摘要：详细地介绍了单体建筑空调机房的控制任务及远程监控系统网络，控制系统选型及配置，空调机房的设备自动控制逻辑。WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
关键词：单体建筑空调机房；冷热量计费；工业以太网；现场总线Profibus-DP；S7-200PLC； WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
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AbstractWWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
this paper introduces in detail about the control mission and long-distance monitor system network..configuration and type-choose control system. auto-control. logic of the air-conditioning plant equipment of the unit building air-conditioning plant.WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
Key words: unit building air-conditioning cold-thermal charging Industrial ethernet network Local bus Profibus-DP S7-200PLCWWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
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一、项目简介:WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
广州大学城是广东省落实“科教兴粤”战略部署的一项重要工程，同时也是广州市建设现代化生态城市目标规划中的重要组成部分。广州大学城定位为国家一流的大学园区，华南地区高级人才培养、科学研究和交流的中心，学、研、产一体化发展的城市新区，面向21世纪适应市场经济体制和广州国际化区域中心城市地位、生态化和信息化的大学园区。广州大学城位于广州市番禺区小谷围岛及南岸地区，规划范围约43平方公里，可容纳学生18万至20万人，总人口达40万人左右（包括村镇人口）。大学城的建设目标是在广州市未来发展的中心地带番禺区小谷围岛及其南岸地区新建一座集大学教育、生活及其配套设施为一体的一流大学城。WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
广州大学城区域供冷系统设计总装机容量约11万冷吨，供冷建筑面积约350万平方米，各高校末端总共有近300间板换间，冷冻水供回水温度为3℃/13℃。其自控系统能自动、实时采集系统所有机电设备的运行状态、末端负荷状态等参数，并实施过程控制，使系统为末端用户提供足够的冷量，并能跟随末端负荷的变化，实现冷站供冷量与末端用户实际需求负荷的精确匹配，从而提高系统的运行效率，降低运营成本。WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
广州大学城区域供冷系统是当今世界供冷区域最大的工程之一，蓄冷量可与美国芝加哥市UNICOM区域供冷系统相媲美。整个系统建有四个冷站，空调负荷主要是十所高校的教学区和生活区大楼以及两个中心商业区供冷。整个系统由冷站（制备冷量）、空调冷冻水管网（输送冷量）及末端供冷系统（使用冷量）三个子系统组成。自控系统实现区域供冷系统四个冷站中央空调系统的自动监控，在系统安全可靠运行的前提下，以满足末端用户供冷需求为根本，从末端用户稳定供冷、二级泵管网稳定送冷和冷站制冷三个环节进行控制，在满足用户舒适性要求下，对系统进行优化，使系统运行于最佳工况，实现经济运行。 WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
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末端供冷系统是整个区域供冷系统控制的决定因素，它直接反映了空调负荷的变化，从而也决定了冷站内如何控制冰蓄冷系统运行的工况。因此，如何控制好末端供冷系统，正确反映空调负荷是整个区域供冷系统控制的关键。广州大学城区域供冷系统中末端供冷系统采用德国SIEMENS公司S7-200可编程控制器来完成自动控制过程。 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
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单体建筑用户侧高温回水经水泵流过板换，再以低温水向单体建筑供冷；管网侧供水管来自冷站，经板换后再回到冷站，目的是向单体建筑提供冷量。空调管网输送的冷冻水与各单体建筑内的冷冻水通过板换进行热交换来完成能量传递过程。具体的工艺流程如下图所示。W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
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图1 末端供冷系统图W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
二、控制系统构成WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
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1、控制设备选型WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
单体建筑空调机房设备少、控制简单，关键是必须具备计费和独立控制功能。因此，从性价比及控制要求上我们选择了德国西门子S7-200系列PLC进行自动控制。其主要有四个方面的优点：WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
1、 性价比最优W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
单体建筑空调机房受控制设备少、控制点数少、工艺简单，采用低端PLC自由组合I/O模块，独立编程控制，灵活便捷，相对DDC系统投资少。西门子PLC在全球有良好的可信度，其低端产品S7-200系列PLC具有精度高、可靠性高、编程灵活、性能优越、价格低廉等优点，且在全球有着极高的市场占有率。WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
2 能够独立编程控制WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
在广州大学城区域供冷系统Profibus-DP网络中，选择ET200M分布式I/O，配置有源背板总线，在主站CPU上统一编程，可靠性更高。从站I/O点不影响整个系统运行，各从站间相互独立。从站不能采用ET200M分布式I/O，而必须采用CPU+I/O模块。根据工艺要求，末端单体建筑空调机房必须具备独立冷热量计费、控制功能。冷热量计费要求PLC采样精度高。S7-200PLC扫描周期十几毫秒，对温度的分辨率为1/212℃，对流量的分辨率为1/215m3/h，高精度配置可以使计费精度达0.2%。每个机房的设备数量不一致，控制程序不完全相同，在CPU上可以任意编程。因此采用S7-200PLC能够满足系统控制要求。WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
3 通讯功能plcjs.技.术_网
与其它PLC一样，S7-200配置相应的通讯模块可以与Profibus-DP网络通讯，也可以与工业以太网通讯，同时CPU上的编程口支持自由通讯协议，可以与变频器通讯。广州大学城末端控制系统采用Profibus-DP网络。Profibus-DP网络是西门子公司推出的世界应用最广泛、最经典的总线方式。最大通讯速率达12Mbps，主站CPU访问每个从站CPU并监控从站。主站CPU通过工业以太网接受控制室操作员站监控，形成一个完整的监控网络。WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
4 扩展功能P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
S7-200PLC最多可以带8个扩展模块，可以扩充控制点。配CP231模块可以与工业以太网通讯，同时CPU上的编程口支持自由通讯协议，可以与变频器通讯。——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
2、系统硬件配置及网络结构P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
控制系统硬件配置 WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
末端控制PLC：S7-200（CPU224、EM231 RTD、EM235、EM277）WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
冷站内的操作站：工控机（PⅣ2.4G 21’纯平彩显）WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
以太网卡：CP1613P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
交换机：OSM-ITP62P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
主站CPU：CPU414-2DP（图中S7-412-2DP即表示CPU412-2DP，其从站只有40个）WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
以太网接口：CP443-1WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
扩展DP接口：CP443-5（扩展型）WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
光电链路器：OLM/G11-1300（主站PLC出口）、OLM/G12-1300WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
系统监控网络结构WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
控制级采用TCP/IP协议，工业以太网，网络波特率为10/100Mbps，采用光纤进行通讯，现场级采用现场总线Profibus-DP，总线传输介质为通讯电缆和光缆，网络波特率为19.2Kbps。拓朴结构如下：WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
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二、三、四冷站各设一套主站PLC（CPU414-2DP），上图为广州大学城四号冷站末端控制系统的网络结构图，二、三号冷站的网络结构与上图相似，只是Profibus-DP网段数量和从站数量不一样。以四号冷站末端控制系统方案进行分析，根据各单体的位置，按近原则组网，采用光缆介质和Profibus专用电缆介质，选用S7-400 CPU414-2 DP可编程控制器作主站，S7-200PLC作从站来完成整个控制系统网络的组建，具体方案如下：WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
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