本實用新型涉及空調(diào)控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于西門子PLC 和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

數(shù)據(jù)中心中央空調(diào)系統(tǒng)全年7×24h不間斷運(yùn)行，可靠性要求高，空調(diào)系統(tǒng)中的組件故障時需告警并及時替代。與此同時，隨著全年氣候條件和末端負(fù)荷的變化，空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式、運(yùn)行臺數(shù)也相應(yīng)調(diào)整。故障替代、告警、運(yùn)行模式切換、空調(diào)設(shè)備臺數(shù)控制等均需要控制器和控制系統(tǒng)完成，因此數(shù)據(jù)中心中央空調(diào)的平穩(wěn)運(yùn)行需要更穩(wěn)定的控制器和控制系統(tǒng)。

樓宇自控DDC是生產(chǎn)廠家根據(jù)樓宇自控特點從PLC發(fā)展而來的，與PLC 的區(qū)別其實只是在其內(nèi)部固化了一部分程序，但同時也缺少的PLC的靈活性和應(yīng)對復(fù)雜電磁干擾環(huán)境的能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述現(xiàn)有控制系統(tǒng)可靠性低的缺陷，提供一種基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種基于西門子 PLC和高速PROFIBUS工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，包括：冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱、主控箱、監(jiān)控終端，其中，

所述冷卻塔控制箱空通過PROFIBUS-DP總線連接所述主控箱，所述水泵控制箱通過PROFIBUS-DP總線連接所述主控箱，所述主機(jī)控制箱通過 PROFIBUS-DP總線連接所述主控箱，所述主控箱通過工業(yè)以太網(wǎng)連接所述監(jiān)控終端；

所述冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱通過PROFIBUS-DP總線與所述主控箱進(jìn)行通信，所述主控箱通過PROFIBUS-DP總線對所述冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

優(yōu)選地，本實用新型所述的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，所述冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱包括西門子的分布式控制器S7200；

所述分布式控制器S7200通過EM277經(jīng)由PROFIBUS-DP總線與所述主控箱進(jìn)行通信。

優(yōu)選地，本實用新型所述的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，所述主控箱包括西門子的控制器S7300、以及AI/DI/DO模塊，

所述主控箱利用所述控制器S7300和AI/DI/DO模塊，通過PROFIBUS-DP 總線與所述冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱進(jìn)行通信。

優(yōu)選地，本實用新型所述的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，還包括：冷卻塔風(fēng)機(jī)和冷卻塔進(jìn)出水閥門，

所述冷卻塔風(fēng)機(jī)和冷卻塔進(jìn)出水閥門分別連接所述冷卻塔控制箱，所述冷卻塔控制箱根據(jù)所述主控箱發(fā)送的控制指令控制所述冷卻塔風(fēng)機(jī)和冷卻塔進(jìn)出水閥門；

所述冷卻塔控制箱對所述冷卻塔風(fēng)機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程啟停、調(diào)頻，采集所述冷卻塔風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程/就地、運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、運(yùn)行頻率，并上傳至所述主控箱。

優(yōu)選地，本實用新型所述的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，還包括：冷凍水泵和冷卻水泵，

所述冷凍水泵和冷卻水泵分別連接所述水泵控制箱，所述水泵控制箱根據(jù)所述主控箱發(fā)送的控制指令控制所述冷凍水泵和冷卻水泵；

所述水泵控制箱對所述冷凍水泵和冷卻水泵進(jìn)行遠(yuǎn)程啟停、調(diào)頻，采集所述冷凍水泵和冷卻水泵的遠(yuǎn)程/就地、運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、運(yùn)行頻率，并上傳至所述主控箱。

優(yōu)選地，本實用新型所述的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，還包括：制冷主機(jī)，

所述主機(jī)控制箱通過MODBUS總線連接所述制冷主機(jī)，采集所述制冷主機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、各點溫度及壓力、負(fù)載率、電壓、電流、功率，并上傳至所述主控箱；

所述主機(jī)控制箱根據(jù)所述主控箱的控制指令控制所述制冷主機(jī)的啟停、以及修改所述制冷主機(jī)的出水溫度設(shè)定值。

優(yōu)選地，本實用新型所述的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，所述主控箱包括用于監(jiān)控和管理整個系統(tǒng)的設(shè)備、控制邏輯運(yùn)算、設(shè)備能耗、運(yùn)行效益計算的處理單元，所述處理單元根據(jù)采集的系統(tǒng)參數(shù)發(fā)出控制指令。

優(yōu)選地，本實用新型所述的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，所述冷卻塔控制箱和主機(jī)控制箱包括電動蝶閥，

