中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)設計方案

引言

樓宇自動化系統(tǒng)中中央空調(diào)子系統(tǒng)占有重要的地位，目前中

央空調(diào)系統(tǒng)的自動化實現(xiàn)方式很多，有采用單片機，接口采用

RS485,現(xiàn)場總線或者以太網(wǎng)，能實現(xiàn)中央空調(diào)的遠程監(jiān)控功能；還

有采用PLC,比如西門子的S7-200實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。目前

單片機種類很多，能實現(xiàn)本采集監(jiān)控功能的芯片選擇范圍也較廣,

比如MEGA系列,freescale系列等，另外高端的芯片本身帶有豐富

的接口，實現(xiàn)更加方便，但是成本較高，另外基于PLC的中央空調(diào)

監(jiān)控系統(tǒng)成本瓶頸限制了其進一步的推廣。所以開發(fā)一套低成本、

高可靠性的中央空調(diào)遠程監(jiān)控系統(tǒng)是很有必要的。

中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)是一套工業(yè)遠程監(jiān)控系統(tǒng)。利用此系統(tǒng)，可以通過電腦對中

夬空調(diào)的主機和管道系統(tǒng)的各類參數(shù)進行遠程集中監(jiān)控。中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)包

括：空調(diào)冷源監(jiān)控、空調(diào)機組監(jiān)控、新風機組監(jiān)控、風機盤管監(jiān)控、膨脹水箱

高、低水位監(jiān)測報警和屋頂排氣風機、通風機控制等。

二、系統(tǒng)結(jié)構

本系統(tǒng)采用模塊化可編程控制器(PLC)進行設計，使用人機界面進行集中

操作，保證系統(tǒng)的安全、可靠、連續(xù)運行。整個監(jiān)控系統(tǒng)由可編程控制器(PLC)、

監(jiān)控電腦和數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(TCP/IP以太網(wǎng))組成。

下圖為中央空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構示意圖

圖1系統(tǒng)結(jié)構示意圖

三、系統(tǒng)設計思路

目前的中央空調(diào)系統(tǒng)按輸送介質(zhì)主要有以下三類：空氣，水和

冷凝劑，所以相應的中央空調(diào)系統(tǒng)主要分為風管系統(tǒng)、冷熱水系統(tǒng)

和制冷劑系統(tǒng)。木方案主要適用對象是冷熱水系統(tǒng)。冷熱水系統(tǒng)分

主機和風機盤管，主要工作原理是通過室外主機產(chǎn)生出空調(diào)的冷

熱水，由管道系統(tǒng)送至室內(nèi)的各末端裝置，在末端處冷熱水與室內(nèi)

空氣進行熱量交換，產(chǎn)生冷熱風，從而消除房間空調(diào)負荷。冷熱水

空調(diào)系統(tǒng)的末端通常都裝有風機盤管，風機盤管的控制原理采用

溫控器加電動閥結(jié)構，如圖1示。所以可以通過調(diào)節(jié)末端風機轉(zhuǎn)速

來調(diào)節(jié)送入室內(nèi)的冷熱量，由此可見，此種系統(tǒng)的特點是可以對各

個末端（房間進行）單獨的控制和調(diào)節(jié)。

室內(nèi)溫度可由設于每臺風機盤管回水支管上與各房間內(nèi)的溫

度傳感器連鎖的電動三通閥調(diào)節(jié)，亦可由風機盤管三速開關調(diào)節(jié)。

圖1風機盤管控制原理圖

對該風機盤管(如圖2所示)的介紹：

(1)系統(tǒng)控制……溫度控制器放在溫度需要調(diào)節(jié)的房間內(nèi)，它

具有ON/OFF兩個通斷狀態(tài)，可以直接控制系統(tǒng)的開啟與關閉。

(2)溫度控制溫度控制器上設有溫度設定按鈕，在溫控器

內(nèi)有兩對觸電，夏季動作時將溫度控制器選擇開關撥到“COOL”

