CN109838876A - 中央空调冷冻机房群控管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中央空调冷冻机房群控管理系统，通过监控计算机，与监控计算机连接的信息输入输出设备以及以太网交换机；以太网交换机连接有串口服务器、PLC控制器以及主机阀门控制箱组、冷冻泵控制柜组、冷却泵控制柜组、冷却塔控制柜组、冷却塔阀门控制箱组；PLC控制器连接有温度传感器、压力传感器、流量传感器以及室外大气温湿度传感器；冷冻泵控制柜包含冷冻泵启动回路并对冷冻泵进行启停及调速控制；冷却泵控制柜包含冷却泵启动回路并对冷却泵进行启停及调速控制；冷却塔控制柜包含冷却塔启动回路并对冷却塔进行启停及调速控制的技术方案，解决自动化程度低、不能确保各台设备运行均衡的技术问题，适用于各种管道连接拓扑结构的冷冻机房系统。
Description
技术领域
本发明涉及工业控制领域，具体涉及一种中央空调冷冻机房群控管理系统。
背景技术
现代建筑中，越来越多的使用了中央空调系统，冷冻机房的耗电占具了大楼总电耗相当大的部分。对于商用建筑，例如写字楼、商场、酒店，冷冻机房耗电可达到大楼总耗电量的30-35％。同样情况也发生在工业场合，冷冻机房主要用于空调系统或者工艺冷却需求，在工厂的总能耗中也占据相当大的比例，例如纺织厂、电子半导体厂，冷冻机房的运行耗电大约是工厂总耗电的15-25％。因此，最大化地节省冷冻机房能耗、做好中央空调系统的自动化控制对降低整体建筑物的能耗有着至关重要的意义。
典型的中央空调冷冻机房包含冷水主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、主机电动阀、冷却塔电动阀、温度传感器、压力传感器、流量传感器等设备。不同装机容量、不同用途的中央空调冷冻机房，其主机与水泵、冷却塔、电动阀的管路连接方式各种各样，例如：若干台主机冷冻水管路并联且冷却水管路也并联，若干台主机冷冻水管路并联但冷却水独立，若干台主机冷冻水管路独立但冷却水管路并联，若干台主机的冷冻水管路独立且冷却水管路也独立等。不同的设备管路连接方式，会带来主机、水泵、冷却塔、电动阀的设备运行组合不同、设备启停顺序不同，甚至在同样的冷负荷需求下，不同的设备运行组合会带来不同的能耗效率及不同的运行稳定性。
现有的技术并未解决上述技术问题，本发明为解决上述技术问题，提供了一种新的中央空调冷冻机房群控管理系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的自动化程度低、不能确保各台设备运行均衡的技术问题。提供一种新的中央空调冷冻机房群控管理系统，该中央空调冷冻机房群控管理系统具有系统调控不受影响，平稳运行，能够确保各台设备的运行时间均衡，延长运行寿命的特点。
为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：
一种中央空调冷冻机房群控管理系统，所述中央空调冷冻机房群控管理系统包括：
监控计算机，与监控计算机连接的信息输入输出设备以及以太网交换机；所述以太网交换机连接有串口服务器、PLC控制器以及主机阀门控制箱组、冷冻泵控制柜组、冷却泵控制柜组、冷却塔控制柜组、冷却塔阀门控制箱组；所述PLC控制器连接有温度传感器、压力传感器、流量传感器以及室外大气温湿度传感器；所述串口服务器连接有主机通讯卡组；主机通讯卡组连接有对主机进行分组出的主机组完成数据交互；主机阀门控制箱组连接有主机冷冻水及冷却水电动阀并对主机电动阀进行控制；冷却塔阀门控制箱组连接有冷却塔进水及出水电动阀并对冷却塔电动阀进行控制；冷冻泵控制柜包含冷冻泵启动回路并对冷冻泵进行启停及调速控制；冷却泵控制柜包含冷却泵启动回路并对冷却泵进行启停及调速控制；冷却塔控制柜包含冷却塔启动回路并对冷却塔进行启停及调速控制；
所述主机组与冷冻泵组、冷却泵组、冷却塔组建立有第一关联函数；
所述主机与主机冷冻水电动阀、冷却水电动阀建立有第二关联函数；
所述冷冻泵与对应的冷冻泵进水电动阀、冷冻泵出水电动阀建立有第三关联函数；
所述冷却泵与对应的冷却泵进水电动阀、冷却泵出水电动阀建立有第四关联函数；
所述冷却塔与对应的冷却塔进水电动阀、冷却塔出水电动阀建立有第五关联函数；
所述监控计算机通过第一关联函数、第二关联函数、第三关联函数、第四关联函数及第五关联函数计算出设备的优先级，统计设备的累计运行时间，以及监控设备的运行状态；根据当前运行设备数量、设备的优先级、累计运行时间、设备运行状态进行对应设备的加减控制完成群控管理。
本发明的工作原理：本发明的冷冻机房群控管理系统，考虑了各种冷冻机房的不同设备管路连接方式，通过对主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机等设备按照容量及管路并联情况进行分组，在不同的主机组、冷冻水泵组、冷却水泵组、冷却塔组之间建立关联关系，在各台主机与各台主机冷冻水及冷却水电动阀之间建立关联关系，在各台冷却塔风机与各台冷却塔进出水电动阀之间建立关联关系。使主机、水泵、冷却塔、电动阀等各种设备根据预设的关联关系，进行自动化的顺序加减机，实现机房无人化管理。
主机组、冷冻水泵组、冷却水泵组、冷却塔组等各设备组内的设备，互为备用。在加机时，优先启动优先等级高且累计运行时间少的设备；在减机时，优先停止优先等级低且累计运行时间多的设备；若某一台设备故障停机，则自动启动同组内的备用设备，使整个系统不受影响，平稳运行。确保各台设备的运行时间均衡，延长运行寿命。
上述方案中，为优化，进一步地，主机中主机的冷冻泵、冷却塔都相互并联备用的相同制冷量的主机设置为同一组；主机与其他主机的冷冻泵、冷却塔均不相互并联备用或制冷量不相同的主机单独设置为一组；
