一种中央空调节能监控系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种中央空调节能监控系统，包括一个监控中心和多个动力中心，所述监控中心包括监控中心上位机，每个动力中心为监控网络中的一个子网，每个动力中心设置一台下位机、一个协调器和若干终端节点，终端节点采集现场设备的运行状态，将数据传输给协调器，协调器经下位机通过局域网或Internet网络定时传输给监控中心上位机，监控中心上位机根据计算分析的结果将控制指令下传至相关下位机，下位机经协调器通过相应的终端节点控制中央空调系统动力中心的现场设备。本发明专利技术能够对建筑中央空调系统现场设备运行状态进行监控，实现中央空调系统设备的整体优化运行，以达到最大限度地降低能耗、节约能源的目的。

A central air conditioning energy saving monitoring system and its working method

The invention discloses a central air-conditioning energy-saving monitoring system, which comprises a monitoring center and a plurality of power centers. The monitoring center comprises a monitoring center upper computer, each power center is a subnet of the monitoring network, and each power center is provided with a subordinate computer, a coordinator and several terminal nodes, and a terminal section. The data is transmitted to the coordinator through the local area network or Internet network. The upper computer of the monitoring center transmits the control instructions to the relevant lower computer according to the results of calculation and analysis. The lower computer transmits the control instructions to the corresponding terminal nodes through the coordinator. Control the field equipment of the central air-conditioning system power center. The invention can monitor and control the running state of the field equipment of the building central air-conditioning system, realize the overall optimal operation of the central air-conditioning system equipment, and achieve the goal of reducing energy consumption and saving energy to the maximum extent.

【技术实现步骤摘要】
一种中央空调节能监控系统及其工作方法
本专利技术涉及物联网技术和计算机网络
，具体涉及一种中央空调节能监控系统及其工作方法。
技术介绍
目前，中央空调已广泛地应用于城市的办公楼宇、酒店、体育馆、宾馆、商业中心、医院等建筑物中。中央空调是一种将人类工作、生产、居住和生活所在的建筑物内的空气处理到所需要的温湿度、气流度和洁净度的工具，相比家用空调，中央空调不但能满足多居室的温度调节，使用舒适，温度波动小，而且运转噪音低，空气品质高，但是中央空调在改善室内环境质量的同时，也带来了巨大的能源消耗。中央空调系统的设计往往是按照当地的气象资料（最高/低气温）和建筑物的特点而设计的，并考虑到最大负荷量的需求，还要预留10%—20%的设计裕量，所以主机、水泵、风机都有很大的余量。由于季节的轮转和时间的变化，中央空调系统全年以最大负荷运行的时间很短，一般不足1%，所以大量恒速电机存在很大的节能潜力。但是目前的中央空调系统中，还鲜有对这些大功率设备进行节能运行管理的报道。故本专利技术构建了一个建筑中央空调节能监控系统，研发了节能监控网络上的节点硬件，即能够在建筑中央空调监控网络中应用的监控装置，对现场设备进行实时控制，以达到系统优化、节能运行的目的。