所述冷卻塔控制箱和主機(jī)控制箱根據(jù)所述主控箱發(fā)送的控制指令開關(guān)所述電動蝶閥，采集所述電動蝶閥的遠(yuǎn)程、開到位、關(guān)到位、故障狀態(tài)，并上傳至所述主控箱。

優(yōu)選地，本實用新型所述的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，所述監(jiān)控終端包括用于顯示系統(tǒng)采集的監(jiān)控數(shù)據(jù)的顯示單元。

優(yōu)選地，本實用新型所述的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，還包括：壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、溫濕度傳感器、電流電壓檢測器，所述壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、溫濕度傳感器、電流電壓檢測器用于采集系統(tǒng)內(nèi)監(jiān)測點的實時數(shù)據(jù)，并上傳至所述主控箱。

實施本實用新型的一種基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，具有以下有益效果：該系統(tǒng)包括：冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱、主控箱、監(jiān)控終端，其中，所述冷卻塔控制箱空通過PROFIBUS-DP總線連接所述主控箱，所述水泵控制箱通過PROFIBUS-DP總線連接所述主控箱，所述主機(jī)控制箱通過PROFIBUS-DP總線連接所述主控箱，所述主控箱通過工業(yè)以太網(wǎng)連接所述監(jiān)控終端；所述冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱通過 PROFIBUS-DP總線與所述主控箱進(jìn)行通信，所述主控箱通過PROFIBUS-DP總線對所述冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。通過實施本實用新型，將工業(yè)控制器和工業(yè)總線運(yùn)用到數(shù)據(jù)中心機(jī)房中央空調(diào)控制系統(tǒng)中，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本實用新型一種基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本本實用新型的具體實施方式。

圖1是本實用新型一種基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

PLC控制器是面向工業(yè)環(huán)境開發(fā)的，在復(fù)雜的工業(yè)控制環(huán)境下模塊的故障或系統(tǒng)停機(jī)都可能產(chǎn)生重大事故或人員傷亡，可靠性要求較DDC高很多。PLC 控制核心能夠在惡劣的環(huán)境中長期可靠、無故障運(yùn)行，并且易接線、易維護(hù)、隔離性好、抗腐蝕能力強(qiáng)，能適應(yīng)較寬的溫度變化范圍，平均無故障時間間隔(MTBF)大于15年。

基于數(shù)據(jù)中心機(jī)房中央空調(diào)系統(tǒng)較其他建筑中央空調(diào)系統(tǒng)在可靠性、安全性、故障處理的快速性等都要高出很多，因此采用基于工業(yè)控制的控制器和通訊總線取代傳統(tǒng)的樓宇自控控制器和通信總線，來滿足數(shù)據(jù)中心中央空調(diào)系統(tǒng)的高可靠性和高安全性。

本實用新型基于西門子公司(SIEMENS)的S7300及S7200的PLC控制器取代現(xiàn)在常用的DDC控制器，以及西門子公司(SIEMENS)的PROFIBUS-DP高速工業(yè)總線取代DDC控制系統(tǒng)的MS/TP總線。

本實用新型采用“分散控制、集中管理”的分布式總線控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)中各臺主機(jī)、水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)的群控和節(jié)能控制。所配置的節(jié)能控制系統(tǒng)由一系列模塊式產(chǎn)品單元和傳感器組合而成，本套群控系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)分為三層結(jié)構(gòu)：集中監(jiān)控級、現(xiàn)場管理級和設(shè)備控制級。整個控制系統(tǒng)基于高速的PROFIBUS-DP總線及工業(yè)以太網(wǎng)。整個控制系統(tǒng)包括主控箱、主機(jī)控制箱、水泵控制箱和冷卻塔控制箱，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和壓力、溫度、流量、溫濕度傳感器。

具體的，該基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)包括：冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱、主控箱、至少一個監(jiān)控終端，其中，

冷卻塔控制箱空通過PROFIBUS-DP總線連接主控箱，水泵控制箱通過 PROFIBUS-DP總線連接主控箱，主機(jī)控制箱通過PROFIBUS-DP總線連接主控箱，主控箱通過工業(yè)以太網(wǎng)連接監(jiān)控終端。PROFIBUS-DP總線是西門子(SIEMENS) 制定的一種總線標(biāo)準(zhǔn)，是一種廣泛應(yīng)用的工業(yè)總線，其通信速率達(dá)到12Mbps。

冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱通過PROFIBUS-DP總線與主控箱進(jìn)行通信，主控箱通過PROFIBUS-DP總線對冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

優(yōu)選地，本實用新型的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，還包括：冷卻塔風(fēng)機(jī)和冷卻塔進(jìn)出水閥門，冷卻塔風(fēng)機(jī)和冷卻塔進(jìn)出水閥門分別連接冷卻塔控制箱，冷卻塔控制箱根據(jù)主控箱發(fā)送的控制指令控制冷卻塔風(fēng)機(jī)和冷卻塔進(jìn)出水閥門。

