[发明专利]一种中央空调节能监控系统及其工作方法

权利要求书

1.一种中央空调节能监控系统，其特征在于：包括一个监控中心和多个动力中心，每个动力中心为节能监控网络中的一个子网，所述监控中心包括监控中心上位机（1），每个动力中心设置一台下位机（2）、一个协调器（3）和若干终端节点（4），下位机（2）可以为PC机或工控机，终端节点（4）采集现场设备的运行状态，将数据传输给协调器，协调器（3）经下位机（2）通过局域网或Internet网络定时传输至给监控中心上位机（1），监控中心上位机（1）根据计算分析的结果将相关控制指令下传至下位机（2）及协调器（3），协调器（3）通过相应的终端节点（4）控制中央空调系统现场设备（5）。

2.根据权利要求1所述的一种中央空调节能监控系统，其特征在于：所述中央空调系统现场设备（5）包括3台冷冻水泵（51）、6台冷却塔（52）、3台冷却水泵（53）、3台双工况主机（54）、3台乙二醇泵（55）、1台乙二醇定压及补液装置（56）、1台乙二醇补水泵及1台备用泵（57）、冷冻水定压及补液装置（58）、1台冷冻水补水泵及1台备用泵（59），储冰槽（510）、3台热交换器（511），上述设备和用户室内空气分别通过传感器及检测元件与终端节点（4）建立联系，中央空调系统的被监控模拟量对象包括热交换器（511）一级网进口温度、热交换器（511）二级网供水及回水温度、冷却水供水及回水温度、用户室内空气温度和湿度（512）、一级及二级网供水及回水压力，储冰槽（510）进水口温度及储冰槽（510）液位，被监控的数字量对象包括冷却塔（52）、双工况主机（54）、乙二醇泵（55）、冷冻水泵（51）、冷却水泵（53）、乙二醇补水泵、冷冻水补水泵的工作状态。

3.根据权利要求1所述的一种中央空调节能监控系统，其特征在于：所述终端节点（4）包括子节点ZigBee模块（41）、传感器（42）、D/A转换电路（43）及放大电路（44）和驱动模块（45）；所述子节点ZigBee模块（41）包括通用I/O口（411）、A/D转换输入接口电路（412）、RF收发电路（413），所述通用I/O口（411）与现场终端节点（4）检测到的开关量（46）连接，A/D转换输入接口电路（412）与传感器（42）连接，RF收发电路（413）与子节点ZigBee模块（41）连接，实现数据传输，所述D/A转换电路（43）的一端与子节点ZigBee模块（41）连接，另一端与放大电路（44）的输入端连接，所述放大电路（44）的输出端以及通用I/O接口（411）的输出端均与驱动模块（45）的输入端连接，所述通用I/O接口（411）的输出端还连接报警模块（47）。

4.根据权利要求3所述的一种中央空调节能监控系统，其特征在于：所述驱动模块（45）采用的是8 路继电器控制板，所述8 路继电器控制板包括电源接口、触发公共端口、8个触发端口和8个继电器，其中每个继电器包括常闭、公共和常开共3个端口，所述触发端口包括IN1~IN8共8个端口。

5.根据权利要求4所述的一种中央空调节能监控系统，其特征在于：所述报警模块（47）为声光报警器，与开关量（46）输出端连接，当端子输出高电平时，电路接通，发出声光报警。

6.根据权利要求5所述的一种中央空调节能监控系统，其特征在于：所述下位机（2）还设有声光报警器，终端节点（4）的声光报警器发出声光警报后，同时将信息通过协调器（3）上传至下位机（2），下位机（2）通过监控管理界面上的声光报警器进行报警。

7.根据权利要求1所述的一种中央空调节能监控系统，其特征在于：所述协调器（3）与终端节点（4）利用ZigBee网络进行通信。

8.根据权利要求2所述的一种中央空调节能监控系统，其特征在于：所述传感器（42）包括温度传感器、湿度传感器、液位传感器和压力传感器。

9.一种如权利要求1-8所述的中央空调节能监控系统的工作方法，其特征在于：具体工作方法如下：

（1）将监控中心上位机（1）、下位机（2）、协调器（3）和终端节点（4）建立通信连接，并将终端节点（4）所设的传感器安装在中央空调系统现场设备（5）相应位置上，将终端节点（4）的驱动模块（45）与中央空调系统现场设备（5）被检测部件的端子连接；

（2）启动协调器（3），协调器（3）建立ZigBee网络，终端节点（4）加入到ZigBee网络中；

（3）终端节点（4）的子节点ZigBee模块（41）通过温度传感器、湿度传感器、压力传感器和液位传感器，实现对热交换器（511）一级网进口温度、热交换器（511）二级网供水及回水温度、冷却水供水及回水温度、用户室内空气温度和湿度（512）、一级及二级网供水及回水压力、储冰槽（510）进出口温度及储冰槽（510）液位的运行参数的实时监测；

（4）终端节点（4）的RF收发电路（413）与协调器（3）建立连接，将数据发送给协调器（3）并接收协调器（3）下传的控制指令；

（5）协调器（3）将终端节点（4）采集到的数据进行汇总打包，上传至下位机（2），下位机监控管理界面显示各个运行设备的运行参数和工作状态；系统的技术人员及值班人员也可以通过监控中心上位机（1）的监控管理界面观察各动力中心现场设备的运行状态；

（6）然后下位机（2）通过网络专线将数据传输至到监控中心上位机（1）；

（7）上位机（1）将各参数与设定值进行比较，经分析计算后，将相关控制指令下传至下位机（2），再通过协调器（3）下传至终端节点（4），终端节点（4）控制驱动模块（45）实现对现场热交换器（511）阀门开度、冷冻水泵（51）的变频器的自动控制，以及冷却水泵（53）、双工况主机（54）、乙二醇泵（55）及冷却塔（52）风机的优化运行控制，达到降低运行能耗的目的。