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术中的存在的问题和不足，本专利技术的目的是提供一种中央空调节能监控系统及其工作方法。技术方案：为达到上述目的，本专利技术所述的一种中央空调节能监控系统，包括一个监控中心和多个动力中心，所述监控中心包括监控中心上位机，每个动力中心为监控网络中的一个子网，每个动力中心设置一台下位机、一个协调器和若干终端节点，下位机可以为PC机或工控机，终端节点采集现场设备的运行状态，将数据传输给协调器，协调器经下位机通过局域网或Internet网络定时传输至给监控中心上位机，监控中心上位机根据计算分析的结果将相关控制指令下传至下位机及协调器，下位机经协调器通过相应终端节点上的驱动模块控制中央空调系统的现场设备。进一步地，所述中央空调系统设备包括3台冷冻水泵、6台冷却塔、3台冷却水泵、3台双工况主机、3台乙二醇泵、1台乙二醇定压及补液装置、1台乙二醇补水泵及1台备用泵、冷冻水定压及补液装置、1台冷冻水补水泵及1台备用泵、储冰槽、3台热交换器和用户室内空气温度和湿度，上述设备和用户室内空气分别通过传感器及检测元件与终端节点建立联系，中央空调系统的被监控模拟量对象包括热交换器一级网进口温度、热交换器二级网供水及回水温度、冷却水供水及回水温度、用户室内空气温度和湿度、一级及二级网供水及回水压力，储冰槽进水口温度及储冰槽液位，被监控的数字量对象包括冷却塔、双工况主机、乙二醇泵、冷冻水泵、冷却水泵、二醇补水泵、冷冻水补水泵的工作状态。进一步地，所述终端节点包括子节点ZigBee模块、传感器、A/D转换接口电路、D/A转换电路及放大电路和驱动模块；所述子节点ZigBee模块包括通用I/O口、A/D转换输入接口电路、RF收发电路，所述通用I/O口与中央空调现场设备的开关量连接，A/D转换输入接口电路与传感器连接，RF收发电路与子节点ZigBee模块连接，实现数据传输，所述D/A转换电路的一端与子节点ZigBee模块连接，另一端与放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端以及通用I/O接口的输出端均与驱动模块的输入端连接，所述通用I/O接口的输出端还连接报警模块进一步地，所述驱动模块采用的是8路继电器控制板，所述8路继电器控制板包括电源接口、触发公共端口、8个触发端口和8个继电器，其中每个继电器包括常闭、公共和常开共3个端口，所述触发端口包括IN1~IN8共8个端口。以冷冻水泵节点为例，通过触发端口IN1可以控制电机的正反转，通过触发端口IN2可以通过变频器控制电机的高速与低速运行。进一步地，所述报警模块为声光报警器，与开关量输出端连接，当端子输出高电平时，电路接通，发出声光报警。进一步地，所述下位机还设有声光报警器，终端节点的声光报警器发出声光警报后，同时将信息通过协调器上传至下位机，下位机通过监控管理界面上的声光报警器实现报警。具体过程如下：终端节点采集到现场设备运行数据后，通过与设定值进行比较、分析，超出阈值或检测到不正常的工作状态后，发出报警信号，报警信号一方面通过协调器传送给下位机，在动力中心下位机上进行报警；另一方面通过下位机上传至监控中心上位机，进行系统报警，使系统管理人员能够及时掌握整个系统的运行状况。进一步地，所述协调器与终端节点利用ZigBee网络进行通信。进一步地，所述传感器包括温度传感器、湿度传感、液位传感器和压力传感器。中央空调节能监控系统的工作方法，具体工作方法如下：（1）将监控中心上位机、下位机、协调器和终端节点建立通信连接，并将终端节点所属的传感器设置在中央空调设备的被监控部件上，将终端节点的驱动模块与中央空调系统现场设备被监控部件的控制端连接；（2）启动协调器，协调器建立ZigBee网络，终端节点加入到ZigBee网络中；（3）终端节点的ZigBee模块通过温度传感器、湿度传感器、压力传感器和液位传感器，实现对热交换器一级网进口温度、热交换器二级网供水及回水温度、冷却水供水及回水温度、用户室内空气温度和湿度、一级及二级网供水及回水压力、储冰槽进出口温度及储冰槽液位的运行参数的实时监测；（4）终端节点的RF收发电路与ZigBee模块连接，将数据发送给协调器并接收协调器下传的控制指令；（5）协调器将终端节点采集到的数据进行汇总打包，上传至下位机，下位机监控管理界面显示各个运行设备的运行参数和工作状态；（6）然后下位机通过网络专线将数据传输至到监控中心上位机；（7）上位机将各参数与设定值进行比较，经分析计算后，将控制指令下传至下位机，再通过协调器下传至终端节点，终端节点通过控制驱动模块实现对现场热交换器阀门开度、冷冻水泵变频器的自动控制，以及冷却水泵、双工况主机、乙二醇泵及冷却塔风机等设备的优化运行，达到降低运行能耗、节约能源的目的。