冷卻塔控制箱對冷卻塔風(fēng)機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程啟停、調(diào)頻，采集冷卻塔風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程/就地、運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、運(yùn)行頻率，并上傳至主控箱，并根據(jù)主控箱發(fā)送的控制指令來啟動冷卻塔風(fēng)機(jī)以及調(diào)節(jié)冷卻塔風(fēng)機(jī)的頻率。冷卻塔控制箱根據(jù)主控箱發(fā)送的控制指令開關(guān)電動蝶閥，采集電動蝶閥的遠(yuǎn)程、開到位、關(guān)到位、故障狀態(tài)，并上傳至主控箱。

優(yōu)選地，本實用新型的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱包括西門子的分布式控制器S7200；分布式控制器S7200通過EM277經(jīng)由PROFIBUS-DP總線與主控箱進(jìn)行通信。

優(yōu)選地，本實用新型的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，還包括：冷凍水泵和冷卻水泵，冷凍水泵和冷卻水泵分別連接水泵控制箱，水泵控制箱根據(jù)主控箱發(fā)送的控制指令控制冷凍水泵和冷卻水泵。

水泵控制箱對冷凍水泵和冷卻水泵進(jìn)行遠(yuǎn)程啟停、調(diào)頻，采集冷凍水泵和冷卻水泵的遠(yuǎn)程/就地、運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、運(yùn)行頻率，并上傳至主控箱。

優(yōu)選地，本實用新型的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱包括西門子的分布式控制器S7200；分布式控制器S7200通過EM277經(jīng)由PROFIBUS-DP總線與主控箱進(jìn)行通信。

優(yōu)選地，本實用新型的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，還包括：制冷主機(jī)，主機(jī)控制箱通過MODBUS總線連接制冷主機(jī)，采集制冷主機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、各點溫度及壓力、負(fù)載率、電壓、電流、功率，并上傳至主控箱。

主機(jī)控制箱根據(jù)主控箱的控制指令控制制冷主機(jī)的啟停、以及修改制冷主機(jī)的出水溫度設(shè)定值。

優(yōu)選地，本實用新型的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，主機(jī)控制箱包括電動蝶閥，主機(jī)控制箱根據(jù)主控箱發(fā)送的控制指令開關(guān)電動蝶閥，采集電動蝶閥的遠(yuǎn)程、開到位、關(guān)到位、故障狀態(tài)，并上傳至主控箱。

優(yōu)選地，本實用新型的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱包括西門子的分布式控制器S7200；分布式控制器S7200通過EM277經(jīng)由PROFIBUS-DP總線與主控箱進(jìn)行通信。

優(yōu)選地，本實用新型的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，主控箱用于系統(tǒng)的聯(lián)動控制，監(jiān)控和管理這個中央空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)備。該主控箱包括用于監(jiān)控和管理整個系統(tǒng)的設(shè)備、控制邏輯運(yùn)算、設(shè)備能耗、運(yùn)行效益計算的處理單元，處理單元根據(jù)采集的系統(tǒng)參數(shù)發(fā)出控制指令。

優(yōu)選地，本實用新型的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，主控箱包括西門子的控制器S7300、以及AI/DI/DO模塊，主控箱利用控制器 S7300和AI/DI/DO模塊，通過PROFIBUS-DP總線與冷卻塔控制箱、水泵控制箱、主機(jī)控制箱進(jìn)行通信。

優(yōu)選地，本實用新型的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，監(jiān)控終端包括用于顯示系統(tǒng)采集的監(jiān)控數(shù)據(jù)的顯示單元。優(yōu)選地，監(jiān)控終端的界面以中文顯示，以直觀的圖形、圖表和文字表達(dá)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)和控制內(nèi)容，便于操作人員可以快速掌握整個系統(tǒng)的操作方法，以勝任運(yùn)行管理工作。為節(jié)省成本。

優(yōu)選地，本實用新型的基于西門子PLC和工業(yè)總線的中央空調(diào)控制系統(tǒng)，還包括：壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、溫濕度傳感器、電流電壓檢測器，壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、溫濕度傳感器、電流電壓檢測器用于采集系統(tǒng)內(nèi)監(jiān)測點的實時數(shù)據(jù)，并上傳至主控箱。

通過實施本實用新型，將工業(yè)控制器和工業(yè)總線運(yùn)用到數(shù)據(jù)中心機(jī)房中央空調(diào)控制系統(tǒng)中，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

以上實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)此實施，并不能限制本實用新型的保護(hù)范圍。凡跟本實用新型權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，均應(yīng)屬于本實用新型權(quán)利要求的涵蓋范圍。