基于无中心网络的冷却塔系统、冷却塔控制器及控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于无中心网络的冷却塔系统、冷却塔控制器及冷却塔系统的控制方法，该方法包括：为每个冷却塔分别设置一个冷却塔控制器，并将所有冷却塔控制器互联以形成无中心网络；当判断达到一定的触发条件时，由该冷却塔控制器发起调节任务；冷却塔控制器开始与其相邻的冷却塔控制器进行交互；经过若干次交互之后整个系统确定每台冷却塔优化后的运行参数，根据优化后的运行参数控制相应冷却塔达到相应的运行状态。本发明专利技术的方法基于无中心网络，使各并联冷却塔平等地自主协调完成控制目标，分布式地计算出优化控制方案，降低了传统控制形式的人工配置调试的工作量，实现了控制设备的即插即用，提高了系统的控制效率、鲁棒性及可扩展性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑节能和智能控制
，特别是涉及一种基于无中心网络的冷却塔系统、冷却塔控制器及控制方法。
技术介绍
在中央空调的冷却水系统中，通常使用多台冷却塔并联，来实现从冷机的冷凝器侧流出的高温冷却水的冷却，冷却塔系统具有冷却水路和冷却塔风扇两个控制子系统，通过调节开启的冷却塔的台数及其风扇的运转频率来实现冷却水水温的控制。在现有的冷却塔控制系统中，通常采用集中控制的方式，即为冷站中的多台冷却塔设置一个冷却塔控制器，当前常见的控制策略为冷却塔的启停跟随冷机的启停(冷却侧一般是一机对一泵对一塔的方式)，风机全开，或者风机有高中低三档的档位控制，控冷却塔的出口水温。这种控制方式的弊端在于，在实际施工中，需要大量的现场二次开发、配置调试、接线等工作；当设备发生变动时，需要对中央控制器进行重新的配置调试；如果要对设备进行优化控制，需要针对具体的设备建模，由专业的人员将模型写入中央控制器，并进一步调试控制器，人力成本、时间成本很高。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于无中心网络的冷却塔系统控制方法。该方法具有控制效率高、鲁棒性好且扩展性佳的优点。本专利技术的另一个目的在于提出一种基于无中心网络的冷却塔系统。本专利技术的再一个目的在于提出一种冷却塔控制器。为了实现上述目的，本专利技术第一方面的实施例公开了一种基于无中心网络的冷却塔系统控制方法，包括以下步骤：为所述冷却塔系统中的每个冷却塔分别设置一个冷却塔控制器，并将所有冷却塔控制器互联以形成无中心网络；当冷却塔控制器判断达到一定的触发条件时，则由该冷却塔控制器发起调节任务；若系统中存在发起调节任务的冷却塔控制器，则所述系统中的冷却塔控制器开始与其相邻的冷却塔控制器进行信息交互；经过若干次信息交互之后系统确定每台冷却塔优化后的运行参数，所述冷却塔控制器根据优化后的运行参数控制相应冷却塔达到相应的运行状态；若系统中没有发起调节任务的冷却塔控制器，则保持冷却塔运行参数不变。根据本专利技术实施例的基于无中心网络的冷却塔系统控制方法，利用各冷却塔带通信功能的冷却塔控制器组建的无中心网络，使各冷却塔通过自主协商来决定各台冷却塔是否启停及其相应的冷冻水流量需求，同时使得冷却塔系统的总体能效最优。本专利技术实施例的基于无中心网络的冷却塔系统控制方法，至少具有以下优点：1.现场中仅需将拓扑上相邻的冷却塔对应的冷却塔控制器进行通信连接，各冷却塔即可通过自主协同，高效地完成控制目标，避免了传统集中式控制方式中自控厂商介入的繁琐的人工配置、调试环节，也能做到设备的即插即用，增强了系统的灵活性、可扩展性。2.在理论上保证了对于给定的控制目标，算法计算的结果是充分地利用了冷却塔的散热面积，同时每台冷却塔的流量不低于下限，从而保证了冷却水分配的均匀性。