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樓宇控制范文1
中圖分類號: TU984 文獻標識碼: A 文章編號:
1引言
本文以一工程實例介紹了組成智能大廈的一個子系統一樓宇自控系統,這個系統擔負著對整座大廈內機電設備的集中監測與控制,保證所有設備的正常運行,并達到最佳狀態。同時,在計算機軟件的支持下進行信息處理、數據計算、數據分析、邏輯判斷、圖形識別等,從而提高了智能大廈的高水平的現代化管理和服務。
2系統結構
本系統包括兩個可以互相通信的中央監控站,每個監控站上掛接兩條控制總線(C-BUS),每條總線各掛15個左右區域控制器。利用語音軟件(Interactive Voice Response Software)可以實現電話遠程控制,通立電話進入整個樓宇系統,監視并控現場的物理點。本系統的結構圖如圖1。
本系統共采用了58個數字式直接控制器(DDC)和2個開放式連接控制器。其中,大型模塊式控帶咪(監控點最多可達128點)21個,中型單元式控制器(監控點最多可達36點))37個。從整體結構可見系統分為四個部分:中央監控站、區域控制器、現場設備(圖中沒有畫出)和通信網絡。中央控制站是整個系統的最高層管理中心,用來監視、控制、數據處理和中央管理,即對來自分站的數據和報警信息進行實時監測,同時也向分站發送各種各樣的控制信息,也可以對己有的數據進行打印,做各種報表,做數據的歷史趨勢曲線等;區域控制器即所謂分站,對下具有育刪泣完成對現場電氣設備的數據采集和控制,對上具有與中央控制站通過網絡介質通信的功能:現場設備直接與控制器相連,它的數字和模擬信號直接接到控制器,從控制器輸出的控}唁號也直接引至現.場設備;現場設備具有安全、可靠能滿足實際要求的精確度的特點;通信線一般使用屏蔽或非屏蔽雙絞線,在中央控制站一層使用TCP/IP協議,通信速率可達l OMbps,在分站一層使用RS485協議,通信速率可達1 Mbps。
3與第三方控制系統進行接口
一般而言,樓宇自控系統是對建筑物內的空調設備、照明配電設備、給排水設備和電梯設備等進行監視和控制,從而使大樓的物業管理更方便、更快捷,實現一定程度的智能化?,F在很多商家都開發了相應的、各有特色的軟件來實現這一目標,但對于每一套軟件來說,它都有自己的側重點和某方面的優勢。因此對于用戶來講,可以自行選擇并加以相互綜合,集兩套或兩套以上系統軟件的優點,從而使整個管理更有效。這樣就勢必帶來了一個相互通信、交換信息的問題,即接口的實現。
筆者參與的樓宇自控系統是一大型樓宇自動化系統,該系統共有監控點3000多個。整套系統實現對生產中心內的新風機組、吊式風柜、風機盤管、空調機組、給排風機、照明配電設備及冷凍站的一部分參數進行監控。
該大樓有冷凍站兩個,包括八臺冷水機組。冷凍站內的冷水機組是由另一套第三方控制系統(Carrier)來進行監控的。該系統可以根據當時大廈內的溫度高低來確定冷量需求,從而自動啟停不同功率的冷水機組,并隨時監視它們的各種運行參數。由于它監視所得到的參數只能從各個冷水機組上的分站顯示屏觀看,且不十分方便。如果短彭丈該系統的CCN Dataport將所有參數提供給樓宇自控系統,直接在中央監控站上瀏覽則會很有效,而控制仍由Carrier自動進行。接口原理如圖2:
從圖2可以看出,與Carrier控制系統相連的OpenLink控制器就相當于一個Excel 5000類型的控制器。它在C-Bus控制總線上也占用一個設備結點號(每條總線至多可以有30個設備結點),并且它可支持多達768個數據點。
4電話遠程控制
語音信息系統是在公用電話網上向用戶提供存取語音信息的郵箱式服務系統,它是計算機技術和通信技術在通信領域里緊密結合的產物。當語音信息系統在智能建筑中使用時,可作為建筑物內用戶專用的語音信息服務系統。它的目的是相應用戶在任何時間任何地方使用電話,通過撥號和按鍵,對語音信息系統進行操作,從中存取、管理語音信息。語音信息技術與計算機技術和軟件工程發展密切相關,系統中信息的不同類別、用戶的不同需求、服務的不同側重點以及管理模式等等,都可以通過豐富而復雜的軟件設計得到實現。
語音系統允許用戶通過電話撥號進入樓宇自控系統,對系統的設備進行監視和控制;也可以在數據點產生報警時,通過電話通知預先設定的用戶,或澎丈交換機來傳呼相應的傳呼機,傳呼機可以是中文BP機和數字BP機,只要添加相應的設備如Modem就可以了。當用戶撥打分配給該電話遙控系統的電話號碼并接通后,會聽到歡迎進入電話遙控系統的提示,用戶輸入帳號加兩個“*”即可。其后,用戶的操作可以完全按照該系統給出的語音提示進行。退回主菜單可以按,’#”鍵。帳號不同,用戶級別可能不同,可以選擇的菜單也不同。具體步驟如圖3:
從上圖可以看出,通過點菜單可以進行很多功能,利用這些功能可以對整個樓宇自控系統的所有數據輸出點進行監視和控制。也就是說通過電話控制各數據輸出點和通過運用上位機、鍵盤控制數據輸出點效果是等價的。
實現電話遠程控制,需要添加的硬件設備為語音接口長,它插在上位監控站的ISA槽上,每塊語音接口卡帶有四個電話接口,也就是說允許四部電話同時訪問。首先必須正確設置語音板。語音板上有幾個影踐,它們是JPI、JPS、JP6、JP7、 SWl。1P7用來設置語音板的數量,如果系統只用了一塊語音板則要跳上。JP1用來設置接口卡的IRQ值,允許的值為2,3,4,5,7,9,缺省的跳線在IRQ9,如果其它外設已經占用,則改變到一個空余的IRQ值,如果有一塊以上的語音板,它們使用相同的IRQ值。JP5和JP6用來設置I/O地址中的基地址。兩個組合起來可以設置四種基地址:D000,A000,B000,C000,其中D000是缺省設置。SW是用來設置偏移地址,共有四個DIP開關,可以設置八個偏移地址:0000,2000,4000,6000,8000,A000. C000,EOOO。所以結合起來就可以設置32種I\O地址。注意在設置IRQ和I\O地址時,不能與其它設備沖突。
上位監控站運行語音軟件IVR(Interactive Voice Response)之前,應先在軟件中進行編輯和修改工作。它包括兩個方面:語音菜單的錄制和各種系統特性表的編制。
在菜單方面,首先要錄制好每個語音提示,并存放在系統規定的目錄下。然后根據具體需要組織上卜文提示,包括歡迎提示、菜單的層層進入、有關的幫助以及它們之間的順序如何等等。數據點表的編制主要是根據在系統中點的位號進行命名相對應的數據點名字;選擇相應的樓層號(三個數字)、區域號(三個數字)和設備號(三個數字),即地理位置,這是最關鍵的,因為當系統進行數據點查找的時候,就是依次根據樓層號、區域號、設備號來進行的,所以每一個數據點的地理位置都必須不同。數據點還有對應的描述、語音代碼、缺省值、產生報警時的電話組、可以訪問該點的用戶以及該點的任務安排等。
