系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)采集

1、系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)監(jiān)測方案1、系統(tǒng)控制 1）電器控制箱包含如下設(shè)備： 閉式冷卻塔的風(fēng)機(jī)及水泵控制回路冷卻水泵（一用一備）的變頻控制回路熱泵機(jī)組（2臺）的電源供給回路冷凍水泵（2臺）的控制回路恒溫水箱電加熱控制回路恒溫水箱電加熱控制回路2）控制箱采用PLC可編程系統(tǒng)對系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行啟停、運(yùn)行及系統(tǒng)切換操作，并通過BA系統(tǒng)接入上位終端系統(tǒng)中進(jìn)行運(yùn)行控制。3）系統(tǒng)以DDC為核心，對地源熱保系統(tǒng)的冷凍水泵和冷卻水泵進(jìn)行控制，通過液晶屏顯示各水泵的狀態(tài)，顯示溫度、壓力和液體流量等參數(shù)，各種參數(shù)可以進(jìn)行再設(shè)定，使得系統(tǒng)運(yùn)行更為合理。4）液晶屏上的仿真型圖形化操作界面可監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，提供動態(tài)圖形、工藝流

2、程圖、實(shí)時(shí)曲線圖、繪制平面布置圖，以最貼近現(xiàn)場設(shè)備實(shí)際情況的直觀的圖形方式顯示設(shè)備的運(yùn)行情況。5）可根據(jù)實(shí)際需要提供繪制平面圖或流程圖并嵌以動態(tài)數(shù)據(jù)，顯示圖中各監(jiān)控點(diǎn)狀態(tài)，提供修改參數(shù)或發(fā)出指令的操作指示，提供多窗口顯示操作功能。熱泵主機(jī)：啟?？刂?、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行模式切換、頻率調(diào)節(jié)、故障報(bào)警、頻率反饋；水泵開關(guān)控制、水泵運(yùn)行狀態(tài)；水泵故障報(bào)警、水泵手自動狀態(tài)顯示、水泵頻率調(diào)節(jié)、水泵頻率反饋；新風(fēng)機(jī)組：啟停控制、除濕段和再熱段流量調(diào)節(jié)；風(fēng)機(jī)盤管：啟停控制、水流量調(diào)節(jié)；輻射末端：流量調(diào)節(jié)控制；恒溫水槽：流量調(diào)節(jié)控制、電加熱功率調(diào)節(jié)；冷卻塔：啟?？刂?、故障報(bào)警、風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)。2、系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)監(jiān)測（1

3、）監(jiān)測內(nèi)容1）水水熱泵主機(jī)熱工參數(shù)測量：冷凝側(cè)和蒸發(fā)側(cè)進(jìn)出口水溫；冷凝側(cè)和蒸發(fā)側(cè)水流量；熱泵機(jī)組功率；機(jī)組運(yùn)行效率COP。2）地埋管水循環(huán)回路參數(shù)測量：地埋U型管不同深度管壁面溫度（3個(gè)測孔、每隔5m深度布置一個(gè)測點(diǎn)）；不同埋深的土壤溫度（1個(gè)測孔、每隔5m深度布置一個(gè)測點(diǎn)）；地埋U型管集、分水器進(jìn)、出口水溫度、壓力。3）太陽能集熱系統(tǒng)：太陽能集熱板進(jìn)出口水溫、循環(huán)流量。4）末端輻射系統(tǒng)溫度測量包括：輻射末端分、集水器進(jìn)出口溫度；毛細(xì)管網(wǎng)表面設(shè)置10溫度測點(diǎn)；房間空間沿垂直高度的3個(gè)截面設(shè)置18個(gè)溫度測點(diǎn)；2）流程測量：主回路流量、毛細(xì)管回路流量；3）測試間環(huán)境濕度；4）電功率測量：電加熱水箱

