台达现场总线产品在中央空调系统的应用

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1、台达现场总线产品在中央空调系统的应用台达现场总线产品在中央空调系统的应用 Delta Fieldbus Products Apply in Central Air Conditioning SystemDelta Fieldbus Products Apply in Central Air Conditioning System 文：中达电通股份有限公司 杜立兴 【摘要】【摘要】本文主要论述台达 DeviceNet 现场总线产品在中央空调系统的应用原理，展示台达 DeviceNet现场总线产品的系统集成优势。 【AbstractAbstract】This paper mainly discus

2、ses application principles for Delta fieldbus products DeviceNet and shows system integration advantages of Delta fieldbus products DeviceNet. 【关键字】【关键字】现场总线；中央空调系统 【KeywordsKeywords】fieldbus;central air conditioning system 卖场内设立空调新风系统主要是为人群提供舒适的环境， 但在追求舒适的同时往往也会 消耗了大量的能源。 如何有效地解决这个问题， 就需将环境对人的影响进行分

3、析。 资料显示， 室内空调计算温度与耗能量有直接的相互关系，因此通过合理的设定室内空调的运行参数， 既可以满足人体对环境舒适性要求的同时， 又可以达到节能的目的， 降低空调系统运行时间， 节约费用。 另一方面 CO2是衡量空气质量的重要指标， 为了在节能的同时提供适宜空气环境， 需对 CO2 进行监测与调节。 1 1 中央空调系统的特点中央空调系统的特点 本案例中， 中央空调系统主要负责卖场一至三层的冷暖供给， 其中一层主要为商铺和车 库，二、 三层为卖场区域。 因卖场商品分区摆放，各区域功能不同， 造成人流密度分布不均， 导致各区域温度、CO2浓度差异，同时考虑到超市空调为悬挂式安装、冷（暖

4、）风分区供给、 就地回风，所以本系统采用通过 DeviceNet 现场总线网络进行区域控制、局部微调、集中管 理的控制策略。 另一方面，不同时间、不同时段人流量差异较大，温度、CO2浓度也伴随人流量的变化 而变化，如人流量在周末、节假日增多、平时相对较少，温度、CO2浓度也相对较高。本套 自动控制系统会根据现场环境对温度、CO2浓度自动调节。 2 2 中央空调的控制中央空调的控制 2 2.1.1 总体结构设计总体结构设计 根据空调机组分布特点，对于 CO2浓度和室内温度采用区域控制；冷（热）水和风机采 用 VWV、VAV 混合控制模式，由此达到舒适和节能目的。 整个大楼共分为三层，一层 3 台

5、 AHU，二层 3 台 AHU，三层 2 台 AHU、1 台 PAH，每层都 由不同的功能区域组成。所有 AHU 和 PAH 由 1 台总控制器来负责整体控制。每台 AHU、PAH 都有 1 台各自独立的控制箱。整体架构如图 1。 图图 1 1 中央空调整体架构中央空调整体架构 2 2.2 .2 总控制器结构总控制器结构 总控制器主要由触摸屏、PLC 以及 DVPDNET 扫描模块构成。总控制器通过台达的 DeviceNet 总线与现场控制器通讯，进行数据交换。 触摸屏通过 RS485 总线以 MODBUS 协议与总控制器通讯，监视各台 AHU 的运行状态。现 场控制器的温度、 CO2浓度可以

6、通过总控制器的触摸屏来设定， 设定好的数据通过 DeviceNet 通讯分发给各现场控制器。 通过 DVPDNET 扫描模块对整个网络进行管理，并通过人机界面显示各网络节点的状态。 当网络上的节点发生异常时，相应的指示灯点亮。实时显示扫描模块的状态，当扫描模块发 生错误时，显示扫描模块的错误代码。 2 2.3 .3 现场控制器现场控制器 现场控制器主要由 DNA02 模块、PLC、变频器、接触器等部件构成。现场控制器接受总 控制器的温度、CO2浓度设定指令。现场控制器之间还可以通过总控制器实现数据共享，将 采集到的温度、 CO2浓度等信号传送给与该区域相关的其他现场控制器。 现场控制器控制AH

7、U、 PAH 空调机的风机转速、冷（热）水阀门开度和新风阀开度来调节室内温度和 CO2浓度。 2 2.4 AHU.4 AHU 的控制流程的控制流程 AHU 操作箱可以选择自动控制或手动控制。 自动控制时， 现场温度及 CO2浓度由台达 PLC 智能控制在允许的设定范围内；当操作箱出现故障时(如传感器损坏、出现通讯故障等)，可 以选择将变频器以固定频率运行或者工频运行，以便检修。 2 2.5 .5 对于对于 COCO2 2的浓度和人流量的处理的浓度和人流量的处理 在卖场中，根据空间区域布置 CO2传感器位置，主要在人员集中密集处采集 CO2浓度值。 CO2传感器就近接线于现场控制箱的 PLC，此

8、信号经过集中控制器发送给本区域相关的空气 处理机组的控制器，然后由各台 AHU 通过调整新风阀门开度来引进新风量，调节室内 CO2浓 度。 新风阀门的开度的大小是通过 CO2浓度、 室外温度的目标值依据其权重的大小来进行 PID 控制的。 2 2.6 .6 火警连锁火警连锁 系统与安防系统连动，当发生火警时，总控制器上人机出现报警画面，同时空调机停止 工作， 水阀、 风阀关闭， 排烟系统启动，排出烟雾。本系统提供一个干接点与安防系统连动。 2 2.7 DeviceNet.7 DeviceNet 网络配置网络配置 2.7.1 2.7.1 模块设置模块设置 按照表 1 分别对网络上的节点进行设置。