系統特性表包括系統用戶表、語音代碼表、電話列表等。系統用戶分為三種:系統管理員、可錄音用戶、一般用戶,其中系統管理員可以定義其它用戶、錄制語音提示、編輯系統數據庫等,也就是說他擁有系統所有的權限;而可錄音用戶可以錄制系統語音提示以及系統管理員分配給他的數據點一般用戶只能控制系統管理員分配給他的數據點。語音代碼表為地理位置描述或者數據點的描述等。電話列表為當系統產生報警后系統將自動呼出至的電話或傳呼機列表。完成了硬件和軟件方面的設置之后,電話遙控系統便可以正常工作了。這樣,系統管理員可以隨時隨地通過一部雙音頻電話控制整個樓宇自控系統。
5 結論
樓宇自控系統是建筑智能化的重要組成,今后會有很大的發展前景。
參考文獻
樓宇控制范文2
關鍵詞:節能,群控,變頻控制。
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
引言:
隨著我國國民經濟的快速發展,特別是近十年來,大型公共建筑如雨后春筍屹立在我們城市中。為了更好的滿足人們在建筑物中工作、生活的環境要求,各種建筑設備大量使用,早已成為建筑物損耗能源的主力。特別是公共建筑已成為耗能大戶,其根本原因在于公共建筑缺乏一套行之有效的管理制度,且需要在技術手段上支撐該項制度的運行。
一、現在較多樓宇設備控制系統的設計從業人員,只是偏重樓宇設備的自動控制,沒有充分考慮到今后建筑的節能與管理需求的重要性,在建筑竣工之后才會發現樓宇設備控制系統根本無法支持樓宇的精細管理,給今后建筑的管理帶來不少困擾。因此要求從業人員能夠在樓宇設備控制系統的設計之初階段,就要仔細的建筑物的結構、暖通空調、給排水、變配電、照明等圖紙,充分細致的考慮到管理上的需求,使之整個系統節能設計達到更為方便、精細的管理。
二、樓宇設備控制的節能設計要求以整個建筑為控制對象,具體控制的對象有新風機組、組合式空調機組、全熱交換機、分機盤管、送風機、排風機、冷凍站、換熱器、變配電系統等。
2.1、新風機組對于保證建筑物室內空氣的質量有較為重要的意義。如果使用時風量過大、在冬季或夏季風閥開度過大,都會造成不必要的能耗增加。新風空調機組應在每天不同時段根據室外溫度和室內回風口處二氧化碳的濃度,來調節新風閥的開度和開啟機組的時間及機組運行時間長短。為保證室內空氣的清新,在設計時每臺新風機組至少要配置1臺室內空氣質量檢測器,為更好的檢測空氣質量,從而達到節能減排的目的。
2.2、組合式空調和風機盤管應作為一個控制整體進行設計,風機盤管不僅可以本地控制,還需支持聯網控制、實現程序自動控制設定溫度,防止夏季設置的溫度過低或冬季設置的溫度過高,也能避免人員離開房間忘記關閉分機盤管。
室內溫度的舒適性是我們控制的主要目標。如在公共建筑物內空間較大時,組合式空調、風機盤管和新風機組共存。為實現空間內溫度的舒適性,就必須將組合式空調、風機盤管和新風機組作為一個整體來控制,通過空間現場的實際溫度和設定溫度,PID控制水閥的開度、風機盤管或組合空調送風量的大小。
2.3、全熱交換機作為熱量回收的一種重要節能設備,在北方的一些公共建筑中較為廣泛使用。但是其中不少設計為開斷式閥門,無法保證送風溫度的穩定。為了保證全熱交換機的送風溫度穩定,新風閥最好設計成調節式風閥,這樣可根據送風的溫度來調節新風閥的開度。
2.4 、冷凍站作為建筑物的重要組成部分,同時也成為耗能大戶,對其的節能控制關系到整個建筑的節能目標能否實現,起著舉足輕重的意義。以往因為冷水機組是大型貴重設備,為避免操作失誤造成重大經濟損失,故大多數設計只是起到遠程監控的作用。早已不適合當今社會對建筑節能的要求,更不符合綠色建筑和節能建筑的需求。在建筑樓宇設備的控制設計中,必須考慮冷凍站的節能群控。
2.4.1、冷水機組群控需根據建筑物所需冷負荷,機組瞬時功率、機組運行能效比瞬態值(COP)、機組運行能效比累計值及差壓旁通閥開度,自動調整冷水機組運行臺數,達到最佳節能目的。
用冷機COP來表示冷機運行效率,其定義式為: COP=Q/Wchiller ;式中各項符號的意義如下:
COP — 冷水機組的運行能效比(無量綱);Q —冷水機組冷水側的供冷量(瞬態值單位為kW,累計值單位為kWh/a);Wchiller—冷機輸入的功率((瞬態值單位為kW,累計值單位為kWh/a),對電制冷冷水機組,指的是輸入的電功率;對吸收式冷水機組,指的是“加熱源消耗量(以低位熱值計)+電力消耗量(折算成一次能)”。
通常,選取以下兩種工況測量瞬態COP:冷負荷最大的工況。如:出現室外氣溫達到最高值,人員負荷達到最高值等情況。 典型工況。如:室外氣溫接近當地制冷季氣溫平均值,人員設備負荷處于正常狀態。
冷機COP累計值根據建筑能耗實時監測系統計算。
由于冷水機組COP值最高的區域在70%-100%負荷,因此冷水機組群控策略的目的是盡量讓冷水機組處于最高的效率下運行,盡量減少冷水機組運行臺數。
2.4.2、冷凍站的節能設計要考慮冷水機組、冷卻泵、冷卻塔、冷凍泵、旁通閥的整體控制;同時要設計建筑能耗實時監測系統,設置多功能遠傳電能測量儀、熱量表,實現冷凍站的用電量、整體建筑的用冷(熱)量的測量。冷水機組必須帶遠程RS485模塊,支持MODBUS—RTU協議。通過此模塊接口,樓控系統可以實時控制冷水機組、讀取冷水機組運行狀態的數據。
整個用能設備如:新風機組、組合式空調機組、風機盤管決定了整棟建筑負荷。整個冷水機組采用群控,由負荷的大小決定冷水機組運行臺數。冷水機組控制采用負荷與冷水機組額定制冷量滯后閉環控制,避免系統頻繁開動或關閉冷水機組對設備及電網沖擊。當單臺冷水機組運行到最大制冷量,變頻冷凍泵、已達到全頻50HZ,負荷還是很大那就得再開啟1臺冷水機組。增開冷水機組的條件是超出機組總標準制冷量的15%。設備啟動順序是先啟動冷凍泵、冷卻泵,再打開電動蝶閥,最后再啟動冷水機組。與初開冷水機組的開機順序不一致,初開冷水機組時先開電動蝶閥、冷凍泵、冷卻泵。新增開冷水機組時若按初次開機順序,先開電動蝶閥,會分流冷水流量,造成已開冷水機組冷水流量不足。關機則按開機流程反向操作,關機的條件是低于機組總標準冷量的90%。此處要注意冷凍站的電動蝶閥要有狀態反饋,以便確認閥門的狀態,如多臺冷水機組同時運行時要確認電動蝶閥關閉后才關閉冷凍泵、最后關閉冷水機組。
正常冷凍水設計為:冷凍水進水溫度12℃,出水溫度7℃,環境溫度35℃。但如冷水機組運行在部分負荷時,適當提高出水溫度0℃-2℃,可節省電能5%。
冷卻水溫由冷卻塔和冷卻泵變流量調節實現。冷水機組要求冷卻水最佳進水溫度為30度,故設置30度為啟機溫度,即冷卻水進水溫度超過30度時開啟冷卻塔風機;反之亦然。為避免在靈敏區頻繁啟動、關閉風機,對冷卻塔風機采用滯后閉環控制,設置滯后溫度為2度,即冷卻塔的關機溫度為28度。冷卻泵的啟動頻率應設定在高效區,不低于35HZ,具體可根據項目實際測試獲得最佳的啟動頻率。冷卻泵啟動以后根據冷水機組的冷卻水進水、出水溫差決定實時運行頻率,調節冷卻水流量。當冷卻塔風機已開啟,冷卻泵的運行頻率50HZ,這時就需要增開冷卻塔風機。
結束語:樓宇設備控制系統作為現在建筑的必備系統,發揮越來越重要的作用,作為整個項目的系統設計,必須考慮整個建筑物的整體情況,注重細節,充分發揮樓控系統的節能作用,創建一個環保、綠色資源節約型社會。
參考文獻:
[1] 張子慧.建筑設備管理系統[M].北京:人民交通出版社,2009.
