版本：V1.0

適用范圍：新建冷凍站、高效機(jī)房、存量冷站節(jié)能改造、數(shù)據(jù)中心 / 醫(yī)院 / 園區(qū)集中冷源、冰蓄冷冷站；可直接用于招標(biāo)技術(shù)條款、技術(shù)應(yīng)答、方案評(píng)審。

本方案控制器采用矩形科技自研 PLC，控制邏輯全部下裝本地 PLC，具備斷網(wǎng)本地自治閉環(huán)能力，上位機(jī) / 網(wǎng)絡(luò)故障不中斷聯(lián)鎖保護(hù)、加減機(jī)、變頻調(diào)節(jié)。

1 總則

1.1 項(xiàng)目概述

本項(xiàng)目冷源群控系統(tǒng)，對(duì)制冷機(jī)房冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)、電動(dòng)閥門、旁通閥、變頻器、傳感器、電力儀表進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)、時(shí)序聯(lián)鎖、負(fù)荷尋優(yōu)、自動(dòng)加減機(jī)、變頻優(yōu)化、故障保護(hù)、能耗統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)冷站無人值守、安全穩(wěn)定、全局能效 EER 最優(yōu)。 系統(tǒng)由感知采集層、邊緣 PLC 控制層、π-EBOX 協(xié)議網(wǎng)關(guān)、Rect-Control 監(jiān)控平臺(tái)、π-EMS 能源管理模塊組成，支持邊云協(xié)同，可向上接入 IBMS、數(shù)字孿生、園區(qū)能源平臺(tái)。

1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)

• GB 50314《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

• GB 50736《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》

• GB 50116《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》

• GB/T 51455《暖通空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)化》

• GB/T 19582《基于 Modbus 協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范》

• GB/T 33863《OPC UA 規(guī)范》

• 項(xiàng)目暖通施工圖、自控點(diǎn)位圖、負(fù)荷計(jì)算書

1.3 總體要求

1. 系統(tǒng)采用集散式控制架構(gòu)，控制內(nèi)核運(yùn)行在現(xiàn)場(chǎng) PLC，上位機(jī)僅做監(jiān)視、參數(shù)設(shè)定、報(bào)表，網(wǎng)絡(luò) / 服務(wù)器故障，PLC 本地持續(xù)執(zhí)行控制邏輯。★（關(guān)鍵項(xiàng)）

2. 硬件、固件、控制算法、平臺(tái)軟件均為矩形科技自主研發(fā)；國產(chǎn)化項(xiàng)目可選用 U80 全國產(chǎn)加固 PLC，滿足信創(chuàng)審查。★

3. 兼容多品牌冷水機(jī)組（特靈、約克、麥克維爾、格力、天加、美的等），通過 π-EBOX 網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)冷機(jī)內(nèi)部協(xié)議解析。

4. 系統(tǒng)具備完整安全聯(lián)鎖、防凍保護(hù)、水流保護(hù)、故障報(bào)警、故障自動(dòng)切備功能。

5. 開放標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 Modbus-RTU/TCP、BACnet IP、OPC UA，無私有協(xié)議鎖，支持第三方系統(tǒng)對(duì)接。★

6. 系統(tǒng) MTBF≥70000h；控制柜適應(yīng)地下機(jī)房高溫高濕環(huán)境，寬溫機(jī)型 - 40℃~+85℃。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 感知采集層

1. 溫度傳感器：PT1000，精度 ±0.2℃；采集冷凍水供 / 回水、冷卻水供 / 回水、室外濕球溫度。

2. 壓力 / 壓差變送器：4-20mA，精度 ±0.5% FS；冷凍水供回水壓差、冷卻水壓力。

3. 電磁 / 超聲波流量傳感器：采集冷凍水總流量，用于實(shí)時(shí)冷量計(jì)算。

4. 多功能電力儀表：采集每臺(tái)冷機(jī)、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔分項(xiàng)電壓、電流、有功功率、電能。

5. 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備：冷水機(jī)組、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)、電動(dòng)蝶閥、電動(dòng)旁通閥、變頻器。

2.2 邊緣控制層（核心，矩形 PLC）

1. N80/N90 系列 PLC（常規(guī)項(xiàng)目）：冷源群控標(biāo)準(zhǔn)主控，集成 AI/AO/DI/DO，支持?jǐn)U展 IO 模塊，內(nèi)置全套冷站群控算法。

2. U80 全國產(chǎn)加固 PLC（國產(chǎn)化 / IDC 高可靠項(xiàng)目）：國產(chǎn)芯片，寬溫加固，抗干擾，滿足信創(chuàng)、軍工、數(shù)據(jù)中心嚴(yán)苛環(huán)境。

3. π-EBOX 工業(yè)協(xié)議網(wǎng)關(guān)：寬溫工業(yè)網(wǎng)關(guān)，多協(xié)議轉(zhuǎn)換、本地?cái)?shù)據(jù)緩存，斷網(wǎng)不丟失采集數(shù)據(jù)；對(duì)接各品牌冷機(jī)私有協(xié)議。