檔，對盤管供應冷凍水，當溫度控制低于設定值時，其中一對觸電

斷開，電動閥失電；當房間溫度高于設定值時，另一對觸點閉合,

電動閥得電；反之，在冬季運作時，將溫控器選擇開關撥到

“HEAT”檔，對盤管供應熱水，當房間溫度高于設定值時，電動閥

其中一對觸點斷開，電動閥失電，當房間溫度低于設定值時，另一

對觸點閉合，電動閥得電，從而使房間萬溫度在冬夏季維持在一定

的范圍內(nèi)。

(3)電動閥控制……電動閥的動作直接受溫控器的控制，電動

閥得電時，閥門開啟，向風機盤管供應冷熱水；失電時，電動閥斷

開。從而使溫度控制在一定的范圍之內(nèi)。

(4)風機控制.....當溫控器處于“ON”狀態(tài)時，可以通過另

一組轉(zhuǎn)換開關對風機進行高、中、低三檔調(diào)節(jié)。

圖2風機盤管空調(diào)器控制原理及動作

本系統(tǒng)中風機盤管的引線如圖3所示

圖3風機盤管引線

本系統(tǒng)下位部分是由溫控器部分，采集器部分、中間站部分和

上位機監(jiān)控部分組成。

末端控制器（溫控器）采集下位的有效信號，如溫度值，空調(diào)

開關機狀態(tài)，空調(diào)的制冷制熱狀態(tài)以及風機的風檔，經(jīng)RS485串行

總線傳至采集器，采集器一方面負責數(shù)據(jù)的采集，另一方面接收上

位機下傳的命令。

如果采集器數(shù)量較多的話，可以附加中間站，功能和采集器類

似，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和命令的傳達，如果是單棟樓的話中間站可以

不加以太網(wǎng)接口，就能實現(xiàn)單棟樓宇的中央空調(diào)的集中控制。如果

有多棟樓宇的話，中間站擴展以太網(wǎng)接口模塊，實現(xiàn)多棟樓宇中央

空調(diào)的遠程集中控制。

遠程電腦當作客戶端，采用可視化編程軟件VisualBasic實現(xiàn)

數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。

四、系統(tǒng)組成

1、空調(diào)冷源系統(tǒng)

?監(jiān)測內(nèi)容：

?冷水機組運行狀態(tài)

O冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機運行狀態(tài)

O冷水機組冷凍水、冷卻水管水流狀態(tài)

O冷卻水供、回水溫度

O冷凍水供、回水溫度

O冷凍水供、回水壓差

O冷凍水總供水流量

O冷凍水供、回水管電動平衡閥瞬時開度

O冷水機組冷凍水、冷卻水供水閥開關

控制內(nèi)容：

(1)系統(tǒng)根據(jù)事先編制好的工作及節(jié)假日作息時間表自動啟停機組，并

自動累計機組運行時間，提示定時維修；

(2)根據(jù)冷凍水供、回水溫度及總供水流量計算實際冷負荷，按冷水

機組額定制冷量，控制冷水機組運行臺數(shù)，達到節(jié)能目的；

(3)根據(jù)冷水機組累計運行時間，在不需要開啟全部冷水機組時，啟

動累計運行時間最短的冷水機組，使設備處于均衡運行狀態(tài)；

（4）為保證機組的安全可靠運行，系統(tǒng)按以下順序進行啟停：

啟動順序：冷卻塔進水蝶閥一冷卻塔風機一冷

卻水蝶閥一冷卻水泵一冷凍水蝶閥一冷凍水泵一延時

冷水機組；

停止順序：冷水機組一延時冷凍水泵一冷凍水蝶閥一冷卻水泵一冷卻水蝶

閥一冷卻塔風機一冷卻塔進水蝶閥；

（5）根據(jù)冷凍水供、回水總管壓差，調(diào)節(jié)旁通閥開度，保持冷凍水系

統(tǒng)壓力的穩(wěn)定；

（6）通過調(diào)整冷卻塔風機的運行臺數(shù)，使冷卻水供水溫度保持在設定

范圍內(nèi)；

（7）根據(jù)季節(jié)變化進行冬夏季轉(zhuǎn)換。

2、空調(diào)機組系統(tǒng)

?監(jiān)測內(nèi)容：

O空調(diào)機組送風機運行狀態(tài)、故障狀態(tài)

O空調(diào)機組過濾器阻塞狀態(tài)、提醒運行操作人員及時清洗

?空調(diào)機組新風溫、濕度

?空調(diào)機組回風溫、濕度

O空調(diào)機組送風溫、濕度

控制內(nèi)容:

