本實用新型涉及中央空調節能技術領域，尤其涉及一種基于分布式控制系統的中央空調優化控制裝置。

背景技術：

中央空調系統一般是由冷熱源系統和空氣調節系統組成，其采用液體汽化制冷的原理為空氣調節系統提供所需冷量，用以抵消室內環境的冷負荷；制熱系統為空氣調節系統提供用以抵消室內環境熱負荷的熱量。但一些大型商場、酒店、醫院等場所采用的中央空調系統一般為機房空調系統，其中采用水冷式中央空調系統較為廣泛，其水冷式空調在進風口處安裝有帶風機降溫水簾的冷卻塔，并依靠水把房間內的熱量帶走，或者是把外界的熱量送給房間，空氣中含有一定濕度，冷風效果制冷和換氣較為舒適。

大型中央空調系統普遍存在30％以上的無效能耗，在實際運行中，全年運行的空調系統最大負荷出現的時間一般不超過總運行時間的10％,由于空調設備的選擇是按照設計工況確定的,而空調系統大部分時間在低于80％的負荷率下工作。中央空調系統的節能越來越得到人們的重視。且開發運行穩定的、節能的、成本相對較低的中央空調系統整體優化控制裝置是很有必要的。

技術實現要素：

針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供一種基于分布 式控制系統的中央空調優化控制裝置，能夠對中央空調進行系統科學化地運行管理，可節省中央空調的整體用電量。

為實現上述目的，本實用新型還提供一種基于分布式控制系統的中央空調控制裝置，包括工程師級工作站、服務器、操作員級工作站、數據監控與采集模塊、控制模塊和中央空調主體；所述工程師級工作站與服務器通過系統網絡連接通訊，所述服務器與操作員級工作站通過系統網絡連接通訊，所述數據監控與采集模塊和控制模塊通過系統網絡與操作員級工作站連接，所述數據監控與采集模塊與控制模塊均與中央空調主體電連接。

其中，所述數據監控與采集模塊包括第一數據監控與采集模塊和第二數據監控與采集模塊，所述第一數據監控與采集模塊與冷水機組電連接，所述第二數據監控與采集模塊與電量變送器、溫濕度傳感器、壓力變送器和流量變送器電連接，所述第一數據監控與采集模塊和第二數據監控與采集模塊將數據傳輸至操作員級工作站中。

其中，所述中央空調主體包括水泵、冷水塔和送風模塊，所述水泵、冷水塔和送風模塊均與控制模塊電連接，所述控制模塊與操作員級工作站網絡連接通訊。

其中，所述送風模塊包括空氣處理機、風柜和風機盤管，所述空氣處理機、風柜和風機盤管均與控制模塊電連接。

本實用新型的有益效果是：與現有技術相比，本實用新型提供的一種基于該分布式控制系統的中央空調優化控制裝置，通過工程師級工作站對整個系統進行布局與監控，通過操作員級工作站對數據監控與采集模塊中的數據進行監控，操作員級工作站實時控制主控模塊，對中央空調主體的各個組件部分進行控制，且操作員級工作站將數據傳輸到服務器，工程師級工作站通過服務器對整個中央空調主體進行監控，由于數據監控與采集模塊監控了冷水機、電量變化、溫濕度、壓力以及流量的變化，當這些指標一切正常的時候，整個系統正常運行，當上述指標發生異常時，操作員級工作站將數據傳輸到服務器， 通過服務器，工程師級工作站與遠程客戶端均可以對數據進行分析，根據該分布式系統所管理的整體情況以及最初設置的額定值，對整個系統進行調控，并將控制指令傳輸到操作員級工作站中，操作員級工作站接收指令，通過控制主控模塊控制各個設備的運行狀態以及數據監控與采集模塊數據的設置，從而達到整體優化控制，達到節省總電量的目的。