樓宇控制范文3
1.系統設計概述
樓宇自控系統(Building Automation System,簡稱BAS)是智能建筑的一個重要組成部分。BAS是基于現代分布控制理論而設計的集散系統,通過網絡系統將分布在各監控現場的系統控制器連接起來,共同完成集中操作、管理和分散控制的綜合自動化系統。BAS的目標就是對建筑內部的機電設備采用現代計算機技術進行全面有效的監控,以確保建筑物舒適和安全的辦公環境,同時實現高效節能的要求,并對特定事物作出適當反應。通過BAS對大廈內的機電設備進行自動化監控和有效管理,可以使大廈內的溫濕度控制達到最舒適的程度,同時以最低的能源和電力消耗來維持系統和設備的正常工作,以求取得最低的大廈運作成本和最高的經濟效益。這極大地方便了設備的操作與維修,減少了管理和維護人員,取得節約能源和人力資源的良好效益。
本方案采用北京柏斯頓(BESTON)公司的IBS-5000智能建筑物自動化系統。該系統不僅在圖形控制、歷史記錄、動態繪圖、事件安排、報警和遠程訪問等方面具有優越性,還在系統規模、網絡支持、開放性及通訊速度等方面有了很大的提高。該系統是基于微機上先進的Windows NT 4.0操作系統,采用國際上通用的CAN通訊系統網絡進行數據傳輸,性能先進,質量可靠,價格合理,中文圖形化界面操作使用簡便易行,從功能、速度和容量等諸多方面考察都非常適合于本項目。
中法燕達醫院是由河北三河燕達實業集團和法國FHMF有限公司合資興建的集醫療、老年養護、科研、專業人才培訓于一體的三級甲等特型綜合醫院。醫院位于北京東燕郊經濟技術開發區,西臨潮白河與北京通州區相接壤,北靠京秦鐵路和京哈高速公路,交通便利、地理位置優越。
整體項目建筑面積約40萬平方米,分兩期開發。一期樓控工程設計醫技樓、門診樓、綜合樓,醫技樓設立綜合餐廳數個,總建筑面積53331.3平方米,地上4層,門診樓建筑層數為地下一層、地上4層,本期樓宇自控系統是對燕達醫院醫技樓、門診樓的公用機電設備,包括對建筑群內的空調系統、冷水系統、新風系統、送排風系統、給排水系統、變配電系統、照明系統、醫用氣體遠傳報警系統等進行集中監測和遙控管理,用來提高整個中法燕達醫院的管理水平,降低設備故障率,減少維護及營運成本。
本系統按國家《智能建筑設計標準》(GB50314-2000)甲級標準設計。
2.系統設計原則
先進性:采用國際或國內通行的先進技術,適應時展需要。
成熟性:以實用為原則采用成熟的經過工程驗證的先進技術。
開放性:采用開放的技術標準,避免系統互聯或擴展的障礙。
按需集成:根據本項目特點,按照需要分層次實現集成。
標準化:采用標準化的設計和標準化的產品。
可擴展性:本工程設計應考慮到未來發展,在預埋和線纜布設上留有余量。
安全性、可靠性:包括系統自身安全和信息傳遞的安全,以及運行的可靠性。
設計、施工、運營與服務:強調以人為本的設計思想,為醫院大樓提供安全、舒適、方便、快捷、高效、節約的醫療、工作環境,提高效率。
二次深化設計圖紙完成后,需經中元設計院相關專業工程師審核簽認,方可進行施工。
3.系統設計依據
本系統設計是以“中法燕達醫院智能化弱電系統招標書”和與業主的溝通,及所附圖紙為基礎,參照以下標準進行設計:
《民用建筑電氣設計規范》(JGJ/T16/92)
《智能建筑設計標準》(GB50314-2000)
《采暖通風與空調設計規范》(GBJ19-87)
《民用建筑照明設計規范》(GBJ133-90)
《電氣裝置工程施工驗收規范》(GBJ232-82)
《電子計算機機房設計規范》(GB0174-93)
《計算機場地安全要求》(GB9361-88)
《計算機場地技術條件》(GB2887-89)
《BESTON樓宇自控系統應用手冊》及其它技術資料
BESTON IBS-5000
系統概述
1.上位機系統
本工程中,上位機采用BESTON公司的IBS5000系統。該系統引進西門子技術研發生產,符合國際安全認證標準,適應性非常強,既可用于單獨的樓宇管理,也可用于一個區域的、分散的樓宇集中管理。該系統能夠方便的同西門子PLC、MBC等下位機系統通信,上位機與下位機構成完整的集散式控制系統。在上位機上可以實現對各子系統的集中監測、管理與最優控制,實時顯示各子系統上各監測點的參數、表格及動態畫面,也可定時或即時打印報表。
界面形式:上位機軟件的人機界面十分友好,具有鼠標與快捷鍵皆可使用的優點和在線幫助等功能。全漢化界面,并可根據業主建筑物的實際結構、所選設備的實際流程形式編寫界面。平面流程及三維立體圖形可選,符合中國國情,易學易用。
信息處理:系統信息分兩極處理,上下位機各自獨立處理本身監控對象的信息;上位機作為中央處理機負責整個系統的信息處理,其內容包括報警狀態監視、測量值越界監視、下位機設定值優化、下位機狀態控制和系統工況優化、各信息歸檔分析等功能。
數據顯示和輸出:上位機可顯示系統總圖或多個子系統的實時畫面。對于發生故障的子系統進行顯示報警,記錄故障點及發生故障的時間、原因,進行故障打印。對所有監視信息、命令進行實時記錄,其中包括人工輸入信息、越限信息和系統本身監視信息的事件記錄、班報表、日報表、曲線圖(曲線圖時間為5分鐘-48小時可設定,便于業主進行控制效果分析及控制趨勢分析)等。一般的記錄可保留三個月,故障資料可保留12個月,也可按業主要求確定保留紀錄周期(最長為1年,1年以上可以EXCEL標準格式轉儲)以備查閱。
控制功能:上位機可對現場控制器直接進行操作。指定單臺或多臺設備的開機、關機、修改設定參數。定時開/關機功能,可按操作員設定時間(如上、下班時間),定時對指定的部分或全部設備進行開、關機。
擴展功能:上位機支持以太網絡工作環境,可方便的與消防系統、保安監視系統、管理信息系統等其他系統聯網,構成一套完整的智能大廈集成控制系統。
硬件配置:PⅢ計算機,1.44M軟驅,40X光驅,鼠標,鍵盤,硬盤容量不小于10GB,內存容量大于128M、SVGA顯示卡、聲卡、1024×768彩色顯示器,具有兩個串行口、一個USB口。不間斷電源(UPS)一臺,激光或噴墨等類型的高速打印機一臺。
2.通訊系統
通訊系統采用了唯一被國際標準化組織批準為國際標準(ISO11898ISO11519)、被美國軍方廣泛采用、具有極強的抗干擾能力及糾錯能力的現場總線CAN BUS。其高通訊速率、高可靠性、超長通訊距離(無續接器可達3KM)、PEER TO PEER(點對點)及BROADCAST(廣播)通訊功能、任意網絡拓撲結構、可與任何具有開放通訊接口的控制設備直接連接、支持以太網絡工作環境等的多項功能而成為最有發展前途的通訊系統。
通訊系統由插在中央管理計算機內的智能網絡控制器(NCU)及通訊軟件構成。由專用通訊電纜與分布在現場的控制器聯接,構成網絡系統,實現數據交換。
網絡上標準子站配置為110個,這些節點都具有不同的優先級,在任意時刻均可主動向網絡上的其他節點發送信息(點對點通訊或一點對多點的廣播功能),而不分主從節點。當兩個節點同時向網絡上傳送信息時,采用非破壞性總線裁決技術,讓優先級低的節點主動停止數據傳輸,而不影響優先級高的節點繼續發送數據。
通訊距離最遠可達10KM(5KBPS),通訊速率最高可達1MBPS(40M),通訊方式為每幀8個有效字節,傳輸時間短,受干擾的概率低,每幀信息皆采用CRC校驗,可靠性極高,是構成高性能現場總線的首選網絡控制器。
系統主站與子站間采用了全光隔技術。對因雷擊造成的干擾及因誤操作引入強電而導致設備損壞,具有極強的保護作用。
3.直接數字控制器(DDC)系統
直接數字控制器(又稱下位機),通過通訊線與中央管理計算機(上位機)構成一套完整的集散式控制系統。下位機可以就地采集現場各點的溫濕度等模擬量和防凍、火警等開關量,實現自動開、關機和自動調節相關閥門,以達到控溫控濕或控制其他狀態參數的目的。
硬件部分
先進的技術性能