冷冻泵中相互并联备用的相同功率的冷冻泵设置为同一组，与其他冷冻泵都不相互并联备用或功率不相同的冷冻泵单独设置为一组；
冷却泵中相互并联备用的相同功率的冷却泵设置为同一组，与其他冷却泵都不相互并联备用或功率不相同的冷却泵单独设置为一组；
冷却塔中相互并联备用的相同功率的冷却塔设置为同一组，与其他冷却塔都不相互并联备用或功率不相同的冷却塔单独设置为一组。
进一步地，在加机操作时，优先启动优先等级高且累计运行时间少的设备；在减机时，优先停止优先等级低且累计运行时间多的设备；当某一台设备运行发生故障停机时，自动启动同分组内的备用设备。
进一步地，建立第一关联函数包括：定义各主机组与各冷冻泵组管道连接方式的表征方式，定义各主机组与各冷冻泵组管道连接方式的表征方式，主机组x所关联的冷冻泵组编号为CHWP_GroupNoCHL[x]；CHWP_GroupNoCHL[x]＝i，表示主机组x与冷冻泵组i有关联关系，主机组x的设备运行时需要运行冷冻泵组i；CHWP_GroupNoCHL[x]≠i，表示主机组x与冷冻泵组i无关联关系，主机组x的设备运行时不需要运行冷冻泵组i；
各主机组与各冷却泵组管道连接方式的表征方式，主机组x所关联的冷却泵组编号为CWP_GroupNoCHL[x]；CWP_GroupNoCHL[x]＝j，表示主机组x与冷却泵组j有关联关系，主机组x的设备运行时需要运行冷却泵组j；CWP_GroupNoCHL[x]≠j，表示主机组x与冷却泵组j无关联关系，主机组x的设备运行时不需要运行冷却泵组j；
各主机组与各冷却塔组管道连接方式的表征方式，主机组x所关联的冷却塔组编号为CT_GroupNoCHL[x]；CT_GroupNoCHL[x]＝k，表示主机组x与冷却塔组k有关联关系，主机组x的设备运行时需要运行冷却塔组k；CT_GroupNoCHL[x]≠k，表示主机组x与冷却塔组k无关联关系，主机组x的设备运行时不需要运行冷却塔组k；
所述冷冻泵组的需求数量通过各个冷冻泵组与各个主机组的关联关系来确定，某一冷冻泵组的总需求数量，为与之有连接关系的所有主机组需求该组冷冻泵数量的和：
某一主机组需求该组冷冻泵数量等于对应分组内所有主机需求该组冷冻泵数量的和：
冷却泵组需求数量通过各冷却泵组与各主机组的关联关系来确定，某一冷却泵组的总需求数量，为与之有连接关系的所有主机组需求该组冷却泵数量的和：
某一主机组需求该组冷却泵数量等于对应分组内所有主机需求该组冷却泵数量的和：
冷却塔组的需求数量通过各冷却塔组与各主机组的关联关系来确定，某一冷却塔组的总需求数量是与冷却塔有连接关系的所有主机组需求该组冷却塔数量的和，为：
某一主机组需求该组冷却塔数量等于对应分组内所有主机需求该组冷却塔数量的和：
进一步地，第二关联函数包括：定义各台主机与主机冷冻水电动阀的搭配关系用X_CHWVCHL[y]来表示；X_CHWVCHL[y]＝0，表示第y台主机配置了冷冻水电动阀，启停冷冻泵及主机前后需要检查冷冻水电动阀的开关状态；X_CHWVCHL[y]＝1，表示第y台主机未配置冷冻水电动阀，启停冷冻泵及主机前后不需要检查冷冻水电动阀的开关状态；
各台主机与主机冷却水电动阀的搭配关系用X_CWVCHL[y]来表示；X_CWVCHL[y]＝0，表示第y台主机配置了冷却水电动阀，启停冷却泵及主机前后需要检查冷却水电动阀的开关状态；X_CWVCHL[y]＝1，表示第y台主机未配置冷却水电动阀，启停冷却泵及主机前后不需要检查冷却水电动阀的开关状态；
冷冻水阀门适配数量等于对应分组内主机冷冻水阀门开到位的和：
则冷却水阀门适配数量等于对应分组内主机冷却水阀门开到位的和：
进一步地，第三关联函数包括：定义冷冻泵进水电动阀的搭配关系用X_IVCHWP[r]来表示，X_IVCHWP[r]＝0，表示第r台冷冻泵配置了进水电动阀，启停冷冻泵前后需要检查进水电动阀的开关状态；X_IVCHWP[r]＝1，表示第r台冷冻泵未配置进水电动阀，启停冷冻泵前后不需要检查进水电动阀的开关状态；
冷冻泵出水电动阀的搭配关系为X_OVCHWP[r]来表示，X_OVCHWP[r]＝0表示第r台冷冻泵配置了出水电动阀，启停冷冻泵前后需要检查出水电动阀的开关状态；X_OVCHWP[r]＝1表示第r台冷冻泵未配置出水电动阀，启停冷冻泵前后不需要检查出水电动阀的开关状态；
定义单台冷冻泵的进出泵阀门开启数量为：
Valve_OpenedCHWP[r]＝IV_OpenedCHWP[r]&&OV_OpenedCHWP[r]；
&&为逻辑与，即单台泵的进水阀及出水阀同时开启时，才认为该台泵的阀门开启。
则冷冻泵组的水泵阀门适配数量等于对应分组内进泵阀门及出泵阀门都开到位的冷冻泵数量：
进一步地，建立第四关联函数包括：定义冷却泵进水电动阀的搭配关系用X_IVCWP[s]来表示，X_IVCWP[s]＝0，表示第s台冷却泵配置了进水电动阀，启停冷却泵前后需要检查进水电动阀的开关状态；X_IVCWP[s]＝1，表示第s台冷却泵未配置进水电动阀，启停冷却泵前后不需要检查进水电动阀的开关状态；
冷却泵出水电动阀的搭配关系为X_OVCWP[s]来表示，X_OVCWP[s]＝0表示第s台冷却泵配置了出水电动阀，启停冷却泵前后需要检查出水电动阀的开关状态；X_OVCWP[s]＝1表示第s台冷却泵未配置出水电动阀，启停冷却泵前后不需要检查出水电动阀的开关状态；
定义单台冷却泵的进出泵阀门开启数量为：
Valve_OpenedCWP[s]＝IV_OpenedCWP[s]&&OV_OpenedCWP[s]；
&&为逻辑与，即单台泵的进水阀及出水阀同时开启时，才认为该台泵的阀门开启。
