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， 第一功自然要歸于PLC的素質(zhì)。
對許多DDC來說，同時掌握這幾萬個控制點還要保持準(zhǔn)確與高效，仿佛是天方夜譚，實際上在許多體量遠不如珠江城的項目中，DDC系統(tǒng)也常常出現(xiàn)重要信息傳輸幾個小時才到的窘境。
而多運用于工業(yè)生產(chǎn)流水線的PLC則不然，一方面它的質(zhì)量堅固可靠，基本可以不用考慮損壞的問題；另一方面擴容或模塊增加對它來說就非常簡單，接管無數(shù)個控制點對它來說，就仿佛是寫在最初設(shè)計的基因里一般。
珠江城這幾萬個控制點，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，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)運行。因為珠江城的新風(fēng)與溫控是各自獨立的，相較于用冷輻射辦法降溫而不易損壞的末端，冷熱源機房則可能更容易出現(xiàn)運行的錯誤。
其中設(shè)計最復(fù)雜的是制冷系統(tǒng)的程序控制，它的啟動與停止都有一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧鞒蹋绻恳画h(huán)不是確定無誤，就不會進入到下一個階段。
以啟動順序為例，如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的制冷機數(shù)小于預(yù)設(shè)數(shù)量，或者簡單來說就是啟動的機組不能滿足末端的需求，那么這時候就應(yīng)該開啟其他閑置主機。但為了提高效率和安全，這個過程會有序開啟。首先制冷主機群控系統(tǒng)會先確定制冷主機的編號，接著打開該編號制冷主機的冷卻水和冷凍水電動蝶閥，后者的開啟是延時的；接著發(fā)出啟動一級冷凍水泵指令，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)機群控子系統(tǒng)，發(fā)出啟動冷卻水泵指令，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)機臺數(shù)；此時冷卻水泵與冷凍水泵開始運行并建立水流 以啟動制冷主機。在這臺主機啟動后至少穩(wěn)定運行五分鐘，才按照需要開啟下一臺，并且依然會循環(huán)以上步驟。?
而關(guān)閉制冷主機同樣有一套嚴(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系統(tǒng)或設(shè)備保持穩(wěn)定之后， 才會進行下一個步驟。最大程度保證了過程的可靠安全，并且按需開閉以達到最大節(jié)能目的。?
除了制冷機組，為了預(yù)防進水不足導(dǎo)致的一些問題，源牌還就冷水機水位做了水流開關(guān)保護冷凍水最低流量保護設(shè)計。
冷卻水和冷凍水出水管上分別安裝水流開關(guān)保護裝置，當(dāng)水流不足，無法閉合水流開關(guān)時，將無法開啟冷水機組；并且每臺冷水機組的冷凍水進出水管上還設(shè)置壓差保護裝置，當(dāng)壓差小于設(shè)定值時，就會自動關(guān)閉該冷水機組。
這只不過是整個安全預(yù)防中的匆匆一瞥，以小見大，還有無數(shù)類似的運行邏輯蟄伏在這套系統(tǒng)的各個角落。
然而以上這些設(shè)置都是為了預(yù)防某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，如果一整套控制系統(tǒng)全部出現(xiàn)故障而無法正常運行了呢？
冷熱源機房是空調(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運行，其中一套控制器處于熱備用狀態(tài)。?
所謂“熱”，就是可以隨時取代另一套的一種工作狀態(tài)，不需要經(jīng)歷開機運行的等待。當(dāng)一套PLC出現(xiàn)故障時，另一套PLC就會立刻自動投入使用，這種切換幾乎是無縫無息的，對系統(tǒng)運行沒有任何干擾。這個， DDC可做不到。?
系統(tǒng)運行再無后顧之憂，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，才能運轉(zhuǎn)它的新風(fēng)空氣。
珠江城實景圖
為了創(chuàng)造一個更好的室內(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)，必須處在全時全刻的運作之中。可以說，珠江城每一時刻的運營，都建立在能源的熊熊燃燒之上?？瓷先?，這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。