（1）系統(tǒng)根據(jù)事先編制好的工作及節(jié)假日作息時間表自動啟停機

組，并自動累計運行時間，提示定時維修；

（2）根據(jù)室內(nèi)外空氣狀況，調(diào)節(jié)新、回風閥開度，合理利用新風，節(jié)

約能源；

（3）根據(jù)回風溫度，自動調(diào)節(jié)表冷器/加熱器的冷/熱水閥開度，使回

風溫度控制在設定值；

（4）根據(jù)回風濕度，自動調(diào)節(jié)加濕閥的開關，滿足室內(nèi)濕度要求；

（5）在北方地區(qū)冬季氣候寒冷，為防止空調(diào)機組盤管受凍，在表冷器

后端設置防凍開關，當溫度低于一定值（一般設定為5。0時報

警，并自動停止風機，關閉新風閥，全部打開熱水閥，以防盤管

凍裂；

3、（6）新風閥與送風機聯(lián)鎖，風機停止時自動關閉新風閥。

4、新風機組系統(tǒng)

?監(jiān)測內(nèi)容：

?新風機組新風溫、濕度

?新風機組送風溫、濕度

?新風預加熱器后端溫度

?過濾器阻塞狀態(tài)，提醒運行操作人員及時清洗

?送風機運行狀態(tài)、故障狀態(tài)

控制內(nèi)容：

（1）系統(tǒng)根據(jù)事先編制好的工作及節(jié)假口作息時間表自動啟停機組，

并自動累計運行時間，提示定時維修；

（2）根據(jù)新風預加熱器后端溫度，自動調(diào)節(jié)新風預加熱器熱水閥開度,

使該溫度控制在設定值；

（3）根據(jù)送風溫度，自動調(diào)節(jié)表冷器/加熱器的冷/熱水閥開度，使送

風溫度控制在設定值；

（4）根據(jù)送風濕度，自動調(diào)節(jié)加濕閥開關，使送風濕度控制在設定值;

（5）北方地區(qū)冬季氣候寒冷，為防止風機盤管受凍，在表冷器后端設

置防凍開關，當溫度低于一定值（一般設定為5。0時報警，并自動停止風

機，關閉新風閥，全部打開熱水閥，以防盤管凍裂；

（6）新風閥與風機聯(lián)鎖，風機停止時自動關閉新風閥；

（7）與消防系統(tǒng)聯(lián)鎖，發(fā)生火警時，風機自藥J停機。

4.風機盤管的控制

A、風機盤管由溫控器控制：

B、風機盤管的回水管上安裝開關二通閥

C、房間內(nèi)安裝溫控器

D、熱敏電阻測量房間溫度

E、帶延時功能，以防二通閥頻繁啟動

F、風機的開/關功能

G、調(diào)節(jié)風量高/中/低三檔風量

H、可以任意調(diào)節(jié)溫度（10-30°C）

5.膨脹水箱高、低水位監(jiān)測報警

6.屋頂排氣風機、通風機控制

屋頂排風機、通風機監(jiān)控內(nèi)容：

A.風機的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)

B.風機的手自動狀態(tài)顯示

C.風機開關控制

五、系統(tǒng)功能簡介：

1.流程板仿真：以現(xiàn)場配置圖為背景，實時顯示各監(jiān)控點之數(shù)值與狀態(tài)。

并可點選進入詳細資料。

2、走勢曲線圖：有實時曲線與歷史曲線，可放大和縮小，并可隨時打印

出來。

3、可串聯(lián)多臺溫濕度控制器，并可連結(jié)PLC以監(jiān)控各空調(diào)設備之狀態(tài)，構

成完整的空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)。

4.可行分布式控制或集中式控制。

5.可作遠距離監(jiān)控。

6.可在計算機上集中設置各監(jiān)控點之目標值及警報上下限值。

7、實時警報：當監(jiān)控值超過警報值時，計算機通過音效卡與音箱發(fā)生警

我聲，通知工作人員。

8、提供歷史警報及各監(jiān)控點PV值資料，以供查詢。

9、可利用網(wǎng)絡另行架設只觀不控的觀視站(ViewingNodes)o

設計單位：廣州萊安智能化系統(tǒng)開發(fā)有限公司