CN102393713A

CN102393713A - 建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统

Info

Publication number: CN102393713A
Application number: CN2011103408095A
Authority: CN
Inventors: 卢岳峰
Original assignee: SHANGHAI RUIKUN NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI RUIKUN NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2012-03-28

Abstract

本发明提供建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统，具体地，其包括上层监控计算机系统、以及下层智能控制系统，所述上层监控计算机系统与下层智能控制系统通过CAN总线和RS485网络连接，所述上层监控计算机系统包括工业控制计算机、屏幕显示装置、集中操作显示台、网络通讯控制器、数据采集计量控制系统，所述下层智能控制系统包括传感器、以及PLC控制机。本发明可以对现有设备进行节能改造，能大幅提高设备的现代化程度和明显节能效果并提高设备运行寿命。

Description

建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统

技术领域

本发明涉及综合节能优化中央管控系统，尤其是适用于建筑的综合节能优化中央管控系统，具体地，涉及建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统。

背景技术

当前，我国能源紧缺，资源环境约束和经济快速增长的矛盾，已成为未来中国经济社会发展的严峻挑战。节约能源不仅是缓解能源约束矛盾、保障国家经济安全的重要措施，而且是加强和改善宏观调控、提高经济增长质量与效益的重要手段。

随着能源的市场价格的不断上升，一些大楼能源开支也随之剧增，能源消耗始终居高不下。据统计，大楼高能耗、高成本运作过程中的主要能耗分配如下：

表1高档公共建筑能源消耗表

项目	所占比例	用途
			中央空调能耗	50％--60％	制冷、采暖、通风
照明能耗	20％--25％	照明、广告、电梯
			建筑能耗	5％--10％	建筑保温
其他动力能耗	5％--10％	非空调系统动力
			热水能耗	5％--10％	客房热水、桑拿热水

从以表1中不难看出，中央空调在大楼能耗中所占的比例是最高的，是建筑物能耗大户，其次是照明能耗及热水能耗。由于现有技术中缺乏先进的技术手段和装备，没有先进可行的节能控制措施，造成“我国单位建筑的能耗是发达国家的3倍左右”。因此针对目前许多宾馆、酒店及办公大楼普遍存在能源消耗过多，空调、生活热水成为能源消耗的主要部分，空调和生活热水的节能方案和措施对降低能耗具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统。

根据本发明的一个方面，提供一种建筑综合节能智能动态优化中央管控一体化系统，其特征在于，包括上层监控计算机系统、以及下层智能控制系统，所述上层监控计算机系统与下层智能控制系统通过CAN总线和RS485网络连接，所述上层监控计算机系统包括工业控制计算机、屏幕显示装置、集中操作显示台、网络通讯控制器、数据采集计量控制系统，所述下层智能控制系统包括传感器、以及PLC控制机，其中，所述工业控制计算机根据所述传感器所采集数据生成管控数据，所述数据采集计量控制系统根据所述管控数据向所述PLC控制机发送动作指令，所述工业控制计算机通过所述网络通讯控制器接收远程控制指令，所述屏幕显示装置用于显示所述管控数据、动作指令以及远程控制指令，所述集中操作显示台用于对现场操作指令的输入接收并显示。

优选地，还包括连接所述上层监控计算机系统的后台监控系统，其中，所述后台监控系统包括历史数据库、远程操作站、以及编程操作站，所述历史数据库用于对所述工业控制计算机、传感器、以及PLC控制机的运行数据进行备份，所述远程操作站用于远程向所述工业控制计算机发送动作指令，所述编程操作站用于设置所述数据采集计量控制系统的节能模式。