则冷却泵组的水泵阀门适配数量等于对应分组内进泵阀门及出泵阀门都开到位的冷冻泵数量：
进一步地，建立第五关联函数包括：定义冷却塔与冷却塔进水电动阀的搭配关系为X_IVCT[t]，X_IVCT[t]＝0表示第t台冷却塔配置了进水电动阀，启停冷却塔前后需要检查进水电动阀的开关状态；X_IVCT[t]＝1表示第t台冷却塔未配置进水电动阀，启停冷却塔前后不需要检查进水电动阀的开关状态；
定义各台冷却塔与冷却塔出水电动阀的搭配关系为X_OVCT[t]，X_OVCT[t]＝0表示第t台冷却塔配置了出水电动阀，启停冷却塔前后需要检查出水电动阀的开关状态；X_OVCT[t]＝1表示第t台冷却塔未配置出水电动阀，启停冷却塔前后不需要检查出水电动阀的开关状态；
定义单组冷却塔的进出泵阀门数量为：
Valve_OpenedCT[t]＝IV_OpenedCT[t]&&OV_OpenedCT[t]；
&&为逻辑与，即单台冷却塔的进水阀及出水阀同时开启时，才认为该台塔的阀门开启。
则冷却塔组的冷却塔阀门适配数量等于对应分组内进水阀门及出水阀门都开到位的冷冻塔数量：
本发明的有益效果：在不同的主机组、冷冻水泵组、冷却水泵组、冷却塔组之间建立关联关系，在各台主机与各台主机冷冻水及冷却水电动阀之间建立关联关系，在各台冷冻泵与各台冷冻泵进水电动阀及出水电动阀之间建立关联关系，在各台冷却泵与各台冷却泵进水电动阀及出水电动阀之间建立关联关系，在各台冷却塔风机与各台冷却塔进出水电动阀之间建立关联关系。使主机、水泵、冷却塔、电动阀等各种设备根据预设的关联关系，进行自动化的顺序加减机，实现机房无人化管理。
主机组、冷冻水泵组、冷却水泵组、冷却塔组等各设备组内的设备，互为备用。在加机时，优先启动优先等级高且累计运行时间少的设备；在减机时，优先停止优先等级低且累计运行时间多的设备；若某一台设备故障停机，则自动启动同组内的备用设备，使整个系统不受影响，平稳运行。确保各台设备的运行时间均衡，延长运行寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1，中央空调冷冻机房群控管理系统示意图。
图2，分组结构示意图。
图3，加机操作示意图。
图4，减机操作示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种中央空调冷冻机房群控管理系统，如图1，所述中央空调冷冻机房群控管理系统包括：监控计算机，与监控计算机连接的信息输入输出设备以及以太网交换机；所述以太网交换机连接有串口服务器、PLC控制器以及主机阀门控制箱组、冷冻泵控制柜组、冷却泵控制柜组、冷却塔控制柜组、冷却塔阀门控制箱组；所述PLC控制器连接有温度传感器、压力传感器、流量传感器以及室外大气温湿度传感器；所述串口服务器连接有主机通讯卡组；主机通讯卡组连接有对主机进行分组出的主机组完成数据交互；主机阀门控制箱组连接有主机冷冻水及冷却水电动阀并对主机电动阀进行控制；冷却塔阀门控制箱组连接有冷却塔进水及出水电动阀并对冷却塔电动阀进行控制；冷冻泵控制柜包含冷冻泵启动回路并对冷冻泵进行启停及调速控制；冷却泵控制柜包含冷却泵启动回路并对冷却泵进行启停及调速控制；冷却塔控制柜包含冷却塔启动回路并对冷却塔进行启停及调速控制。
详细地，包括监控计算机、PLC控制器、触摸屏、水管温度传感器、水管压力传感器、水管流量传感器、室外大气温湿度传感器、三相多功能电表、冷水机组通讯模块、冷冻水泵控制柜、冷却水泵控制柜、冷却塔风机控制柜、冷水机组电动阀控制箱、冷却塔电动阀控制箱、串口服务器等设备。
水管温度传感器、水管压力传感器、水管流量传感器、室外大气温湿度传感器通过模拟量4～20mA信号输入到可编程控制器。
冷水机组通讯模块通过RS485通讯接口连接至串口服务器，串口服务器再通过Modbus TCP协议与PLC控制器通讯。
冷冻水泵控制柜、冷却水泵控制柜、冷却塔风机控制柜、冷水机组电动阀控制箱、冷却塔电动阀控制箱、通过ProfiNet通讯协议与PLC控制器通讯。
冷冻机房的监控设备包含触摸屏及监控计算机(分别可设置1台或多台)，通过工业以太网连接至PLC控制器。同时还可通过4G/互联网等方式连接至远端监控设备。
其中，如果PLC控制器采用工业级控制器，系统内设定由暖通空调常用指令库和专有模型库。物理上采用分布式总线结构，单元产品采用模块化组件设计，使得系统具有良好的扩展性，并易于安装、调试与维护，单点故障不影响整个系统的连续运行，最大限度地保障系统安全和降低用户的维护成本。
本实施例中，所述主机组与冷冻泵组、冷却泵组、冷却塔组建立有第一关联函数；所述主机与主机电动阀建立有第二关联函数；所述冷冻泵与对应的冷冻泵进水电动阀、冷冻泵出水电动阀建立有第三关联函数；所述冷却泵与对应的冷却泵进水电动阀、冷却泵出水电动阀建立有第四关联函数；所述冷却塔与对应的冷却塔电动阀建立有第五关联函数；所述监控计算机通过第一关联函数、第二关联函数、第三关联函数、第四关联函数及第五关联函数计算出设备的启停优先级，统计设备的累计运行时间，以及监控设备的运行状态；根据当前运行设备数量、设备的优先级、累计运行时间、设备运行状态进行对应设备的加减控制完成群控管理。
本实施例中，主机共有8台，对应为各台主机设定其所属的主机组编号，编号范围为1…8，设置的原则是冷冻水、冷却水都相互并联备用的相同制冷量的主机设置为同一组，与其他主机的冷冻水、冷却水都不相互并联备用的主机单独设置为一组。设置的主机组编号从1开始顺序递增，8台主机最少可以设置1组，最多可以设置8组，如表1。
| 所在主机组编号 | 范围 | |
| 1#主机 | GroupNo<sub>CHL[1]</sub> | 1…8 |
