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银行数据中心 BA控制系统及液冷冷却水系统自控解决方案-PLC控制柜厂家

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一、冷却水供应系统简述

在二层左右两侧设置冷板式液冷机房,每个液冷机房设置70台30kW冷板式液冷机柜,其中机柜70%的发热量由水带走,每

个液冷机房对应一套液冷冷却水系统,每套液冷冷却水系统所需承担冷量需求为1543.5kW(包含水泵的散热量)。每套液冷冷却

水系统设计选用换热量1650kW、3度温差的板式换热器1+1台,通过板换为液冷机柜配置的CDU提供二次侧冷却水。一次侧冷

却水供回水温度30/40℃,二次侧冷却水供回水温度33/43℃,屋面设计2台开式冷却塔,一用一备,作为液冷机柜冷源。

冷却水供应系统一次侧、二次侧均采用一级泵变流量系统。一次侧、二次侧冷却水泵,板式换热器与冷却塔---对应布置,冷却

水泵均为变频泵。

冷却水二次侧供应系统补水为软化水,冷却水二次侧供应系统定压采用自动定压补水排气装置。

冷却水一次侧供应系统设置全自动加药装置,防垢、防腐、杀菌、灭藻。设置旁流水处理器,去除冷却水中悬浮物颗粒和杂质

2.群控制器

2.1 群控制器的基本要求

群控制器采用硬接线形式,需监测室外湿球温度;二次侧冷却水总管上的温度、流量、压力;每个换热单元内板换的产冷量

;监控总管路上的电动调节阀的状态;监控单元控制器的状态,监测全自动加药装置、旁流水处理装置、定压补水装置的运行状态等

群控制器可通过单元控制器启停对应的换热单元。若群控制器向单元控制器发出运行换热单元(command

(2)

output)命令5min(可调)后,没有收到单元控制器”lineup OK“的状态反馈,群控制器应前端报警,并启动下一套换热单

元,直到成功启动。群控制器向启动故障的单元控制器发出的命令信号需在一段时间(可调)后取消并锁定。当启动故障的换热单元维

后解除报警可正常运行时,替代其运行的换热单元应继续运行不切换。若成功启动的换热单元小于末端需求时,群控制器解除所有报

修

警,继续启动剩余的换热单元,以满足需求。

(3)当换热单元处于维护模式时,不接受和参与任何控制。

(4)每个单元控制器需监测群控制器的状态。当单元控制器无法监测到该信号时,发出报警。此时单元控制器维持之前的运

行状态。

群控制器可实现换热单元之间的自动轮询模式。群控制器应首先开启轮询中选择的换热单元,待此换热单元成功启动后

5) 再关闭轮询过程中应关闭的换热单元。操作人员可以选择手动或者自动轮询。

6) (6)二次侧冷却水供水水温的设定值为33℃(可调),该值为基准设定值。运维者应可调整该设定值,可在每个换热单元控制

7) 器和换热站群控控制器上通过工作站图形界面进行调整。所有模式下二次侧冷却水水温的设定值和所有报警限值/返回设定值应自动

8) 针对基准设定值增减数据。操作流程中采用的模式设定值和报警限值均基于二次侧冷却水水温的设定值,所有设定值针对该设定值作

9) 线性偏移。

10) (7)群控制器的界面至少显示以下参数:群控制器的状态、末端侧负荷、换热站负荷率%、换热单元的现运行台数以及状态

11) 室外气象参数等。

12) 22 群控制器需监测全自动加药装置、旁滤水处理器、定压补水装置的运行状态及故障情况。

13) 3.手控模式

14) 操作人员可以在工作站选择任意一套换热单元运行。操作人员必须在图形界面上选择“手控超越控制”才能执行操作

15) (2)每套换热单元控制器面板SCP将设有一个H-A-O越控操作开关,开关安装在SCP上。H-A- ○越控操作开关允许

16) 运维者在紧急情况下手动关闭换热单元。本地H-A-O开关的越控操作优先级,其次是软件越控操作。如果没有越控操作,换热

17) 站群控控制器将控制换热单元。单元控制器能单独启停换热单元中任何一台设备,如冷却塔,一次侧冷却水泵,二次侧冷却水泵。

4.换热单元控制器

4.1 换热单元控制器的基本要求

(1)每台单元控制器控制的换热单元包括冷却塔,板换,一次侧冷却水泵,二次侧冷却水泵,相应阀门及相关流量计等。群控制

器负责监控单元控制器的运行状态。

(2)换热单元启动后,程序通过评估换热单元的运行状态及二次侧冷却水的出水温度来判定换热单元是否能提供足够的二次

侧冷却水。若监测到二次侧冷却水量不足或者二次侧冷却水出水温度高于设定值,长达5分钟(可调)时,也认为此套换热单元启动故

障。

(3)当单元控制器接收到群控制器发出的启动命令,换热单元是否正常启动在群控制器处判断时应该有一定的延迟,此延时时间应可调;对初次启动换热单元或者相关组件出现故障和运行过程中组件出现故障应用不同的时间延迟区分。

