空调冷冻站iBES监控系统标准化设计及在线评价方法

摘要

冷冻站作为中央空调系统的重要组成部分，其能耗约占系统总能耗的65%～75%，投资约占系统总投资的40%～55%，是建筑能耗中的用能大户。通过调研发现，当前冷冻站监控系统的实际应用效果普遍较差，通过分析冷冻站控制系统架构的发展历程及应用现状，并结合国内外学者在冷冻站系统的研究成果及暖通空调系统的发展趋势，引出本文需要解决的两个问题以及最终的研究目的。 首先，本文针对现有的冷冻站集中式控制系统中存在的问题，对控制系统架构进行优化调整，采用iBES架构提出一套标准化的冷冻站监控系统架构，这一过程不仅能够简化冷冻站自控系统的设计过程，而且具有非常重要的实际应用价值，对提高系统架构的兼容性、可复制性和可扩展性具有十分重要的作用。 其次，由于冷冻站系统的运行过程具有非线性、强耦合及多变量的特点，仅对单一设备进行能效评价或故障诊断很难准确地反映出整个冷冻站系统的实际运行状态，必须从系统整体层面切入，尽可能做到科学、全面地评价冷冻站系统的运行状态。因此，本文对冷冻站系统及其各设备的评价方法进行归纳总结，从冷冻站的运行安全、系统能效及供冷品质三方面着手，提出一套完善的适用于冷冻站的评价体系。 基于提出的评价体系，结合控制架构标准化设计中配置的监控点位，对评价指标进行筛选；筛选出的指标能有效地对冷冻站系统及其各设备进行状态评价，且各指标均能实现在线监测。同时，基于冷冻站iBES控制系统架构，利用PLC编程、HMI编程等技术开发冷冻站在线评价系统。 最终，将标准化的冷冻站控制系统及在线评价系统应用于实际工程，通过对实际工程的系统设计、现场施工、运行调试等过程的介绍，验证了冷冻站在线评价系统的可行性。

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摘 要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 冷冻站节能诊断意义重大

1.1.2 冷冻站自控系统问题凸显

1.1.3 iBES控制架构的发展

1.1.4 研究意义

1.2 冷冻站评价系统相关研究

1.2.1 冷冻站自动控制系统架构发展

1.2.2 冷冻站能效评价的发展概述

1.2.3 冷冻站故障诊断概述

1.2.4 发展动态分析

1.3 论文研究内容与结构安排

1.4 本章小结

2 冷冻站监控系统标准化设计

2.1 冷冻站监控系统架构设计

2.1.1 基于iBES的冷冻站监控系统架构

2.1.2 基于iBES的冷冻站监控系统组成

2.2 控制点位标准化

2.2.1 冷冻站控制环路介绍

2.2.2 单台同类设备I/O点位配置

2.2.3 多台同类设备I/O点位配置

2.3 硬件及接线图标准化

2.3.1 硬件介绍

2.3.2 接线图

2.4 监控程序标准化

2.5 本章小结

3 冷冻站评价体系的研究

3.1 运行安全评价指标研究

3.1.1 冷冻站系统中的设备运行安全问题

3.1.2 冷水机组运行安全评价指标

3.1.3 冷冻（却）水泵运行安全评价指标

3.1.4 冷却塔运行安全评价指标

3.1.5 分集水器运行安全评价指标

3.2 系统能效评价指标研究

3.2.1 冷冻站系统能效评价指标

3.2.2 冷水机组性能评价指标

3.2.3 冷冻（却）水泵性能评价指标

3.2.4 冷却塔性能评价指标

3.3 供冷品质评价指标研究

3.3.1 冷水机组供冷品质评价指标

3.3.2 分集水器供冷品质评价指标

3.3.3 末端供冷品质评价指标

3.4 本章小结

4 冷冻站在线评价系统的构建

4.1 在线评价指标筛选

4.1.1 运行安全评价指标筛选

4.1.2 系统能效评价指标筛选

4.1.3 供冷品质评价指标筛选

4.2 在线评分机制

4.2.1 运行安全评分规则

4.2.2 系统能效评分规则

4.2.3 供冷品质评分规则

4.2.4 评分案例分析

4.3 本章小结

5 工程应用实例

5.1 案例背景及系统简介

5.2 iBES架构应用

5.2.1 设计方案

5.2.2 现场控制器产品研发

5.2.3 施工安装及运行调试

5.2.4 冷冻站标准化架构应用分析

5.3 在线评价系统应用

5.3.1 评价系统功能介绍

5.3.2 评价系统应用效果

5.4 本章小结

结 论

参 考 文 献

附录A 标准化Modbus通讯轮询程序示例

附录B 评价系统分值结算程序（部分示例）

附录C 评价系统参数设置程序（部分示例）

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢

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