現場控制器的硬件與全漢化軟件是在我國空調制冷控制著名專家、清華大學張瑞武教授的指導下,在引進技術基礎上由本公司與清華大學電機系、環境系、自動化系、熱能系等共同開發的。產品設計參考了多種國外同行業名牌產品,并結合中國國情加以改進。自89年至今應用于多種現場,性能優異,得到了用戶的好評,多次被國際知名大公司選做其主控設備的配套控制系統。此外,它不僅在國內工程中應用,而且出口俄羅斯、朝鮮、敘利亞等國家。95年又推出采用國際最新技術的一體化超大規模集成電路為主控芯片的多點數控制器,其綜合性能達到世界先進水平。
高抗干擾性能
考慮國內現場工作環境一般較為復雜、惡劣,尤其是在采用變頻控制又沒有良好接地系統的條件下。該控制器采用了電磁耦合、全光電隔離、電源電壓監測、瞬變干擾電壓抑制、看門狗等多達十余項抗干擾措施,使系統具有極強的抗干擾能力,可以與強電柜合一并直接掛在被控設備上構成機電一體化系統。
寬電壓工作范圍
針對國內電源電壓特殊條件,現場控制器的電源電路采用了寬電壓工作電源,有效地保證了控制器在惡劣供電條件下的可靠工作。其正常工作輸入電壓實測指標達220V+15%至220V -20%,即允許電源電壓變化范圍內175V-250V,遠遠超過國內外同類產品。
可靠的故障分隔及保護措施
現場控制器采用了全光電隔離技術,選用了耐壓達1500V的光電耦合器件,從而保證了系統的安全運行。不但控制器內部的各主要電路在電氣上是完全隔離的,而且系統各子站的通訊接口也是全光電隔離的,電源為多路隔離電源,并具有過壓、過流、短路保護等功能??稍诔霈F意外情況時,最大限度地縮小故障影響范圍。
結構合理易于維護
由于現場控制器采用了先進的插件結構或單板結構,使維護極為方便。一級維護通過更換插件的方式即可完成,故障產品經替換后送回生產廠進行二級維護。
軟件部分
現場控制器(DDC)采用了具有通用的組態軟件包??筛鶕煌目刂茖ο髮浖M行組態,實現PID控制、自適應控制及模糊控制??照{控制軟件配備了完善的節能多工況分區、判斷與自動轉換功能。開機后機組自動進入節能工況,自動調節到節能最優運行狀態,即在舒適性空調系統中,根據氣象條件、室內熱濕負荷及舒適度等要求自動整定溫濕度設定值自動決定風速,使之達到節能優化運行。當應用對象為工藝空調時,應以實現高精度恒溫恒濕為首要目標。本系統可實現高能度恒溫恒濕控制。當控制對象為舒適性空調時,軟件設計上在滿足用戶對環境要求的同時,能充分考慮節能的要求,當采用IBS系統及多工況分區軟件后,系統綜合節能可達30%以上。
直接數字控制器功能
現場控制器具有自動和軟手動功能,可在控制器處于任意狀態(自動或手動)時,通過控制器實現手動開/關機及調節電動閥開度。
溫度、濕度、壓力、流量等模擬量的巡檢及顯示。
防火報警及顯示,并自動停機和火警上傳。
防凍報警及顯示,并自動處理上傳。
過濾器堵塞報警及顯示。
所有網絡上下傳信息的接收及執行。
自適應控制功能。
自動工況轉換,過渡節能運行功能。
恒溫恒濕高精度控制。
CAN-BUS通訊功能。
樓宇自控系統方案
1.建筑實現智能化的意義
現代化的建筑為了創造一個良好的環境,提高生活或工作的質量,都配置了大量的機電設備,以保證整個建筑群的良好舒適的環境和便利的生活、工作空間。而大量機電設備的使用,必將引起管理人員的增加、能耗費用的巨額支出和管理工作的復雜。因此建造智能建筑,使建筑實現智能化能使建筑系統得到以下益處:
節電:樓宇自控系統通過電腦控制程序對全樓的機電設備進行監視和控制,統一調配所有設備用電量,可以實現用電負荷的最優控制,有效節省電能,減少不必要的浪費。
當前,在世界上已經有多座建筑使用柏斯頓公司的IBS-5000智能建筑物自動化系統,在這些建筑中,一般的情況下節省用電可以達到25%到30%,這種效益如果靠采用人工操作是絕對無法實現的。
節省人力:由于樓宇自控系統采用集中電腦控制,因此在投入使用后可以大量減少運行操作人員和設備維護維修人員,并能及時發現和處理受控機電設備出現的問題。
在沒有樓宇自控系統的建筑物中,設備的開關、維護及保養都需要人去操作,這樣不可避免地要求建筑配置龐大的人員隊伍,而采用了自動控制系統之后,上述工作均由樓宇自控系統根據預先設計好的程序自動完成,大批的人力將被減少下來,首先節約了管理上的開支,同時也減少了由于管理人員眾多所引起的一系列問題。
在建筑內配置樓宇自控系統之后,可以減少三分之二的負責設備運行、維護的管理人員。
延長設備的使用壽命:在配置了樓宇自動控制系統之后,設備的運行狀態始終處于系統的監視狀況之下,樓宇自控系統可提供設備運行的完整記錄,同時可以定期打印出維護、保養的通知單,這樣可以保證維護人員及時進行設備保養,因此可以使設備的運行壽命加長,大大降低了建筑在機電方面的運行費用和維護保養費用。
保證建筑及人身安全,提高管理效率:此外,樓宇自控系統還可以將安全防范系統、車庫管理系統以及火災消防報警系統集成在同一系統平臺中,從而極大地提高建筑的管理水平。
2.樓宇自控系統功能
通過配置系統的硬件和軟件,實現測量各類機電設備狀態的參數、設置并控制設備啟停、提高設備運行有效效率等功能。
監視并顯示系統監控設備的工作狀態,故障時提供報警。
對現場自動控制組織的安全調整功能。
根據工藝流程合理調整能量的使用。
根據運營要求提供內部最佳集中管理策略。
可以由系統干預設備工藝操作過程。
根據系統記錄,管理分析當前和過去運行過程。
提供計算和預測工具、用于優化操作參數并組合、建立新的運行方式。
實現樓宇自控系統與其他系統的數據交換。
對受控實現設備遙控操作。
系統檢測方便、友好的修改、擴展、檢測工具。
通過密碼保護,實現數據安全功能。
分級對系統實施程度不同的管理。
3.樓宇自控系統控制方案
冷凍站系統
監控范圍
冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔流量調節閥。
冷水機組自帶開放通訊接口與BA系統IBS-5000進行通訊。配置MBC控制器控制冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔等設備。
監控要點
(1)參數監測
監測冷凍水的供回水溫度,供水壓力。
監測冷凍水的供水流量。
監測冷凍水的水流狀態。
監測冷凍水的供回水總管壓差。
監測冷卻水的供回水溫度。
監測冷卻水的水流狀態。
監視冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔的啟動控制、運行狀態、故障報警和電動閥開關控制。
監測冷水機組啟動柜的電壓及電流、總開關狀態和跳閘警報。
具體每臺冷凍機的內部參數可通過接口及適配器聯入BAS,如監測油壓、冷凝器和蒸發器壓力、運行電流等。
(2)冷負荷計算
根據冷凍水總管上的供回水溫度和供水流量,可以計算出大樓的負荷情況,從而確定需要開啟的冷水機組臺數。根據冷水機組的開啟命令,實行電動蝶閥、冷凍水泵、冷卻塔、冷卻水泵之間的連鎖。
(3)機組運行
冷水機組的投入或退出運行的過程是按預先編制的控制程序進行的。
夏季開機程序如下:
開車指令打開冷卻水蝶閥,啟動冷卻水泵;打開冷凍水蝶閥,啟動冷凍水泵;打開冷卻塔進水蝶閥,啟動冷卻塔,得到閥打開信號及水流開關信號返回后延時30秒啟動冷水機組。
夏季停機程序如下:
停車指令關閉機組;關閉冷卻塔,延時5分鐘關閉相應的冷凍、冷卻水泵;延時1分鐘關閉相應的冷凍水、冷卻水蝶閥。
(4)系統保護
當在冷水系統中有某一設備發生故障時,則系統立即發出報警到終端,同時鎖定該設備以防再次啟動,并同時自動啟動另一個相應的備用設備或一組其他關聯設備。
當故障設備已維修完成需要重新加入自控行列時,必須在BAS終端手動復位相應的鎖定邏輯,這樣才能使鎖定的設備再次進入自控行列。
(5)冷卻塔控制
冷卻塔的投運是由冷凍機啟動時,由控制程序打開相應的冷卻塔進水蝶閥確定的。當溫度在一定范圍內時分別投入相應的風機運行,當主冷卻回水溫度低于20℃時,冷卻塔的風機按次序停止運行;當冷卻水儲水池水溫低于10℃時啟動電加熱器。當風機發生故障時,延時30秒將發出報警到BAS終端。
