和設置空調機的運行參數。為了達到節能的效果，有時根據室內和室外溫度數值及相互之間的關係，啟動和停止排風機進行室內外熱交換。
以上結合附圖實施例對本發明進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據上述說明對本發明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節不應構成對本發明的限定，本發明將以所附權利要求書界定的範圍作為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種用於變電站單品牌空調機的空調通風自動控制系統，其特徵在於，包括一個PC編程工業控制CPU模塊、一個觸摸顯示屏、N個空調系統的空調接口、M個模擬量輸入模塊、一個繼電器輸出模塊和設置在現場的若干個室內外溫度傳感器，其中，所述的CPU模塊通過485串行總線分別與所述的觸摸顯示屏和所述的各空調系統的空調接口連接，以及所述的CPU模塊還直接與所述的各模擬量輸入模塊和一個繼電器輸出模塊連接，所述的各模擬量輸入模塊分別與若干個室內外溫度傳感器相連，其中N、M分別為自然數。
2. 根據權利要求1所述的自動控制系統，其特徵在於，N等於3。
3. 根據權利要求1或2所述的自動控制系統，其特徵在於，M等於2。
4. 根據權利要求1所述的自動控制系統，其特徵在於，所述的空調系統 的空調接口還連接了若干臺被控制對象空調機，所述的繼電器輸出模塊與外 界的若千個排風機、報警蜂鳴器和指示燈相連，並有報警信號輸出。
5. 根據權利要求l所述的自動控制系統，其特徵在於，所述的三個空調 接口中的二個用於連接外圍設備室中的空調機、 一個用於連接外圍控制室和 外圍蓄電池室中的空調機。
6. —種用於變電站單品牌空調機的空調通風自動控制方法，通過CPU 模塊和與其連接的觸摸顯示屏來實現的，包括下列步驟初始化步驟對CPU模塊、觸摸顯示屏進行初始化；數據分析處理步驟CPU模塊通過室內外溫度傳感器實時接受現場溫度 測量值並作相應的數據分析處理；參數修改和調整步驟根據數據分析處理結果，通過觸摸顯示屏對系統 設置的參數進行修改和調整；判斷CPU模塊的工作模式步驟如果是手動模式，即"人工控制模式"，則進入相應的手動模式處理， 並選擇運行時間，當到達該運行時間點，則自行返回至智能模式；如果是智能模式，即"自動控制模式"，則對智能製冷、制熱模式進行判斷與處理；控制空調機開停步驟根據確定的工作模式處理結果，用實時獲得的溫 度檢測數值來控制空調機的開停狀態，並調整空調機的運行參數；啟動和停止排風機開關根據室內和室外溫度數值及相互之間的關係， 啟動和停止排風機進行室內外熱交換；故障處理步驟如果出現系統故障，進行相應故障處理。
7. 根據權利要求6所述的空調通風自動控制方法，其特徵在於所述的 初始化步驟中的觸摸顯示屏初始化內容包括系統工作模式和系統控制參數 的設置。
8. 根據權利要求6或7所述的空調通風自動控制方法，其特徵在於所 迷的觸摸顯示屏對系統設置的參數包括各類溫度及控制誤差的參數。
全文摘要
本發明公開了用於變電站單品牌空調機的空調通風自動控制系統及方法，系統包括PC編程工業控制CPU模塊、觸摸顯示屏、空調系統的空調接口、模擬量輸入模塊、繼電器輸出模塊和設置在現場的室內外溫度傳感器。本發明採用優化的運行控制策略，實現對變電站室內外環境溫度的實時檢測和控制，能夠有效降低站內用電量，排除人為因素對變電站內空調合理運行的幹擾，與傳統人工設置方式相比，本發明體現了一種節能、設置精簡、功能更大、運行更經濟，並具有可擴充能力的實施方案。
文檔編號F24F11/053GK101684962SQ20081020033
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月24日 優先權日2008年9月24日
發明者斌 華, 徐勝玲, 偉 楊, 王衛斌, 王文華, 趙軼嘉, 成 陸, 陳明全 申請人:上海南區節電科技開發有限公司;上海達邦節能科技有限公司;上海市電力公司