jace

基于Niagara平台的空调机房冷源智能监控系统

舒心予;张慧;杨学宾

【期刊名称】《《建筑热能通风空调》》

【年(卷),期】2019(038)011

【总页数】3页(P101-103)

【关键词】Niagara物联网平台;冷源;监控系统;HVAC

【作者】舒心予;张慧;杨学宾

【作者单位】东华大学环境与工程学院

【正文语种】中文

在暖通空调系统中，冷热源能耗所占比重很大[1]。可靠的监控系统对于空调系统

的正常运行至关重要，合理设计冷热源运行和控制策略可以降低能耗。暖通空调智

能化监控制系统已经非常普遍，传统化的智能化控制系统，普遍存在逻辑编写复杂，

不能远程控制的特点。采用Niagara平台进行建筑智能化控制设计，基于可视化

的逻辑编程开发，减少设计难度；基于物联网的监控平台，将建筑中不同系统整合

到同一个系统，实现本地和远程管理，将并且Niagara平台可以连接任何设备厂

家的设备和不同的通讯协议，有效解决了目前建筑智能化系统集成存在的异构系统

集成、开放和跨地域数据整合问题[2-4]。

1系统介绍

图1为空调机房冷源原理图。本工程夏季集中空调采用两台单冷型螺杆式制冷机

组进行制冷。

图1空调机房冷源原理图

根据《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）和用户需求，确定控制系统

主要控制内容：

1）冷水机组优先采用计算制冷量优化控制运行台数的方式。

2）冷水机组、水泵、冷却塔等设备联锁启停。

3）对供、回水温度及温差进行控制或检测。

4）检测设备的运行状态并进行故障报警。

控制系统主要控制目标：

1）保证制冷机组冷凝器和蒸发器正常工作。

2）保证冷却塔风机、水泵安全运行。

3）保证冷冻水和冷却水的供回水温度在设定温度范围内。

2控制方案

2.1机组开启数量的控制

根据系统承担的冷负荷大小调整机组数量，负荷计算公式：

式中：c为水的比热容；m为冷却水的流量；t1为冷却水回水温度；t2为冷却水

供水温度；

当负荷达到开启机组额定制冷量的115%时，开启第二台机组。为避免机组短时间

内启停动作，机组在上一动作后延时30分钟在进行下一指令的执行。

2.2冷却塔控制

冷却水的供回水设计温度为32/37℃，冷却塔风机启停根据根据冷却水进水温度

确定，并且能够自动调节风扇频率。

2.3水泵控制

水泵的控制包括启停控制、水泵的运行状态、发生故障时通知用户、水流量开关的

状态。水泵则根据水流的状态进行水泵的启停、故障的报警和备用泵的开启。

2.4机组设备的连锁控制

控制流程如图2：

启动时设备动作顺序：

冷却塔风机启动→冷却水阀门→冷却水泵→冷冻水阀门→冷冻水泵→冷水机组

关机时设备动作顺序：

冷水机组→冷冻水泵→冷冻水阀门→冷却水泵→冷却水阀门→冷却塔风机关闭

图2机组设备连锁控制流程图

3基于Niagara平台的控制系统的实现

3.1监控系统的构成

Niagara的硬件网络控制器JACE（JavaApplicationControlEngine），如图3，

为基于JAVA的分布式、网络控制服务器。Niagara的编辑开发工具Workbench

是一个集成开发工具，包括逻辑编程开发，业务建模，用户界面设计和驱动开发等，

Workbench可以运行在一台JACE上，也可以通过WEB浏览器访问，如图4。

图3硬件网络控制器JACE

图4开发工具Workbench

图5为Niagara单一站点控制部署结构图，表明系统运行流程，将下位机采集的

数据可以传递到云端上位机。本工程是高层建筑，属于大型工程。控制系统的视图

界面设置在上位机，控制逻辑在下位机的Jace里面，上下位机之间的通讯是双向

的。

图5Niagara单一站点控制部署结构图

3.2Niagara中逻辑编程介绍

图6为机组接到开机命令后，水泵动作编程局部信息。图中运算模块And3的运

算逻辑是综合InA、InB、InC、InD信息输出out信号。InA、InB、InC、In

D输入信号分别代表“机组开机指令”，“冷冻水和冷却水进出水管阀门信号”，

“冷冻水泵和冷却水泵状态信号”，“冷冻水供回水总管阀门信号”。

图6逻辑编程

3.3运行界面及用户管理

图6为冷热源主界面图，运行一览中包括各类系统、记录查询和用户管理，实现

人机交互。用户管理是根据不同的用户类型，分配不同的使用权限。

图7冷热源主界面图

4结束语

本文根据实际项目，介绍了基于Niagara平台设计的监控系统，通过对整个系统

的反复修改和调试，结果表明：该系统的工作稳定性、可靠性和准确性均达到了预

期设计的目标。Niagara物联网平台应用前景广阔，可以解决建筑智能化系统异

构、信息不开放和数据远距离无法传输等弊病。在改造项目的建筑智能化系统应用

将会更有优势。

参考文献

【相关文献】

[1]颜永民.建筑冷热源系统自适应优化控制模型的研究[D].长沙:湖南大学,2007.

[2]颜小军.基于Niagara技术的智能建筑系统集成设计与开发[D].长沙:湖南大学,2006.

[3]王宏玉.基于Niagara平台的智能建筑系统集成技术研究[D].长沙:湖南大学,2007.

[4]肖进.基于Niagara的建筑智能化系统集成的设计集成的设计与开发[D].济南:山东大学,2011.