地鐵節(jié)能研發(fā)項目建議書

1、EBAS地鐵站整體節(jié)能控制系統(tǒng)聯(lián)合研發(fā)項目建議書,泰 豪 科 技 · 智 能 建 筑 本 部,上海信業(yè)智能科技股份有限公司 09.08,本研發(fā)項目旨在聯(lián)合申通集團研發(fā)地鐵站的整體節(jié)能控制系統(tǒng)該系統(tǒng)對每一個地鐵站的中央空調(diào)冷凍站系統(tǒng)、風(fēng)柜送風(fēng)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯設(shè)備以及其它電機設(shè)備分別按照節(jié)能的優(yōu)化運行策略運行，特征是：節(jié)能率可測量市級控制中心統(tǒng)一的能耗顯示與控制遠程的計算機管理系統(tǒng)簡單、可靠與易維護,研發(fā)新

2、的地鐵節(jié)能技術(shù)及產(chǎn)品，節(jié)約能源,前 言,,,地鐵是城市公用設(shè)施中最大耗電系統(tǒng),1,,,到2025年將有30個以上城市建成地鐵交通網(wǎng),3,,,2,目前我國僅有5個城市開通地鐵,,,1、項目研發(fā)的背景,2、目前市場現(xiàn)狀：,,,,,節(jié)能作為一項基本國策實施，先后頒布實施了許多節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求,市場上能夠提供適合地鐵站的高品質(zhì)、整體解決方案的公司幾乎沒有,一些節(jié)能產(chǎn)品企業(yè)能夠提供的都是相互獨立、性能單一的產(chǎn)品,地鐵站需要一種既能夠進

3、行設(shè)備管理，又能夠測量節(jié)能量的節(jié)能控制產(chǎn)品,3、地鐵站設(shè)備節(jié)能分類,4、可行性,泰 豪 科 技 · 智 能 建 筑 本 部,5、泰豪的研發(fā)小組成員,,6、產(chǎn)品研發(fā)簡介,,冷凍站模糊變頻控制系統(tǒng),空調(diào)風(fēng)柜節(jié)能控制系統(tǒng),照明穩(wěn)壓節(jié)能控制系統(tǒng),自動扶梯控制系統(tǒng),通用電機節(jié)能控制系統(tǒng),集 成,EBAS,Energy-saving buildings automatic control system,一 、項目介紹:,本項目研發(fā)一套

4、樓宇電氣節(jié)能控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)整個地鐵站內(nèi)部各主要用電設(shè)備的節(jié)能運行管理。其特征為各個子系統(tǒng)均可以獨立測量節(jié)能率與節(jié)能量，為了與傳統(tǒng)BAS相區(qū)分，我們稱之為“節(jié)能的樓宇設(shè)備控制系統(tǒng)（Energy-saving buildings automatic control system）”，簡稱EBAS,本項目主要由五個子項組成，共同組成一套樓宇電氣節(jié)能控制系統(tǒng)：,,5、軟件與通訊系統(tǒng),1、空調(diào)風(fēng)柜節(jié)能控制系統(tǒng),2、照明穩(wěn)壓節(jié)能控制系統(tǒng),3、自

5、動扶梯控制系統(tǒng),4、通用電機節(jié)能控制系統(tǒng),0、冷凍站模糊變頻控制系統(tǒng),,扶梯控制系統(tǒng),EBAS2010系統(tǒng)原理圖,EBAS2010系統(tǒng)的功能,C. 各電氣系統(tǒng)的分系統(tǒng)能耗、節(jié)能率與節(jié)能量的測量,D. 各地鐵站電氣系統(tǒng)的運行參數(shù)顯示與數(shù)據(jù)分析,A. 各地鐵站電氣設(shè)備的啟?？刂婆c設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測,B. 各地鐵站電氣設(shè)備按照優(yōu)化控制策略進行節(jié)能運行,E. 遠程的可監(jiān)控的通訊系統(tǒng),EBAS2010系統(tǒng)的特點,,二、研制方案,泰 豪 科 技 &#