| 2#主机 | GroupNo<sub>CHL[2]</sub> | 1…8 |
| 3#主机 | GroupNo<sub>CHL[3]</sub> | 1…8 |
| 4#主机 | GroupNo<sub>CHL[4]</sub> | 1…8 |
| 5#主机 | GroupNo<sub>CHL[5]</sub> | 1…8 |
| 6#主机 | GroupNo<sub>CHL[6]</sub> | 1…8 |
| 7#主机 | GroupNo<sub>CHL[7]</sub> | 1…8 |
| 8#主机 | GroupNo<sub>CHL[8]</sub> | 1…8 |
表1
其中，GroupNoCHL[1]～GroupNoCHL[8]为第1台～第8台主机所属的主机组编号，取值范围为1～8。
冷冻泵分组，为各台冷冻泵设定其所属的冷冻泵组编号，编号范围为1…8，设置的原则是相互并联备用的相同功率的冷冻泵设置为同一组，与其他冷冻泵都不相互并联备用的冷冻泵单独设置为一组。设置的冷冻泵组编号从1开始顺序递增，8台冷冻泵最少可以设置1组，最多可以设置8组，如表2。
| 所在冷冻泵组编号 | 范围 | |
| 1#冷冻泵 | GroupNo<sub>CHWP[1]</sub> | 1…8 |
| 2#冷冻泵 | GroupNo<sub>CHWP[2]</sub> | 1…8 |
| 3#冷冻泵 | GroupNo<sub>CHWP[3]</sub> | 1…8 |
| 4#冷冻泵 | GroupNo<sub>CHWP[4]</sub> | 1…8 |
| 5#冷冻泵 | GroupNo<sub>CHWP[5]</sub> | 1…8 |
| 6#冷冻泵 | GroupNo<sub>CHWP[6]</sub> | 1…8 |
| 7#冷冻泵 | GroupNo<sub>CHWP[7]</sub> | 1…8 |
| 8#冷冻泵 | GroupNo<sub>CHWP[8]</sub> | 1…8 |
其中，GroupNoCHWP[1]～GroupNoCHWP[8]为第1台～第8台冷冻泵所属的冷冻泵组编号，取值范围为1～8。
冷却泵分组，为各台冷却泵设定其所属的冷却泵组编号，编号范围为1…8，设置的原则是相互并联备用的相同功率的冷却泵设置为同一组，与其他冷却泵都不相互并联备用的冷却泵单独设置为一组。设置的冷却泵组编号从1开始顺序递增，8台冷却泵最少可以设置1组，最多可以设置8组，如表3。
表3
其中，GroupNoCWP[1]～GroupNoCWP[8]为第1台～第8台冷却泵所属的冷却泵组编号，取值范围为1～8。
冷却塔分组，为各台冷却塔风机设定其所属的冷却塔组编号，编号范围为1…32，设置的原则是相互并联备用的相同功率的冷却塔风机设置为同一组，与其他冷却塔风机都不相互并联备用的冷却塔单独设置为一组。设置的冷却塔组编号从1开始顺序递增，32台冷却塔风机最少可以设置1组，最多可以设置8组，如表4。
表4
其中，GroupNoCT[1]～GroupNoCT[32]为第1台～第32台冷却塔风机所属的冷却塔组编号，取值范围为1～8。
分组后，结构如图2。
详细地，本实施例的第一关联函数、第二关联函数、第三关联函数、第四关联函数及第五关联函数即主机组与附属设备的关联设定如下。
主机组与冷冻泵组、冷却泵组、冷却塔组的关联设定：
各主机组与各冷冻泵组的管道连接方式用关联关系来表示。主机组x所关联的冷冻泵组编号为CHWP_GroupNoCHL[x]，其中CHWP_GroupNoCHL[x]∈{1…8}。即：CHWP_GroupNoCHL[x]＝i，表示主机组x与冷冻泵组i有关联关系，主机组x的设备运行时需要运行冷冻泵组i；CHWP_GroupNoCHL[x]≠i，表示主机组x与冷冻泵组i无关联关系，主机组x的设备运行时不需要运行冷冻泵组i。
各主机组与各冷却泵组的管道连接方式用关联关系来表示。主机组x所关联的冷却泵组编号为CWP_GroupNoCHL[x]，其中CWP_GroupNoCHL[x]∈{1…8}.即：CWP_GroupNoCHL[x]＝j，表示主机组x与冷却泵组j有关联关系，主机组x的设备运行时需要运行冷却泵组j；CWP_GroupNoCHL[x]≠j，表示主机组x与冷却泵组j无关联关系，主机组x的设备运行时不需要运行冷却泵组j。各主机组与各冷却塔组的管道连接方式用关联关系来表示。主机组x所关联的冷却塔组编号为CT_GroupNoCHL[x]，其中CT_GroupNoCHL[x]∈{1…8}。即：CT_GroupNoCHL[x]＝k，表示主机组x与冷却塔组k有关联关系，主机组x的设备运行时需要运行冷却塔组k；CT_GroupNoCHL[x]≠k，表示主机组x与冷却塔组k无关联关系，主机组x的设备运行时不需要运行冷却塔组k，如表5。
| 主机组x | 关联的冷冻泵组编号 | 关联的冷却泵组编号 | 关联的冷却塔组编号 | 范围 |
| 主机组1 | CHWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[1]</sub> | CWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[1]</sub> | CT_GroupNo<sub>CHL_GROUP[1]</sub> | 1…8 |
| 主机组2 | CHWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[2]</sub> | CWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[2]</sub> | CT_GroupNo<sub>CHL_GROUP[2]</sub> | 1…8 |