上述技术方案可以看出，本专利技术的有益效果为：本专利技术所述的一种中央空调节能监控系统，具有节电、运行可靠、控制灵活等特点，终端节点通过温度、湿度、压力和液位传感器，实现对热交换器一级网进口温度、热交换器二级网供水及回水温度、冷却水供水及回水温度、用户室内空气温度和湿度、一级及二级网供水及回水压力、储冰槽进出口温度及储冰槽液位等运行参数的实时监测，将这些数据发送给协调器，协调器将终端节点采集到的数据进行汇总打包，由下位机通过网络专线上传到监控中心上位机，上位机将各参数与设定值进行比较，经分析计算后，将相关控制指令下传至下位机，下位机经协调器通过相应的终端节点控制现场热交换器阀门开度、冷冻水泵变频器等的自动控制，以及冷却水泵、双工况主机、乙二醇泵及冷却塔风机等设备的优化运行，达到降低运行能耗、节约能源的目的。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术动力中心子网的网络节点布局图；图3为本专利技术中监控中心上位机、下位机与中央空调系统现场设备的控制关系示意图；图4为本专利技术终端节点的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中央空调节能监控系统，其特征在于：包括一个监控中心和多个动力中心，每个动力中心为节能监控网络中的一个子网，所述监控中心包括监控中心上位机（1），每个动力中心设置一台下位机（2）、一个协调器（3）和若干终端节点（4），下位机（2）可以为PC机或工控机，终端节点（4）采集现场设备的运行状态，将数据传输给协调器，协调器（3）经下位机（2）通过局域网或Internet网络定时传输至给监控中心上位机（1），监控中心上位机（1）根据计算分析的结果将相关控制指令下传至下位机（2）及协调器（3），协调器（3）通过相应的终端节点（4）控制中央空调系统现场设备（5）。

【技术特征摘要】
1.一种中央空调节能监控系统，其特征在于：包括一个监控中心和多个动力中心，每个动力中心为节能监控网络中的一个子网，所述监控中心包括监控中心上位机（1），每个动力中心设置一台下位机（2）、一个协调器（3）和若干终端节点（4），下位机（2）可以为PC机或工控机，终端节点（4）采集现场设备的运行状态，将数据传输给协调器，协调器（3）经下位机（2）通过局域网或Internet网络定时传输至给监控中心上位机（1），监控中心上位机（1）根据计算分析的结果将相关控制指令下传至下位机（2）及协调器（3），协调器（3）通过相应的终端节点（4）控制中央空调系统现场设备（5）。2.根据权利要求1所述的一种中央空调节能监控系统，其特征在于：所述中央空调系统现场设备（5）包括3台冷冻水泵（51）、6台冷却塔（52）、3台冷却水泵（53）、3台双工况主机（54）、3台乙二醇泵（55）、1台乙二醇定压及补液装置（56）、1台乙二醇补水泵及1台备用泵（57）、冷冻水定压及补液装置（58）、1台冷冻水补水泵及1台备用泵（59），储冰槽（510）、3台热交换器（511），上述设备和用户室内空气分别通过传感器及检测元件与终端节点（4）建立联系，中央空调系统的被监控模拟量对象包括热交换器（511）一级网进口温度、热交换器（511）二级网供水及回水温度、冷却水供水及回水温度、用户室内空气温度和湿度（512）、一级及二级网供水及回水压力，储冰槽（510）进水口温度及储冰槽（510）液位，被监控的数字量对象包括冷却塔（52）、双工况主机（54）、乙二醇泵（55）、冷冻水泵（51）、冷却水泵（53）、乙二醇补水泵、冷冻水补水泵的工作状态。3.根据权利要求1所述的一种中央空调节能监控系统，其特征在于：所述终端节点（4）包括子节点ZigBee模块（41）、传感器（42）、D/A转换电路（43）及放大电路（44）和驱动模块（45）；所述子节点ZigBee模块（41）包括通用I/O口（411）、A/D转换输入接口电路（412）、RF收发电路（413），所述通用I/O口（411）与现场终端节点（4）检测到的开关量（46）连接，A/D转换输入接口电路（412）与传感器（42）连接，RF收发电路（413）与子节点ZigBee模块（41）连接，实现数据传输，所述D/A转换电路（43）的一端与子节点ZigBee模块（41）连接，另一端与放大电路（44）的输入端连接，所述放大电路（44）的输出端以及通用I/O接口（411）的输出端均与驱动模块（45）的输入端连接，所述通用I/O接口（411）的输出端还连接报警模块（47）。4.根据权利要求3所述的一种中央空调节能监控系统，其特征在于：所述驱动模块（45）采用的是8路继电器控制板，所述8路继电器控制板包括电源接口、触发公共...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡惠轶，董博，朱学莉，吴征天，李长宁，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32