6、183; 智 能 建 筑 本 部,1、總體概述,自主研發(fā),,,,,,,,,,,,空調(diào)末端風(fēng)柜系統(tǒng),通用電機控制,通訊與軟件,,,照明穩(wěn)壓系統(tǒng),扶梯控制技術(shù),EBAS系統(tǒng),,采購,,技術(shù)先進、產(chǎn)品穩(wěn)定、可靠,,產(chǎn)品定型,2、產(chǎn)品研發(fā)思路,,一套用于實驗室中進行測試,,,,3.本產(chǎn)品研制依據(jù)的主要標(biāo)準(zhǔn)：,4.項目所依據(jù)的技術(shù)原理,形成地鐵設(shè)備的完整節(jié)能系統(tǒng),有基本的設(shè)備管理功能,比常規(guī)BA系統(tǒng)更加節(jié)能,,,,,1、研制內(nèi)容,三、主要研制內(nèi)

7、容及預(yù)期目標(biāo),2、 產(chǎn)品的生命周期,,,泰 豪 科 技 · 智 能 建 筑 本 部,達到國內(nèi)一流水平，國際先進水平以相關(guān)的論文形式在國內(nèi)一級刊物發(fā)表申請專利至少5項以上（含軟件的著作權(quán)）申報上海市市級節(jié)能項目并獲得政府支持達到從整體節(jié)能到部分節(jié)能之間靈活轉(zhuǎn)變，開拓節(jié)能市場研發(fā)一套市場上暫時還沒有的產(chǎn)品，立足于未來的節(jié)能市場,3、 預(yù)期目標(biāo),四、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo),主要技術(shù)指標(biāo)為：節(jié)能率。節(jié)能率的獲取需通過系統(tǒng)耗能數(shù)據(jù)的采

8、集，通過反復(fù)對比試驗獲得,產(chǎn)品的目標(biāo)：達到系統(tǒng)整體節(jié)能率大于20％。,1、技術(shù)目標(biāo),,,泰 豪 科 技 · 智 能 建 筑 本 部,2、中央空調(diào)冷凍站整體節(jié)能控制系統(tǒng)（EBA）,,,泰 豪 科 技 · 智 能 建 筑 本 部,2.1、EBA系統(tǒng)原理,通過全面的參數(shù)采集，運用現(xiàn)代模糊控制技術(shù)，實現(xiàn)冷凍水系統(tǒng)的模糊預(yù)期控制、冷卻水系統(tǒng)的自適應(yīng)模糊優(yōu)化控制和主機系統(tǒng)的間接（或啟停）控制，實現(xiàn)空調(diào)冷媒流量跟隨負荷的變化而動態(tài)

9、調(diào)節(jié)，確保整個空調(diào)系統(tǒng)始終保持高效、協(xié)調(diào)地運行，從而最大限度地降低空調(diào)系統(tǒng)能耗，實現(xiàn)主機房設(shè)備節(jié)能20%～40%。,2.2、主機系統(tǒng)的參數(shù),2.3、冷凍水系統(tǒng)的參數(shù),2.4、冷卻水系統(tǒng)的參數(shù),2.5、冷卻塔系統(tǒng)的參數(shù),,,泰 豪 科 技 · 智 能 建 筑 本 部,空調(diào)末端風(fēng)柜是中央空調(diào)系統(tǒng)用于處理室內(nèi)空氣的主要設(shè)備。通常在設(shè)計中，用戶風(fēng)機電機設(shè)計的容量比實際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，效率低下，造成電能的大量浪費

10、。,輸送風(fēng)的能耗是輸送水能耗的3倍,3、空調(diào)末端風(fēng)柜節(jié)能控制系統(tǒng),優(yōu)先對風(fēng)機進行 節(jié)能控制更有利,3.1、系統(tǒng)構(gòu)成,1）、智能控制器：空調(diào)末端風(fēng)柜節(jié)能控制產(chǎn)品的核心部件；2）、變頻調(diào)速器：調(diào)節(jié)控制頻率；3）、斷路器；4）、電抗器：消除由高次諧波電壓、電流所引起的電容器故障；5）、變頻/旁路切換開關(guān)：用于切換變頻和工頻兩種狀態(tài)；6）、控制電路7）、人機接口（顯示屏）：在已研發(fā)中的EBA顯示平臺上完成，不另行設(shè)置。,你,可參

