Thiết kế và điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh chiller ứng dụng cho các tòa nhà cao tầng

Tổng quan về sử dụng năng lượng trong tòa nhà và hệ thống điều hòa không khí. Nghiên cứu quy trình công nghệ và phương pháp điều khiển hệ thống sản xuất nước lạnh chiller. Thiết kế hệ thống và lưu đồ điều khiển hệ thống sản xuất nước lạnh chiller. Ứng dụng cho tổ hợp crowne plaza west Hà Nội. Tổng quan về sử dụng năng lượng trong tòa nhà và hệ thống điều hòa không khí. Nghiên cứu quy trình công nghệ và phương pháp điều khiển hệ thống sản xuất nước lạnh chiller. Thiết kế hệ thống và lưu đồ điều khiển hệ thống sản xuất nước lạnh chiller. Ứng dụng cho tổ hợp crowne plaza west Hà Nội.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHAN QUÝ THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU HỆ THỐNG SẢN XUẤT NƯỚC LẠNH CHILLER ỨNG DỤNG CHO CÁC TÒA NHÀ CAO TẦNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHAN QUÝ THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU HỆ THỐNG SẢN XUẤT NƯỚC LẠNH CHILLER ỨNG DỤNG CHO CÁC TÒA NHÀ CAO TẦNG Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS BÙI ĐĂNG THẢNH Hà Nội – 2018 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tịa nhà cao tầng LỜI CAM ĐOAN Tơi Phan Quý, học viên lớp Cao học 17ACLCĐLĐK, tác giả luận văn đề tài “thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng”, xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn hoàn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác từ trước đến Nếu có tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 15 tháng 03 năm 2018 Học viên cao học Phan Quý Trang 1/91 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc kính trọng tới thầy giáo hướng dẫn TS Bùi Đăng Thảnh, thầy có nhiều hướng dẫn, bảo tận tình góp ý đánh giá để đề tài nghiên cứu luận văn hoàn thành kế hoạch chất lượng Ngồi ra, tơi xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo Viện điện, Viện đào tạo sau đại học Trường Đại học Bách khoa Hà nội thầy cô giáo hướng dẫn giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo Công ty TNHH Niềm Tin, nơi tạo điều kiện thời gian giúp đỡ tơi để hồn thành khóa học cao học Cuối cùng, tơi cảm ơn gia đình, bạn bè giúp đỡ động lực để tơi hồn thành q trình học tập nghiên cứu Trang 2/91 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TRONG TÒA NHÀ VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 14 1.1 TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG TRONG TÒA NHÀ 14 1.1.1 Suất tiêu thụ lượng tịa nhà trung bình năm 14 1.1.2 Tỷ lệ tiêu thụ lượng khu vực tòa nhà 15 1.1.3 Ý nghĩa số tiêu thụ lượng 16 1.2 HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRUNG TÂM 20 1.2.1 Hệ thống điều hòa trung tâm VRV 20 1.2.2 Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller 20 1.2.3 Hệ thống điều hòa trung tâm sử dụng Chiller giải nhiệt nước 21 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG SẢN XUẤT NƯỚC LẠNH CHILLER 22 2.1 MÁY SẢN XUẤT NƯỚC LẠNH CHILLER 22 2.1.1 Phân loại Chiller theo chủng loại máy nén 22 2.1.2 Phân loại theo phương pháp giải nhiệt 22 2.2 NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG SẢN XUẤT NƯỚC LẠNH 25 Trang 3/91 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng 2.2.1 Hệ thống vòng tuần hoàn 