(2) BA厂家应提供每个控制设备的手动越控功能,如冷却塔风机,阀门,水泵等。

4.2 换热单元控制器的运行模式

每套换热单元n(n=1~2)在运行模式下,将板换的二次侧冷却水出水温度TIT/ CW2-(n)-2设定为33℃(可调,优先通过冷却塔风机变频控制。当风机变频到最小值30Hz时,板换二次侧冷却水出水温度仍低于33℃(可调),关闭一台冷却塔风扇,若温度仍然低于33℃(可调),通过调节旁通阀D1-1Z03-CW1-n-CV01,保证板换二次侧冷却水出水温度为33℃(可调)。换热单元运行模式下,监测板换的运行时间,通过流量计及板换进出水温度计算板换制冷负荷。

一次侧冷却水泵调节变频器保证供回水温差为10℃(可调)。

单元控制器发出一个控制信号后,必须接收到控制元件动作成功的反馈信号,才可以继续发出下一个控制信号。

(冷却塔风机反转,自动启动的条件为:当室外温度低于-8℃(可调),高于-12 ℃(可调)时,每小时风机反转10 分钟;当室外温度低于-12℃(可调)时,每小时风机反转20分钟。正反转切换间隔时间为2分钟,以保证风机完全停下来。风机反转设置手动和自动启动模式。

冷却水集水盘电加热自动启动的条件为:当冷却塔处于备用模式时冷却塔集水盘内水温低于3℃(可调)且室外温度低于0℃(可调)启动电加热设备,当集水盘温度高于5℃(可调)时关闭电加热设备。当冷却塔处于运行模式时,对应换热单元的电加热始终为关闭状态。冷却塔及冷却水补水系统的电伴热控制系统将依据电伴热温度测点探测到的最不利点的温度来控制,以保证不会局部被冻,其控制模式与电加热相同,监测到的最不利点的电伴热温度低于3℃(可调)且室外温度低于0℃(可调)时启动,5℃(可调)时停止。

系统运行过程中的故障报警

a.当换热单元开启运行后,板换二次侧冷却水供水温度长时间(时间可调)过高时,可认为该换热单元故障,需要开启另一套换热

单元

b.当板换二次侧出口流量异常时,可认为换热单元故障,需要开启另外一套换热单元;

c.当换热单元运行状态缺失时,可认为换热单元故障,需要开启另外一套换热单元;

d.当二次侧冷却水泵故障时,需要开启另外一套换热单元;

e.当冷却塔风机或者相应变频器故障时,在界面中报警.

f.当冷却水泵或者相应变频器故障时,在界面中报警.

g.当冷却塔隔离阀故障时,在界面中报警;

h.在运行模式下,当一次侧冷却水供水温度超过30℃(可调)长达10分钟时,可认为换热单元故障,需要开启另外一套换热单元

i.冷却塔的震动设置报警点和停机点(由冷却塔自带)。

4.3 二次侧冷却水泵的控制策略

根据末端最不利环路压差控制二次侧冷却水泵变频及压差旁通阀

D1-1Z03-CW2-0-CV01、D1-1Z03-CW2-0-CV02的开度,保证供回水压差0.08MPa(可调)。二次侧冷却水系统的最不利末端环路供回水管上安装压差传感器。任何一个压差传感器所测数值超出校验量程,则视为故障状态,并前端报警。当计算出的两个末端压差值的读数相差≥10%时,则应在前端报警,选择读数低的来控制。

a.当末端负荷增加,最不利环路的实际压差变小,通过提高二次侧冷却水泵的运行频率使得末端压差达到设定值。

b.当末端负荷减小,最不利环路的实际压差变大,通过降低二次侧冷却水泵的运行频率使得末端压差达到设定值。当水泵变频

无法满足要求,则开启压差旁通阀D1-1Z03-CW2-0-CV01、D1-1Z03-CW2-0-CV02,阀门开度由最不利环路压差控制。

5.室外空气参数的监测

(1)在室外安装两套环境监测装置,其安装位置应防止因阳光直晒影响测试数据。

(2)群控制器比较两套室外环境监测站的数据,当两套重要数据相差≥10%时,应在前端报警。

(3)室外环境监测站中的所有运行参数应保存在群控制器及BAS服务器中。

6.变频器电力故障响应

(1)冷却水换热站内变频器配备电力开关,对应的各个控制器将在开关处监测到掉电。每个开关盒和各自控制器之间都应该有

单点连线。每个变频器到各自对应的控制器之间均有硬接线的点。如果采用了硬接线的信号,自电力监控系统的干结点输出可准确地

反映该变频器的电力可用性,以便监视电力可用性。否则,BA系统应提供精确监视电源所需的设备。

(2)每当系统监测到任一变频器的掉电信号,由该开关柜供电的所有机械设备将执行电力故障操作流程。

7.CDU内部的设备、管道、阀门控制由CDU厂家完成。

8.热工监测内容

监测二次侧冷却水系统供回水主管路的温度、压力、流量值,并接入相应的控制器。

监测换热单元二次侧冷却水供回水管路的温度、压力、流量值,并接入相应的控制器。

(3) 监测一次侧冷却水系统供回水主管路的温度、压力值,并接入相应的控制器。

(4) 监测换热单元一次侧冷却水供回水管路的温度、压力值,并接入相应的控制器。

(5) 室外干球、湿球温度的监测。

(6) (6)CDU控制盘的监测。