基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的冷卻塔系統(tǒng)及冷卻塔控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及建筑節(jié)能和智能控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的冷卻塔系統(tǒng)及冷卻塔控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]在中央空調(diào)的冷卻水系統(tǒng)中，通常使用多臺(tái)冷卻塔并聯(lián)，來(lái)實(shí)現(xiàn)從冷機(jī)的冷凝器側(cè)流出的高溫冷卻水的冷卻，冷卻塔系統(tǒng)具有冷卻水路和冷卻塔風(fēng)扇兩個(gè)控制子系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)啟的冷卻塔的臺(tái)數(shù)及其風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)冷卻水水溫的控制。
[0003]在現(xiàn)有的冷卻塔控制系統(tǒng)中，通常采用集中控制的方式，即為冷站中的多臺(tái)冷卻塔設(shè)置一個(gè)冷卻塔控制器，當(dāng)前常見(jiàn)的控制策略為冷卻塔的啟停跟隨冷機(jī)的啟停(冷卻側(cè)一般是一機(jī)對(duì)一栗對(duì)一塔的方式)，風(fēng)機(jī)全開(kāi)，或者風(fēng)機(jī)有高中低三檔的檔位控制，控冷卻塔的出口水溫。
[0004]這種控制方式的弊端在于，在實(shí)際施工中，需要大量的現(xiàn)場(chǎng)二次開(kāi)發(fā)、配置調(diào)試、接線等工作；當(dāng)設(shè)備發(fā)生變動(dòng)時(shí)，需要對(duì)中央控制器進(jìn)行重新的配置調(diào)試；如果要對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化控制，需要針對(duì)具體的設(shè)備建模，由專業(yè)的人員將模型寫入中央控制器，并進(jìn)一步調(diào)試控制器，人力成本、時(shí)間成本很高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的冷卻塔系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有控制效率高、魯棒性好且擴(kuò)展性佳的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提出一種冷卻塔控制器。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型第一方面公開(kāi)了一種基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的冷卻塔系統(tǒng)，包括:多個(gè)冷卻塔，所述多個(gè)冷卻塔并聯(lián)設(shè)置；多個(gè)冷卻塔控制器，所述多個(gè)冷卻塔控制器一一對(duì)應(yīng)地與所述多個(gè)冷卻塔相連，其中，所有冷卻塔控制器互聯(lián)以形成無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)冷卻塔控制器判斷達(dá)到一定的觸發(fā)條件時(shí)，所述冷卻塔控制器用于發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)，在系統(tǒng)中存在發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)的冷卻塔控制器時(shí)，所述冷卻塔控制器開(kāi)始與其相鄰的冷卻塔控制器進(jìn)行信息交互，并經(jīng)過(guò)若干次信息交互之后確定每臺(tái)冷卻塔優(yōu)化后的運(yùn)行參數(shù)，所述冷卻塔控制器根據(jù)優(yōu)化后的運(yùn)行參數(shù)控制相應(yīng)冷卻塔達(dá)到相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)，以及在系統(tǒng)中沒(méi)有發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)的冷卻塔控制器時(shí)，保持相應(yīng)的冷卻塔運(yùn)行參數(shù)不變。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的冷卻塔系統(tǒng)，利用各冷卻塔帶通信功能的冷卻塔控制器組建的無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)，使各冷卻塔通過(guò)自主協(xié)商來(lái)決定各臺(tái)冷卻塔是否啟停及其相應(yīng)的冷凍水流量需求，同時(shí)使得冷卻塔系統(tǒng)的總體能效最優(yōu)。