空调末端智能节能网络控制系统研究与实现

【摘要】：能源相关问题一直是人类发展的重要研究课题。近年来，我国提倡绿色低碳，而其相关课题也紧锣密鼓的进行着相对应的研究以及应用，为降低能耗的近期及远期目标而努力着。 建筑是人类的生活的重要组成部分。而随着技术的发展，智能建筑应运而生，其功能不断地增加，越来越多的设备应用到建筑智能化系统当中。同时，建筑的能耗也能够通过建筑智能化系统的应用而得以控制。作为建筑中的耗能大户——中央空调系统，在节能监控系统的应用之前与应用后的能耗对比，有着显著的差异。所以，本文通过对广州莲花山度假村酒店的中央空调节能自控系统项目的研究和应用，改变了中央空调系统的控制性能和能耗，实现集中监控管理、降低能耗的功能。 本文首先探讨了建筑智能化系统当前技术状况及智能化建筑的发展现状，深入分析了智能建筑中的中央空调系统末端子系统存在的问题，针对这些存在的问题，结合目前较为先进的空调末端控制系统的实现方式，提出了基于ModBus协议的RS485总线技术的手拖手串口现场总线通信网络作为网络实现方式，实现单台DDC控制空调末端设备与网络总线集中监控的方式相结合。在认真研究了本酒店项目空调末端子系统的具体状况后，分别针对了盘管风机、空调风柜、新风柜机等设备提出了各自的温度湿度控制策略。在以上基础之上，设计了各自的现场控制器的物理接线等实现方式。最后完成了基于HMI Builder3.2组态开发软件的HMI组态监控界面的设计和实现。通过OPC Server标准接口完成了空调末端网络自控子系统与冷热源群控子系统的系统集成，实现了能源监控系统统一管理及能耗节能分析评估。 该系统于2010年12月开始进行试运行。经过近一年的实践运行结果表明，该系统能很好地满足项目需求，运行可靠，数据准确，节能效果达到预期目标。本文对该系统的开发过程、系统现场施工管理、系统调试等所涉及的方法和技术进行了详细的阐述。 【关键词】：智能建筑 系统集成 ModBus 网络控制 节能 HMI组态
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM92;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 课题研究的背景和意义10-12
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 课题研究背景及意义10-12
• 1.2 现阶段国内外建筑智能化研究概况12-16
• 1.2.1 智能建筑概述12-14
• 1.2.2 建筑智能化技术研究概况14-15
• 1.2.3 智能建筑未来趋势15-16
• 1.3 本课题的主要任务和研究内容16-18
• 1.3.1 研究目标16
• 1.3.2 本课题拟解决的问题16-17
• 1.3.3 研究内容17
• 1.3.4 章节架构17-18
• 1.4 本章小结18-19
• 第二章 智能建筑空调末端控制系统19-34
• 2.1 空调末端控制系统的目的和意义19-20
• 2.1.1 中央空调缺乏节能自控系统存在的问题19-20
• 2.1.2 系统实现的目的和意义20
• 2.2 中央空调末端节能实现的原理20-25
• 2.2.1 风机变频控制节能原理20-22
• 2.2.2 机组自控节能原理22-24
• 2.2.3 集中监控管理节能原理24-25
• 2.3 空调末端控制系统一般实现方式25-31
• 2.3.1 集散控制方式25-27
• 2.3.2 现场总线控制方式27-30
• 2.3.3 以太控制网络方式30-31
• 2.4 空调末端控制系统与建筑智能系统集成31-33
• 2.4.1 以 BAS 为核心的系统集成31-32
• 2.4.2 只与冷热源群控系统并行集成32
• 2.4.3 基于子系统平等方式的集成32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 莲花山酒店空调末端自控系统设计34-42
• 3.1 莲花山粤海酒店中央空调系统概况34
• 3.2 空调末端节能自控系统方案设计34-41
• 3.2.1 盘管风机节能自控设计34-35
• 3.2.2 空调风柜节能自控设计35-37
• 3.2.3 新风柜机节能自控设计37-39
• 3.2.4 通信方式的选择39
• 3.2.5 系统总体结构39-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第四章 空调末端自控系统实现42-54
• 4.1 ModBus 通讯协议42-46
• 4.1.1 ModBus 通讯协议简介42
• 4.1.2 ModBus 通讯协议的传输方式42-43
• 4.1.3 ModBus 常用的功能代码43-44
• 4.1.4 末端网络系统地址与内容分配设置44-46
• 4.2 空调网络结构46-47
• 4.3 BCU 系列空调末端控制器47
• 4.4 盘管风机节能自控实现47-49
• 4.4.1 本项目盘管风机选型47
• 4.4.2 盘管风机控制器连接47-49
• 4.5 空调风柜节能自控实现49-51
• 4.5.1 本项目空调风柜选型49-50
• 4.5.2 空调风柜控制器连接50-51
• 4.6 新风柜机节能自控实现51-53
• 4.6.1 本项目新风柜机选型51-52
• 4.6.2 新风柜机控制器连接52-53
• 4.7 本章小结53-54
• 第五章 上位机组态监控工作站实现54-68
• 5.1 组态监控实现54-67
• 5.1.1 系统结构54-55
• 5.1.2 组态界面的实现55-67
• 5.2 本章小结67-68
• 第六章 系统调试与能效评估68-71
• 6.1 系统调试68-69
• 6.1.1 末端控制器通讯测试68-69
• 6.1.2 调试过程的问题与解决69
• 6.2 系统的能效评估69-70
• 6.3 本章小结70-71
• 总结与展望71-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-77
• 附件77

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