25 2.2.2 Hệ thống hai vịng tuần hồn 27 2.2.3 Vòng tuần hoàn nước giải nhiệt Chiller 28 2.3 GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU HỆ THỐNG SẢN XUẤT NƯỚC LẠNH CHILLER 31 2.3.1 Điều khiển nhiệt độ nước lạnh cấp Chiller 32 2.3.2 Điều khiển bơm giải nhiệt tháp giải nhiệt 33 2.3.3 Điều khiển bơm sơ cấp 36 2.3.4 Điều khiển bơm thứ cấp 37 2.3.5 Bơm thừa công suất gây tổn thất gấp lần lượng 38 2.3.6 Điều khiển bật tắt Chiller 39 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG VÀ LƯU ĐỒ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG SẢN XUẤT NƯỚC LẠNH CHILLER 42 3.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 42 3.2 KIẾN TRÚC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 42 3.2.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển BMS 42 3.2.2 Bộ điều khiển số DDC 43 3.2.3 Thiết kế kiến trúc hệ thống điều khiển tối ưu 44 3.3 THIẾT KẾ LƯU ĐỒ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG SẢN XUẤT NƯỚC LẠNH CHILLER 46 3.3.1 Lưu đồ điều khiển khởi động Chiller 47 3.3.2 Lưu đồ điều khiển tắt Chiller 49 3.3.3 Lưu đồ điều khiển bảo vệ Chiller 51 3.3.4 Lưu đồ điều khiển cụm chiller để bật tắt tối ưu 53 3.3.5 Lưu đồ điều khiển nhiệt độ nước lạnh đặt 55 3.3.6 Lưu đồ điều khiển tháp giải nhiệt nhiệt độ nước giải nhiệt 57 3.3.7 Lưu đồ điều khiển bơm thứ cấp 59 3.3.8 Lưu đồ điều khiển chương trình 61 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CHO TỔ HỢP CROWNE PLAZA WEST HÀ NỘI 63 Trang 4/91 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng 4.1 PHƯƠNG PHÁP 63 4.1.1 Điều kiện tương đồng môi trường tải tiêu thụ 63 4.1.2 Đánh giá theo số kWh/Btu 63 4.1.3 Kế hoạch triển khai 64 4.2 KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CHILLER 65 4.2.1 Sơ lược cơng trình 65 4.2.2 Sơ đồ hệ thống Chiller nguyên lý hoạt động 65 4.2.3 Ứng dụng giải pháp điều khiển tối ưu 69 4.2.4 Thống kê số lượng trước sử dụng chương trình phần mềm 75 4.3 ỨNG DỤNG HỆ THỐNG BMS CỦA SIEMENS 78 4.3.1 Cấu trúc phần cứng hệ thống 78 4.3.2 Bộ điều khiển số PXC 78 4.4 KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG TRÌNH 80 4.4.1 Giao diện vận hành 80 4.4.2 Thông kê số liệu chạy thử 82 4.4.3 Kết ứng dụng hệ thống điều khiển 85 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 PHỤ LỤC 91 Trang 5/91 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 VIẾT TẮT AHU AI/AO ALN AUT/MAN BACnetIP BMS, BAS CH CHW CHWR CHWRT CHWS CHWST COP CTOWER CW CWP CWR CWRT CWS CWST DDC DI/DO EUI FCU FLN HVAC IU/OU LCC LOAD MCC PAU/PAHU PCHWP PLC RT, TON SCHWP SOV TRIP VRV DIỄN GIẢI Thiết bị xử lý khơng khí Tín hiệu vào/ tương tự Mạng cấp điều khiển Chế độ vận hành tự động/ tay Chuẩn mạng truyền thông BACnetIP Hệ thống quản lý tòa nhà Máy làm lạnh Chiller Nước lạnh Chiller Nước laạnh Chiller hồi Nhiệt độ nước lạnh hồi Nước lanh Chiller cấp Nhiệt độ nước lạnh cấp Hệ số hiệu suất lượng Tháp giải nhiệt Nước giải nhiệt Chiller Bơm giải nhiệt Nước giải nhiệt hồi từ Chiller Nhiệt độ nước giải nhiệt hồi Nước giải nhiệt cấp cho Chiller Nhiệt độ nước giải nhiệt cấp Bộ điều khiển kỹ thuật số Tín hiệu vào/ số Suất sử dụng lượng trung bình năm Tổ dàn lạnh quạt Mạng cấp trường Hệ thống điều hịa thơng gió Khối điều hịa trong/ ngồi nhà Tổng chi phí vịng đời thiết bị Tải lạnh hệ thống Chiller