當風機發生故障時,控制程序將發出報警并且鎖定該風機的再次投入。在排除風機故障后,必須在BAS終端手動復位相應的鎖定邏輯,這樣才能使設備重新投入自動運行。
(6)旁通調節
在冷凍水總供回水管間設旁通管。
在冷卻水系統管道亦設有一個常閉式電動旁通調節閥,用以控制進入冷水機組冷凝器的冷卻水溫度不會低于設定值。在冷卻水供水管道上設有溫度傳感器,以控制該閥的操作。
(7)水泵監測
系統監測泵的運行情況,按工藝要求啟停泵,水泵啟動后,根據水流開關的狀態判斷水路是否開通,若未開通,自動停泵。備用泵會在其它泵故障時自動投入運行,并能累積運行時間、提醒維修等。
新風機組
監控范圍
新風機組26套(包括四管制、兩管制)
控制要點
(1)新風溫度、濕度測量。
(2)初、中效過濾器堵塞報警。
(3)送風溫度、濕度。
(4)防凍開關狀態監測。
(5)送風機運行狀態監測、故障監測。
(6)機組手、自動狀態。
(7)風機啟/停。
(8)盤管水閥控制。
(9)風閥控制(開/關)。
(10)防火閥監測。
(11)顯示新風機組運行及故障報警。
(12)按時間順序(含夜間及節日程序)控制風機啟/停。
(13)調節冷凍水調節閥開度,控制送/回風溫度。
(14)冷凍水調節閥與風機聯動,盤管水閥的PID控制。
(15)新風機組風閥的開關控制,柜式空調機風閥的開度調節控制。
性能要點
(1)對送風溫度進行監測。通過對冷水閥進行PID調節,以保證送風溫度控制在合適的范圍內。
(2)當空調機組有不正常的狀態時,中央監控電腦會顯示及打印報警,并指出報警時間,空調機組的報警包括:
過濾器壓差報警
防凍報警
火災報警
送風機故障報警
(3)特別時間表控制,例如用于節假日設備的調度運作。
(4)設備運行時間累計。
空調機組
監控范圍
空調機組22套(包括四管制、兩管制)
控制要點
(1)室外/新風溫度、濕度。
(2)初、中效過濾器狀態。
(3)送/回風溫度、濕度。
(4)防凍開關。
(5)風壓狀態。
(6)風機故障報警。
(7)機組手自動狀態。
(8)風機啟/停。
(9)盤管水閥控制。
(10)加濕水閥控制。
(11)新、回風閥控制。
(12)防火閥監測。
(13)顯示空調機組運行及故障報警。
(14)按時間順序(含夜間及節日程序)控制風機啟/停。
(15)調節冷凍水調節閥開度,控制送/回風溫度。
(16)冷凍水調節閥與風機聯動,盤管水閥的PID控制。
(17)新風機組風閥的開關控制,柜式空調機風閥的開度調節控制。
性能要點:
(1)對送、回風溫度進行監測。通過對冷水閥進行PID調節,以保證送風溫度控制在合適的范圍內。
(2)當空調機組有不正常的狀態時,中央監控電腦會顯示及打印報警,并指出報警時間,空調機組的報警包括:
過濾器壓差報警
防凍報警
火災報警
送風機故障報警
(3)特別時間表控制,例如用于節假日設備的調度運作。
(4)設備運行時間累計。
潔凈空調機組
監控范圍
潔凈空調機組2套(四管制,安裝在中心供應室)
控制要點
(1)機組風機的啟停。
(2)回風溫度監測。
(3)初、中效過濾器堵塞報警。
(4)防凍開關狀態。
(5)風機前后壓差測量。
(6)送風溫度監測。
(7)顯示空調機組運行及故障報警。
(8)按時間順序(含夜間及節日程序)控制風機啟/停。
(9)調節冷凍水調節閥開度,控制送/回風溫度。
(10)冷凍水調節閥與風機聯動,盤管水閥的PID控制。
(11)新風機組風閥的開關控制,柜式空調機風閥的開度調節控制。
性能要點
(1)對回風溫度進行監測。通過對冷水閥進行PID調節,以保證送風溫度控制在合適的范圍內。
(2)當空調機組有不正常的狀態時,中央監控電腦會顯示及打印報警,并指出報警時間,空調機組的報警包括:
過濾器壓差報警
防凍報警
火災報警
送風機故障報警
(3)特別時間表控制,例如用于節假日設備的調度運作。
(4)設備運行時間累計。
給排水系統
監控范圍
(1)給水系統:生活水池、消防水池、生活水箱、生活水泵
(2)排水系統:28個集水坑、排污泵
(3)熱交換系統
控制要點
(1)給水系統
水池液位監視(包括屋頂水箱、地下消防水池溢流水位報警)
水泵運行、變頻器狀態監視,故障報警,手/自動狀態
生活水泵出口主管壓力顯示
水泵啟停
(2)排水系統
水泵運行、變頻器狀態監視,故障報警,手/自動狀態
水泵啟停
地下集水坑超高液位報警(DI)、低水位狀態(DI)
(3)熱交換系統
熱水循環泵開/關控制(DO)、開/關狀態(DI)、故障報警(DI)、手動/自動狀態(DI)
各區熱交換器水溫顯示
各區熱交換器出口壓力顯示
性能要點
(1)當系統有不正常的狀態時,中央監控電腦會顯示及打印報警,并指出報警時間。
(2)特別時間表控制,例如用于節假日設備的調度運作。
(3)設備運行時間累計。
高低壓配電系統
控制范圍
本次高低壓配電系統在配電值班室設有變配電計算機監控系統,需要時也可給樓宇提供相關信號。BAS系統可通過高級接口讀取發電機和變壓器的三相電壓、電流等參數。
控制要點
樓宇自控系統讀取高低壓配電系統的下列訊號:
(1)高壓系統
斷路器開、合狀態
事故跳閘
三相電流數值
三相電壓數值
三相功率數值
功率因數數值
頻率及電度數值
變壓器超溫報警
(2)低壓系統
監察各空氣斷路器/模制外殼斷路器,自動切換ATS的關、合、事故跳閘訊號。
監察進線及聯絡母線電壓、電流、功率因數、有功功率、電度量、頻率。
監察各配電盤柜內斷路器的開關狀態。
照明監控系統
控制范圍
電梯廳照明、公共區域照明、停車場照明、室外照明(包括泛光照明、節日裝飾照明、屋蓋照明)
控制要點
(1)照明配電箱開/關控制
(2)開/關狀態
(3)手動/自動狀態
性能要點
(1)當系統有不正常的狀態時,中央監控電腦會顯示及打印報警,并指出報警時間。
(2)按照物業管理部門要求,程序時間控制各種照明設備的開關,達到最佳管理、最節能的效果。
(3)設備運行時間累計。
(4)統計各照明回路的工作情況,動力設備運行時間并打印成報表,以供物業管理部門利用。
醫用氣體遠傳報警系統
通常,醫用氣體包含以下幾個系統:
負壓吸引系統
醫用制氧系統
醫用二氧化碳系統
醫用氮氣系統
醫用壓縮空氣系統
采集管道專業豎井內穩壓箱中氧氣等氣體壓力信號到控制中心,將信號遠傳至室外各分站房進行報警。豎井內線纜敷設在線槽內,病房樓側的管道專業豎井內5-13層有測點,門急診樓側的豎井內2、4-9層有測點,每個手術室內均有測點。
4.手術部的環境監測
在該建筑地下一層EICU、五層手術室、十三層RICU部分的潔凈空調機組分別設控制分站,通過協議轉換器與DDC相連,對其只監不控,監測內容由潔凈空調廠家提供。
作為綜合性醫院,外科手術部在整個醫院的地位是舉足輕重的。國際上衡量一個醫院技術水平的重要標準是醫院手術病人的感染控制率的高低。
本醫院設有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ共4個級別的手術室。手術室的空調系統為完全獨立的潔凈空調系統。因所涉及的科室較多,在手術室進行的手術種類也比較多,為了避免因進行不同手術而有可能引起的交叉感染,每間手術室宜采用單獨的空氣凈化系統,級別較低的接近手術室。如果進行的是同一類手術,可以采用同一個潔凈空調系統。
潔凈手術室是一項綜合性工程,包括水、電、供氣、自動控制等專業較多,需要多工種之間的相互配合。
在潔凈手術部內,潔凈技術以控制空氣中的塵埃粒子尺寸及其濃度和微生物的數量為自己的任務。當然,空氣潔凈技術除了提供符合要求的潔凈空氣外,還要提供適宜的溫濕度和合理的壓力梯度分布。手術室相關環境參數的設置和控制的好壞,將對控制手術室污染產生極大的影響。我們主要控制的參數有:溫度、濕度、潔凈度、新風量、自凈時間和壓力分布。
溫度控制
