本发明实施例涉及空调控制技术领域，特别是涉及一种地铁车站大系统空调节能控制系统。
背景技术：
当今国内地铁环控系统普遍存在控制不利的现象。
首先是弱电与空调专业交叉产生的矛盾。两个专业之间分界面不清晰，交叉部分往往无人负责，例如空调专业所写的控制逻辑有需要深化的部分，而弱电专业并未进行这一深化。两个专业之间存在壁垒，互相不了解，也会导致空调专业所写的部分控制逻辑与控制要求，弱电专业可能会无法实现；空调专业也无法对弱电专业写出来的控制逻辑进行校验和复核。
其次是控制系统调试周期与工程进度的矛盾。由于地铁开通的时间节点很紧，地铁建设过程中基本上最主要是保证安全而放弃节能。而空调系统调试到合适的运行状态需要很长的时间。
最后是运营管理人员水平与控制系统高要求的矛盾。地铁环控系统的日常管理需要暖通与弱电的专业交叉的复合型人才，而当今地铁配备的大多是专科技校的技工，专业交叉对他们来说属于过高的要求。
技术实现要素：
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种地铁车站大系统空调节能控制系统，能够以较小的系统耦合度实现空调各个子系统的精准控制。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种地铁车站大系统空调节能控制系统，所述系统包括：设定值级控制模块，用于根据各个子系统的运行特点和需求，输出运行中关键参数的设定值要求；以及设备级控制模块，通过网络连接至所述设定值级控制模块,并且连接至被控制的子系统，用于根据所述设定值级控制模块中关键参数的设定值要求，控制各个子系统的运行。
在一些实施例中，所述设定值级控制模块根据内置的第一模块化算法库输出运行中关键参数的设定值要求，所述设备级控制控制模块根据内置的第二模块化算法库控制子系统的运行。
在一些实施例中，所述设定值级控制模块包括：空调处理机组设定值模块、冷冻水系统设定值模块、冷却水系统设定值模块、冷水机组设定值模块、冷却塔系统设定值模块。
在一些实施例中，所述空调处理机组设定值模块用于根据房间温度要求、房间湿度要求，确定送风温度设定值、送风湿度设定值、风量设定值。
在一些实施例中，所述冷冻水系统设定值模块用于根据最不利末端压差、水泵功率、冷机功率，确定水泵频率设定值。
在一些实施例中，所述冷却水系统设定值模块用于根据冷却水回水温度、冷塔功率、冷却水泵功率及冷机功率，确定冷却水供回水温差设定值。
在一些实施例中，所述冷水机组设定值模块用于根据室外空气露点温度、室内相对湿度、冷机功率、水泵功率、冷塔功率，确定冷冻水供水温度设定值。
在一些实施例中，所述冷却塔系统设定值模块用于根据室外空气露点温度、冷机功率、水泵功率、冷塔功率，确定冷却塔出水温度设定值。
在一些实施例中，所述设备级控制模块包括：空调处理机组控制模块、冷冻水系统控制模块、冷却水系统控制模块、冷水机组控制模块、冷却塔控制模块、vrv控制模块。
在一些实施例中，所述空调处理机组控制模块通过调节空调机组内部的风阀、水阀，使得送风状态达到设定值；所述冷冻水系统控制模块通过调节冷冻水泵的运行状况，使得冷冻水泵水流量满足设定值；所述冷却水系统控制模块通过调节冷却水泵的运行状况，使得冷却水泵水流量满足设定值；所述冷水机组控制模块通过调节冷机运行，使得冷冻水供水温度满足设定值；所述冷却塔控制模块通过调节冷却塔风机开启台数、风机频率，使得冷却塔出水温度满足设定值。
采用这样的设计后，本发明实施例至少具有以下优点：
1、降低设计难度：
在面对实际工程时，控制工程师可以根据具体空调设备系统形式，从算法库中选取适合的算法模块，而不需要依赖太多的控制优化或空调专业知识。从而将复杂的空调系统控制优化问题简化为控制模块的选型问题，降低了空调控制系统设计难度。
2、降低调试难度：
在实际工程竣工验收阶段，现场调试工程师仅完成设备级模块的调试。由于设备级模块的调试均是由单一设备相对简单的控制目标进行控制，调试难度小，验收简单。
在后续运营阶段(半年)，空调算法调试工程师逐步完善设定值级模块的算法调试。
3、实现节能，便于节能策略的推广：
通过模块化算法库的形式将空调控制经验和知识固化下来，使之更容易被工程师接受并在实际工程中应用，从而推动节能策略普遍应用于地铁环控系统。
4、便于修改、维护和升级：
随着环控设备的更换，不必重新设计/调试整个环控系统控制策略，而只需要更新相应部分的控制模块。