4、加熱功率。（2）溫度測量：溫度參數(shù)主要包括三部分：不同地埋深度土壤溫度、末端房間空間溫度和管道內(nèi)流體溫度。1）地埋管不同埋深土壤溫度、末端房間空間溫度測量要求：采用二線制K型熱電偶，傳輸型號為420mA電流信號，并采用數(shù)據(jù)采集儀讀取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集儀攜帶三個(gè)插槽，可同時(shí)測試60個(gè)溫度測點(diǎn)。2）管道內(nèi)流體溫度包括地埋管側(cè)管道水溫和新風(fēng)排風(fēng)管道風(fēng)溫度。溫度測量要求：采用鉑電阻溫度傳感器，精度為工業(yè)A級。（3）流量測量：流量參數(shù)主要包括：地埋管側(cè)管內(nèi)水流量、太陽能集熱器環(huán)路流量、末端負(fù)荷側(cè)總水流量、毛細(xì)管末端水流量。測試流量儀表為渦輪流量計(jì)，量程為0.610m3/h，精度為0.1%±R，通過

5、通訊接口與數(shù)顯流量積算儀連接，實(shí)時(shí)顯示流體的瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。（4）功率測量：功率參數(shù)主要包括：2臺熱泵主機(jī)壓縮機(jī)功率、3臺水泵、1臺新風(fēng)冷凝除濕機(jī)組和2臺風(fēng)機(jī)盤管。采用了三相導(dǎo)軌式電能表，電能表采用LCD顯示，可進(jìn)行時(shí)鐘、費(fèi)率時(shí)段等參數(shù)設(shè)置，并具有電能脈沖輸出功能，精度等級1.0級，性能指標(biāo)符合國際GB/T17215、GB/17883和電力行業(yè)DL/T164對儀表的各項(xiàng)技術(shù)要求，可采用通訊接口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，電能表可以顯示壓縮機(jī)、水泵等瞬時(shí)功率，同時(shí)也可以和上位機(jī)進(jìn)行通訊。（5）機(jī)組及系統(tǒng)能效測試：系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)記錄機(jī)組、水泵、PLC、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的耗電量。通過PLC200下位機(jī)完成

6、對現(xiàn)場信號的采集與測量，將現(xiàn)場的基礎(chǔ)熱工參數(shù)（溫度、流量）通過OPC（OLE for Process Control）通訊協(xié)議傳遞至上位機(jī)數(shù)據(jù)庫中，讓生產(chǎn)數(shù)據(jù)更加直觀的反映在人機(jī)界面上。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由WinCC來完成，由WinCC來完成現(xiàn)場各個(gè)環(huán)節(jié)的組態(tài)，并且能在監(jiān)管界面上完成實(shí)時(shí)的檢測和動態(tài)數(shù)據(jù)的展示，異常報(bào)警，數(shù)據(jù)歸檔和導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)報(bào)表功能，趨勢控件。并且通過WinCC自帶的C語言或VB腳本通訊接口，根據(jù)需求來編寫相關(guān)的程序，實(shí)現(xiàn)非直接變量的讀取、顯示及歸檔，如機(jī)組COP，系統(tǒng)能效等。3、監(jiān)測設(shè)備要求表1 主要監(jiān)測設(shè)備序號監(jiān)測設(shè)備性能參數(shù)要求1不同埋管土壤溫度和末端房間空間溫度測量設(shè)備測量

7、范圍： 0100測量準(zhǔn)確度：±0.2測量分辨率： 0.12管道內(nèi)流體溫度測量設(shè)備測量范圍： 0100測量準(zhǔn)確度：±0.2測量分辨率： 0.13新風(fēng)機(jī)組送排風(fēng)干球溫度和濕球溫度測量設(shè)備測量范圍： 050測量準(zhǔn)確度：±0.5測量分辨率： 0.14新風(fēng)機(jī)組送排放風(fēng)口風(fēng)速測量設(shè)備測量范圍： 0.05-30 m/s測量準(zhǔn)確度：±4%U測量分辨率：0.01 m/s工作溫度：-10-405功率計(jì)量設(shè)備精確度等級應(yīng)不低于1.0級。應(yīng)具有監(jiān)測和計(jì)量三相（單相）有功電能的功能。具有數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，至少應(yīng)具有RS-485標(biāo)準(zhǔn)串行電氣接口，采用MODBUS標(biāo)準(zhǔn)開放協(xié)議或符合多功能