Tủ điều khiển động Thiết bị tiền xử lý/ xử lý khơng khí Bơm sơ cấp Bộ điều khiển logic khả trình Tấn lạnh, tương đương 12,000 Btu Bơm thứ cấp Van Solenoid Tín hiệu lỗi tải dòng khác Điều hòa trung tâm biến đổi lưu lượng môi chất lạnh Trang 6/91 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1: Chỉ số tiêu thụ lượng hệ thống Chiller giải nhiệt nước 19 Bảng 2: Chỉ số tiêu thụ lượng hệ thống Chiller giải nhiệt gió 19 Bảng 3: Thông số thiết kế máy nhà sản xuất 70 Bảng 4: Chỉ số suất tiêu thụ điện kW/RT theo tải máy Chiller 70 Bảng 5: Tổng lượng điện tiêu thụ hệ thống theo tải 73 Bảng 6: Ngưỡng chuyển đổi số lượng Chiller theo tải lạnh hệ thống 73 Bảng 8: Thống kê số lượng lạnh Btu, nhiệt độ trung bình số tiêu thụ lượng kWh/Btu 77 Bảng 9: Thống kê số đồng hồ điện sau sử dụng chương trình phần mềm 83 Bảng 10: Thống kê số lượng lạnh Btu, nhiệt độ trung bình số tiêu thụ lượng kWh/Btu 84 Bảng 11: Bảng so sánh tổng hợp 106 x kWh/Btu 86 Trang 7/91 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1: Biểu đồ suất tiêu thụ lượng EUI trung bình theo năm 15 Hình 2: Biểu đồ tỷ lệ sử dụng lượng khu vực tòa nhà 16 Hình 3: Sơ đồ hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller giải nhiệt nước 21 Hình 4: Chiller giải nhiệt nước máy nén ly tâm 23 Hình 5: Chiller giải nhiệt nước máy nén trục vít 24 Hình 6: Chiller giải nhiệt gió máy nén trục vít 24 Hình 7: Hệ thống vịng tuần hồn có ống gom bơm sơ cấp 26 Hình 8: Hệ thống vịng tuần hoàn riêng biệt bơm sơ cấp 26 Hình 9: Hệ thống hai vịng tuần hồn có ống gom bơm sơ cấp 28 Hình 10: Hệ thống hai vịng tuần hồn riêng biệt bơm sơ cấp 28 Hình 11: Hệ thống tuần hoàn giải nhiệt chung ống gom bơm giải nhiệt 30 Hình 12: Hệ thống tuần hoàn giải nhiệt bơm giải nhiệt riêng biệt 31 Hình 13: Biến đổi nhiệt độ phịng không bám theo nhiệt độ đặt FCU 38 Hình 14: Biến đổi nhiệt độ phịng đáp ứng theo nhiệt độ đặt FCU 38 Hình 15: Đường đặc tính tiêu thụ lượng Chiller theo tải 41 Hình 16: Cấu trúc hệ thống điều khiển BMS 45 Hình 17: Lưu đồ điều khiển khởi động Chiller 48 Hình 18: Lưu đồ điều khiển tắt Chiller 50 Hình 19: Lưu đồ điều khiển bảo vệ Chiller 52 Hình 20: Lưu đồ điều khiển bật tắt cụm Chiller 54 Hình 21: Lưu đồ điều khiển nước lạnh đặt 56 Hình 22: Lưu đồ điều khiển tháp giải nhiệt nhiệt độ nước giải nhiệt 58 Hình 23: Lưu đồ điều khiển bơm thứ cấp 60 Hình 24: Lưu đồ điều khiển chương trình 62 Hình 25: Vịng tuần hồn nước lạnh Crowne Plaza 67 Hình 26: Vịng tuần hồn nước giải nhiệt Crowne Plaza 68 Trang 8/91 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng 00452 00453 00454 00460 00461 00462 00463 00464 00470 00471 00472 00473 00474 00480 00481 00482 00483 00484 00490 00491 00492 00493 00494 00500 00501 00502 00503 00504 00550 00600 00610 00620 00630 00640 00650 00660 00670 00680 00700 00710 00711 00712 00713 00714 00720 00721 00722 00723 00724 00730 00731 00732 00733 00734 00740 00741 00742 ON ("%F15%.CM","%RST%") OFF ("%STU%") C IF ("%PTR%" NE 16) THEN GOTO 464 IF (("%F16%.CM" NE @NONE) OR ("%F16%.CM" EQ ON)) THEN GOTO 464 ON ("%F16%.CM","%RST%") OFF ("%STU%") C IF ("%PTR%" NE 17) THEN GOTO 474 IF (("%F17%.CM" NE @NONE) OR ("%F17%.CM" EQ ON)) THEN GOTO 474 ON ("%F17%.CM","%RST%") OFF ("%STU%") C IF ("%PTR%" NE 18) THEN GOTO 484 IF (("%F18%.CM" NE @NONE) OR ("%F18%.CM" EQ ON)) THEN GOTO 484 ON ("%F18%.CM","%RST%") OFF ("%STU%") C IF ("%PTR%" NE 19) THEN GOTO 494 IF (("%F19%.CM" NE @NONE) OR ("%F19%.CM" EQ ON)) THEN GOTO 494 ON ("%F19%.CM","%RST%") OFF ("%STU%") C IF ("%PTR%" NE 20) THEN GOTO 504 IF (("%F20%.CM" NE @NONE) OR ("%F20%.CM" EQ ON)) THEN GOTO 504 ON ("%F20%.CM","%RST%") OFF ("%STU%") C C - End of Staging up CT function block C IF ("%STD%" EQ OFF) THEN GOTO 950 C C Moving pointer to next CT each staging up time $LOC1 = $LOC1 +1 C There are total of 20 CTs, therefore turning them around IF ($LOC1 GE 21) THEN $LOC1 = C C - Staging down CT function block C IF ($LOC1 NE 1) THEN GOTO 714 IF (("%F1%.CM" NE @NONE) OR ("%F1%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 714 ON ("%RST%") OFF ("%F1%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 2) THEN GOTO 724 IF (("%F2%.CM" NE @NONE) OR ("%F2%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 724 ON ("%RST%") OFF ("%F2%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 3) THEN GOTO 734 IF (("%F3%.CM" NE @NONE) OR ("%F3%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 734 ON ("%RST%") OFF ("%F3%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 4) THEN GOTO 744 IF (("%F4%.CM" NE @NONE) OR ("%F4%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 744 ON ("%RST%") Trang Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng 00743 00744 00750 00751 00752 00753 00754 00760 00761 00762 00763 00764 00770 00771 00772 00773 00774 00780 00781 00782 00783 00784 00790 00791 00792 00793 00794 00800 00801 00802 00803 00804 00810 00811 00812 00813 00814 00820 00821 00822 00823 00824 00830 00831 00832 00833 00834 00840 00841 00842 00843 00844 00850 00851 00852 00853 00854 OFF ("%F4%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 5) THEN GOTO 754 IF (("%F5%.CM" NE @NONE) OR ("%F5%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 754 ON ("%RST%") OFF ("%F5%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 6) THEN GOTO 764 IF (("%F6%.CM" NE @NONE) OR ("%F6%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 764 ON ("%RST%") OFF ("%F6%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 7) THEN GOTO 774 IF (("%F7%.CM" NE @NONE) OR ("%F7%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 774 ON ("%RST%") OFF ("%F7%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 8) THEN GOTO 784 IF (("%F8%.CM" NE @NONE) OR ("%F8%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 784 ON ("%RST%") OFF ("%F8%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 9) THEN GOTO 794 IF (("%F9%.CM" NE @NONE) OR ("%F9%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 794 ON ("%RST%") OFF ("%F9%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 10) THEN GOTO 804 IF (("%F10%.CM" NE @NONE) OR ("%F10%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 804 ON ("%RST%") OFF ("%F10%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 11) THEN GOTO 814 IF (("%F11%.CM" NE @NONE) OR ("%F11%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 814 ON ("%RST%") OFF ("%F11%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 12) THEN GOTO 824 IF (("%F12%.CM" NE @NONE) OR ("%F12%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 824 ON ("%RST%") OFF ("%F12%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 13) THEN GOTO 834 IF (("%F13%.CM" NE @NONE) OR ("%F13%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 834 ON ("%RST%") OFF ("%F13%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 14) THEN GOTO 844 IF (("%F14%.CM" NE @NONE) OR ("%F14%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 844 ON ("%RST%") OFF ("%F14%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 15) THEN GOTO 854 IF (("%F15%.CM" NE @NONE) OR ("%F15%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 854 ON ("%RST%") OFF ("%F15%.CM","%STD%") C Trang Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng 00860 00861 00862 00863 00864 00870 00871 00872 00873 00874 00880 00881 00882 00883 00884 00890 00891 00892 00893 00894 00900 00901 00902 00903 00904 00950 00960 01500 01510 02000 IF ($LOC1 NE 16) THEN GOTO 864 IF (("%F16%.CM" NE @NONE) OR ("%F16%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 864 ON ("%RST%") OFF ("%F16%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 17) THEN GOTO 874 IF (("%F17%.CM" NE @NONE) OR ("%F17%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 874 ON ("%RST%") OFF ("%F17%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 18) THEN GOTO 884 IF (("%F18%.CM" NE @NONE) OR ("%F18%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 884 ON ("%RST%") OFF ("%F18%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 19) THEN GOTO 894 IF (("%F19%.CM" NE @NONE) OR ("%F19%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 894 ON ("%RST%") OFF ("%F19%.CM","%STD%") C IF ($LOC1 NE 20) THEN GOTO 904 IF (("%F20%.CM" NE @NONE) OR ("%F20%.CM" EQ OFF)) THEN GOTO 904 ON ("%RST%") OFF ("%F20%.CM","%STD%") C C - End of Staging down CT function block C C Whenever Reset signal on, update the pointer $LOC1 for the next stopping of CT IF ("%RST%" EQ ON) THEN $LOC1 = "%PTR%" C End of Sequence CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN THÁP GIẢI NHIỆT VÀ NHIỆT ĐỘ GIẢI NHIỆT 00010 C COOLING TOWER STAGING PROGRAM 00020 C 00030 DEFINE(STU, "CT_STAGEUP") 00040 DEFINE(STD, "CT_STAGEDOWN") 00050 DEFINE(RST, "CWST_HL_RST") 00060 DEFINE(CWST, "CDWSTEMP") 00070 DEFINE(CWSTSET, "CTTEMPSET") 00080 LOCAL (TEMP_L,TEMP_H) 00150 C 00151 C $LOC1 is interval time for staging up/down cooling tower, quickly come to Min or back to Max 00152 IF (("CTF_COUNT" LT "CTF_MIN") OR ("CTF_COUNT" GT "CTF_MAX")) THEN $LOC1 = ELSE $LOC1 = 300 00153 C Minimum CTs run to maintain minimum condenser pump flow, maximum CTs run with 76.7% rated CT flow 00154 TABLE ("CDWP_VS","CTF_MIN",30,5.9,90,17.9) 00155 "CTF_MAX" = 1.25*"CTF_MIN" 00156 C Preventing continuously counting when all conditions full-filled 00157 IF (SECND1 GT ($LOC1+15)) THEN SECND1 = 00158 IF (SECND2 GT ($LOC1+15)) THEN SECND2 = 00159 C 00190 IF ("CT_OPTIMUM" EQ OFF) THEN GOTO 1000 00200 C Release @OPER, to prevent interal Point from any interferenced, STAGEUP &, STAGEDOWN Virtual points always at @NONE Trang 10 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng 00210 C 00220 C If no condenser pump then stop all CT Fan & open all Isolation Valve 00230 IF ("CDWP_COUNT" EQ 0) THEN GOTO 1000 00240 C 00250 C Reset the SECND timer and count again whenever one CT staging up/down 00260 IF ("%RST%" EQ OFF) THEN GOTO 330 00270 SECND1 = 00290 SECND2 = 00300 RELEAS(@OPER,"%RST%") 00310 OFF ("%RST%") 00320 C 00330 C *_* 00500 C 00510 C Staging up or down as per following conditions, always keep minimum CT running 00520 IF (("%CWST%" LT ("%CWSTSET%" + 1.25)) AND ("CTF_COUNT" GE "CTF_MIN")) THEN SECND1 = 00530 IF (("%CWST%" GT ("%CWSTSET%" + 0.75)) AND ("CTF_COUNT" LE "CTF_MAX")) THEN SECND2 = 00540 C 00550 C Staging up/down interval time between conditions 00560 IF (SECND1 GT $LOC1) THEN ON($TEMP_H) ELSE OFF($TEMP_H) 00570 IF (SECND2 GT $LOC1) THEN ON($TEMP_L) ELSE OFF($TEMP_L) 00580 C 00590 C *_* 00600 C If reach max CT then ignored 00700 IF ("CTF_COUNT" GE ("CTF_MAX"-1)) THEN GOTO 730 00710 Wait (5,$TEMP_H,"%STD%",10) 00720 Wait (5,$TEMP_H,"%STU%",11) 00730 C If less then Min CT run then does not turn off anymore 00740 IF ("CTF_COUNT" LE ("CTF_MIN"+1)) THEN GOTO 770 00750 Wait (5,$TEMP_L,"%STU%",10) 00760 Wait (5,$TEMP_L,"%STD%",11) 00770 C 00780 GOTO 1000 00790 C 01000 C End of Sequence 10 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BƠM SƠ CẤP 00010 BMS 00020 00030 00040 00050 00060 00070 00100 00110 00120 00130 00300 00310 00320 00330 00340 C SETTING PRIMARY CHILLED WATER PUMPS FREQUENCY AUTOMATICALLY BY C DEFINE(P1, "PCHWP1.B2C.VS") DEFINE(P2, "PCHWP2.B2C.VS") DEFINE(P3, "PCHWP3.B2C.VS") DEFINE(P4, "PCHWP4.B2C.VS") C C nRESET is adjusted engineering parameter IF("nRESET1" GT 4) THEN SET(@OPER,4,"nRESET1") IF("nRESET1" LT 0) THEN SET(@OPER,0,"nRESET1") C C Calulating the Pump's Hz, send to VSD each 15 minutes to prevent chattering IF("CH_PCHWP_AUT" EQ OFF) THEN GOTO 480 IF (SECNDS LT 300) THEN GOTO 500 C $LOC1 = ("%P1%"*"CHWSTEMP")/ (10+nRESET1) Trang 11 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng 00350 00360 00370 00380 00390 00400 00410 00420 00430 00440 00450 00460 00470 00480 00490 00500 00600 $LOC2 = ("%P2%"*"CHWSTEMP")/ (10+nRESET1) $LOC3 = ("%P3%"*"CHWSTEMP")/ (10+nRESET1) $LOC4 = ("%P4%"*"CHWSTEMP")/ (10+nRESET1) C C TABLE ($LOC1,"%P1%",35,35,45,45) TABLE ($LOC2,"%P2%",35,35,45,45) TABLE ($LOC3,"%P3%",35,35,45,45) TABLE ($LOC4,"%P4%",35,35,45,45) C C SECNDS = GOTO 500 C SET (45,"%P1%","%P2%","%P3%","%P4%") C GOTO 10 11 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN BƠM GIẢI NHIỆT 00010 00020 00100 00110 00120 00130 00140 00150 00160 00170 00180 00190 00200 00210 00220 00230 00240 00250 00260 00270 00280 00290 00300 00310 00320 00330 00340 00350 00400 00410 00420 00430 00440 00450 00460 00470 C CONDENSER WATER PUMP SPEED C C Calculating each CDWP Speed & PCHWP at each 2.5 minutes if Optimum mode Enable IF ("CH_OPTIMUM" EQ OFF) THEN GOTO 460 IF (SECNDS LT 150) THEN GOTO 290 TABLE ("CHILLER1LOAD",$LOC1,63.3,30,95,40) TABLE ("CHILLER2LOAD",$LOC2,63.3,30,95,40) TABLE ("CHILLER3LOAD",$LOC3,63.3,30,95,40) TABLE ("CHILLER4LOAD",$LOC4,63.3,30,95,40) TABLE ("CHILLER1LOAD",$LOC5,63.3,35,95,45) TABLE ("CHILLER2LOAD",$LOC6,63.3,35,95,45) TABLE ("CHILLER3LOAD",$LOC7,63.3,35,95,45) TABLE ("CHILLER4LOAD",$LOC8,63.3,35,95,45) C During OAT higher than 32 DegC, can adjust maximum freq to 45 Hz C $LOC9 = ($LOC1 + $LOC5)/2 $LOC10 = ($LOC2 + $LOC6)/2 $LOC11 = ($LOC3 + $LOC7)/2 $LOC12 = ($LOC4 + $LOC8)/2 SECNDS = C C If ($LOC1 LT 30) THEN $LOC1 = 30 If ($LOC2 LT 30) THEN $LOC2 = 30 If ($LOC3 LT 30) THEN $LOC3 = 30 If ($LOC4 LT 30) THEN $LOC4 = 30 $LOC13 = "CTTEMPSET"+1 C LOOP (0,"CH_ECWTEMP","CDWP1.B2C.VS",$LOC13,10,20,0,120,$LOC9,$LOC1,$LOC5,0) LOOP (0,"CH_ECWTEMP","CDWP2.B2C.VS",$LOC13,10,20,0,120,$LOC10,$LOC2,$LOC6,0) LOOP (0,"CH_ECWTEMP","CDWP3.B2C.VS",$LOC13,10,20,0,120,$LOC11,$LOC3,$LOC7,0) LOOP (0,"CH_ECWTEMP","CDWP4.B2C.VS",$LOC13,10,20,0,120,$LOC12,$LOC4,$LOC8,0) C GOTO 500 C C Set Default 45 Hz Trang 12 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng 00480 00490 00500 SET (45,"CDWP1.B2C.VS","CDWP2.B2C.VS","CDWP3.B2C.VS","CDWP4.B2C.VS") C C End of Program 12 CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH ĐIỀU KHIỂN 00010 DEFINE(UP_COND, "CH_UP_COND") 00020 DEFINE(DWN_COND, "CH_DWN_COND") 00030 DEFINE(STU, "CH_STAGEUP") 00040 DEFINE(STD, "CH_STAGEDOWN") 00050 DEFINE(PTR, "CH_POINTER") 00060 DEFINE(RST, "CH_STAGE_RST") 00070 C 00080 DEFINE(CH1, "CH1.B2C") 00090 DEFINE(CH2, "CH2.B2C") 00100 DEFINE(CH3, "CH3.B2C") 00110 DEFINE(CH4, "CH4.B2C") 00120 LOCAL (STG) 00130 C 00200 IF ("CH_OPTIMUM" EQ OFF) THEN GOTO 1500 00210 C 00220 C Chiller up/down conditions shall triger STAGEUP/STAGEDOWN signals, or by scheduling 00230 C To swap over Chiller, make time schedule to turn on CH_STAGEUP then after fews minutes turn on CH_STAGEDOWN 00240 C 00250 WAIT (3,"%UP_COND%","%STU%",11) 00260 C If unable to start any Chiller, hysteresis time is reset, up condition is reset, cancelling stage up order 00270 WAIT (1,"%UP_COND%","%STU%",00) 00300 IF ("%STU%" EQ OFF) THEN GOTO 780 00310 C Moving pointer to next chiller each staging up time 00320 "%PTR%" = "%PTR%" +1 00330 C There are total of Chillers, therefore turning them around 00340 IF ("%PTR%" GE 5) THEN "%PTR%" = 00350 C 00400 If ("%PTR%" NE 1) THEN GOTO 460 00410 C If this Chiller is not PPCL controllable mode or already commanded on, then go to The End for pointer to the next one 00420 IF (("%CH1%.COMMAND" NE @NONE) OR ("%CH1%.COMMAND" EQ ON)) THEN GOTO 460 00430 ON ("%CH1%.COMMAND") 00440 OFF ("%STU%") 00450 C 00460 C Finishing turn on Chiller 00470 C 00500 If ("%PTR%" NE 2) THEN GOTO 560 00510 C If this Chiller is not PPCL controllable mode or already commanded on, then go to The End for pointer to the next one 00520 IF (("%CH2%.COMMAND" NE @NONE) OR ("%CH2%.COMMAND" EQ ON)) THEN GOTO 560 00530 ON ("%CH2%.COMMAND") 00540 OFF ("%STU%") 00550 C 00560 C Finishing turn on Chiller 00570 C Trang 13 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng 00600 If ("%PTR%" NE 3) THEN GOTO 660 00610 C If this Chiller is not PPCL controllable mode or already commanded on, then go to The End for pointer to the next one 00620 IF (("%CH3%.COMMAND" NE @NONE) OR ("%CH3%.COMMAND" EQ ON)) THEN GOTO 660 00630 ON ("%CH3%.COMMAND") 00640 OFF ("%STU%") 00650 C 00660 C Finishing turn on Chiller 00670 C 00700 If ("%PTR%" NE 4) THEN GOTO 760 00710 C If this Chiller is not PPCL controllable mode or already commanded on, then go to The End for pointer to the next one 00720 IF (("%CH4%.COMMAND" NE @NONE) OR ("%CH4%.COMMAND" EQ ON)) THEN GOTO 760 00730 ON ("%CH4%.COMMAND") 00740 OFF ("%STU%") 00750 C 00760 C Finishing turn on Chiller 00770 C 00780 C Finishing the Stage up program *_* 01000 C 01010 WAIT (3,"%DWN_COND%","%STD%",11) 01020 C If unable to stop any Chiller, hysteresis time is reset, down condition is reset, cancelling stage down order 01030 WAIT (1,"%DWN_COND%","%STD%",00) 01040 IF ("%STD%" EQ OFF) THEN GOTO 1480 01050 Max ($LOC1,"%CH1%.RUNTIME","%CH2%.RUNTIME","%CH3%.RUNTIME","%CH4%.RUNTIME") 01060 C 01100 IF ("%CH1%.RUNTIME" LT $LOC1) THEN GOTO 1160 01110 C Moving to next chiller if not PPCL controllable mode 01120 IF ("%CH1%.COMMAND" NE @NONE) THEN GOTO 1160 01130 OFF ("%CH1%.COMMAND") 01140 OFF ("%STD%") 01150 GOTO 1480 01160 C Finishing turn off Chiller 01170 C 01200 IF ("%CH2%.RUNTIME" LT $LOC1) THEN GOTO 1260 01210 C Moving to next chiller if not PPCL controllable mode 01220 IF ("%CH2%.COMMAND" NE @NONE) THEN GOTO 1260 01230 OFF ("%CH2%.COMMAND") 01240 OFF ("%STD%") 01250 GOTO 1480 01260 C Finishing turn off Chiller 01270 C 01300 IF ("%CH3%.RUNTIME" LT $LOC1) THEN GOTO 1360 01310 C Moving to next chiller if not PPCL controllable mode 01320 IF ("%CH3%.COMMAND" NE @NONE) THEN GOTO 1360 01330 OFF ("%CH3%.COMMAND") 01340 OFF ("%STD%") 01350 GOTO 1480 01360 C Finishing turn off Chiller 01370 C 01400 IF ("%CH4%.RUNTIME" LT $LOC1) THEN GOTO 1460 01410 C Moving to next chiller if not PPCL controllable mode 01420 IF ("%CH4%.COMMAND" NE @NONE) THEN GOTO 1460 Trang 14 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng 01430 OFF ("%CH4%.COMMAND") 01440 OFF ("%STD%") 01450 GOTO 1480 01460 C Finishing turn off Chiller 01470 C 01480 C Finishing the Stage down program *_* 01490 C 01800 C If any new chiller stage up or down successfully, then making a STG second pulse to reset the SECND timer 01810 WAIT (0,"%CH1%.ST",$STG,11) 01820 WAIT (0,"%CH2%.ST",$STG,11) 01830 WAIT (0,"%CH3%.ST",$STG,11) 01840 WAIT (0,"%CH4%.ST",$STG,11) 01850 WAIT (0,"%CH1%.ST",$STG,01) 01860 WAIT (0,"%CH2%.ST",$STG,01) 01870 WAIT (0,"%CH3%.ST",$STG,01) 01880 WAIT (0,"%CH4%.ST",$STG,01) 01890 C 01900 IF ($STG EQ ON) THEN SECNDS = 01910 C Auto fall back normal off 01920 IF ($STG EQ ON) THEN OFF ($STG) 01930 C Chiller Staging successfully Inverval Time, 5-30 minutes, to prevent short cycling Chiller and wait for Water system stablizing 01940 IF (SECNDS LT "CH_INTERVAL") THEN ON ("CH_STAGE_LOCK") ELSE OFF ("CH_STAGE_LOCK") 01950 C 02000 "CT_OPTIMUM" = "CH_OPTIMUM" 02500 C End of Sequence Trang 15 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tòa nhà cao tầng PHỤ LỤC Do số lượng trang mã nguồn chương trình điều khiển ứng dụng cho Tổ hợp khách sạn văn phòng chung cư cho thuê Crowne Plaza West Hà Nội ngôn ngữ lập trình PPCL (Powers Process Control Language) dài, học viên xin ghi đĩa CD kèm theo luận văn Trang 91/91 ... nghệ hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller  Thiết kế phần cứng và phần mềm điều khiển hệ thống tối ưu lượng Trang 12/91 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho. .. Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tịa nhà cao tầng Hình 17: Lưu đồ điều khiển khởi động Chiller Trang 48/91 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất. .. 44/91 Thiết kế điều khiển tối ưu hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller ứng dụng cho tịa nhà cao tầng Hình 16: Cấu trúc hệ thống điều khiển BMS Về công nghệ thiết bị hệ thống sản xuất nước lạnh Chiller