9、 表表 1 1 网络节点配置网络节点配置 模块名称 节点地址 通讯速率 DVPDNET-SL 扫描模块 00 500K bps DNA02 01 500K bps DNA02 02 500K bps DNA02 09 500K bps 2.7.22.7.2 使用使用 DeviceNetDeviceNet 网络配置工具配置网络网络配置工具配置网络 DeviceNet 从站的配置： 1）打开 DeviceNetBuilder 软件，软件界面如图 2 所示。 图图 2 2 DeviceNetBuilderDeviceNetBuilder 软件软件界面图界面图 2）选择“设置（S）”功能点“通讯设置”

10、，选择“系统通道”指令。如图 3 所示。 图图 3 3 通讯设置界面通讯设置界面 3）在此对计算机与 SV 主机的通讯参数进行设置。如“通讯端口”、“通讯地址”、 “通讯速率”、“通讯格式”。设置正确后，点击“确定”按钮，返回主界面。 4）选择“网络（N）”菜单点“在线”指令。弹出图 4 所示窗口。 图图 4 4 通讯通道选择界面通讯通道选择界面 5）按“确定”对 DeviceNet 网络进行扫描，正常情况下弹出扫描进度条，按“取消” 返回主画面。 6）如果上述对话框的进度条一直没有动作，则说明 PC 和 SV PLC 通讯连接不正常或 PC 上有其他程序使用串口。扫描结束后，会提示”扫描网络

11、已完成”。此时，网络中被扫描到 的所有节点的图标和设备名称都会显示在软件界面上， 如图 5 所示。 在此例中 DVPDNET 的节 点地址为 01。 图图 5 5 扫描后软件界面显示扫描后软件界面显示 7）用鼠标双击 VFD-F Drives 节点，弹出下图所示窗口。 图图 6 6 节点配置界面节点配置界面 8）在此对 VFD-F 变频器的识别参数以及 IO 信息进行确认。确认配置无误后，点击“确 定”按钮。返回主界面。 9）其它从站（如 PLC 等）的配置与节点 1 操作步骤类似，这里不再赘述。 DVPDNET 扫描模块（主站）的配置： 1）双击 DNETScanner（节点 0）的图标，弹

12、出“扫描模块配置”对话框，可以看到左 边的列表里有当前可用节点 VFD-FDrives 230V 50HP，DVP-SS/SA/EH PLC，VFD-FDrives 230V 20HP，DVP-SS/SA/EH PLC，VFD-MDrives 230V 5HP，DVP-SS/SA/EH PLC 。右边有一个 空的”扫描列表”。 图图 7 7 模块扫描配置界面模块扫描配置界面 2）将图 7 中左边列表中的 DeviceNet 从站设备移入扫描模块的扫描列表中。具体步骤 为： 选中 DeviceNet 从站节点， 然后点击 “” ， 如图 8 所示。 按照此步骤， 即可将 DeviceNet 从站

13、节点依次移入到扫描模块的扫描列表内。 图图 8 8 从站设备移入扫描模块从站设备移入扫描模块 3）确认无误后，点击“确定”按钮。 4）选择“网络（N）”菜单点“下载”指令，将配置下载到 DVPDNET-SL 扫描模块内。 下载时，如果 SV 主机处于运行模式，会弹出”警告”对话框。 5）点击“是”按钮，将配置下载至扫描模块，确认 PLC 处于 RUN 模式。 2.7.3 2.7.3 DVPDNETDVPDNET- -SLSL 扫描模块和从站的扫描模块和从站的 IOIO 数据映射数据映射 表表 2 2 DVPDNETDVPDNET- -SLSL 扫描模块扫描模块D DeviceNeteviceN

14、et 从站从站 DVPDNET-SL 扫描模块寄存器 从站设备元件装置 D6287 VFD-F Drives 230V 50HP变频器 VFD-F 变频器命令字 D6288 VFD-F 变频器频率字 D6289 PLC D500（温度设定信号） D6290 VFD-F Drives 230V 20HP变频器 VFD-F 变频器命令字 D6291 VFD-F 变频器频率字 D6292 PLC D500（温度设定信号） D6293 D501（CO2 浓度设定信号） D6314 VFD-F Drives 230V 20HP 变频器 VFD-F 变频器命令字 D6315 VFD-F 变频器频率字 D6

15、316 PLC D500（温度设定信号） 表表 3 3 DeviceNetDeviceNet 从站从站DVPDNETDVPDNET- -SLSL 扫描模块扫描模块 DVPDNET-SL 扫描模块寄存器 从站设备元件装置 D6037 VFD-FDrives 230V 50HP变频器 VFD-F 变频器状态字 D6038 VFD-F 变频器设置频率 D6039 PLC D408（现场温度信号） D6040 VFD-F Drives 230V 20HP变频器 VFD-F 变频器状态字 D6041 VFD-F 变频器设置频率 D6042 PLC D500（现场温度信号） D6043 D501（现场 C

16、O2 浓度信号） D6064 VFD-F Drives 230V 20HP 变频器 VFD-F 变频器状态字 D6065 VFD-F 变频器设置频率 D6066 PLC D408（现场温度信号） 2.7.4 2.7.4 保存配置数据保存配置数据 选择“文件（F）”菜单中“保存(S)”命令，将当前的网络配置保存。 2 2.8 DeviceNet.8 DeviceNet 网络监视网络监视 2.8.12.8.1 实现原理实现原理 扫描模块对扫描列表中的节点进行实时监控， 并将扫描列表中的每个节点的状态映射到 一个位，使用者可以通过监控 D6032D6035 的内容获取各网络节点的状态信息。 表表 4 4 PLCPLC 装置与网络节点的对应关系装置与网络节点的对应关系 PLC 元件 对应网络节点 b15 b14 b13