8、電能表通信規(guī)約DL/T 645-1997中的有關(guān)規(guī)定。6流量計(jì)量設(shè)備測量范圍：依據(jù)測量設(shè)備或者系統(tǒng)循環(huán)流量確定，不得小于測量設(shè)備或者系統(tǒng)循環(huán)流量的1.5倍。測量準(zhǔn)確度：2%測量分辨率：0.1m3/h工作環(huán)境：電源為直流24V；環(huán)境溫度：-1050,相對濕度：590。備注（1）監(jiān)測設(shè)備應(yīng)滿足相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求；（2）監(jiān)測設(shè)備應(yīng)有出廠合格證等質(zhì)量證明文件。表2 數(shù)據(jù)采集裝置性能參數(shù)要求參數(shù)指標(biāo)要求采集接口能夠采集模擬信號（含電量測量模塊和其他模擬量測量模塊）和數(shù)字信號，支持Modbus協(xié)議支持計(jì)量設(shè)備數(shù)量按照現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)確定并進(jìn)行預(yù)留采集周期根據(jù)數(shù)據(jù)中心命令或主動定時(shí)采集，定時(shí)周期從1分鐘

9、到1小時(shí)可配置，默認(rèn)5分鐘數(shù)據(jù)處理方式協(xié)議解析、轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理存儲容量不少于500GB遠(yuǎn)傳接口至少1個(gè)有線接口（含485接口）或無線接口遠(yuǎn)傳周期定期1分鐘到12小時(shí)可配置，默認(rèn)30分鐘支持?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)量至少3個(gè)配置/維護(hù)接口具有本地和遠(yuǎn)程配置/維護(hù)接口，支持接收來自數(shù)據(jù)中心的查詢、校時(shí)等命令。具備自動恢復(fù)功能，在無人值守情況下可以從故障中恢復(fù)正常工作狀態(tài)。平均無故障時(shí)間（MTBF）應(yīng)不小于3萬小時(shí)網(wǎng)絡(luò)功能接收命令、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)加密、斷點(diǎn)續(xù)傳、DNS解析，支持TCP/IP協(xié)議功耗宜使用低功耗嵌入式系統(tǒng)電磁兼容性應(yīng)符合國家和行業(yè)的相關(guān)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)要求。備注（1）數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)滿足相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的

10、技術(shù)要求；（2）數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)有出廠合格證等質(zhì)量證明文件。4、監(jiān)測系統(tǒng)安裝（1）地埋U型管不同埋深土壤溫度傳感器安裝地埋U型管壁面溫度傳感器，根據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)要求數(shù)量進(jìn)行安裝。溫度傳感器應(yīng)為一體式防水傳感器，建議安裝在相應(yīng)U型管管壁上，與壁面接觸緊密，管箍固定并用環(huán)氧樹脂進(jìn)行保護(hù)，防止損壞和脫落。要求傳感器同一個(gè)位置建議安裝兩個(gè)不同回路監(jiān)測點(diǎn)，在U型管安裝時(shí)同步安裝到位，對傳感器進(jìn)行導(dǎo)通測試后才進(jìn)行回填。（2）水管內(nèi)溫度傳感器安裝水管內(nèi)溫度傳感器建議采用訂制支架安裝。溫度傳感器應(yīng)與被測介質(zhì)形成逆流，安裝時(shí)溫度傳感器應(yīng)迎著被測介質(zhì)的流向插入，至少應(yīng)與被測介質(zhì)成正交。溫度傳感器的感應(yīng)部分應(yīng)處于管道的中

11、間部位。溫度傳感器應(yīng)有足夠的插入深度，一般應(yīng)將溫度傳感器斜插或管道軸線安裝。（3）新風(fēng)機(jī)組送/排風(fēng)口干球溫度和濕球溫度傳感器安裝新風(fēng)機(jī)組送/排風(fēng)口溫度傳感器建議采用訂制支架安裝。溫度傳感器應(yīng)與被測介質(zhì)形成逆流，安裝時(shí)溫度傳感器應(yīng)迎著被測介質(zhì)的流向插入，至少應(yīng)與被測介質(zhì)成正交。溫度傳感器的感應(yīng)部分應(yīng)處于風(fēng)道中流速最大的地方，溫度傳感器的保護(hù)管的末端應(yīng)超過風(fēng)道中心線約510mm。溫度傳感器應(yīng)有足夠的插入深度，一般應(yīng)將溫度傳感器斜插或沿風(fēng)道軸線安裝。其中，濕球溫度傳感器要求水平安裝，方便包裹濕紗布，同時(shí)其下方應(yīng)能放置盛水的容器。（3）新風(fēng)機(jī)組送/排風(fēng)速傳感器安裝新風(fēng)機(jī)組送/排風(fēng)速傳感器同溫度傳感器，

