臺達現(xiàn)場工業(yè)自動化產(chǎn)品在HVAC的應(yīng)用
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進入90年代以來，隨著經(jīng)濟發(fā)展和生活水平提高，空調(diào)開始進入許多城市的商場、辦公室、會議室、旅館、飯店、車站、影劇院等公共建筑以及居民住宅。許多城市空調(diào)用電量已占城市總用電量的30%～40%。在幾乎所有的工業(yè)化國家中，空調(diào)和制冷設(shè)備的年耗電量都是第一大戶。
我國是一個人口眾多、資源相對不足的國家。目前，我國人均資源占有量不到世界平均水平的一半，人均能源消費量為世界平均水平的55％。中國人均用電量只有1000千瓦時，只相當(dāng)于世界平均用電水平的一半，遠遠低于發(fā)達國家人均用電2萬千瓦時的水平。但在另一方面，每萬美元國民生產(chǎn)總值能耗方面則為世界各國之首，為印度的二點二倍，為發(fā)達國家的四至六倍；使用能源的設(shè)備效率偏低，又造成能源的浪費，能源利用效率不高。冬夏兩季，空調(diào)建筑的空調(diào)耗能占整個建筑耗能的50%以上。采取必要的建筑節(jié)能措施，可使空調(diào)建筑降低空調(diào)的設(shè)備運轉(zhuǎn)能耗的25%以上，因此積極采取合適的節(jié)能措施，意義重大。
本文主要論述臺達DeviceNet現(xiàn)場總線產(chǎn)品在空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用原理。系統(tǒng)中，子PLC用于控制變頻器狀態(tài)、采集現(xiàn)場的溫度以及濕度信號并作運算處理，主負(fù)責(zé)管理DeviceNet控制網(wǎng)絡(luò)，并將信息通過EtherNet傳送給上位機作數(shù)據(jù)分析和處理，整個網(wǎng)絡(luò)充分展示了臺達DeviceNet現(xiàn)場總線產(chǎn)品的系統(tǒng)集成優(yōu)勢。
2 系統(tǒng)特色
本系統(tǒng)擁有多項優(yōu)勢，具體如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)優(yōu)勢示意圖
3 系統(tǒng)簡介
在本應(yīng)用中，中央空調(diào)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)工廠1～3層的冷氣供給，每層分布5個風(fēng)柜房，其中A、B、C、D風(fēng)柜房有兩臺風(fēng)機，E風(fēng)柜房有一臺風(fēng)機。由于每個風(fēng)柜房負(fù)責(zé)的區(qū)域?qū)貪穸鹊囊蟛槐M相同，所以本系統(tǒng)采用區(qū)域控制、局部微調(diào)、集中管理的控制策略。
Master主要由PLC以及DVPDNET掃描模塊構(gòu)成。總控制器通過臺達的DeviceNet總線與現(xiàn)場控制器通訊，進行數(shù)據(jù)交換。工業(yè)電腦通過EtherNet以MODBUS TCP協(xié)議與7個Master進行通訊，進行監(jiān)視各AHU的運行狀態(tài)。現(xiàn)場的目標(biāo)溫度、風(fēng)門開度、冰水閥開度可以通過PC界面來設(shè)定，設(shè)定好的數(shù)據(jù)通過DeviceNet通訊分發(fā)給各現(xiàn)場控制器。
通過DVPDNET掃描模塊對整個網(wǎng)絡(luò)進行管理，并通過人機界面顯示各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的狀態(tài)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點發(fā)生異常時，相應(yīng)的指示燈點亮。實時顯示掃描模塊的狀態(tài)，當(dāng)掃描模塊發(fā)生錯誤時，顯示掃描模塊的錯誤代碼?，F(xiàn)場控制器主要由PLC、變頻器、溫濕度傳感器、接觸器等部件構(gòu)成。
4 項目方案
4.1 硬件配置
硬件配置具體參數(shù)如表1所示。
表1 硬件具體參數(shù)示意表
| 序號 | 產(chǎn)品型號 | 數(shù)量（臺） | 說明 |
| 1 | VFD370F43A | 8 | 37KW變頻器 |
| 2 | VFD185F43A | 2 | 18.5KW變頻器 |
| 3 | VFD150F43A | 9 | 15KW變頻器 |
| 4 | VFD110F43A | 6 | 11KW變頻器 |
| 5 | VFD075F43A | 12 | 7.5KW變頻器 |
| 6 | VFD055F43A | 5 | 5.5KW變頻器 |
| 7 | DVP28SV11R | 23 | 28點PLC主機 |
| 8 | DVP16SP11R | 38 | 16點數(shù)字量擴展 |
| 9 | DVP04AD-S | 38 | 4AI模擬量擴展 |
| 10 | DVP04DA-S | 36 | 4AO模擬量擴展 |
| 11 | DVPDNET-SL | 23 | 主站模塊 |
| 12 | TAP-CN02 | 23 | DeviceNet網(wǎng)絡(luò)分接盒 |
| 13 | TAP-CP01 | 7 | DeviceNet電源分接盒 |
| 14 | TAP-CB01 | 600m | DeviceNet通訊電纜 |
| 15 | DVPEN01-SL | 7 | 以太網(wǎng)通訊模塊 |
4.2 設(shè)備空間布局
整個大樓共分為三層，一層8臺AHU、5臺冰水泵、5臺冷卻水泵；二層9臺AHU，三層9臺AHU，樓頂兩臺冷卻風(fēng)扇，每層都由不同的功能區(qū)域組成。設(shè)備空間分布圖如圖2所示。
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