| 主机组3 | CHWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[3]</sub> | CWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[3]</sub> | CT_GroupNo<sub>CHL_GROUP[3]</sub> | 1…8 |
| 主机组4 | CHWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[4]</sub> | CWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[4]</sub> | CT_GroupNo<sub>CHL_GROUP[4]</sub> | 1…8 |
| 主机组5 | CHWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[5]</sub> | CWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[5]</sub> | CT_GroupNo<sub>CHL_GROUP[5]</sub> | 1…8 |
| 主机组6 | CHWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[6]</sub> | CWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[6]</sub> | CT_GroupNo<sub>CHL_GROUP[6]</sub> | 1…8 |
| 主机组7 | CHWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[7]</sub> | CWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[7]</sub> | CT_GroupNo<sub>CHL_GROUP[7]</sub> | 1…8 |
| 主机组8 | CHWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[8]</sub> | CWP_GroupNo<sub>CHL_GROUP[8]</sub> | CT_GroupNo<sub>CHL_GROUP[8]</sub> | 1…8 |
表5
冷冻泵组1～冷冻泵组8的需求数量REQ_CHWPGroup[1]～REQ_CHWPGroup[8]，通过各冷冻泵组与各主机组的关联关系来确定，即某一冷冻泵组的需求数量，为与之有连接关系的所有主机组需求冷冻泵数量的和：
某一主机组需求冷冻泵数量等于对应分组内所有主机需求冷冻泵数量的和：
冷却泵组需求数量通过各冷却泵组与各主机组的关联关系来确定，某一冷却泵组的需求数量，为与之有连接关系的所有主机组需求冷却泵数量的和：
某一主机组需求冷却泵数量等于对应分组内所有主机需求冷却泵数量的和：
冷却塔组的需求数量通过各冷却塔组与各主机组的关联关系来确定，某一冷却塔组的需求数量是与冷却塔有连接关系的所有主机组需求的冷却塔数量的和，为：
某一主机组需求冷却塔数量等于对应分组内所有主机需求冷却塔数量的和：
主机与主机电动阀关联设定：
各台主机与主机冷冻水电动阀的搭配关系用X_CHWVCHL[y]来表示；X_CHWVCHL[y]＝0，表示第y台主机配置了冷冻水电动阀，启停冷冻泵及主机前后需要检查冷冻水电动阀的开关状态；X_CHWVCHL[y]＝1，表示第y台主机未配置冷冻水电动阀，启停冷冻泵及主机前后不需要检查冷冻水电动阀的开关状态；
各台主机与主机冷却水电动阀的搭配关系用X_CWVCHL[y]来表示；X_CWVCHL[y]＝0，表示第y台主机配置了冷却水电动阀，启停冷却泵及主机前后需要检查冷却水电动阀的开关状态；X_CWVCHL[y]＝1，表示第y台主机未配置冷却水电动阀，启停冷却泵及主机前后不需要检查冷却水电动阀的开关状态，如表6。
表6
主机组1～主机组8的冷冻水阀门开到位数量为CHWV_OpenedCHL_Group[1]～CHWV_OpenedCHL_Group[8]，等于该组主机冷冻水阀门开到位的和：
主机组1～主机组8的冷却水阀门开到位数量为CWV_OpenedCHL_Group[1]～CWV_OpenedCHL_Group[8]，等于该组主机冷却水阀门开到位的和：
冷冻泵与泵进水、出水电动阀关联设定：各台冷冻泵进水电动阀的搭配关系用X_IVCHWP[r]来表示，X_IVCHWP[r]＝0，表示第r台冷冻泵配置了进水电动阀，启停冷冻泵前后需要检查进水电动阀的开关状态；X_IVCHWP[r]＝1，表示第r台冷冻泵未配置进水电动阀，启停冷冻泵前后不需要检查进水电动阀的开关状态；
冷冻泵出水电动阀的搭配关系为X_OVCHWP[r]来表示，X_OVCHWP[r]＝0表示第r台冷冻泵配置了出水电动阀，启停冷冻泵前后需要检查出水电动阀的开关状态；X_OVCHWP[r]＝1表示第r台冷冻泵未配置出水电动阀，启停冷冻泵前后不需要检查出水电动阀的开关状态，如表7。
表7
单台冷冻泵的进出泵阀门数量为：
Valve_OpenedCHWP[r]＝IV_OpenedCHWP[r]&&OV_OpenedCHWP[r]；