本實(shí)用新型的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的冷卻塔系統(tǒng)，至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0009]1.現(xiàn)場(chǎng)中僅需將拓?fù)渖舷噜彽睦鋮s塔對(duì)應(yīng)的冷卻塔控制器進(jìn)行通信連接，各冷卻塔即可通過(guò)自主協(xié)同，高效地完成控制目標(biāo)，避免了傳統(tǒng)集中式控制方式中自控廠商介入的繁瑣的人工配置、調(diào)試環(huán)節(jié)，也能做到設(shè)備的即插即用，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性、可擴(kuò)展性。
[0010]2.在理論上保證了對(duì)于給定的控制目標(biāo)，算法計(jì)算的結(jié)果是充分地利用了冷卻塔的散熱面積，同時(shí)每臺(tái)冷卻塔的流量不低于下限，從而保證了冷卻水分配的均勻性。
[0011]另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的冷卻塔系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0012]進(jìn)一步地，每臺(tái)冷卻塔控制器均可以發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)，其余冷卻塔控制器配合所述調(diào)節(jié)任務(wù)完成系統(tǒng)運(yùn)算。
[0013]進(jìn)一步地，若多臺(tái)冷卻塔控制器在相同或相近的時(shí)間內(nèi)都發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)，則按照每個(gè)調(diào)節(jié)任務(wù)分別進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)算，然后再通過(guò)仲裁機(jī)制決定執(zhí)行哪個(gè)調(diào)節(jié)任務(wù)的運(yùn)算結(jié)果Ο
[0014]進(jìn)一步地，若多臺(tái)冷卻塔控制器在相同或相近的時(shí)間內(nèi)都發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)，則先通過(guò)仲裁機(jī)制選出一個(gè)發(fā)起者，然后執(zhí)行由該發(fā)起者發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)。
[0015]進(jìn)一步地，所述仲裁機(jī)制包括人工指定優(yōu)先級(jí)、抽簽、搶令牌、隨機(jī)指定中的一種或多種。
[0016]進(jìn)一步地，所述一定的觸發(fā)條件為:所述冷卻塔控制器達(dá)到了預(yù)設(shè)的控制周期。
[0017]進(jìn)一步地，所述一定的觸發(fā)條件為:冷卻水流量發(fā)生了變化，冷卻栗組計(jì)算出當(dāng)前的冷卻水流量并發(fā)給冷卻塔的控制器，相應(yīng)冷卻塔控制器收到信息后觸發(fā)調(diào)節(jié)任務(wù)。
[0018]進(jìn)一步地，所述信息交互的過(guò)程確定每臺(tái)冷卻塔的水路是否開(kāi)啟以便在每臺(tái)冷卻塔的流量高于預(yù)設(shè)的下限值的前提下盡量多地開(kāi)啟冷卻塔的水路。
[0019]進(jìn)一步地，確定每臺(tái)冷卻塔的水路是否開(kāi)啟的步驟進(jìn)一步包括如下步驟:整個(gè)系統(tǒng)的控制器形成一條鏈路，由鏈?zhǔn)灼鹗枷蜴溛惨来蝹鬟f信息，所述信息中包括各冷卻塔分別工作在最低流量下限的流量，鏈尾計(jì)算出總流量最滿足要求的組合，并將數(shù)據(jù)依次回傳至鏈?zhǔn)?，此時(shí)各冷卻塔控制器知曉其是否應(yīng)該開(kāi)啟。
[0020]進(jìn)一步地，所述總流量最滿足要求指的是各冷卻塔的總流量最接近系統(tǒng)總冷卻水流量需求且各冷卻塔的流量不低于預(yù)設(shè)下限值。
[0021 ] 進(jìn)一步地，鏈路中的鏈?zhǔn)缀玩溛苍谛畔⒔换ミ^(guò)程中可變。
[0022]進(jìn)一步地，在系統(tǒng)確定優(yōu)化后的運(yùn)行參數(shù)之后，所有冷卻塔控制器控制冷卻塔水路上的閥門的開(kāi)閉以便冷卻塔水路達(dá)到相應(yīng)的啟停狀態(tài)。
[0023]進(jìn)一步地，所述優(yōu)化后的運(yùn)行參數(shù)包括冷卻塔風(fēng)扇的啟停狀態(tài)和/或頻率。