4. 本地 HMI 觸摸屏：柜上本地操作，可手動(dòng) / 自動(dòng)切換、參數(shù)設(shè)定、查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、本地報(bào)警。

5. 成套 PLC 控制柜：主控制柜、IO 擴(kuò)展柜、網(wǎng)關(guān)柜，含空氣開關(guān)、端子、防雷、隔離模塊。

2.3 平臺(tái)監(jiān)控層（Rect-Control + π-EMS）

1. Rect-Control 樓宇 BA 監(jiān)控平臺(tái)：本地組態(tài)、WEB 網(wǎng)頁、移動(dòng)端 APP 遠(yuǎn)程監(jiān)控；機(jī)房流程圖、實(shí)時(shí)參數(shù)、報(bào)警彈窗、歷史曲線。

2. π-EMS 能源管理模塊：實(shí)時(shí)冷量、單臺(tái) COP、機(jī)房綜合 EER、分項(xiàng)電耗、班 / 日 / 月 / 年報(bào)、碳排統(tǒng)計(jì)。

3. 接口服務(wù)：OPC UA、BACnet、Modbus TCP，向上對(duì)接 IBMS、數(shù)字孿生平臺(tái)。

3 系統(tǒng)功能技術(shù)要求

3.1 基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)功能

• 實(shí)時(shí)采集：水溫、水壓、壓差、流量、室外溫濕度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障、手自動(dòng)狀態(tài)、電能、功率。

• 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期≥1 年，可導(dǎo)出 CSV；支持曲線回放、數(shù)據(jù)查詢。

• 報(bào)警管理：超限報(bào)警、設(shè)備故障、通訊中斷、防凍報(bào)警；支持彈窗、短信、APP 消息推送，報(bào)警可確認(rèn)、歸檔。

3.2 時(shí)序聯(lián)鎖啟停邏輯（強(qiáng)制保護(hù)）

自動(dòng)開機(jī)順序：冷卻塔電動(dòng)閥開啟 → 冷卻泵啟動(dòng) → 冷卻塔風(fēng)機(jī)啟動(dòng) → 冷凍水閥開啟 → 冷凍泵啟動(dòng) → 冷水機(jī)組啟動(dòng) 

自動(dòng)停機(jī)順序：冷水機(jī)組停機(jī) → 延時(shí) → 冷凍泵停機(jī) → 冷卻泵停機(jī) → 冷卻塔風(fēng)機(jī)停機(jī) → 關(guān)閉各電動(dòng)閥門

禁止逆序啟動(dòng)；無水流信號(hào)，禁止冷機(jī)啟動(dòng)，防止干燒損壞主機(jī)。

3.3 負(fù)荷自動(dòng)加減機(jī)與全局尋優(yōu) ★

1. 根據(jù)冷凍水回水溫差、總實(shí)時(shí)冷量，自動(dòng)計(jì)算所需機(jī)組容量，自動(dòng)增減冷機(jī)臺(tái)數(shù)。

2. 內(nèi)置全局能效尋優(yōu)算法，優(yōu)先選擇高效機(jī)組組合，最大化機(jī)房 EER，避免 “大馬拉小車”。

3. 支持設(shè)定冷機(jī)投運(yùn)優(yōu)先級(jí)、負(fù)荷上下限、加減機(jī)延時(shí)防頻繁投切。

3.4 設(shè)備輪換均衡調(diào)度

系統(tǒng)記錄每臺(tái)冷水機(jī)組、水泵累計(jì)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)；啟機(jī)時(shí)優(yōu)先選擇累計(jì)運(yùn)行時(shí)間短的設(shè)備，均衡設(shè)備磨損，延長(zhǎng)整機(jī)壽命。可手動(dòng)鎖定機(jī)組檢修。

3.5 泵組及冷卻塔變頻優(yōu)化

1. 冷凍水泵：供回水壓差恒定變頻，維持管網(wǎng)壓差穩(wěn)定，變流量輸送，降低輸送能耗。

2. 冷卻側(cè)聯(lián)合優(yōu)化：依據(jù)冷卻水回水溫度 + 室外濕球溫度，聯(lián)動(dòng)冷卻泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)協(xié)同調(diào)頻，降低散熱側(cè)能耗。

3. 冷凍水供水溫度動(dòng)態(tài)優(yōu)化：隨負(fù)荷、室外濕球溫度自動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)整供水設(shè)定溫度，實(shí)現(xiàn)冷機(jī)能耗 + 水泵能耗綜合最優(yōu)。