冷冻泵组1～冷冻泵组8的水泵阀门开到位数量为Valve_OpenedCHWP_Group[1]～Valve_OpenedCHWP_Group[8]，等于该组进泵阀门及出泵阀门都开到位的冷冻泵数量：
冷却泵与泵进水、出水电动阀关联设定：各台冷却泵进水电动阀的搭配关系用X_IVCWP[s]来表示，X_IVCWP[s]＝0，表示第s台冷却泵配置了进水电动阀，启停冷却泵前后需要检查进水电动阀的开关状态；X_IVCWP[s]＝1，表示第s台冷却泵未配置进水电动阀，启停冷却泵前后不需要检查进水电动阀的开关状态；
冷却泵出水电动阀的搭配关系为X_OVCWP[s]来表示，X_OVCWP[s]＝0表示第s台冷却泵配置了出水电动阀，启停冷却泵前后需要检查出水电动阀的开关状态；X_OVCWP[s]＝1表示第s台冷却泵未配置出水电动阀，启停冷却泵前后不需要检查出水电动阀的开关状态；如表8。
表8
单台冷却泵的进出泵阀门数量为：
Valve_OpenedCWP[s]＝IV_OpenedCWP[s]&&OV_OpenedCWP[s]
冷却泵组1～冷却泵组8的水泵阀门开到位数量为Valve_Opened_CWP_Group[1]～Valve_OpenedCWP_Group[8]，等于该组进泵阀门及出泵阀门都开到位的冷却泵数量：
冷却塔与冷却塔电动阀关联设定：各台冷却塔与冷却塔进水电动阀的搭配关系用X_IVCT[t]，X_IVCT[t]＝0表示第t台冷却塔配置了进水电动阀，启停冷却塔前后需要检查进水电动阀的开关状态；X_IVCT[t]＝1表示第t台冷却塔未配置进水电动阀，启停冷却塔前后不需要检查进水电动阀的开关状态；
定义各台冷却塔与冷却塔出水电动阀的搭配关系为X_OVCT[t]，X_OVCT[t]＝0表示第t台冷却塔配置了出水电动阀，启停冷却塔前后需要检查出水电动阀的开关状态；X_OVCT[t]＝1表示第t台冷却塔未配置出水电动阀，启停冷却塔前后不需要检查出水电动阀的开关状态，如表9。
表9
单组冷却塔的进出水阀门数量为：
Valve_OpenedCT[t]＝IV_OpenedCT[t]&&OV_OpenedCT[t]
冷却塔组1～冷却塔组8的水泵阀门开到位数量为Valve_OpenedCT_Group[1]～Valve_OpenedCT_Group[8]，等于该组进水阀门及出水阀门都开到位的冷却塔数量：
本实施例中，系统的具体工作过程包括主机组需求数量的设置，主机组1～主机组8的需求数量REQCHL_Group[1]～REQCHL_Group[8]，通过日程表手动设定或者软件自动设定。
加减机动作，如表10。
表10
当某一主机组的需求数量m大于运行数量n时，即REQCHL_GROUP[x]>RUNCHL_GROUP[x]时，执行加机流程如图3；当某一主机组的需求数量小于运行数量时，即REQCHL_GROUP[x]<RUNCHL_GROUP[x]时，执行加机流程；具体如图4。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (8)
1.一种中央空调冷冻机房群控管理系统，其特征在于：所述中央空调冷冻机房群控管理系统包括：
监控计算机，与监控计算机连接的信息输入输出设备以及以太网交换机；所述以太网交换机连接有串口服务器、PLC控制器以及主机阀门控制箱组、冷冻泵控制柜组、冷却泵控制柜组、冷却塔控制柜组、冷却塔阀门控制箱组；所述PLC控制器连接有温度传感器、压力传感器、流量传感器以及室外大气温湿度传感器；所述串口服务器连接有主机通讯卡组；主机通讯卡组连接有对主机进行分组出的主机组完成数据交互；主机阀门控制箱组连接有主机冷冻水及冷却水电动阀并对主机电动阀进行控制；冷却塔阀门控制箱组连接有冷却塔进水及出水电动阀并对冷却塔电动阀进行控制；冷冻泵控制柜包含冷冻泵启动回路并对冷冻泵进行启停及调速控制；冷却泵控制柜包含冷却泵启动回路并对冷却泵进行启停及调速控制；冷却塔控制柜包含冷却塔启动回路并对冷却塔进行启停及调速控制，
所述主机组与冷冻泵组、冷却泵组、冷却塔组建立有第一关联函数；
所述主机与主机冷冻水电动阀、主机冷却水电动阀建立有第二关联函数；
所述冷冻泵与对应的冷冻泵进水电动阀、冷冻泵出水电动阀建立有第三关联函数；
所述冷却泵与对应的冷却泵进水电动阀、冷却泵出水电动阀建立有第四关联函数；
所述冷却塔与对应的冷却塔进水电动阀、冷却塔出水电动阀建立有第五关联函数；
所述监控计算机通过第一关联函数、第二关联函数、第三关联函数、第四关联函数及第五关联函数计算出设备的启停优先级，统计设备的累计运行时间，以及监控设备的运行状态；根据当前运行设备数量、设备的启停优先级、累计运行时间、设备运行状态进行对应设备的加减控制完成群控管理。
2.根据权利要求1所述的中央空调冷冻机房群控管理系统，其特征在于：
主机中主机的冷冻泵、冷却泵、冷却塔都相互并联备用的相同制冷量的主机设置为同一组；主机与其他主机的冷冻泵、冷却泵、冷却塔均不相互并联备用或制冷量不相同的主机单独设置为一组；
冷冻泵中相互并联备用的相同功率的冷冻泵设置为同一组，与其他冷冻泵都不相互并联备用或功率不相同的冷冻泵单独设置为一组；
冷却泵中相互并联备用的相同功率的冷却泵设置为同一组，与其他冷却泵都不相互并联备用或功率不相同的冷却泵单独设置为一组；
冷却塔中相互并联备用的相同功率的冷却塔设置为同一组，与其他冷却塔都不相互并联备用或功率不相同的冷却塔单独设置为一组。
3.根据权利要求2所述的中央空调冷冻机房群控管理系统，其特征在于：所述加减控制包括：在加机操作时，优先启动优先等级高且累计运行时间少的设备；在减机时，优先停止优先等级低且累计运行时间多的设备；当某一台设备运行发生故障停机时，自动启动同分组内的备用设备。
4.根据权利要求3所述的中央空调冷冻机房群控管理系统，其特征在于：
