連載三 | “源牌自控”為中國(guó)樓控夢(mèng)想而來(lái)
2020-12-18
與良機(jī)隨行的，是必勝的壓力和繁重的工作量
此時(shí)，設(shè)計(jì)院已經(jīng)給出了一個(gè)能源站初步設(shè)計(jì)圖紙，但對(duì)于負(fù)責(zé)內(nèi)里核心的源牌來(lái)說(shuō)，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。他們必須配合設(shè)計(jì)院將初步設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為可施工的施工圖設(shè)計(jì)。當(dāng)時(shí)，項(xiàng)目總包也對(duì)源牌提出了深化設(shè)計(jì)的要求。一個(gè)深化設(shè)計(jì)的內(nèi)容流程通常分為三個(gè)部分：
技術(shù)路線確認(rèn)
方案設(shè)計(jì)的優(yōu)化，是后續(xù)工作開(kāi)展的基礎(chǔ)。在這塊劃定的平地區(qū)域內(nèi)，要有多少建筑，建筑具體多高； 要有什么系統(tǒng)，不同系統(tǒng)功能如何；需要什么設(shè)備，這些設(shè)備數(shù)量多少……這些分門(mén)別類的問(wèn)題都要在這時(shí)候提出解決方案。
初步設(shè)計(jì)
這是由廣東省院等三個(gè)設(shè)計(jì)院共同完成的工作，而能源站內(nèi)在系統(tǒng)的配備和設(shè)備精準(zhǔn)選型卻出自源牌之手。這對(duì)于早已涉足其中的源牌來(lái)說(shuō)，卻不是什么大問(wèn)題。
施工圖設(shè)計(jì)
在這一步，業(yè)主們所提出的要求必須都體現(xiàn)在圖紙之上。之后設(shè)計(jì)院再會(huì)針對(duì)源牌的成果進(jìn)行審核和出圖。
我們?cè)f(shuō)，大學(xué)城能源站的設(shè)計(jì)難度與規(guī)模是工業(yè)級(jí)別的。
難度之一在于巨大的體量。
它是孤島中幾乎唯一的能源站，要為十多所高校的諸多設(shè)施設(shè)備、二十幾萬(wàn)人提供服務(wù)，因此擔(dān)負(fù)著重任的能源站，每日都需要產(chǎn)出、輸送難以估量的能量。
難度之二在于區(qū)域面積廣闊。
打個(gè)比方，同樣是為十棟樓供能，如果這十棟樓鱗次櫛比排在一起，那么它們彼此的通信線路就不會(huì)太長(zhǎng)， 能源運(yùn)輸?shù)膿p耗也可忽略不計(jì)。但是廣州大學(xué)城不一樣，每所學(xué)校均有大面積的占地以滿足教學(xué)生活需求，而學(xué)校與學(xué)校之間彼此也有一定的距離。再加上控制線路并不是單純走直線連接的關(guān)系。如此，在這實(shí)際面積看上去并不大的河流沖刷而成的小島上，在設(shè)計(jì)中，控制網(wǎng)絡(luò)的線長(zhǎng)竟然達(dá)到了120千米。
針對(duì)第一個(gè)問(wèn)題，源牌為大學(xué)城核心設(shè)計(jì)了具備四種運(yùn)行模式的高效節(jié)能制冷系統(tǒng)，分別是：夜間蓄冰及供冷模式，冷機(jī)單獨(dú)供冷模式， 蓄冰槽單獨(dú)供冷模式，冷機(jī)加蓄冰槽聯(lián)合供冷模式。
廣州大學(xué)城供冷供熱系統(tǒng)原理圖
這種既高效又節(jié)能的四合一模式，日后經(jīng)過(guò)不斷的優(yōu)化，被應(yīng)用到了一系列大型項(xiàng)目中。
以上為蘇州高新區(qū)、海南博鰲樂(lè)城國(guó)際醫(yī)療旅游先行區(qū)及杭州青山湖科技城經(jīng)典項(xiàng)目
這個(gè)系統(tǒng)還具有超低溫水供冷的特點(diǎn)。冷水供水溫度為1 ℃到3 ℃，回水為13 ℃，供回水溫差足足有10 ℃到12 ℃。這就意味著，被送出去的冷水可以吸收更多的熱量，提供更高的利用率。
為了更好達(dá)到目標(biāo)，這套解決辦法在后來(lái)的設(shè)計(jì)與落地時(shí)，便顯得如此龐大：就不說(shuō)雙機(jī)熱備冗余CPU414-4H PLC控制器和CPU412-2DP PLC控制器等大型設(shè)備的數(shù)量了，光系統(tǒng)總I/0（輸入/輸出）控制點(diǎn)數(shù)就計(jì)達(dá)10818點(diǎn)。
但是這個(gè)為復(fù)雜的使用環(huán)境而設(shè)計(jì)的高標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，終于也要認(rèn)真思考一個(gè)長(zhǎng)久以來(lái)懸而未決的問(wèn)題：要想讓這套先進(jìn)的制冷系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期效果，就必須要有與之匹配的控制系統(tǒng)。
同時(shí)，還有一個(gè)棘手的問(wèn)題，那就是通信線路長(zhǎng)度的夸張。上文提到，網(wǎng)絡(luò)通信線總長(zhǎng)有120千米，其中以太網(wǎng)光纖總長(zhǎng)為40千米、pofibus總線長(zhǎng)為80千米。復(fù)雜的要求，使小小的孤島竟有整整300座換熱站。能源站到這些換熱站中間，無(wú)數(shù)條通信線路的循環(huán)往復(fù)。此外， 項(xiàng)目本身四個(gè)大能源站還要聯(lián)系。它們相互之間的距離平均有十幾千米，若形成閉環(huán)則總長(zhǎng)在40千米左右，若換算成通信線則更長(zhǎng)，為48千米。為了實(shí)現(xiàn)熱量的傳導(dǎo)，能源站到換熱站，換熱站與各個(gè)樓宇，就像一張密密麻麻的蛛網(wǎng)。
“蛛網(wǎng)”
本來(lái)就很麻煩的通信問(wèn)題與控制難點(diǎn)，糾結(jié)在一起，對(duì)硬件質(zhì)量和控制系統(tǒng)軟件效率提出了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
能源站的控制對(duì)控制器的選擇便沒(méi)有了懸念：沒(méi)有任何現(xiàn)成的DDC 及配套系統(tǒng)能完美解決這些問(wèn)題，只有因地制宜的PLC有完成使命的可能！光有PLC也不夠，沒(méi)有最專業(yè)的編程能力，沒(méi)有充分發(fā)揮出專業(yè)人士的能動(dòng)性，PLC自己可不會(huì)變成大學(xué)城能源站最需要的模樣。
也許對(duì)于后來(lái)的源牌來(lái)說(shuō)，這個(gè)規(guī)模并沒(méi)有什么了不起。但在2004 年，自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)的廣度遠(yuǎn)不如今天，深度也有待挖掘，這是時(shí)代的局限。雖然，源牌確實(shí)積累了不少工程經(jīng)驗(yàn)，但如此規(guī)模的項(xiàng)目實(shí)屬第一次遇到。
難以目測(cè)的工作量反倒還是其次，意料之中的諸多難題才是讓人頭疼的。不過(guò)問(wèn)題雖多，畢竟也要一個(gè)一個(gè)解決。
源牌需要找到一個(gè)突破口來(lái)打開(kāi)局面。