优选地，PLC控制机包括空调冷热机组控制、热泵控制机、太阳能热水机组控制机、照明优化控制机、锅炉烟气余热控制机、冷却水余热控制机、蒸汽冷凝余热控制机等等。

优选地，所述工业控制计算机用于控制多台泵之间的切换控制，在一台泵从变频切到工频的同时，控制另一台泵开始变频启动。

优选地，所述工业控制计算机用于将泵的转速控制在高于额定转速的70％、且低于额定转速的90％。

优选地，所述数据采集计量控制系统用于根据PLC控制机的运行数据进行各能源计量统计，并对PLC所控制设备的运行效率进行对比分析、输出图表。

本发明通过上层监控计算机系统、下层智能控制系统、以及后台监控系统，能实现设备的连续在线数据采集、设备运行状况分析、动态追踪、动态优化管理及设备运行状态的远程监控；实现制冷机组联控；大功率水泵变频控制；利用电价差蓄能等。并且采用微机网络控制系统，由上层集中监控计算机系统与多台下层设备自制智能控制模块构成，实现分区域、模块化管理。无线远程监控，能对设备进行远程检测、远程控制设备运行、远程分析设备运行状况、远程计费等功能。本发明可以对现有设备进行节能改造，能大幅提高设备的现代化程度和节能效果并提高设备运行寿命。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本发明的建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统的原理示意图；

图2示出根据本发明的建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统的具体实施方式的网络拓扑示意图。

具体实施方式

根据本发明提供的建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统，具体地，其包括上层监控计算机系统2、以及下层智能控制系统3，所述上层监控计算机系统与下层智能控制系统通过CAN总线和RS485网络连接，所述上层监控计算机系统包括工业控制计算机、屏幕显示装置、集中操作显示台、网络通讯控制器、数据采集计量控制系统，所述下层智能控制系统包括传感器、以及PLC控制机，其中，所述工业控制计算机根据所述传感器所采集数据生成管控数据，所述数据采集计量控制系统根据所述管控数据向所述PLC控制机发送动作指令，所述工业控制计算机通过所述网络通讯控制器接收远程控制指令，所述屏幕显示装置用于显示所述管控数据、动作指令以及远程控制指令，所述集中操作显示台用于对现场操作指令的输入接收并显示。

其中，所述工业控制计算机用于控制多台泵之间的切换控制，在一台泵从变频切到工频的同时，控制另一台泵开始变频启动。并且优选地，所述工业控制计算机用于将泵的转速控制在高于额定转速的70％、且低于额定转速的90％。所述数据采集计量控制系统用于根据PLC控制机的运行数据进行各能源计量统计，并对PLC所控制设备的运行效率进行对比分析、输出图表。

更为具体地，所述建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统还包括连接所述上层监控计算机系统的后台监控系统1，其中，所述后台监控系统包括历史数据库、远程操作站、以及编程操作站，所述历史数据库用于对所述工业控制计算机、传感器、以及PLC控制机的运行数据进行备份，所述远程操作站用于远程向所述工业控制计算机发送动作指令，所述编程操作站用于设置所述数据采集计量控制系统的节能模式。

进一步具体地，所述PLC控制机包括空调冷热机组控制、热泵控制机、太阳能热水机组控制机、照明优化控制、锅炉烟气余热控制机、冷却水余热控制机、蒸汽冷凝余热控制机等等。

在本发明的一个具体实施方式中，本发明采取微机网络控制系统，由上层集中监控计算机系统与多台下层设备自制智能控制模块构成。

上层监控计算机采用工业控制计算机，通过热电偶温度采集电路、热点阻温度采集电路、压力采集电路及流量采集电路等组成，同时配备无线通信采集模块实现远程监控。集中监控计算机系统由工业控制机、屏幕显示、集中操作显示台、网络通讯控制器等组成。在集控室内还将安置数据采集计量控制子系统，该计量子系统以智能控制机为核心，配有多台I/O模块和各种计量传感器，连续实时、精确计量各能耗数据，分析计算节能指标效益。

下层智能控制机通过PC104工业模块实现远距离温度、压力、流量的采集。对于不同区域的生活热水、空调、电锅炉、照明等实现分区采集与控制。PC104通过CAN总线和485总线实现与上层监控计算机的通信与数据交换。

下层各设备控制机大多采用智能控制机，分散布置，就近安装在被控设备的附近。各下层控制机通过现场总线或RS485与上层集中监控机通信连接。各下层控制机的被控节能设备有：空气源热泵热水机组、热泵机组、电锅炉加热机组、变流量输送泵控制子系统、分区控制、变风量控制改造设备等等等。

