UPPC®介紹及系統(tǒng)組成
UPPC®(Ultra Performance Plant Controller)——超高效中央空調(diào)冷凍站節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)，是一個(gè)普遍適用于各類冷凍機(jī)房的節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)（包括一次水、二次水系統(tǒng)，定頻、變頻冷凍機(jī)等），以整個(gè)冷凍機(jī)房運(yùn)行效率最高（或運(yùn)行能耗最低）為控制目標(biāo)，以機(jī)房中各設(shè)備的基本特性為基礎(chǔ)，以實(shí)時(shí)制冷負(fù)荷為控制依據(jù)，根據(jù)既定的尋優(yōu)策略對(duì)冷凍機(jī)房中各設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。該控制系統(tǒng)在采用了變頻冷凍機(jī)的冷凍機(jī)房可將機(jī)房全年綜合效率從0.9kW/ton提高到0.6kW/ton，節(jié)能33%；在采用定頻冷凍機(jī)的冷凍機(jī)房可將其全年綜合效率從0.9kW/ton提高到0.65~0.7kW/ton，節(jié)能22%~27%。
UPPC®中央空調(diào)冷凍機(jī)房節(jié)能控制系統(tǒng)是以中央計(jì)算機(jī)和工業(yè)可編程控制器（PLC）為硬件核心、以UPPC®尋優(yōu)算法為軟件核心、以傳感器為監(jiān)測(cè)、以變頻控制為手段的群控系統(tǒng)解決方案。UPPC®節(jié)能控制系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)負(fù)荷跟蹤冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔及水力系統(tǒng)的運(yùn)行曲線，對(duì)每臺(tái)設(shè)備采用主動(dòng)式控制和整個(gè)機(jī)房設(shè)備的集成尋優(yōu)控制，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)冷凍機(jī)房綜合能耗最低的目標(biāo)。
UPPC®控制系統(tǒng)為兩層構(gòu)架，上位機(jī)為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)整體尋優(yōu)算法的控制、控制策略的實(shí)現(xiàn)、整個(gè)機(jī)房運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視；下位機(jī)為工業(yè)級(jí)可編程控制器PLC，實(shí)際控制各相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行。
中央計(jì)算機(jī)
中央控制站以工業(yè)級(jí)控制計(jì)算機(jī)為硬件基礎(chǔ)，安裝有UPPC®核心尋優(yōu)控制軟件。該軟件以各個(gè)設(shè)備模型為基礎(chǔ)，根據(jù)各設(shè)備控制子站采集到的系統(tǒng)工況按照優(yōu)化算法進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果傳遞給各設(shè)備控制子站作為執(zhí)行的依據(jù)。另外，中央控制站的軟件界面承擔(dān)了機(jī)房日常運(yùn)行管理的工作。
UPPC®尋優(yōu)控制軟件
中央計(jì)算機(jī)的軟件核心部分為通過數(shù)學(xué)建模、程序優(yōu)化構(gòu)建而成的尋優(yōu)計(jì)算模塊。軟件的主要任務(wù)為：
1. 定時(shí)從下位機(jī)采集所需的傳感器數(shù)據(jù)；
2. 將獲取到的數(shù)據(jù)投入尋優(yōu)計(jì)算之中，得到一組最為合理、最為節(jié)能的機(jī)房設(shè)備控制策略，并將該策略傳送至對(duì)應(yīng)的PLC 中，讓PLC 控制具體設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
設(shè)備智能控制子站機(jī)
每個(gè)UPPC®系統(tǒng)具有數(shù)量不同的一系列設(shè)備控制子站。每個(gè)子站以工業(yè)級(jí)別的PLC 控制器為基礎(chǔ)，執(zhí)行中央控制站對(duì)子站發(fā)出的指令，對(duì)冷水機(jī)組、冷凍水泵組、冷卻水泵組、冷卻塔組及相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施控制。同時(shí)，各控制子站通過相關(guān)傳感器采集系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，通過工業(yè)以太網(wǎng)傳送至中央控制站參與優(yōu)化程序計(jì)算。各個(gè)設(shè)備控制子站以InterBus 通訊總線相聯(lián)進(jìn)行通訊。
傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)
控制系統(tǒng)中所涉及的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般包括：
- 冷水機(jī)組蒸發(fā)器進(jìn)口電動(dòng)截止閥
- 冷卻塔進(jìn)出水管電動(dòng)截止閥
- 冷凍水供回水溫度傳感器
- 冷凍水流量傳感器
- 冷凍水供回水管壓差傳感器
- 室外溫濕度傳感器
- 冷水機(jī)組冷凝器進(jìn)口電動(dòng)截止閥
- 冷凍水旁通管電動(dòng)調(diào)節(jié)閥
- 冷卻水供回水溫度傳感器
- 冷卻水流量傳感器
- 三相交流功率變送器
變頻控制器
在中央空調(diào)系統(tǒng)中，冷凍水泵的流量和揚(yáng)程是按照建筑物最大設(shè)計(jì)負(fù)荷選定的，且留有余量，由于季節(jié)、晝夜和用戶負(fù)荷的變化，實(shí)際空調(diào)負(fù)荷在絕大部分時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)負(fù)荷低。一般冷凍水設(shè)計(jì)溫差在5~7℃，冷卻水的設(shè)計(jì)溫差在4~5℃。在水系統(tǒng)流量一定的情況下，全年絕大部分運(yùn)行時(shí)間溫差僅為1~3℃，即在低溫差、大流量的情況下工作，從而增加了管路系統(tǒng)的能量損失，浪費(fèi)了水泵運(yùn)行的輸送能量。采用變頻器調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速可以方便地調(diào)節(jié)水的流量，從而可以減少水系統(tǒng)在低負(fù)荷運(yùn)行工況下的輸送能耗。