随着空调系统和节能控制的深入研究，更节能、适用于更多空调系统设备的模块化算法可以不断更新补充现有的模块化算法库。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例提供的地铁车站大系统空调节能控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的空调处理机组控制系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的冷冻水系统控制系统的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的冷却水系统控制系统的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的冷水机组控制系统的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的冷却塔控制系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的地铁车站大系统空调节能控制系统的结构。参见图1，本发明实施例提供的地铁车站大系统空调节能控制系统包括：设定值级控制模块11，以及设备级控制模块12。
设定值级控制模块11的最为主要的功能在于对各个子系统的关键参数的取值进行设定。上述的设定过程可以是以多种不同的子系统输入参数为参考的设定过程。上述的子系统输入参数可以有：使用者设定、系统状态参数、系统性能参数、气象参数，以及其他参数。
在采集到上述不同种类的子系统输入参数之后，设定值控制模块11通过运行相应的设定值算法完成对关键参数的取值确定。之所以将这些需要确定取值的参数确定为关键参数，是因为这些参数的取值确定将对后续设备级控制模块12的运行控制起到关键的作用。比如，在冷冻水系统中，水泵频率将会是对冷冻水系统进行运行控制起到关键作用的参数，因而，在冷冻水系统中，水泵频率就将是该子系统的关键参数。
设备级控制模块12的主要功能在于根据设定值级控制模块11中确定的关键参数的取值，对相应的子系统的运行进行运行控制。通常情况下，设备级控制模块12对对应子系统执行的运行控制是闭环控制，也就是带反馈的控制过程。
设定值级控制模块11及设备级控制模块12是相互独立的物理控制模块。二者分别运行各自的控制过程，并且通过在设定值级模块11中设定，并在设备级控制模块12中应用的关键参数的设定值相互联系。通过上述设定值的设定和应用，实现了设定值级控制模块11与设备级控制模块12之间的松耦合。利用二者之间的松耦合，完成了对目标子系统的精准控制。
而且，设定值级控制模块11与设备级控制模块12均根据各自内置的模块化算法库执行相应的控制。采用模块化算法库的优势在于，不需要依赖太多的控制优化或空调专业知识，从而将复杂的空调系统控制优化问题简化为控制模块的选型问题，降低了空调控制系统设计难度。
由于冷量需求变化的时间常数与设备调节过程的时间常数差别较大，中央空调系统控制采用“串级控制”的方式，因而将模块化的中央空调控制设计成“设定值级” “设备级”两级控制模块结构。
采用两级控制模块结构的优势在于，弱点专业的专业人员仅负责设定值级的控制逻辑，而暖通专业的专业人员仅负责设备级的控制逻辑，分工明确，设计维护的难度降低。
环控系统控制拆分成两级共10个控制模块。
设定值级模块包括：空调处理机组设定值模块、冷冻水系统设定值模块、冷却水系统设定值模块、冷水机组设定值模块、冷却塔系统设定值模块。
设备级模块包括：空调处理机组控制模块、冷冻泵控制模块、冷却泵控制模块、冷水机组控制模块、冷却塔控制模块。
图2示出了本发明实施例提供的空调处理机组控制系统的结构。参见图2，空调处理机组控制系统包括：空调处理机组设定值模块21、空调处理机组控制模块22。
空调处理机组设定值模块21的功能在于调节送风温度(湿度)和风量设定值，维持室内温(湿度)参数达到设定值要求。空调处理机组设定值模块21的功能还在于同时优化风机能耗。
空调处理机组设定温度模块21的输入参数包括：房间温度(湿度)，房间温度(湿度)设定值。
空调处理机组设定温度模块21的输出参数包括：送风温度(湿度)、风量设定值(风机频率)。
空调处理机组设定温度模块21的控制动作执行周期为30分钟量级。
空调处理机组控制模块22的功能在于调节空调机组内部风阀、水阀等设备，使送风状态达到设定值。
空调处理机组控制模块22的输入参数包括：送风温度(湿度)设定值、风量设定值。
空调处理机组控制模块22的输出参数包括：内部水阀、风阀、风机等执行器调节动作。
空调处理机组控制模块22的控制动作执行周期为分钟量级。
图3示出了本发明实施例提供的冷冻水系统控制系统的结构。参见图3，冷冻水系统控制系统包括：冷冻水系统设定值模块31、冷冻水系统控制模块32。
冷冻水系统设定值模块31的功能在于根据末端运行情况，调整冷冻水系统运行频率，满足末端冷冻水量需求。
冷冻水系统设定值模块31的输入参数有：最不利末端压差、水泵功率、冷机功率。冷冻水系统设定值模块31的输出参数有：水泵频率设定值。
典型的，冷冻水系统设定值模块31的执行周期为小时量级。
冷冻水系统控制模块32的功能在于调节水泵运行状况，使水流量满足设定值模块要求。
冷冻水系统控制模块32的输入参数包括：水泵频率设定值。冷冻水系统控制模块32的输出参数包括：水泵频率设定值。
冷冻水系统控制模块32的执行周期为分钟量级。
