連載二十四 | “源牌自控”為中國樓控夢想而來
2021-05-28
俗話說，先天不足，后天畸形。珠江城樓控系統(tǒng)的精準(zhǔn)與安全， 第一功自然要?dú)w于PLC的素質(zhì)。
對許多DDC來說，同時(shí)掌握這幾萬個(gè)控制點(diǎn)還要保持準(zhǔn)確與高效，仿佛是天方夜譚，實(shí)際上在許多體量遠(yuǎn)不如珠江城的項(xiàng)目中，DDC系統(tǒng)也常常出現(xiàn)重要信息傳輸幾個(gè)小時(shí)才到的窘境。
而多運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)流水線的PLC則不然，一方面它的質(zhì)量堅(jiān)固可靠，基本可以不用考慮損壞的問題；另一方面擴(kuò)容或模塊增加對它來說就非常簡單，接管無數(shù)個(gè)控制點(diǎn)對它來說，就仿佛是寫在最初設(shè)計(jì)的基因里一般。
珠江城這幾萬個(gè)控制點(diǎn)，只要以科學(xué)的方式連接在一起，那么PLC就能夠保證精準(zhǔn)度。而這個(gè)可以保證傳輸速度的科學(xué)方式，就是源牌所選擇的通信架構(gòu)：工業(yè)以太網(wǎng)。
工業(yè)以太網(wǎng)示意圖
早在廣州大學(xué)城能源站時(shí)，面對傳輸環(huán)境和苛刻的速度要求，源牌就多方考量了不同的傳輸方法，并在與西門子深入交流后，做出了架設(shè)工業(yè)以太網(wǎng)的決定。大學(xué)城能源站在日后的實(shí)際表現(xiàn)，證明了他們的想法是正確的。
除開硬件和設(shè)備的選擇與搭建，源牌還設(shè)定了一系列策略來保證其平穩(wěn)運(yùn)行。因?yàn)橹榻堑男嘛L(fēng)與溫控是各自獨(dú)立的，相較于用冷輻射辦法降溫而不易損壞的末端，冷熱源機(jī)房則可能更容易出現(xiàn)運(yùn)行的錯(cuò)誤。
其中設(shè)計(jì)最復(fù)雜的是制冷系統(tǒng)的程序控制，它的啟動(dòng)與停止都有一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧鞒蹋绻恳画h(huán)不是確定無誤，就不會(huì)進(jìn)入到下一個(gè)階段。
以啟動(dòng)順序?yàn)槔?，如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的制冷機(jī)數(shù)小于預(yù)設(shè)數(shù)量，或者簡單來說就是啟動(dòng)的機(jī)組不能滿足末端的需求，那么這時(shí)候就應(yīng)該開啟其他閑置主機(jī)。但為了提高效率和安全，這個(gè)過程會(huì)有序開啟。首先制冷主機(jī)群控系統(tǒng)會(huì)先確定制冷主機(jī)的編號，接著打開該編號制冷主機(jī)的冷卻水和冷凍水電動(dòng)蝶閥，后者的開啟是延時(shí)的；接著發(fā)出啟動(dòng)一級冷凍水泵指令，調(diào)用一級冷凍水泵群控子系統(tǒng)；然后調(diào)用冷卻塔風(fēng)機(jī)群控子系統(tǒng)，發(fā)出啟動(dòng)冷卻水泵指令，調(diào)用冷卻水泵群控子系統(tǒng)，根據(jù)冷卻水溫度調(diào)節(jié)冷卻塔風(fēng)機(jī)臺數(shù)；此時(shí)冷卻水泵與冷凍水泵開始運(yùn)行并建立水流 以啟動(dòng)制冷主機(jī)。在這臺主機(jī)啟動(dòng)后至少穩(wěn)定運(yùn)行五分鐘，才按照需要開啟下一臺，并且依然會(huì)循環(huán)以上步驟。?
而關(guān)閉制冷主機(jī)同樣有一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧鞒?。與開啟的順序有些不一樣，但核心是一致的，也就是在確定每一個(gè)系統(tǒng)或設(shè)備保持穩(wěn)定之后， 才會(huì)進(jìn)行下一個(gè)步驟。最大程度保證了過程的可靠安全，并且按需開閉以達(dá)到最大節(jié)能目的。?
除了制冷機(jī)組，為了預(yù)防進(jìn)水不足導(dǎo)致的一些問題，源牌還就冷水機(jī)水位做了水流開關(guān)保護(hù)冷凍水最低流量保護(hù)設(shè)計(jì)。
冷卻水和冷凍水出水管上分別安裝水流開關(guān)保護(hù)裝置，當(dāng)水流不足，無法閉合水流開關(guān)時(shí)，將無法開啟冷水機(jī)組；并且每臺冷水機(jī)組的冷凍水進(jìn)出水管上還設(shè)置壓差保護(hù)裝置，當(dāng)壓差小于設(shè)定值時(shí)，就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉該冷水機(jī)組。
這只不過是整個(gè)安全預(yù)防中的匆匆一瞥，以小見大，還有無數(shù)類似的運(yùn)行邏輯蟄伏在這套系統(tǒng)的各個(gè)角落。
然而以上這些設(shè)置都是為了預(yù)防某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，如果一整套控制系統(tǒng)全部出現(xiàn)故障而無法正常運(yùn)行了呢？
冷熱源機(jī)房是空調(diào)系統(tǒng)中最重要的制冷環(huán)節(jié)，其控制必須是充分可靠而持續(xù)不斷的。即使這種糟糕預(yù)想出現(xiàn)的可能性比較低，但也必須為其做充分的準(zhǔn)備。
而源牌的準(zhǔn)備，則是在冷熱源機(jī)房控制系統(tǒng)中采用硬冗余PLC控制器，也就意味著有兩套控制器在同時(shí)運(yùn)行，其中一套控制器處于熱備用狀態(tài)。?
所謂“熱”，就是可以隨時(shí)取代另一套的一種工作狀態(tài)，不需要經(jīng)歷開機(jī)運(yùn)行的等待。當(dāng)一套PLC出現(xiàn)故障時(shí)，另一套PLC就會(huì)立刻自動(dòng)投入使用，這種切換幾乎是無縫無息的，對系統(tǒng)運(yùn)行沒有任何干擾。這個(gè)， DDC可做不到。?
系統(tǒng)運(yùn)行再無后顧之憂，節(jié)能與舒適之間的矛盾便來到了眼前。要給聳立天際的樓宇創(chuàng)造一個(gè)干爽清新的自然環(huán)境，可想而知需要利用到多么天文數(shù)字般的能源，才能維系它的溫濕度，才能運(yùn)轉(zhuǎn)它的新風(fēng)空氣。
珠江城實(shí)景圖
為了創(chuàng)造一個(gè)更好的室內(nèi)空間，珠江城是全封閉的。全封閉， 意味著這里沒有窗戶可以打開與外界直接溝通。全封閉，也就意味著它的暖通系統(tǒng)，必須處在全時(shí)全刻的運(yùn)作之中。可以說，珠江城每一時(shí)刻的運(yùn)營，都建立在能源的熊熊燃燒之上?？瓷先ィ@兩者的矛盾似乎天然對立得毫無調(diào)解余地。
然而人類的智慧，自然可以糅合這些看似無解的矛盾。
