連載二十四 | “源牌自控”為中國樓控夢(mèng)想而來(lái)
2021-05-28
俗話(huà)說(shuō)，先天不足，后天畸形。珠江城樓控系統的精準與安全， 第一功自然要歸于PLC的素質(zhì)。
對許多DDC來(lái)說(shuō)，同時(shí)掌握這幾萬(wàn)個(gè)控制點(diǎn)還要保持準確與高效，仿佛是天方夜譚，實(shí)際上在許多體量遠不如珠江城的項目中，DDC系統也常常出現重要信息傳輸幾個(gè)小時(shí)才到的窘境。
而多運用于工業(yè)生產(chǎn)流水線(xiàn)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(wèn)題；另一方面擴容或模塊增加對它來(lái)說(shuō)就非常簡(jiǎn)單，接管無(wú)數個(gè)控制點(diǎn)對它來(lái)說(shuō)，就仿佛是寫(xiě)在最初設計的基因里一般。
珠江城這幾萬(wàn)個(gè)控制點(diǎn)，只要以科學(xué)的方式連接在一起，那么PLC就能夠保證精準度。而這個(gè)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：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(shí)，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(mén)子深入交流后，做出了架設工業(yè)以太網(wǎng)的決定。大學(xué)城能源站在日后的實(shí)際表現，證明了他們的想法是正確的。
除開(kāi)硬件和設備的選擇與搭建，源牌還設定了一系列策略來(lái)保證其平穩運行。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運行的錯誤。
其中設計最復雜的是制冷系統的程序控制，它的啟動(dòng)與停止都有一套嚴謹的流程，如果每一環(huán)不是確定無(wú)誤，就不會(huì )進(jìn)入到下一個(gè)階段。
以啟動(dòng)順序為例，如果發(fā)現當前的制冷機數小于預設數量，或者簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是啟動(dòng)的機組不能滿(mǎn)足末端的需求，那么這時(shí)候就應該開(kāi)啟其他閑置主機。但為了提高效率和安全，這個(gè)過(guò)程會(huì )有序開(kāi)啟。首先制冷主機群控系統會(huì )先確定制冷主機的編號，接著(zhù)打開(kāi)該編號制冷主機的冷卻水和冷凍水電動(dòng)蝶閥，后者的開(kāi)啟是延時(shí)的；接著(zhù)發(fā)出啟動(dòng)一級冷凍水泵指令，調用一級冷凍水泵群控子系統；然后調用冷卻塔風(fēng)機群控子系統，發(fā)出啟動(dòng)冷卻水泵指令，調用冷卻水泵群控子系統，根據冷卻水溫度調節冷卻塔風(fēng)機臺數；此時(shí)冷卻水泵與冷凍水泵開(kāi)始運行并建立水流 以啟動(dòng)制冷主機。在這臺主機啟動(dòng)后至少穩定運行五分鐘，才按照需要開(kāi)啟下一臺，并且依然會(huì )循環(huán)以上步驟。?
而關(guān)閉制冷主機同樣有一套嚴謹的流程。與開(kāi)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(gè)系統或設備保持穩定之后， 才會(huì )進(jìn)行下一個(gè)步驟。最大程度保證了過(guò)程的可靠安全，并且按需開(kāi)閉以達到最大節能目的。?
除了制冷機組，為了預防進(jìn)水不足導致的一些問(wèn)題，源牌還就冷水機水位做了水流開(kāi)關(guān)保護冷凍水最低流量保護設計。
冷卻水和冷凍水出水管上分別安裝水流開(kāi)關(guān)保護裝置，當水流不足，無(wú)法閉合水流開(kāi)關(guān)時(shí)，將無(wú)法開(kāi)啟冷水機組；并且每臺冷水機組的冷凍水進(jìn)出水管上還設置壓差保護裝置，當壓差小于設定值時(shí)，就會(huì )自動(dòng)關(guān)閉該冷水機組。
這只不過(guò)是整個(gè)安全預防中的匆匆一瞥，以小見(jiàn)大，還有無(wú)數類(lèi)似的運行邏輯蟄伏在這套系統的各個(gè)角落。
然而以上這些設置都是為了預防某一個(gè)環(huán)節出現問(wèn)題，如果一整套控制系統全部出現故障而無(wú)法正常運行了呢？
冷熱源機房是空調系統中最重要的制冷環(huán)節，其控制必須是充分可靠而持續不斷的。即使這種糟糕預想出現的可能性比較低，但也必須為其做充分的準備。
而源牌的準備，則是在冷熱源機房控制系統中采用硬冗余PLC控制器，也就意味著(zhù)有兩套控制器在同時(shí)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(shí)取代另一套的一種工作狀態(tài)，不需要經(jīng)歷開(kāi)機運行的等待。當一套PLC出現故障時(shí)，另一套PLC就會(huì )立刻自動(dòng)投入使用，這種切換幾乎是無(wú)縫無(wú)息的，對系統運行沒(méi)有任何干擾。這個(gè)， DDC可做不到。?
系統運行再無(wú)后顧之憂(yōu)，節能與舒適之間的矛盾便來(lái)到了眼前。要給聳立天際的樓宇創(chuàng )造一個(gè)干爽清新的自然環(huán)境，可想而知需要利用到多么天文數字般的能源，才能維系它的溫濕度，才能運轉它的新風(fēng)空氣。
珠江城實(shí)景圖
為了創(chuàng )造一個(gè)更好的室內空間，珠江城是全封閉的。全封閉， 意味著(zhù)這里沒(méi)有窗戶(hù)可以打開(kāi)與外界直接溝通。全封閉，也就意味著(zhù)它的暖通系統，必須處在全時(shí)全刻的運作之中。可以說(shuō)，珠江城每一時(shí)刻的運營(yíng)，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(wú)調解余地。
然而人類(lèi)的智慧，自然可以糅合這些看似無(wú)解的矛盾。
