CC-Link在樓宇自控系統(tǒng)中的應(yīng)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(nèi)的各種設(shè)備品種多分布廣如何搞好這些設(shè)備的運(yùn)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(yùn)行費(fèi)用是業(yè)主最為關(guān)心的，因此不少大型建筑都設(shè)計(jì)了樓宇智能系統(tǒng)對(duì)樓宇中的設(shè)備進(jìn)行集中管理。樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)（BAS）其實(shí)質(zhì)就是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)在現(xiàn)代化多功能建筑中的應(yīng)用,它將建筑內(nèi)的各種設(shè)備如配電設(shè)備,給排水設(shè)備,暖通設(shè)備等在各自的現(xiàn)場(chǎng)控制器控制下按預(yù)定的控制策略使各個(gè)系統(tǒng)相互協(xié)調(diào),工作在最佳狀態(tài)下，達(dá)到節(jié)能、舒適的效果。BA系統(tǒng)通常設(shè)有1至2個(gè)中央控制主站，在中央主站可以監(jiān)控各個(gè)被控設(shè)備的運(yùn)行情況和重要的運(yùn)行參數(shù)，記錄運(yùn)行狀態(tài)的歷史趨勢(shì)和設(shè)備的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、報(bào)警類(lèi)型和次數(shù)等，為設(shè)備管理分析制定維修計(jì)劃提供可靠依據(jù)。目前國(guó)外不少著名的公司如美國(guó)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(tǒng)。這些系統(tǒng)雖然功能較強(qiáng)，但系統(tǒng)投資較大。我們針對(duì)樓宇控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用了基于三菱現(xiàn)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(tǒng)，具有運(yùn)行可靠，修改控制軟件簡(jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)，中央站應(yīng)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(yùn)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(yùn)用于電力、制冷、化工、機(jī)械制造、交通管理等多種工程領(lǐng)域，構(gòu)造有效的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。整套控制系統(tǒng)已成功地在浙江印刷廠(chǎng)新廠(chǎng)房中應(yīng)用，實(shí)踐證明該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，靈活，非常適合在一些中小規(guī)模的智能建筑樓宇自控系統(tǒng)中使用。

二，系統(tǒng)硬件構(gòu)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(tǒng)通訊距離而定），最大通訊距離可達(dá)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(tǒng)，并可大大簡(jiǎn)化控制學(xué)系統(tǒng)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(yùn)行指令速度快（0.08us/基本指令）內(nèi)置8K步的RAM和時(shí)鐘，具有PID運(yùn)算指令，是FX系列中性能最高的, 并且擁有模擬量控制、系統(tǒng)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(qiáng)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(tǒng)，通過(guò)CC-Link網(wǎng)絡(luò)可與主站交換數(shù)據(jù)，通過(guò)主站PC機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集中管理監(jiān)視和控制。
（三） 整個(gè)系統(tǒng)的框圖如圖：

三，系統(tǒng)功能和控制策略
（一）、供配電系統(tǒng)：
安全、可靠供電是智能建筑正常運(yùn)行的先決條件。本系統(tǒng)根據(jù)需要將電壓、電流、功率因數(shù)和頻率傳感器將電壓、電流信號(hào)等統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成4-20ma信號(hào)送至現(xiàn)場(chǎng)控制器的A/D轉(zhuǎn)換模塊讀入控制器，實(shí)現(xiàn)能量管理。如配電系統(tǒng)采用先進(jìn)的微機(jī)檢測(cè)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(zhuǎn)換器獲取電量數(shù)據(jù)，以提高精度和實(shí)時(shí)性、降低成本。本系統(tǒng)還可并對(duì)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(cè)，監(jiān)視各種異常情況。
（二）、空調(diào)子系統(tǒng)
空調(diào)系統(tǒng)在建筑物中能源消耗最大，約占45%左右，樓宇自控系統(tǒng)在保證提供舒適環(huán)境的條件下盡量降低能耗。根據(jù)杭州地區(qū)凍夏季換季時(shí)間不定且時(shí)間較長(zhǎng)的氣候條件，在冷凍機(jī)房設(shè)計(jì)了以PLC和液晶觸摸屏組成的智能操作臺(tái)，該操作臺(tái)省去了其他各種儀表盤(pán)，使盤(pán)面標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，節(jié)省布線(xiàn)。通過(guò)冷凍機(jī)房操作臺(tái)操作者可以直觀(guān)地監(jiān)視大樓內(nèi)各有關(guān)參數(shù)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(shè)備檢修時(shí)切換至手動(dòng)操作，還可以通過(guò)本操作臺(tái)對(duì)各個(gè)設(shè)備有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，使設(shè)備運(yùn)行在最佳狀態(tài)。
本系統(tǒng)由冷凍機(jī)組、熱交換器和空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備三部分組成：
控制策略與功能
A．根據(jù)冷凍機(jī)組運(yùn)行要求對(duì)冷卻水泵、空調(diào)水循環(huán)泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)及冷凍機(jī)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(jù)空調(diào)供回水溫差和空調(diào)水流量計(jì)算即時(shí)的系統(tǒng)制冷或制熱量，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)負(fù)荷率，為冷凍機(jī)組、熱交換器半自動(dòng)或全自動(dòng)的啟停和臺(tái)數(shù)控制提供依據(jù)。
C．本系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)空調(diào)供回水壓差并與設(shè)定值比較進(jìn)行PID運(yùn)算來(lái)調(diào)節(jié)旁通閥以實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)流量恒定。
D．通過(guò)檢測(cè)冷卻水的溫度來(lái)控制冷卻風(fēng)機(jī)的啟停和臺(tái)數(shù)控制，以保證冷水機(jī)組冷媒壓力在一定的范圍內(nèi)，并可達(dá)到節(jié)能的目的。