[0024]進(jìn)一步地，冷卻塔風(fēng)扇的啟停狀態(tài)和/或轉(zhuǎn)速依照如下原則進(jìn)行優(yōu)化:只要相應(yīng)冷卻塔的水閥開(kāi)啟，則相應(yīng)風(fēng)扇開(kāi)啟，開(kāi)啟的風(fēng)扇統(tǒng)一變頻，控制冷卻塔的出水溫度達(dá)到出水溫度設(shè)定值，如果風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速達(dá)到轉(zhuǎn)速的下限，則關(guān)閉一臺(tái)風(fēng)扇，如果開(kāi)啟的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速達(dá)到上限，且仍有閥門開(kāi)啟的冷卻塔的風(fēng)扇未開(kāi)啟，則加開(kāi)一臺(tái)風(fēng)扇。
[0025]進(jìn)一步地，所述無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)形式為有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中二者之一或者二者的組合。
[0026]進(jìn)一步地，多個(gè)所述冷卻塔控制器中的控制算法相同。
[0027]進(jìn)一步地，所述冷卻塔控制器通過(guò)控制相應(yīng)冷卻塔水路上的閥門及冷卻塔風(fēng)扇來(lái)變更對(duì)應(yīng)冷卻塔的運(yùn)行參數(shù)。
[0028]進(jìn)一步地，冷卻塔的最低流量下限被輸入到冷卻塔控制器中。
[0029]本實(shí)用新型第二方面還提供了一種冷卻塔控制器，所有冷卻塔控制器互聯(lián)以形成無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)冷卻塔控制器判斷達(dá)到一定的觸發(fā)條件時(shí)，所述冷卻塔控制器用于發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)，在系統(tǒng)中存在發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)的冷卻塔控制器時(shí)，所述冷卻塔控制器開(kāi)始與其相鄰的冷卻塔控制器進(jìn)行信息交互，并經(jīng)過(guò)若干次信息交互之后確定每臺(tái)冷卻塔優(yōu)化后的運(yùn)行參數(shù)，所述冷卻塔控制器根據(jù)優(yōu)化后的運(yùn)行參數(shù)控制相應(yīng)冷卻塔達(dá)到相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)，以及在系統(tǒng)中沒(méi)有發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)的冷卻塔控制器時(shí)，保持相應(yīng)的冷卻塔運(yùn)行參數(shù)不變。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型的冷卻塔控制器，使各冷卻塔平等地自主協(xié)調(diào)完成控制目標(biāo)，分布式地計(jì)算出優(yōu)化控制方案，降低了傳統(tǒng)控制形式的人工配置調(diào)試的工作量，實(shí)現(xiàn)了控制設(shè)備的即插即用，提高了系統(tǒng)的控制效率、魯棒性及可擴(kuò)展性
[0031]另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述的冷卻塔控制器還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0032]進(jìn)一步地，所述信息交互的過(guò)程確定每臺(tái)冷卻塔的水路是否開(kāi)啟以便在每臺(tái)冷卻塔的流量高于預(yù)設(shè)的下限值的前提下盡量多地開(kāi)啟冷卻塔的水路。
[0033]進(jìn)一步地，確定每臺(tái)冷卻塔的水路是否開(kāi)啟的步驟進(jìn)一步包括如下步驟:整個(gè)系統(tǒng)的冷卻塔控制器形成一條鏈路，由鏈?zhǔn)灼鹗枷蜴溛惨来蝹鬟f信息，所述信息中包括各冷卻塔分別工作在最低流量下限的流量，鏈尾計(jì)算出總流量最滿足要求的組合，并將數(shù)據(jù)依次回傳至鏈?zhǔn)?，此時(shí)各冷卻塔控制器知曉其是否應(yīng)該開(kāi)啟。
[0034]進(jìn)一步地，所述總流量最滿足要求指的是各冷卻塔的總流量最接近系統(tǒng)總冷卻水流量需求且各冷卻塔的流量不低于預(yù)設(shè)下限值。
[0035]進(jìn)一步地，鏈路中的鏈?zhǔn)缀玩溛苍谛畔⒔换ミ^(guò)程中可變。
[0036]進(jìn)一步地，在系統(tǒng)確定優(yōu)化后的運(yùn)行參數(shù)之后，所有冷卻塔控制器控制冷卻塔水路上的閥門的開(kāi)閉以便冷卻塔水路達(dá)到相應(yīng)的啟停狀態(tài)。
[0037]進(jìn)一步地，所述優(yōu)化后的運(yùn)行參數(shù)包括冷卻塔風(fēng)扇的啟停狀態(tài)和/或頻率。
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