上层监控计算机与下层智能控制机之间采用CAN总线和RS485网络连接。本系统采用集中监督、分散控制的方式。本发明可以实现的功能包括：下层自制智能模块控制系统控制空调制冷热机组、热泵热水机组、泵系等；在线采集：连续采集监测、动态追踪、趋势分析、自动采集；能耗统计：通过专家数据库优化管理，历史数据与现行数据通过能耗统计、对比分析、分项计量；资料信息管理：设置国家与地方标准参数、内容。根据不同区域、气候形成不同区域的用能合理性、不同设备的用能、不同时间段用能；报表系统：通过数据库实现历史记录分析、消耗量、节能量、单位面积减排量、日消耗量；能效分析：各节能子系统监测信息、运营过程、能效比等；信号滤波；输入、输出隔离驱动；专家系统，通过专家系统优化运算，智能控制设备运行；手自动切换；自我诊断：故障预报警、报警信息的自动记录；微机通信，模块化设计，通过CAN总线实现不同模块间数据交换；设备断电记忆功能，系统具有自动记录各种重要数据的能力；显示系统：主控制器具有人机接口，通过LCD显示器来显示机组运行的参数和故障报警参数等信息。工作模式显示、用户参数现实、温度检测显示、故障代码显示、时间设定现实、调整参数现实、工作状态显示、调试功能显示；保护功能：高低压保护、漏电自动保护、启动延时、频繁启动保护、过热保护、超高温保护、电辅助功能保护、水流开关保护、传感器故障保护、过流过载保护。远程无线监控：通过远程无线监控可实现设备供电工作的监控，系统通过无线方式将空调工作系统的电量、主要工作参数等传到集中监控中心，同时集中监控中心也可控制设备的运行，并在适当时候对设备进行关机。无线发送DTU主要由ARM作为主控制器进行控制，监控服务器通过预装接收监控程序实现。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统，其特征在于，包括上层监控计算机系统、以及下层智能控制系统，所述上层监控计算机系统与下层智能控制系统通过CAN总线和RS485网络连接，

所述上层监控计算机系统包括工业控制计算机、屏幕显示装置、集中操作显示台、网络通讯控制器、数据采集计量控制系统，

所述下层智能控制系统包括传感器、以及PLC控制机，

其中，所述工业控制计算机根据所述传感器所采集数据生成管控数据，所述数据采集计量控制系统根据所述管控数据向所述PLC控制机发送动作指令，所述工业控制计算机通过所述网络通讯控制器接收远程控制指令，所述屏幕显示装置用于显示所述管控数据、动作指令以及远程控制指令，所述集中操作显示台用于对现场操作指令的输入接收并显示。

2.根据权利要求1所述的建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统，其特征在于，还包括连接所述上层监控计算机系统的后台监控系统，其中，所述后台监控系统包括历史数据库、远程操作站、以及编程操作站，所述历史数据库用于对所述工业控制计算机、传感器、以及PLC控制机的运行数据进行备份，所述远程操作站用于远程向所述工业控制计算机发送动作指令，所述编程操作站用于设置所述数据采集计量控制系统的节能模式。

3.根据权利要求1或2所述的建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统，其特征在于，PLC控制机包括空调冷热机组控制、热泵控制机、太阳能热水机组控制机、照明优化控制、锅炉烟气余热控制机、冷却水余热控制机、蒸汽冷凝余热控制机。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的建筑综合节能智能动态优化中央管控一体化系统，其特征在于，所述工业控制计算机用于控制多台泵之间的切换控制，在一台泵从变频切到工频的同时，控制另一台泵开始变频启动。

5.根据权利要求4所述的建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统，其特征在于，所述工业控制计算机用于将泵的转速控制在高于额定转速的70％、且低于额定转速的90％。

6.根据权利要求1所述的建筑节能智能动态优化中央管控一体化系统，其特征在于，所述数据采集计量控制系统用于根据PLC控制机的运行数据进行各能源计量统计，并对PLC所控制设备的运行效率进行对比分析、输出图表。