11、考的結(jié)構(gòu),,,3.2、技術(shù)參數(shù)：,,,控制策略,,3.3、空調(diào)末端風(fēng)柜節(jié)能系統(tǒng)控制過程：,回風(fēng)溫度的控制,若空調(diào)冷負荷↑ —— 回風(fēng)溫度↑—— 溫度檢測值 ＞ 溫度設(shè)定值 ——控制柜輸出風(fēng)機運行頻率↑ —— 送風(fēng)機轉(zhuǎn)速↑ —— 送風(fēng)量↑ ——回風(fēng)溫度↓ —— 逐漸趨于設(shè)定值并穩(wěn)定。若空調(diào)冷負荷↓ —— 回風(fēng)溫度↓—— 溫度檢測值 ＜ 溫度設(shè)定值 ——控制柜輸出風(fēng)機運行頻率↓ —— 送風(fēng)機轉(zhuǎn)速↓ —— 送風(fēng)量↓ ——回風(fēng)溫度↑ ——

12、逐漸趨于設(shè)定值并穩(wěn)定。,1）制冷運行,若空調(diào)熱負荷↑ —— 回風(fēng)溫度↓—— 溫度檢測值 ＜ 溫度設(shè)定值 ——控制柜輸出風(fēng)機運行頻率↑ —— 送風(fēng)機轉(zhuǎn)速↑ —— 送風(fēng)量↑ ——回風(fēng)溫度↑ —— 逐漸趨于設(shè)定值并穩(wěn)定。若空調(diào)熱負荷↓ —— 回風(fēng)溫度↑—— 溫度檢測值 ＞ 溫度設(shè)定值 ——控制柜輸出風(fēng)機運行頻率↓ —— 送風(fēng)機轉(zhuǎn)速↓ —— 送風(fēng)量↓ ——回風(fēng)溫度↓ —— 逐漸趨于設(shè)定值并穩(wěn)定。,2）供熱運行,環(huán)境濕度或末端排濕量↓——

13、回風(fēng)濕度↓—— 濕度檢測值 ＜ 設(shè)定值 —— 控制柜輸出閥位控制信號↑ —— 加濕閥開度↑ —— 加濕蒸汽流量↑——回風(fēng)濕度↑—— 逐漸趨于設(shè)定值并穩(wěn)定。環(huán)境濕度或末端排濕量↑—— 回風(fēng)濕度↑—— 濕度檢測值 ＞ 設(shè)定值 —— 控制柜輸出閥位控制信號↓ —— 加濕閥開度↓ —— 加濕蒸汽流量↓——回風(fēng)濕度↓ —— 逐漸趨于設(shè)定值并穩(wěn)定。,3）回風(fēng)濕度的控制,4、通用電機控制系統(tǒng),,在地鐵站內(nèi)還有一些電機設(shè)備應(yīng)用于通風(fēng)、給水、排水、

14、輸送等場合，需要一種通用的電機節(jié)能設(shè)備，通常它們占地鐵站的耗電量比例較小，容易被運行的管理者所忽略，但是長累月的運行依然耗費了可觀的能源，針對這一目標(biāo)設(shè)備，我們準(zhǔn)備開發(fā)通用電機控制系統(tǒng)。,1）、可編程控制器：完成系統(tǒng)邏輯控制以及與上位機通訊的功能，控制電動機的正反、轉(zhuǎn)、調(diào)速等控制信號進入PLC，PLC經(jīng)過處理后，向變頻器發(fā)出起停、調(diào)速等信號，使電動機工作，是系統(tǒng)的核心；2）、變頻器：為電機提供可變頻的電源，實現(xiàn)電動機的調(diào)速；3）、

15、上位機系統(tǒng)：編寫程序、操作和顯示界面。,4.1、系統(tǒng)構(gòu)成,傳感器通過采集點電機的壓力、水流量、液位、溫度、濃度和原水閥位信號等，經(jīng)模擬量輸入模塊輸入PLC，PLC根據(jù)給定的設(shè)定值與實際檢測值進行PID運算，輸出控制信號經(jīng)模擬量輸出模塊至變頻器，調(diào)節(jié)水泵電機的供電電壓和頻率。 n=60f（1－s）/p 對于成品電機，其磁極對數(shù)p已經(jīng)確定，轉(zhuǎn)差率s變化不大，則電機的轉(zhuǎn)速n與電源頻率f成正比，因此改變