在復雜的手術過程中,醫護人員的精力高度集中,人的新陳代謝加快。此時,如果溫度設置過高,將使醫護人員感到不舒適,不利于醫護人員的操作。同時也將增加醫護人員的生理排泄,使手術室的空氣污染度增加,增加感染的可能性。溫度設置過低,會使病人產生低溫機能。有研究表明,室溫在21.1℃-23.9℃時,有1/3的病人會發生低溫機能。當溫度低于21.1℃時,幾乎所有的患者都會發生低溫機能。
目前,國家有關標準規定的溫度范圍為22℃-25℃,有些輔助房間可到27℃。
這通過在每個手術室內墻面上安裝房間溫濕度顯示及設定裝置來實現。根據手術復雜情況的不同,醫護人員的自身感覺、季節和地域的不同來設定室內溫度。例如:手術室溫濕度可根據手術內容和不同病人對象可調,比如做器官移植室溫20℃,心血管手術要在30分鐘內從25℃降到19℃,兒童手術室溫要高些。
濕度控制
國家標準中,對濕度的規定為:Ⅰ、Ⅱ級手術室40%-60%,Ⅲ、Ⅳ級手術室35%-60%,其它輔助用房為30%-60%,甚至要求更低,僅要求不高于60%。我們要根據具體情況,采用一定的控制手段,控制加濕或除濕,以確保濕度滿足特定季節及特定環境的要求。
潔凈度控制
潔凈手術室作為一種潔凈環境,潔凈度是一個需要嚴格控制的重要指標。有研究表明,空氣中的病毒和細菌都附著在空氣中的懸浮顆粒上,附著后的顆粒直徑都大于0.5μ,我們可以通過嚴格要求潔凈度來控制手術室的塵埃數量,從而控制菌數。在潔凈手術室中,營造潔凈環境是控制菌濃度的一個必要手段,所以對潔凈手術室我們既要求潔凈度也要求控制菌數。
新風量控制
潔凈手術室是一個密封的環境,人員在里面活動必須保持足夠的新風。同時,新風量是維持潔凈室之間壓差的必要手段。目前,關于新風量的選擇是取以下三方面的最大值:
潔凈室最小新風量
滿足潔凈室正壓要求的最小新風量
手術室中每個人所需的最小新風量之和
其實,由于手術的復雜程度不同,每個人的緊張情況不同,人對新風量的需求不同,所以我們可以通過自動控制手段,適時的調整新風量來滿足手術室的新風需求,但不要低于上面3條的最大值。
自凈時間控制
手術室從污染狀態到滿足特定要求的時間為自凈時間,由于達到潔凈度所需的時間都要遠遠長于其它參數達到的時間,所以我們以達到潔凈度所需的時間為準。自凈時間的長短我們可以通過調節送風速度和送風面積來進行調整。時間的長短一般參考手術所需的準備時間的長短,不得大于手術室所有手術中的最短準備時間。
壓力分布控制
潔凈手術室的壓力分布應遵循隨著潔凈級別的由高到低從大到小的原則。潔凈區對與之相通的非潔凈區應有不低于10Pa的正壓,潔凈區對室外應有不低于15Pa的正壓,但是所有的壓差累計不得超過30Pa,潔凈手術室對相鄰的低級別的潔凈手術室的壓差不得低于5Pa??刂茲崈羰业恼龎褐饕腥齻€作用:
保證潔凈區的氣流從高級別區域流向低級別區域,并有合理有序的流向和流量。
在手術室的門開啟時,能有效抵擋干擾氣流。
防止潔凈區外的污染通過潔凈手術室可能存在的縫隙滲透進入潔凈室。潔凈手術室保持足夠正壓,是防止潔凈區外的污染進入潔凈區的有效手段。
如果是專用的傳染病手術室或有毒實驗室,則應保持相對周圍環境的負壓,以防止室內的空氣滲透到室外,引發不必要的交叉感染或中毒。
壓力的控制是通過室內安裝的房間微壓差監視及控制器,通過檢測的壓力狀況來控制室內風閥的開度,風機的啟停或變頻來實現的。
若在每間手術室的新風管上設有雙位定風量閥,系統在手術室做手術時自動將風閥開高檔,不做手術時,自動開低檔,保證手術室內的正壓。
5.空調運行節能控制
節能概述
隨著空調專業在建筑行業中的迅速發展,空調系統占建筑物耗能的比重越來越大。如何使空調系統在最佳工況下運行,如何降低空調區域的冷熱能耗量來節約空調系統的能量消耗,日益引起世界各國的重視。同時,人們對空調的認識和要求也在不斷地變化,從單純追求可供熱、供冷的低水平,達到要求能夠創造“健康、舒適”環境的高水平上??傊畲笙薅裙澞芎蛣撛煲粋€令人舒適的綠色環境是樓宇控制系統的中心問題。因此,今天的建筑設施需要進行完善的控制,需要配備靈敏的控制系統。這些控制系統既要適合不同特點的建筑物,又要適合于多元化的建筑物設備,此外還要適應當前的建筑技術和當前建筑物用戶的要求,并達到高效和真正節約能源的目的。
過去這些任務是通過諸如定時開關,優化控制器和單回路控制器等傳統裝置來完成的,現在則要靠以智能型直接數字控制器(DDC)為基礎的暖通空調(HVAC)分布式控制系統(DCS)來完成。
DDC控制軟件設計
空調系統是潛在節能率最高的環節,引入節能控制尤為重要:
電力分配需求控制
系統有電力需求控制功能,通過軟件的設定,可在峰值電力需求出現時,按照先定的原則順序切斷設備,使高峰期的電力負荷限定在控制范圍內。
假日調度
對于節假日及特殊日期,能提供全年的日期和時間調度表,中斷系統的標準處理過程,以滿足系統對各種非標準控制的要求。
時間/事件程序
監控點報警或監控狀態必須改變時,可以發出監控命令,并開啟標準的或用戶的DDC程序。
時制自動轉換:操作人員可以預先設定某月某日某時起到某月某日某時止,系統時鐘向前或向后調整幾個小時而成為新的時制,以便更好地利用日光節能。時間轉換及調整均自動進行,無需人工干預。
最佳啟動
在工作開始前,先啟動空調系統,以便先行改變工作區內溫度,令其到工作時間時室內環境進入舒適(或要求)范圍內,程序按一定的時間間隔不停地采樣溫度,計算到達設定的舒適極限所需的時間,以此確定最佳啟動時間。
最佳停止
在工作結束前的某一時間切斷系統,這一時間既不能太早,也不能太遲,太早了難以保證環境的舒適水平,太遲則不能達到節能的目的。這一最佳停止時間的計算以及控制均由系統自動完成。
PID和自適應控制
軟件提供的DDC運算程序包括比例、積分、微分和自適應控制、標準DDC程序庫的運算程序能夠讀取測量值,也能對監控點發控制指令,完成HVAC控制。程序可以執行完整的PID運算,也可以完成只有P和PI的部分PID運算,使之與各種過程要求相符合,達到最佳控制的目的。自適應控制運算可對系統控制參數進行自動調整,以便在無人干預時對環境的變化做出響應,這些經過驗證的PID和自適應控制運算,保證了系統的運行滿足工藝要求。
夜間吹洗
在用冷氣季節,夜間開啟空氣處理機組利用室外的涼爽空氣,通過吹洗程序,可以做到設備節能運行,清晨時利用涼爽空氣吹洗大樓,可使大樓預冷,從而降低啟動設備的負荷。
零能帶
有冷卻和加熱兩個設定點,形成一個既不用冷也不用熱的區域,可以用最小的能耗使溫度維持在舒適范圍內。
工作循環
按一定的原則交錯設備的工作間歇狀態,減少設備的工作時間,達到節能的目的。設備的間歇時間不宜太長或過短;太長會影響環境的舒適水平,過短會影響設備的安全運行。
運行時間
對所有設備的監控包括統計其運行時間(啟停時間、循環次數),當機械設備使用達到一定程度將產生一個報表,如果設備的使用超出了預定的運行時間極限,將發出報警。
總之,該控制系統可為大樓的管理者解決下述問題:
能源管理
維護管理
能耗計費
與現有制冷機、熱水器、程控機房專用空調機、大型風機盤管等聯網
與其它子系統通過專用接口聯網,實現信息共享
樓宇控制范文4
關鍵詞:樓宇;自動控制系統;設計與應用
Abstract: Building automation and control system able to achieve a comprehensive monitoring and unified management of buildings and save energy. Therefore, it is in our country has been widely applied to become an important symbol of the modern high-rise building management level. Based on this, an example of building automation and control system design and application.