12、建議采用訂制支架安裝。安裝時(shí)注意傳感器保護(hù)管開口方向，需定向安裝。風(fēng)速傳感器的感應(yīng)部分應(yīng)處于風(fēng)道中流速最大的地方，傳感器的保護(hù)管的開口處應(yīng)處于風(fēng)道中心線位置。（4）耗電量計(jì)量模塊安裝水源熱泵數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的功率參數(shù)功率傳感器及普通電表應(yīng)安裝在被測設(shè)備或者系統(tǒng)的配電輸入端，具體安裝要求如下。互感器：同一組的電流互感器應(yīng)采用制造廠、型號、額定電流變比、準(zhǔn)確度等級、二次容量均相同的互感器。電流互感器進(jìn)線端的極性符號應(yīng)一致，電流互感器的二次回路應(yīng)安裝接線端子，變壓器低壓出線回路宜安裝接線盒。電能表：在原配電柜（箱）中加裝時(shí)，電能表下端應(yīng)加有回路名稱的標(biāo)簽，二只三相電能表相距的最小距離應(yīng)大于80mm，單相

13、電能表相距的最小距離應(yīng)為30mm，電能表與屏邊最小距離應(yīng)大于40mm。單獨(dú)配置的表箱在室內(nèi)安裝時(shí)宜安裝在0.8m1.8m的高度（安全距離內(nèi)可清楚觀察電量參數(shù)）。電能表安裝必須垂直牢固，表中心線向各方向的傾斜不大于1°。（5）流量傳感器安裝安裝方向，在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝，測量應(yīng)保證管路中總是充滿液體；直管段長度，上游不少于10D，下游不少于5D，直管段內(nèi)部要求光滑，流量計(jì)量設(shè)備的流向應(yīng)與管內(nèi)流體的流動方向一致。（6）數(shù)據(jù)采集裝置安裝水源熱泵數(shù)據(jù)采集裝置具備采集包括溫度傳感器、流量傳感器和功率傳感器等信號的功能。示范項(xiàng)目安裝的數(shù)據(jù)采集裝置通道數(shù)應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目具體監(jiān)測要求確定，應(yīng)至

14、少預(yù)留2個(gè)數(shù)據(jù)采集通道。水源熱泵系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置施工安裝應(yīng)符合自動化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50093中的規(guī)定。信號線導(dǎo)體采用屏蔽線；盡量避免與強(qiáng)信號電纜平行走線，必要時(shí)使用鋼管屏蔽。信號的標(biāo)識應(yīng)保持清楚。一個(gè)模塊的多路模擬量輸入信號之間的壓差不得大于24V。5、監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)試（1）設(shè)備校對基本原則a.計(jì)量設(shè)備和數(shù)據(jù)采集裝置能提供出廠合格證等技術(shù)文件；b.對計(jì)量設(shè)備和數(shù)據(jù)采集裝置的證明文件進(jìn)行歸檔；c.每年對計(jì)量設(shè)備自行校核一次，校核設(shè)備滿足計(jì)量要求，且保存校核記錄。溫度傳感器校對a.采用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)量設(shè)備對環(huán)境溫度傳感器進(jìn)行現(xiàn)場校對，每五分鐘取一個(gè)數(shù)據(jù)，共校對10個(gè)數(shù)據(jù)，確保兩者平均偏差不大于10%。b.采用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)量設(shè)備對水溫溫度傳感器進(jìn)行現(xiàn)場校對，取5個(gè)典型溫度點(diǎn)進(jìn)行校核，確保兩者平均偏差不大于10%。流量傳感器的校對和比對流量傳感器安裝后應(yīng)采用檢定有效的超聲波流量計(jì)，對各流量傳感器所在管路進(jìn)行測量校核，校核時(shí)間1小時(shí)兩