16、輸入電源的頻率就可以改變電機的同步轉(zhuǎn)速，進而達到異步電機調(diào)速的目的。,,4.2、控制原理：,使用PLC模擬量輸出模塊控制變頻器驅(qū)動電機運行1）、模擬量控制模塊的使用：在硬件接線的基礎(chǔ)上，模擬量輸入輸出模塊輸出電壓信號,將此信號接入可控制變頻器的頻率運行； 2）、模擬量模塊與變頻器的連接；3）、變頻器參數(shù)設(shè)置；4）、使用PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)速度閉環(huán)運行，通過速度采集和PID算法進行控制。,4.3、控制策略,5.1、照明穩(wěn)壓節(jié)能控

17、制系統(tǒng)的構(gòu)成,5、照明穩(wěn)壓節(jié)能控制系統(tǒng),電力供電系統(tǒng)中，為了避免送電過程中的線路損耗及用電高峰時造成的末端電壓過低，往往都是以較高的電壓傳輸，特別是午夜后用電低谷時，電網(wǎng)電壓更高；而上述高電壓只會帶來燈具的加速損壞及更高的電費支出。,,,照明穩(wěn)壓節(jié)能產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),照明穩(wěn)壓節(jié)能產(chǎn)品控制面板圖,在照明強電回路中安裝聯(lián)網(wǎng)型的照明穩(wěn)壓節(jié)能裝置即可，系統(tǒng)可以采集數(shù)據(jù)，實時計算系統(tǒng)的耗電量與節(jié)能量。據(jù)統(tǒng)計其節(jié)能率在10％－15％左

18、右。,1) 智能穩(wěn)定電壓節(jié)電：根據(jù)供電的電壓進行穩(wěn)壓器抽頭式控制輸出電壓，從而達到節(jié)能目標(biāo),2) 根據(jù)時間進行輸出電壓的控制，比如說休息時間調(diào)低照度等,3) 采用可控硅技術(shù)快速切換抽頭，保證與照明設(shè)備運行的穩(wěn)定，與照明設(shè)備相連的電腦設(shè)備的不間斷運行,4) 三相獨立調(diào)節(jié)，即使三相不平衡，也可以對每一相進行調(diào)節(jié),5) 自動感應(yīng)市電電壓，具有智能升降壓、額定電壓啟動以及依據(jù)照度控制等功能,5.2、照明穩(wěn)壓節(jié)電技術(shù),5.3、

19、照明穩(wěn)壓節(jié)能系統(tǒng)的參數(shù)指標(biāo),,5.4、照明穩(wěn)壓節(jié)能系統(tǒng)的主要功能,6、自動扶梯控制系統(tǒng),6.1、自動扶梯控制技術(shù),大多數(shù)扶梯在客流量大的時候，工作于額定的運行狀態(tài)；在沒有乘客時仍以額定速度運行，具有耗能大、機械磨損嚴(yán)重、使用壽命低等缺點；,自動扶梯廣泛應(yīng)用于地鐵站，由于長期不間斷運行，耗費大量能源。,采用plc與變頻控制相結(jié)合的節(jié)能控制系統(tǒng)。,無人乘梯時，扶梯自動平穩(wěn)過渡到節(jié)能運行，以1/5額定速度運行；,有人乘梯時，扶梯立即自動平

20、穩(wěn)過渡到額定速度運行；,由于節(jié)能運行時速度很低，機械部分的磨損大大降低，相對延長了扶梯的使用壽命；,變頻技術(shù)的采用大大降低了扶梯啟動時對電網(wǎng)的沖擊。,6.2、自動扶梯控制系統(tǒng)特點,6.2、自動扶梯控制系統(tǒng)組成,plc是控制系統(tǒng)的核心，plc根據(jù)輸入的光電信號是否有效確定高速運行指令的輸出；變頻器根據(jù)plc的高速運行指令控制扶梯的運行速度，完成扶梯的快慢及快慢停循環(huán)運行。,該系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：電源、plc、變頻器等。,6.2、自