Keywords: Buildings; system; design and application of automatic control
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
樓宇自動化控制系統就是對建筑物內的各種機電設施進行全面的計算機監控管理,如空調制冷系統、給排水系統、變配電系統、照明系統、電梯、消防、安全防范系統等;通過對各個子系統進行監控、控制、信息記錄,實現分散節能控制和集中科學管理,為建筑物用戶提供良好的工作環境,為建筑物的管理者提供方便的管理手段,減少建筑物的能耗并降低管理成本。
1實例概況
某高層建筑地下建筑面積為126,601平方米,地上建筑面積約180,236平方米。其中包括商業裙房、高層公寓式住宅A、B樓兩座以及超高層寫字樓C樓一座。商業裙房層數為三層到五層,屋面結構高度15.8-24.0米。公寓式住宅為二十八層,六層以上層高3.15米,屋面結構高度98.8米。寫字樓為三十一層,六層以上層高4.4米,屋面結構高度138.8米。其中弱電系統機房(與消防共用)位于地下一層,電信網絡機房位于地下二層。本工程是一座商場+辦公+住宅的綜合性建筑,其智能化建設的要求非常高,在本工程中采用西門子PLC控制系統。
2系統設計
2.1冷熱源系統
2.1.1監控內容:(1)DI點:鍋爐的運行狀態、故障報警、自動/手動狀態。(2)DO點:冷水機組、鍋爐的啟??刂啤#?)AO點:供回水總管旁通閥,換熱器熱水調節閥水量控制。(4)AI點:冷凍水總管供回水溫度、水流量和壓力,冷卻水供回水溫度。
2.1.2程序控制內容:(1)程序控制冷凍機組啟/停,以達到最低能耗,達到最低的主機折舊。(2)根據業主的要求自動切換機組,累計每臺機組運行時間,自動選擇運行時間最短的機組,使每臺機組運行時間基本平均,以延長機組使用壽命。(3)根據實際負荷,對機組、水泵等進行臺數控制,并監測其運行狀態。對各臺機組水溫進行監測。
2.1.3按下列順序啟停系統機組:(1)開車:開冷凍水系統電動蝶閥開冷凍水泵流量開關動作開冷水機組。(2)停車:停冷水機組停冷凍水泵關冷凍水電動蝶閥。(3)冷凍水循環泵控制:采集回路的參數(如系統壓力、流量等)進行中央數據處理,從而確定水泵的啟停臺數,使水系統始終處于最合適的運行狀況達至節能目的。
2.2空調系統
(1)裙房部分共有32臺熱轉輪空調機組、69臺全熱交換空調機組、7臺新風機組。系統設計40個DO點,217個DI點,101個AO點,117個AI點。(2)塔樓部分共有26臺全熱交換空調機組。系統設計260個DI點,156 個DO點,52個AI點,26個AO點。(3)采用2管制空調,針對不同區域采用具有針對性的控制方案。采用模塊化控制器,依據機組的分布情況和監控點數進行就地相對集中的控制,保證為本工程提供充足的新鮮空氣。
2.3送排風機
2.3.1監測內容:(1)各風機手/自動狀態、運行狀態和故障狀態;(2)各風機累計運行時間,定時發出檢修提示信號;(3)監測地下車庫主要區域的一氧化碳濃度;
2.3.2控制方法:(1)定時控制:按預先編排的時間程序控制送排風機啟停;(2)根據地下車庫一氧化碳控制相關送排風機啟停;
2.3.3控制原理:(1)啟??刂疲号棚L機/送風機根據預先設定的時間程序自動啟停送排風機。每臺機組都有每周工作天數的設定,每天4-8條工作時間通道設定,并另有特殊工作日及節假日的時間設定。因地下車庫對特殊氣體有濃度要求,因此根據監測的各個主要區域的一氧化碳濃度啟停地下車庫送排風機。(2)送排風機的監測:監測送排風機的手/自動狀態、運行狀態、故障狀態,各監測參數超限或異常均自動發出聲光報警,并同步打印。送排風機每次開機前先行檢查機組的狀態,符合要求按時序開機,如有異常則發出報警,并同步打印。開機后檢測風機的運行狀態、故障狀態,如異常發出報警信息,并同步打印。(3)運行時間的累計:送排風機的運行狀態符合要求,開始累計其運行時間,每滿1小時將自動記錄,累加的時間自動顯示在送排風機、排煙風機的動態畫面上。并根據使用需求進行切換,使每臺設備的運行累計時間均衡,從而達到保護設備、延長使用壽命的目的。(4)趨勢記錄:送排風機、排煙風機的各動態運行參數、能量管理參數及能耗均可自動記錄、儲存、列表,并定時打印,以便管理人員的查詢、管理和分析。(5)所有預設程序均可按實際需要和要求,在中央管理工作站上調整修改,以滿足用戶的使用。
2.4給排水系統
2.4.1系統組成:本工程有4個生活水水箱、生活水泵10臺、污水泵142臺。樓宇自控系統的給排水系統包括生活給水系統、生活污水系統。系統中的水泵與水箱或水池、集水坑液位狀態聯動,僅在需要時才投入運轉,避免不必要的浪費,節約水源。實現對給排水系統集中管理和自動監測,就能確保每一個液位報警信號及時地反饋到中央監控室,同時聯動給排水泵的啟停。
2.4.2控制原理:(1)給水系統:監測給水泵運行狀態和故障狀態,控制生活水泵的啟停;水池高液位報警時停泵,防止溢流;水池低液位報警時開泵,補充水。(2)排水系統:監測潛水泵、排水泵等運行狀態和故障狀態。監測污水池/集水坑高低液位,聯動控制潛水泵、排水泵的啟/停;當超高液位報警時潛水泵自動開啟(同時啟動備用泵)并排水,防止溢流,直至到低液位信號時停泵,防止水泵空轉。(3)運行時間的累計:水泵運行狀態符合要求,開始累計水泵運行時間,每滿1小時將自動記錄累加的時間自動顯示在水泵的動態畫面上。當累計到一定時間后與備用泵自動切換,使每臺設備的運行累計時間均衡,從而達到保護設備、延長使用壽命的目的。(4)趨勢記錄:水泵的各動態運行參數、能量管理參數及能耗均可自動記錄、儲 存、列表,并定時打印,以便管理人員的查詢、管理和分析。給排水系統的監測:監測各水泵的運行狀態、故障。同時監測水箱、水池、集水坑的高低液位報警及超高液位報警。各監測參數超限或異常均自動發出聲光報警,并同步打印。所有預設程序均可按實際需要和要求,在中央管理工作站上調整修改,以滿足用戶的使用。
2.5照明系統
2.5.1照明系統組成:(1)按照招標文件及圖紙的統計共有506路照明回路。系統設計150個DO點,206個DI點,1個AI點。(2)樓宇自控系統對建筑照明實行監控不僅可簡化操作,還可以按時間要求或照度要求進行控制,使被控燈具要求點亮或熄滅,利于節約電能。照明系統包括外立面景觀照明、泛光照明、室內大堂及公共區域照明等。(3)將照明系統控制納入BA系統,不僅可以按照需求直接啟停照明回路,節省能源,而且可以直接監測故障的發生,將事故的風險降低到最低點,及時地排除故障;還可以大大地節約人力資源,提高工作的效率。
2.5.2控制原理:根據工作時間表進行照明回路的開關控制或操作員開關控制。(1)監測照明回路的運行狀態。(2)定時啟停照明,并可以分區控制。(3)運行時間的累計:開關運行狀態符合要求,開始累計照明時間,每滿1小時將自動記錄累加的時間自動顯示在照明回路的動態畫面上。(4)趨勢記錄:是指在選定的時間間隔內獲取并存儲測量值,以備隨后處理和顯示的過程。因此開關的各動態運行參數、能量管理參數及能耗均可自動記錄、儲存、列表,并定時打印,以便管理人員的查詢、管理和分析。
3系統優勢
在本工程中采用的西門子PLC控制系統具有以下優勢。(1)模塊化中型PLC 系統,滿足中、小規模的控制要求。(2)各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應自動化控制任務。(3)簡單實用的分布式結構和通用的網絡能力,使得應用十分靈活。(4)無風扇設計的結構,使用戶的維護更加簡便。(5)當控制任務增加時,可自由擴展。(5)大量的集成功能使它功能非常強勁
本工程設計的樓宇自控系統可提供對樓宇內各種HVAC等設備運行情況的監視、控制及管理,可節約運行能耗,延長設備的使用壽命,從而達到減少整個建筑生命周期內的費用支出。
4結語
總之,樓宇自動化控制系統是一個涉及面非常廣泛的學科,除了要在控制領域下功夫外,在設計和調試過程中認真對建筑、設備等專業工藝進行研究是十分重要的根據被控設備的工藝流程制定出一套科學合理的控制方案,達到節能的效果.可為建設資源節約型社會做出貢獻。
參考文獻
[1]JOHNSON:Metasys設計手冊〔M〕.北京:中國建筑工業出版社,2003.