附圖說明

圖1為本實用新型分布式系統的機構框圖；

圖2為本實用新型實施例的中央空調控制裝置示意圖。

主要元件符號說明如下：

10、工程師級工作站 20、服務器

30、遠程客戶端 40、操作員級工作站

50、數據監控與采集模塊 60、控制模塊

70、冷水機組 80、中央空調主體

501、第一數據監控與采集模塊 502、第二數據監控與采集模塊

801、水泵 802、冷卻塔

803、送風模塊 901、電量變送器

902、溫濕度傳感器 903、壓力變送器

904、流量變送器 8031、空氣處理機

8032、風機盤管 9033、風柜。

具體實施方式

為了更清楚地表述本實用新型，下面結合附圖對本實用新型作進一步地描述。

請參閱圖1，本實用新型提供一種基于分布式控制的系統，包括：

對整個設備進行控制的工程師級工作站10；

完成人機界面控制的操作員級工作站40；

作為數據載體的服務器20；

連接各個組成部分的系統網絡100；

對現場設備進行控制的控制模塊60；

與服務器20進行通訊的遠程客戶端30；

以及對現場設備進行監測和數據采集的數據監控與采集模塊50；

數據監控與采集模塊50與控制模塊通過系統網絡100與操作員級工作站連接通訊，操作員級工作站通過系統網絡100與服務器20連接通訊，工程師級工作站10與服務器20網絡連接通訊，遠程客戶端30與服務器20無線連接通訊。

在本實施例中，操作員級工作站不少于一個，每個操作員級工作站均與工程師級工作站10和服務器20進行通訊，不同的操作員級工作站可監控不同的設備，各個不同的設備通過不同的操作員級工作站匯總到服務器20中，并通過工程師級工作站10進行統一監控調配。

本實用新型所用的分布式計算機控制系統又稱集散控制系統，簡稱DCS。它是一個為滿足大型工業生產和日益復雜的過程控制要求，從綜合自動化的角度出發，按功能分散、管理集中的原則構思，采用多層分級、合作自治的結構形式，綜合計算機、通信、終端顯示和控制技術而發展起來的新型控制系統。由多臺計算機分別控制生產過程中多個控制回路，同時又可集中獲取數據、集中管理和集中控制的自動控制系統。分布式控制系統采用微處理機分別控制各個回路，各回路之間和上下級之間通過高速數據通道交換信息。分布式控制系統具有數據獲取、直接數字控制、人機交互以及監控和管理等功能。分布式控制系統是在計算機監督控制系統、直接數字控制系統和計算機多級控制系統的基礎上發展起來的，是生產過程的一種比較完善的控制與管理系統。在本實施例中，設置對現場設備進行監測和數據采集的數據監控與采集模塊50和對現場設備進行控制的控制模塊，這兩 個模塊是整個控制系統中的基礎環節，通過數據采集和監控，以及操作員級工作站的處理和數據傳輸，在工程師級工作站10中進行調控，再反饋到操作員級工作站，通過操作員級工作站的人機界面的操作，使控制模塊對設備進行節能控制，從而達到減少總電量的目的。

請參閱圖2，本實用新型還提供一種基于分布式控制系統的中央空調控制裝置，包括工程師級工作站10、服務器20、操作員級工作站、數據監控與采集模塊50、控制模塊60和中央空調主體80；工程師級工作站10與服務器20通過系統網絡100連接通訊，服務器20與操作員級工作站40通過系統網絡100連接通訊，數據監控與采集模塊50和控制模塊60通過系統網絡100與操作員級工作站40連接，數據監控與采集模塊50與控制模塊60均與中央空調主體80電連接。

與現有技術相比，本實用新型設置數據監控與采集模塊50，且中央空調主體80通過控制模塊60進行控制，整個過程全自動進行，自動化程度高，且可以實時監控，控制起來方便、及時，更主要地，這種分布式控制系統可以對全局進行一個實時地監控以及操作的反饋，反應速度塊，調控及時，根據時間段和需求，快速調整中央空調主體80各個部件的運轉狀態，當人多的時候，調低溫度增大風速等參數，當人少的時候自動調高溫度，降低風速等參數，從而有效控制功耗。

在本實施例中，數據監控與采集模塊50包括第一數據監控與采集模塊501和第二數據監控與采集模塊502，第一數據監控與采集模塊501與冷水機組70電連接，第二數據監控與采集模塊502與電量變送器901、溫濕度傳感器902、壓力變送器903和流量變送器904電連接，第一數據監控與采集模塊501和第二數據監控與采集模塊502將數據傳輸至操作員級工作站40中。本實施例中采用的是一個操作員級工作站40同時控制數據采集和監控模塊50與主控模塊60，也可以是運用兩個操作員級工作站40，其中一個控制數據采集和監控模塊50，另一個控制主控模塊60,本實用新型中的操作員級工作站 40可以控制中央空調，也增加其他的設備，一起進行控制。