3.6 故障保護(hù)與自動(dòng)互投 ★

1. 冷機(jī)、水泵故障報(bào)警，系統(tǒng)自動(dòng)安全停機(jī)、關(guān)閥，保護(hù)設(shè)備。

2. 故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)投入備用機(jī)組，保障不間斷供冷（醫(yī)院、IDC 必備）。

3. 防凍保護(hù)：低溫閾值自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警、開啟旁通閥、聯(lián)動(dòng)水泵循環(huán)。

4. 急停功能：本地硬接線急停，獨(dú)立于 PLC 軟件邏輯。

3.7 手動(dòng) / 自動(dòng)模式切換

• 自動(dòng)模式：PLC 全權(quán)執(zhí)行群控調(diào)度。

• 本地手動(dòng)模式：控制柜觸摸屏就地單設(shè)備操作，用于檢修調(diào)試；手動(dòng)模式下聯(lián)鎖保護(hù)仍然有效。

• 遠(yuǎn)程手動(dòng)：上位機(jī)單點(diǎn)控制，權(quán)限分級(jí)管理。

3.8 能耗與能效計(jì)算（π-EMS）

實(shí)時(shí)計(jì)算：瞬時(shí)冷量、冷機(jī) COP、冷站綜合 EER、單位冷量電耗；生成能耗報(bào)表、負(fù)荷報(bào)表、設(shè)備運(yùn)行臺(tái)賬，支持導(dǎo)出審計(jì)報(bào)告。

3.9 權(quán)限管理

多級(jí)用戶權(quán)限，管理員、運(yùn)維、只讀賬號(hào)；操作日志記錄所有參數(shù)修改、設(shè)備啟停操作，不可刪除。

4 硬件技術(shù)參數(shù)

4.1 N80 系列 PLC（標(biāo)準(zhǔn)款）

• 處理器：工業(yè)級(jí) 32 位處理器

• 通訊：RS485×2、以太網(wǎng)，支持 Modbus RTU/TCP

• 工作環(huán)境：-20℃ ~ +60℃，相對(duì)濕度 5%~95% 無凝露

• 可擴(kuò)展 AI/AO/DI/DO 模塊；支持程序遠(yuǎn)程上下載

4.2 U80 全國產(chǎn)加固 PLC（國產(chǎn)化 / 高可靠）

• 國產(chǎn)自主芯片，國產(chǎn)化證明材料可提供

• 寬溫：-40℃ ~ +85℃，加固抗振動(dòng)、抗電磁干擾

• 雙網(wǎng)口，支持網(wǎng)絡(luò)冗余；適合 IDC、信創(chuàng)項(xiàng)目

4.3 π-EBOX 協(xié)議網(wǎng)關(guān)

• 多協(xié)議解析：Modbus、BACnet、冷機(jī)私有協(xié)議

• 本地緩存，斷網(wǎng)數(shù)據(jù)保存，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)自動(dòng)上傳

• 寬溫 - 40~+85℃，導(dǎo)軌安裝

4.4 HMI 觸摸屏

• 工業(yè)彩色觸摸屏，支持組態(tài)畫面，本地手自動(dòng)切換、參數(shù)設(shè)置、報(bào)警查看

4.5 控制柜

• 防護(hù)等級(jí) IP30；內(nèi)置浪涌防雷；強(qiáng)弱電分區(qū)布線；端子標(biāo)識(shí)清晰

• 柜內(nèi)預(yù)留檢修空間，滿足現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收規(guī)范

5 軟件平臺(tái)要求

1. Rect-Control 組態(tài)軟件：圖形化機(jī)房畫面，支持二次畫面開發(fā)，授權(quán)永久，不按點(diǎn)位收取年費(fèi)。

2. π-EMS 能源模塊：能效分析、報(bào)表、能耗審計(jì)。

3. Web 客戶端、手機(jī) APP，無需安裝客戶端，瀏覽器直接訪問。

4. 數(shù)據(jù)庫：歷史數(shù)據(jù)保存≥12 個(gè)月，支持備份、導(dǎo)出。

5. 支持遠(yuǎn)程調(diào)試、程序上下載、參數(shù)修改，減少現(xiàn)場(chǎng)上門。

6 實(shí)施與交付

6.1 供貨范圍

PLC 主控、IO 模塊、π-EBOX 網(wǎng)關(guān)、HMI 觸摸屏、成套控制柜、傳感器、電力儀表、系統(tǒng)軟件、組態(tài)工程、控制程序、文檔資料。