建立第一关联函数包括：定义各主机组与各冷冻泵组管道连接方式的表征方式，主机组x所关联的冷冻泵组编号为CHWP_GroupNoCHL_Group[x]；CHWP_GroupNoCHL_Group[x]＝i，表示主机组x与冷冻泵组i有关联关系，主机组x的设备运行时需要运行冷冻泵组i；CHWP_GroupNoCHL_Group[x]≠i，表示主机组x与冷冻泵组i无关联关系，主机组x的设备运行时不需要运行冷冻泵组i；
各主机组与各冷却泵组管道连接方式的表征方式，主机组x所关联的冷却泵组编号为CWP_GroupNoCHL_Group[x]；CWP_GroupNoCHL_Group[x]＝j，表示主机组x与冷却泵组j有关联关系，主机组x的设备运行时需要运行冷却泵组j；CWP_GroupNoCHL_Group[x]≠j，表示主机组x与冷却泵组j无关联关系，主机组x的设备运行时不需要运行冷却泵组j；
各主机组与各冷却塔组管道连接方式的表征方式，主机组x所关联的冷却塔组编号为CT_GroupNoCHL_Group[x]；CT_GroupNoCHL_Group[x]＝k，表示主机组x与冷却塔组k有关联关系，主机组x的设备运行时需要运行冷却塔组k；CT_GroupNoCHL_Group[x]≠k，表示主机组x与冷却塔组k无关联关系，主机组x的设备运行时不需要运行冷却塔组k；
所述冷冻泵组的需求数量通过各个冷冻泵组与各个主机组的关联关系来确定，某一冷冻泵组的总需求数量，为与之有连接关系的所有主机组需求该组冷冻泵数量的和：
某一主机组需求该组冷冻泵数量等于对应分组内所有主机需求该组冷冻泵数量的和：
冷却泵组需求数量通过各冷却泵组与各主机组的关联关系来确定，某一冷却泵组的总需求数量，为与之有连接关系的所有主机组需求该组冷却泵数量的和：
某一主机组需求该组冷却泵数量等于对应分组内所有主机需求该组冷却泵数量的和：
冷却塔组的总需求数量通过各冷却塔组与各主机组的关联关系来确定，某一冷却塔组的需求数量是与冷却塔有连接关系的所有主机组需求该组冷却塔数量的和，为：
某一主机组需求该组冷却塔数量等于对应分组内所有主机需求该组冷却塔数量的和：
其中：
y为大于0的正整数，表示各单台主机的编号；
r为大于0的正整数，表示各单台冷冻泵的编号；
s为大于0的正整数，表示各单台冷却泵的编号；
t为大于0的正整数，表示各单台冷却塔的编号；
x为大于0的正整数，表示分组后主机组的编号；x≤y；
i为大于0的正整数，表示分组后冷冻泵组的编号；i≤r；
j为大于0的正整数，表示分组后冷却泵组的编号；j≤s；
k为大于0的正整数，表示分组后冷却塔组的编号；k≤t；
GroupNoCHL[y]，表示第y台主机所在的主机组编号；
GroupNoCHWP[r]，表示第r台冷冻泵所在的冷冻泵组编号；
GroupNoCWP[s]，表示第s台冷却泵所在的冷却泵组编号；
GroupNoCT[t]，表示第t台冷却塔所在的冷却塔组编号；
CHWP_GroupNoCHL_Group[x]，表示第x主机组所对应的冷冻泵组编号；
CWP_GroupNoCHL_Group[x]，表示第x主机组所对应的冷却泵组编号；
CT_GroupNoCHL_Group[x]，表示第x主机组所对应的冷却塔组编号；
CHL_Num，表示主机总台数；
CHWP_Num，表示冷冻泵总台数；
CWP_Num，表示冷却泵总台数；
CT_Num，表示冷却塔总台数；
CHL_Group_Num，表示主机组总数量；
CHWP_Group_Num，表示冷冻泵组总数量；
CWP_Group_Num，表示冷却泵组总数量；
CT_Group_Num，表示冷却塔组总数量；
CHWP_REQCHL[y]，表示第y台主机所需求的冷冻泵数量；
CWP_REQCHL[y]，表示第y台主机所需求的冷却泵数量；
CT_REQCHL[y]，表示第y台主机所需求的冷却塔数量；
CHWP_REQCHL_Group[x]，表示第x主机组所需求的冷冻泵数量；
CWP_REQCHL_Group[x]，表示第x主机组所需求的冷却泵数量；
CT_REQCHL_Group[x]，表示第x主机组所需求的冷却塔数量；
REQCHL_Group[x]，表示第x主机组所需要开启的主机数量；
REQCHWP_Group[i]，表示第i冷冻泵组的总需求数量；
REQCWP_Group[j]，表示第j冷却泵组的总需求数量；
REQCT_Group[k]，表示第k冷却塔组的总需求数量；
RUNCHL_Group[x]，表示第x主机组正在运行的主机数量；
RUNCHWP_Group[i]，表示第i冷冻泵组正在运行的冷冻泵数量；
RUNCWP_Group[j]，表示第j冷却泵组正在运行的冷却泵数量；
RUNCT_Group[k]，表示第k冷却塔组正在运行的冷冻塔数量；
X_CHWVCHL[y]，表示第y台主机与其冷冻水电动阀的搭配关系；
X_CWVCHL[y]，表示第y台主机与其冷却水电动阀的搭配关系；
X_IVCHWP[r]，表示第r台冷冻泵与其冷冻泵进水电动阀的搭配关系；
X_OVCHWP[r]，表示第r台冷冻泵与其冷冻泵出水电动阀的搭配关系；
X_IVCWP[s]，表示第s台冷却泵与其冷却泵进水电动阀的搭配关系；
X_OVCWP[s]，表示第s台冷却泵与其冷却泵出水电动阀的搭配关系；
X_IVCT[t]，表示第t台冷却塔与其冷却塔进水电动阀的搭配关系；
X_OVCT[t]，表示第t台冷却塔与其冷却塔出水电动阀的搭配关系；
CHWV_OpenedCHL[y]，表示第y台主机的冷冻水阀门开启数量；
CWV_OpenedCHL[y]，表示第y台主机的冷却水阀门开启数量；