图4示出了本发明实施例提供的冷却水系统控制系统的结构。参见图4，冷却水系统控制系统包括：冷却水系统设定值模块41、冷却水系统控制模块42。
冷却水系统设定值模块41的功能是根据末端运行情况，调整冷却水系统运行频率，满足冷却水量需求。
冷却水系统设定值模块41的输入参数包括：冷却水回水温度、冷塔功率、冷却水泵功率、冷机功率。冷却水系统设定值模块41的输出参数包括：冷却水供回水温差设定值。
典型的，冷却水系统设定值模块41的执行周期在小时量级。
冷却水系统控制模块42的功能是调节水泵运行状况，使水流量满足设定值模块要求。
冷却水系统控制模块42的输入参数包括：冷却水供回水温差及设定值。冷却水系统控制模块42的输出参数包括：水泵台数、转速。
冷却水系统控制模块42相关功能的执行周期是分钟量级。
图5示出了本发明实施例提供的冷水机组控制系统的结构。参见图5，冷水机组控制系统包括：冷水机组设定值模块51，及冷水机组控制模块52。
冷水机组设定值模块51的功能在于根据除湿要求，调整冷冻水供水温度，以及优化水系统能耗和冷机能耗。
冷水机组设定值模块51的输入参数有：室外空气露点温度、室内相对湿度、冷机功率、水泵功率、冷塔功率。冷水机组设定值模块51的输出参数有：冷冻水供水温度设定值。
冷水机组设定值模块51的执行周期是小时量级。
冷水机组控制模块52的功能在于提供满足设定值模块要求的低温冷冻水。
冷水机组控制模块52的输入参数有：冷冻水供水温度及设定值。
图6示出了本发明实施例提供的冷却塔控制系统的结构。参见图6，冷却塔控制系统包括：冷却塔系统设定值模块61，及冷却塔控制模块62。
冷却塔系统设定值模块61的功能在于根据除湿要求，调整冷冻水供水温度，以及优化冷站综合能耗。
冷却塔系统设定值模块61的输入参数有：室外空气露点温度、冷机功率、水泵功率、冷塔功率。冷却塔系统设定值模块61的输入参数有：冷却塔出水温度设定值。
冷却塔系统设定值模块61的执行周期为小时量级。
冷却塔控制模块62的功能在于满足冷塔出水温度设定值要求。
冷却塔控制模块62的输入参数有：冷却塔出水温度及设定值。冷却塔控制模块62的输出参数有：冷却塔开启台数，频率。
冷却塔控制模块62的执行周期为分钟量级。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
1.一种地铁车站大系统空调节能控制系统，其特征在于，包括：
设定值级控制模块，用于根据各个子系统的运行特点和需求，输出运行中关键参数的设定值要求；以及
设备级控制模块，通过网络连接至所述设定值级控制模块,并且连接至被控制的子系统，用于根据所述设定值级控制模块中关键参数的设定值要求，控制各个子系统的运行。
2.根据权利要求1所述的地铁车站大系统空调节能控制系统，其特征在于，所述设定值级控制模块根据内置的第一模块化算法库输出运行中关键参数的设定值要求，所述设备级控制控制模块根据内置的第二模块化算法库控制子系统的运行。
3.根据权利要求1或2所述的地铁车站大系统空调节能控制系统，其特征在于，所述设定值级控制模块包括：空调处理机组设定值模块、冷冻水系统设定值模块、冷却水系统设定值模块、冷水机组设定值模块、冷却塔系统设定值模块。
4.根据权利要求3所述的地铁车站大系统空调节能控制系统，其特征在于，所述空调处理机组设定值模块用于根据房间温度要求、房间湿度要求，确定送风温度设定值、送风湿度设定值、风量设定值。
5.根据权利要求3所述的地铁车站大系统空调节能控制系统，其特征在于，所述冷冻水系统设定值模块用于根据最不利末端压差、水泵功率、冷机功率，确定水泵频率设定值。
6.根据权利要求3所述的地铁车站大系统空调节能控制系统，其特征在于，所述冷却水系统设定值模块用于根据冷却水回水温度、冷塔功率、冷却水泵功率及冷机功率，确定冷却水供回水温差设定值。
7.根据权利要求3所述的地铁车站大系统空调节能控制系统，其特征在于，所述冷水机组设定值模块用于根据室外空气露点温度、室内相对湿度、冷机功率、水泵功率、冷塔功率，确定冷冻水供水温度设定值。
8.根据权利要求3所述的地铁车站大系统空调节能控制系统，其特征在于，所述冷却塔系统设定值模块用于根据室外空气露点温度、冷机功率、水泵功率、冷塔功率，确定冷却塔出水温度设定值。
9.根据权利要求8所述的地铁车站大系统空调节能控制系统，其特征在于，所述设备级控制模块包括：空调处理机组控制模块、冷冻水系统控制模块、冷却水系统控制模块、冷水机组控制模块、冷却塔控制模块。
10.根据权利要求9所述的地铁车站大系统空调节能控制系统，其特征在于，所述空调处理机组控制模块通过调节空调机组内部的风阀、水阀，使得送风状态达到设定值；
所述冷冻水系统控制模块通过调节冷冻水泵的运行状况，使得冷冻水泵水流量满足设定值；
所述冷却水系统控制模块通过调节冷却水泵的运行状况，使得冷却水泵水流量满足设定值；
所述冷水机组控制模块通过调节冷机运行，使得冷冻水供水温度满足设定值；
所述冷却塔控制模块通过调节冷却塔风机开启台数、风机频率，使得冷却塔出水温度满足设定值。
技术总结