6.2 服務(wù)內(nèi)容

1. 前期：冷站負(fù)荷評(píng)估、I/O 點(diǎn)位表、控制邏輯方案、節(jié)能測(cè)算

2. 實(shí)施：圖紙深化、布線指導(dǎo)、點(diǎn)位接入、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、群控策略整定

3. 聯(lián)調(diào)：冷機(jī)、水泵、閥門整體聯(lián)動(dòng)測(cè)試，模擬故障測(cè)試、斷網(wǎng)測(cè)試

4. 培訓(xùn)：現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員操作培訓(xùn)，自動(dòng)邏輯、手動(dòng)操作、報(bào)警處置

5. 交付：全套竣工資料（原理圖、柜圖、點(diǎn)位表、邏輯說明、操作手冊(cè)）

6.3 質(zhì)保

系統(tǒng)整體質(zhì)保≥2 年；質(zhì)保期內(nèi)免費(fèi)遠(yuǎn)程調(diào)試、軟件升級(jí)；硬件故障快速更換。

7 性能指標(biāo)與節(jié)能

1. 冷源群控系統(tǒng)投運(yùn)后，機(jī)房綜合節(jié)能15%~30%（對(duì)比人工固定臺(tái)數(shù)、固定頻率運(yùn)行），節(jié)能效果取決于原有機(jī)房運(yùn)行工況。

2. 控制響應(yīng)：模擬量調(diào)節(jié)響應(yīng)＜2s；設(shè)備聯(lián)鎖動(dòng)作響應(yīng)＜1s。

3. 斷網(wǎng)自治驗(yàn)證：斷開上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)，連續(xù)運(yùn)行≥72h，加減機(jī)、聯(lián)鎖、保護(hù)邏輯正常。★

8 檢驗(yàn)、驗(yàn)收要求

1. 點(diǎn)位測(cè)試：所有 AI/DI/AO/DO 逐點(diǎn)測(cè)試，采集與輸出準(zhǔn)確。

2. 聯(lián)鎖時(shí)序測(cè)試：完整啟停時(shí)序驗(yàn)證，禁止逆序啟動(dòng)。

3. 故障模擬測(cè)試：模擬冷機(jī)故障、水泵故障、低溫防凍、通訊中斷測(cè)試。

4. 斷網(wǎng)自治專項(xiàng)驗(yàn)收：斷開上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)，驗(yàn)證 PLC 本地閉環(huán)控制。★

5. 能效試運(yùn)行：連續(xù) 72h 試運(yùn)行，采集 EER、能耗數(shù)據(jù)，形成試運(yùn)行報(bào)告。

9 交付資料清單

1. 技術(shù)規(guī)格書、應(yīng)答文件

2. I/O 點(diǎn)位清單

3. PLC 控制邏輯框圖、聯(lián)鎖時(shí)序圖

4. 控制柜電氣原理圖、柜內(nèi)布置圖、端子圖

5. 上位機(jī)組態(tài)畫面工程文件

6. 設(shè)備出廠檢測(cè)報(bào)告、產(chǎn)品合格證

7. 國產(chǎn)化證明（U80 機(jī)型）

8. 用戶操作手冊(cè)、運(yùn)維手冊(cè)

9. 系統(tǒng)試運(yùn)行報(bào)告

附件 A：★關(guān)鍵技術(shù)條款

1. ★冷源群控控制邏輯必須全部下裝至現(xiàn)場(chǎng) PLC 控制器，上位機(jī)僅用于監(jiān)視，網(wǎng)絡(luò)中斷、服務(wù)器宕機(jī)時(shí)，本地 PLC 可持續(xù)執(zhí)行時(shí)序聯(lián)鎖、加減機(jī)、變頻調(diào)節(jié)、設(shè)備安全保護(hù)，不得停機(jī)失控。

2. ★系統(tǒng)控制器、控制程序、群控優(yōu)化算法、監(jiān)控平臺(tái)軟件均為投標(biāo)廠家自主研發(fā)；國產(chǎn)化項(xiàng)目可提供全國產(chǎn)加固 PLC 及國產(chǎn)化證明材料。

3. ★系統(tǒng)接口必須開放標(biāo)準(zhǔn) OPC UA、BACnet、Modbus TCP 協(xié)議，不得采用封閉私有協(xié)議鎖，免費(fèi)向上接入 IBMS / 數(shù)字孿生平臺(tái)。

4. ★必須具備故障自動(dòng)投切備用機(jī)組功能，冷機(jī) / 水泵故障時(shí)自動(dòng)安全停機(jī)并啟動(dòng)備用設(shè)備，保障連續(xù)供冷。

5. ★項(xiàng)目驗(yàn)收必須包含斷網(wǎng)自治專項(xiàng)測(cè)試，提供 72 小時(shí)斷網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行記錄。