21、動扶梯控制系統(tǒng)原理,自動扶梯控制系統(tǒng)將給直升電梯帶來35％左右的節(jié)能率，而聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通訊可以讓我們通過軟件界面了解每一臺電梯運行的狀態(tài)以及當(dāng)前的耗電量與節(jié)能量。,,,,,,,,,,,,,,,實時顯示各個子系統(tǒng)設(shè)備動態(tài)工作流程、當(dāng)前的運行狀態(tài)，相關(guān)監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)、以及數(shù)據(jù)分析結(jié)果等；并能對所有電氣設(shè)備進行遠程操作,數(shù)據(jù)采集功能,數(shù)據(jù)分析功能,界面顯示功能,收集電氣設(shè)備的起停、故障、狀態(tài)、傳感器的數(shù)據(jù)、當(dāng)前設(shè)備的功率，頻率等參數(shù),對采集

22、數(shù)據(jù)加工分析，制作設(shè)備累計運行時間、功率變化規(guī)律、節(jié)能量、能耗費用、頻率、溫度、壓力、用電量等變化曲線,7、軟件與通訊系統(tǒng),EBAS2010系統(tǒng)設(shè)計了一定的通訊接口，將所有節(jié)能設(shè)備的數(shù)據(jù)進行連接。監(jiān)測到了包括中央空調(diào)系統(tǒng)、空調(diào)末端、通用電機、電梯以及照明節(jié)電的運行參數(shù)。同時對參數(shù)的設(shè)定、修改都非常方便，機房的普通操作人員都可以操作。,豐富的數(shù)據(jù)分析、能耗曲線數(shù)據(jù)顯示，可以幫助業(yè)主對輸出數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析。,,每一個子項有自己的節(jié)能率各個

23、子項進行通訊遠程控制給出一個系統(tǒng)整 體的節(jié)能率評估計算結(jié)果的信度和效度,關(guān)鍵點,,各個子項均相互獨立設(shè)備沒有通訊接口節(jié)能系統(tǒng)之間的相互干擾構(gòu)建簡單實用的通訊網(wǎng)絡(luò),難點,,1、技術(shù)關(guān)鍵和難點,五、技術(shù)關(guān)鍵或難點,2、創(chuàng)新點,,系統(tǒng)的組合靈活，根據(jù)具體的項目選擇不同的子項,,每一種電氣設(shè)備均有自己的節(jié)能率可供測量與顯示、并計算實時系統(tǒng)能耗,,市場上最新型的節(jié)能集成產(chǎn)品、填補國內(nèi)空白,,創(chuàng)新一,創(chuàng)新二,創(chuàng)新三,,1）、成立項目組，

24、明確項目總體目標(biāo)，實施計劃2）、確定項目組人員構(gòu)成，溝通方式，協(xié)調(diào)機制3）、制定詳細的實施方案，派生計劃4）、辦公場地，制作場地5）、軟件的初步編制，硬件的選型，測試6）、樣機的制作，模擬工況的試驗（P）7）、數(shù)據(jù)的采集，處理，分析（D）8）、模型的修正（C），修正后的試驗（A）9）、反復(fù)的PDCA循環(huán)10）、定型樣機，投產(chǎn),泰 豪 科 技 · 智 能 建 筑 本 部,六、實施計劃,1、主要的工作包括：,合作

25、計劃：,上海信業(yè)公司與申通集團技術(shù)部門聯(lián)合成立產(chǎn)品研發(fā)小組，雙方平攤投入研發(fā)費用（共計400萬元）。研發(fā)周期兩年，第一年完成樣機制作、測試等工作，第二年完成示范項目實施，兩年后推出成熟產(chǎn)品。上海信業(yè)公司已經(jīng)做了大量前期工作，研發(fā)小組成員已經(jīng)完成項目調(diào)研，一旦實施即可投入工作。產(chǎn)品研發(fā)成功后雙方平分知識產(chǎn)權(quán)，并成立合資公司在上海地鐵和其他城市地鐵推廣使用。若申通集團需要完全知識產(chǎn)權(quán)，也可以委托我方代為開發(fā)。,節(jié)約創(chuàng)造價值合作共創(chuàng)