另外，根据本专利技术上述实施例的基于无中心网络的冷却塔系统控制方法还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，每台冷却塔控制器均可以发起调节任务，其余冷却塔控制器配合所述调节任务完成系统运算。进一步地，若多台冷却塔控制器在相同或相近的时间内都发起调节任务，则按照每个调节任务分别进行系统运算，然后再通过仲裁机制决定执行哪个调节任务的运算结果。进一步地，若多台冷却塔控制器在相同或相近的时间内都发起调节任务，则先通过仲裁机制选出一个发起者，然后执行由该发起者发起的调节任务。进一步地，所述仲裁机制包括人工指定优先级、抽签、抢令牌、随机指定中的一种或多种。进一步地，所述一定的触发条件为：所述冷却塔控制器达到了预设的控制周期。进一步地，所述一定的触发条件为：冷却水流量发生了变化，冷却泵组计算出当前的冷却水流量并发给冷却塔的控制器，相应冷却塔控制器收到信息后触发调节任务。进一步地，所述信息交互的过程确定每台冷却塔的水路是否开启以便在每台冷却塔的流量高于预设的下限值的前提下尽量多地开启冷却塔的水路。进一步地，确定每台冷却塔的水路是否开启的步骤进一步包括如下步骤：整个系统的控制器形成一条链路，由链首起始向链尾依次传递信息，所述信息中包括各冷却塔分别工作在最低流量下限的流量，链尾计算出每台冷却塔工作在最低流量下限或水路不开启的所有组合下的总流量并选出总流量最满足要求的组合，并将数据依次回传至链首,此时各冷却塔控制器知晓其是否应该开启。进一步地，所述总流量最满足要求指的是各冷却塔的总流量最接近系统总冷却水流量需求且各冷却塔的流量不低于预设下限值。进一步地，链路中的链首和链尾在信息交互过程中可变。进一步地，在系统确定优化后的运行参数之后，所有冷却塔控制器控制冷却塔水路上的阀门的开闭以便冷却塔水路达到相应的启停状态。进一步地，所述优化后的运行参数包括冷却塔风扇的启停状态和/或频率。进一步地，冷却塔风扇的启停状态和/或转速依照如下原则进行优化：只要相应冷却塔的水阀开启，则相应风扇开启，开启的风扇统一变频，控制冷却塔的出水温度达到出水温度设定值，如果风扇的转速达到转速的下限，则关闭一台风扇，如果开启的风扇转速达到上限，且仍有阀门开启的冷却塔的风扇未开启，则加开一台风扇。进一步地，所述无中心网络的实现形式为有线网络和无线网络中二者之一或者二者的组合。进一步地，多个所述冷却塔控制器中的控制算法相同。进一步地，所述冷却塔控制器通过控制相应冷却塔水路上的阀门及冷却塔风扇来变更对应冷却塔的运行参数。进一步地，冷却塔的最低流量下限被输入到冷却塔控制器中。本专利技术第二方面的实施例还公开了一种基于无中心网络的冷却塔系统，包括：多个冷却塔，所述多个冷却塔并联设置；多个冷却塔控制器，所述多个冷却塔控制器一一对应地与所述多个冷却塔相连，其中，所有冷却塔控制器互联以形成无中心网络；所述冷却塔系统利用如本专利技术上述第一方面实施例所述的控制方法来运行。本专利技术第三方面的实施例还提供了一种冷却塔控制器，所有冷却塔控制器互联以形成无中心网络，当冷却塔控制器判断达到一定的触发条件时，所述冷却塔控制器用于发起调节任务，在系统中存在发起调节任务的冷却塔控制器时，所述冷却塔控制器开始与其相邻的冷却塔控制器进行信息交互，并经过若干次信息交互之后确定每台冷却塔优化后的运行参数，所述冷却塔控制器根据优化后的运行参数控制相应冷却塔达到相应的运行状态，以及在系统中没有发起调节任务的冷却塔控制器时，保持相应的冷却塔运行参数不变。根据本专利技术实施例的冷却塔系统及冷却塔控制器，使各冷却塔平等地自主协调完成控制...