在本實施例中，中央空調主體80包括水泵801、冷水塔802和送風模塊803，水泵801、冷水塔802和送風模塊803均與控制模塊60電連接，控制模塊60與操作員級工作站40網絡連接通訊，送風模塊803包括空氣處理機8031、風柜8033和風機盤管8032，空氣處理機8031、風柜8033和風機盤管8032均與控制模塊60電連接。

在本實施例中，冷水機組70為離心式冷水機組、螺桿式冷水機組或者活塞式冷水機組，冷水機組70是整個中央空調的制冷源，在冷水機組70中會消耗很大的電量，在本實施例中，每個冷水機組70上都設置有數據監控與采集模塊50，對每個冷水機組70的運行速度和狀態進行監控，通過其運行狀態，計算得出用電量，第一數據監控與采集模塊50監控這些冷水機組70，并將數據傳輸到操作員級工作站40中。電量變送器901是一種將被測電量參數(如電流、電壓、功率、頻率、功率因數等信號)轉換成直流電流、直流電壓并隔離輸出模擬信號或數字信號的裝置，其直接監測整個中央空調主體80的用電量，當用電量變化時，數據監控與采集模塊50監測到相關變化，并將變化傳至操作級工作站40。同樣，溫濕度傳感器902主要用于監控室內的溫度和濕度，當房間的溫度和濕度超過最適宜的溫度和濕度時，數據監控與采集模塊50記錄相關數據，傳輸至操作員級工作站40進行處理。

中央空調的主要工作在于室內空氣與外籍空氣進行交換，室內處于負壓狀態，而讓外界空氣進入公共環境中，就要有壓力差的存在，可以通過壓力變送器903感受到室內壓力的大小控制通風設備，實現智能控制，同樣，在中央空調中，通過流量變送器904對水泵的變流量控制，可以降低冷卻塔的能耗，也可以降低冷卻水出水溫度，提高冷水機能效比，但是冷卻水進水溫度有最低水溫限制，所以水泵的變流量控制必須與冷卻塔的變風量控制相結合，才能真正達到綜合節能的目的。結合上述所說，整個中央空調主體80中的冷水機組70、水 泵801、冷水塔802和送風模塊803的各個環節，都涉及到用電，實施監控這些環節的工作狀態，有利于掌握用電情況，且中央空調多安裝在公共場合，隨著時間，人流量以及外部環境的影響，人們對中央空調風速、溫度和濕度的要求是不一樣的，在本實施例的這種分布式控制系統中，能夠實時控制各個環節，從而調整各個部件的運行狀態，不僅讓中央空調使用起來更為智能化，也在一定程度上控制了總用電量。

在本實施例中，水泵80和冷水塔802通過變頻方式控制。變頻方式主要是中央空調自動進行無級變速的，它可以根據室內情況自動提供所需的冷(熱)量；當室內溫度達到期望值后，中央空凋主體80則以能夠準確保持這一溫度的恒定速度運轉，實現"不停機運轉"，從而保證環境溫度的穩定，且不消耗多余的電力，所以電量只是一般空調機的約2/3，節能效果強。

本實用新型的優勢在于：

1)分布式控制系統的控制方式簡單，整個控制程序清晰明了，呈階梯式控制，每個模塊功能明確，運行效率高，響應速度快；

2)操作員級工作站不少于一個，每個操作員級工作站均與工程師級工作站和服務器進行通訊，不同的操作員級工作站可監控不同的設備，各個不同的設備通過不同的操作員級工作站匯總到服務器中，并通過工程師級工作站進行統一監控調配，這樣的方式，使該分布式控制系統可以關聯更多其他的設備，同時進行控制，統一管理，控制方式簡單；

3)運用到中央空調控制裝置中，通過工程師級工作站對整個系統進行實時布局與監控，控制方便，且系統化，由于監控模塊監控了冷水機、電量變化、溫濕度、壓力以及流量的變化，從各個角度對中央空調的用電量進行控制和科學地運行管理，從而達到整體優化控制，節省總電量的目的。

以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是本實用新型 并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護范圍。