CHWV_OpenedCHL_Group[x]，表示第x主机组对应的冷冻水阀门开启数量；
CWV_OpenedCHL_Group[x]，表示第x主机组对应的冷却水阀门开启数量；
IV_OpenedCHWP[r]，表示第r台冷冻泵的进水阀门开启数量；
OV_OpenedCHWP[r]，表示第r台冷冻泵的出水阀门开启数量；
Valve_OpenedCHWP[r]，表示第r台冷冻泵的进出水阀门开启数量；
Valve_OpenedCHWP_Group[i]，表示第i冷冻泵组对应的进出水阀门开启数量；
IV_OpenedCWP[s]，表示第s台冷却泵的进水阀门开启数量；
OV_OpenedCWP[s]，表示第s台冷却泵的出水阀门开启数量；
Valve_OpenedCWP[s]，表示第s台冷却泵的进出水阀门开启数量；
Valve_OpenedCWP_Group[j]，表示第j冷却泵组对应的进出水阀门开启数量；
IV_OpenedCT[t]，表示第t台冷却塔的进水阀门开启数量；
OV_OpenedCT[t]，表示第t台冷却塔的出水阀门开启数量；
Valve_OpenedCT[t]，表示第t台冷却塔的进出水阀门开启数量；
Valve_OpenedCT_Group[k]，表示第k冷却塔组对应的进出水阀门开启数量。
5.根据权利要求4所述的中央空调冷冻机房群控管理系统，其特征在于：
建立第二关联函数包括：
定义各台主机与主机冷冻水电动阀的搭配关系用X_CHWVCHL[y]来表示；X_CHWVCHL[y]＝0，表示第y台主机配置了冷冻水电动阀，启停冷冻泵及主机前后需要检查冷冻水电动阀的开关状态；X_CHWVCHL[y]＝1，表示第y台主机未配置冷冻水电动阀，启停冷冻泵及主机前后不需要检查冷冻水电动阀的开关状态；
各台主机与主机冷却水电动阀的搭配关系用X_CWVCHL[y]来表示；X_CWVCHL[y]＝0，表示第y台主机配置了冷却水电动阀，启停冷却泵及主机前后需要检查冷却水电动阀的开关状态；X_CWVCHL[y]＝1，表示第y台主机未配置冷却水电动阀，启停冷却泵及主机前后不需要检查冷却水电动阀的开关状态；
冷冻水阀门适配数量等于对应分组内主机冷冻水阀门开到位的和：
则冷却水阀门适配数量等于对应分组内主机冷却水阀门开到位的和：
6.根据权利要求4所述的中央空调冷冻机房群控管理系统，其特征在于：
第三关联函数包括：定义冷冻泵进水电动阀的搭配关系用X_IVCHWP[r]来表示，X_IVCHWP[r]＝0，表示第r台冷冻泵配置了进水电动阀，启停冷冻泵前后需要检查进水电动阀的开关状态；X_IVCHWP[r]＝1，表示第r台冷冻泵未配置进水电动阀，启停冷冻泵前后不需要检查进水电动阀的开关状态；
冷冻泵出水电动阀的搭配关系为X_OVCHWP[r]来表示，X_OVCHWP[r]＝0表示第r台冷冻泵配置了出水电动阀，启停冷冻泵前后需要检查出水电动阀的开关状态；X_OVCHWP[r]＝1表示第r台冷冻泵未配置出水电动阀，启停冷冻泵前后不需要检查出水电动阀的开关状态；
定义单台冷冻泵的进出泵阀门开启数量为：
Valve_OpenedCHWP[r]＝IV_OpenedCHWP[r]&&OV_OpenedCHWP[r]；
&&为逻辑与，即单台泵的进水阀及出水阀同时开启时，才认为该台泵的阀门开启，
则冷冻泵组的水泵阀门适配数量等于对应分组内进泵阀门及出泵阀门都开到位的冷冻泵数量：
7.根据权利要求4所述的中央空调冷冻机房群控管理系统，其特征在于：
建立第四关联函数包括：定义冷却泵进水电动阀的搭配关系用X_IVCWP[s]来表示，X_IVCWP[s]＝0，表示第s台冷却泵配置了进水电动阀，启停冷却泵前后需要检查进水电动阀的开关状态；X_IVCWP[s]＝1，表示第s台冷却泵未配置进水电动阀，启停冷却泵前后不需要检查进水电动阀的开关状态；
冷却泵出水电动阀的搭配关系为X_OVCWP[s]来表示，X_OVCWP[s]＝0表示第s台冷却泵配置了出水电动阀，启停冷却泵前后需要检查出水电动阀的开关状态；X_OVCWP[s]＝1表示第s台冷却泵未配置出水电动阀，启停冷却泵前后不需要检查出水电动阀的开关状态；
定义单台冷却泵的进出泵阀门开启数量为：
Valve_OpenedCWP[s]＝IV_OpenedCWP[s]&&OV_OpenedCWP[s]；
&&为逻辑与，即单台泵的进水阀及出水阀同时开启时，才认为该台泵的阀门开启，
则冷却泵组的水泵阀门适配数量等于对应分组内进泵阀门及出泵阀门都开到位的冷冻泵数量：
8.据权利要求4所述的中央空调冷冻机房群控管理系统，其特征在于：
建立第五关联函数包括：定义冷却塔与冷却塔进水电动阀的搭配关系为X_IVCT[t]，X_IVCT[t]＝0表示第t台冷却塔配置了进水电动阀，启停冷却塔前后需要检查进水电动阀的开关状态；X_IVCT[t]＝1表示第t台冷却塔未配置进水电动阀，启停冷却塔前后不需要检查进水电动阀的开关状态；
定义各台冷却塔与冷却塔出水电动阀的搭配关系为X_OVCT[t]，X_OVCT[t]＝0表示第t台冷却塔配置了出水电动阀，启停冷却塔前后需要检查出水电动阀的开关状态；X_OVCT[t]＝1表示第t台冷却塔未配置出水电动阀，启停冷却塔前后不需要检查出水电动阀的开关状态；
定义单组冷却塔的进出水阀门数量为：
Valve_OpenedCT[t]＝IV_OpenedCT[t]&&OV_OpenedCT[t]；
&&为逻辑与，即单台冷却塔的进水阀及出水阀同时开启时，才认为该台塔的阀门开启，
则冷却塔组的冷却塔阀门适配数量等于对应分组内进水阀门及出水阀门都开到位的冷冻塔数量：
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