【技术保护点】
一种基于无中心网络的冷却塔系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：为所述冷却塔系统中的每个冷却塔分别设置一个冷却塔控制器，并将所有冷却塔控制器互联以形成无中心网络；当冷却塔控制器判断达到一定的触发条件时，则由该冷却塔控制器发起调节任务；若系统中存在发起调节任务的冷却塔控制器，则所述系统中的冷却塔控制器开始与其相邻的冷却塔控制器进行信息交互；经过若干次信息交互之后系统确定每台冷却塔优化后的运行参数，所述冷却塔控制器根据优化后的运行参数控制相应冷却塔达到相应的运行状态；若系统中没有发起调节任务的冷却塔控制器，则保持冷却塔运行参数不变。

【技术特征摘要】
2015.06.09 CN 20151031416311.一种基于无中心网络的冷却塔系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
为所述冷却塔系统中的每个冷却塔分别设置一个冷却塔控制器，并将所有冷却塔控制器
互联以形成无中心网络；
当冷却塔控制器判断达到一定的触发条件时，则由该冷却塔控制器发起调节任务；
若系统中存在发起调节任务的冷却塔控制器，则所述系统中的冷却塔控制器开始与其相
邻的冷却塔控制器进行信息交互；
经过若干次信息交互之后系统确定每台冷却塔优化后的运行参数，所述冷却塔控制器根
据优化后的运行参数控制相应冷却塔达到相应的运行状态；
若系统中没有发起调节任务的冷却塔控制器，则保持冷却塔运行参数不变。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：每台冷却塔控制器均可以发起调节任务，
其余冷却塔控制器配合所述调节任务完成系统运算。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：若多台冷却塔控制器在相同或相近的时间
内都发起调节任务，则按照每个调节任务分别进行系统运算，然后再通过仲裁机制决定执行
哪个调节任务的运算结果。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：若多台冷却塔控制器在相同或相近的时间
内都发起调节任务，则先通过仲裁机制选出一个发起者，然后执行由该发起者发起的调节任
务。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：所述仲裁机制包括人工指定优先级、
抽签、抢令牌、随机指定中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述一定的触发条件为：所述冷却塔控
制器达到了预设的控制周期。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述一定的触发条件为：冷却水流量发生
了变化，冷却泵组计算出当前的冷却水流量并发给冷却塔的控制器，相应冷却塔控制器收到
信息后触发调节任务。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述信息交互的过程确定每台冷却塔的水
路是否开启以便在每台冷却塔的流量高于预设的下限值的前提下尽量多地开启冷却塔的水
路。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：确定每台冷却塔的水路是否开启的步骤进
一步包括如下步骤：
整个系统的控制器形成一条链路，由链首起始向链尾依次传递信息，所述信息中包括各

\t冷却塔分别工作在最低流量下限的流量，链尾计算出每台冷却塔工作在最低流量下限或水路
不开启的所有组合下的总流量并选出总流量最满足要求的组合，并将数据依次回传至链首,
此时各冷却塔控制器知晓其是否应该开启。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述总流量最满足要求指的是所有冷却
塔的总流量最接近系统总冷却水流量需求且各冷却塔的流量不低于预设下限值。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：链路中的链首和链尾在信息交互过程中
可变。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在系统确定优化后的运行参数之后，所
有冷却塔控制器控制冷却塔水路上的阀门的开闭以便冷却塔水路达到相应的启停状态。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述优化后的运行参数包括冷却塔风扇
的启停状态和/或频率。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：冷却塔风扇的启停状态和/或转速依照如
下原则进行优化：只要相应冷却塔的水阀开启，则相应风扇开启，开启的风扇统一变频，控
制冷却塔的出水温度达...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜子炎，代允闯，沈启，
申请(专利权)人：邻元科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11