[2]劉寶林.智能建筑技術資料集〔M〕.北京:中國建筑工業出版社,2003.
樓宇控制范文5
【關鍵詞】智能建筑樓宇;自動控制系統
智能建筑樓宇的自控系統采用了計算機技術、傳感技術、通訊技術、自動控制技術、網絡技術、電子技術以及多媒體技術等,并且以節能、簡潔、環保、實用、高效為目的,來最大程度滿足客戶的個性化需求。
1.智能建筑的產生以及發展
世界上公認的第一幢智能建筑是在1984年美國哈特福市的一座金融大廈改造成的。大廈內的建筑都實現了自動化的綜合管理,配有電梯系統、防火設備、計算機局域網絡系統和空調設備等,為人們提供了安全舒適的、高質量的、全面的綜合服務功能。我國的智能建筑興起于80年代后期,接著就在全國范圍內快速發展。北京的發展大廈是我國智能建筑的雛形,緊接著建成了上海金貿大廈、深圳帝王大廈、南京金鷹國際商城等一大批智能程度較高的大廈。現如今,智能大廈已經成為智能化城市和國際信息高速公路的網絡節點。
智能建筑是在一般的建筑基礎上,配置能夠實現智能化各種功能的若干種設施,組合成智能建筑系統,讓建筑實現智能化的服務。智能化建筑最突出的特點就是它的智能化。它采用多元信息傳輸、管理、監控及一體化集成等一系列的高新技術,實現資源、任務和信息的高度共享,達到高效、經濟的目標。
建筑樓宇自動化系統經典的體現了智能大廈的集成特點。智能大廈的內部含有大量但分散的給排水、空調、電梯、自動扶梯、照明、電力和防火等設備,需要通過各個子系統實現監控、測量和自動控制。各個子系統間可以互通信息,同時也可以獨立工作。各個子系統通過中央控制機實現最優控制和管理,來提高整座大廈的系統運行的安全性和可靠性。
2.智能樓宇技術的應用現狀
建筑樓宇的智能系統中要同時有電、暖、水、結構、建筑五大系統來共同工作。建筑樓宇的智能化系統在其中起著極其重要的作用。它充當紐帶把各個部分有機聯合起來來共同服務。以建筑作為基礎,系統中要有智能樓宇的安防監控、綜合布線、給排水和樓宇智能辦公系統。需要通過系統集成技術來把所有的子系統進行有機結合,來為用戶提供一個便捷、安全的生活環境。
現如今,全球的建筑智能樓宇技術發展的十分快速,人們已經足夠意識到這種發展在生活中的重要性。從學校到宿舍樓、從工廠到辦公室、從居家到單位智能樓宇技術的應用到處可見。人們引入建筑智能樓宇控制系統,為人們提供了生活和工作的便利性,還有效減少了能源的損耗,以最大效率的來節能減排。由于建筑采用了多種先進的樓宇自控系統,所以在系統的使用和維護方面都有很多的選擇方式。比如使用太陽能照明燈、自動空調控制系統、WIFI網絡環境、太陽能熱水器設備等。
3.建筑樓宇的智能控制系統
3.1樓宇控制系統的組成及功能
智能建筑之所以能夠稱為“智能”,主要是由于它將很多的人工智能都通過自動控制系統來實現。智能建筑樓宇控制系統一般由以下幾部分組成:電梯控制系統、給排水控制系統、空氣調節控制系統、電力與照明控制系統、安全防范控制系統、消防控制系統以及綜合布線系統。
智能建筑的電梯運行控制一般要采用變壓變頻調速、交流調壓調速方式,要提高傳統的運行控制性能,還要有效體現邏輯控制的智能性。
給排水系統一般包括生活排水系統、生活給水系統以及消防系統。排水系統主要的任務包括排水泵啟??刂?、集水坑水位檢測、排水泵的故障報警和水流狀態監測。給水系統的控制大多采用氣壓給水方式、水泵直接給水方式以及高位水箱給水方式。
空氣調節控制系統一般包會包括空氣加濕設備、空氣減濕冷卻設備以及空氣加熱設備。調節系統的安裝大多采用種中央空調和局部空調的方式??諝庹{節控制系統的任務是對公共建筑物和房間內的空氣的狀態參數進行調節,為人們提供一個濕度、溫度都適宜的生活和工作環境。
智能建筑對照明和電力系統的控制一般包括對各種電氣設備的檢修保養、對配電系統運行參數的及時檢測、照明系統的監控、對建筑物內用電量的管理和自動統計、對應急照明的啟??刂频?。
安全防范控制系統大多包括對講系統、閉路電視監控系統、防盜報警系統以及出入口監控系統等。
消防控制系統一般由火災自動報警系統、火災報警系統、消防聯動控制系統、火災探測器、消防專用電話系統以及消防廣播系統等組成。
綜合布線系統不僅能使數據設備、圖像設備、語音設備與交換設備,其他信息系統彼此相連,還能使這些設備與外部的通訊網絡連接。綜合布線系統大多數采用模塊化、星型拓撲設計。
3.2智能建筑控制系統的結構構成
自動控制,就是指在沒有人員直接參與的情況下,通過控制器來使設備自動按照預定好的規律運行。智能建筑的每一層的分系統都是采用自動控制的技術來進行監測、控制。毋庸置疑,計算機已經成為了自動控制技術重要的核心。
計算機的控制系統的工作原理有三個步驟,如下所示:(1)實時數據采集,就是對來自測量的變送裝置的被控值得的瞬時值來進行檢測與輸入。(2)實時控制決策。就是對收集到的被控量與給定量進行加法的運算,它的運算結果作為控制器需要進行調整的方向和數量值的輸入。(3)實時控制輸出。依據控制的決策,適時對執行機構發出控制的信號,完成控制的任務。
隨著自動控制技術的快速發展,智能建筑控制領域越來越重視集成的概念,智能建筑的控制系統中使用的最多的就是現場總線控制系統和分散的控制系統。
4.樓宇自控系統的設計方案----冷凍站系統的監控
需要進行監控的冷凍站系統設備包括冷卻水循環泵、冷凍水循環泵、自動補水泵、冷水機組、冷卻塔以及電動蝶閥等。監控的內容如下:
①依據之前安排好的工作以及節假日的時間表,定時啟停冷水組以及有關設備,來完成各設備的順序啟動和暫停。啟動順序:首先是冷卻塔風機、然后是冷卻水泵和冷凍水泵,最后是冷水機。停止的順序與啟動順序是完全相反的。
②測量冷卻水和冷凍水的供回水溫度。
③實時監測冷水的總供回水的壓力差,適當調節旁通閥門的開度,來保證穩定冷凍水的供回水壓差。
④監測各水泵、冷卻塔風機以及冷水機的運行狀態、手動\自動狀態以及故障報警,并且記錄她們的運行時間。
⑤實時監測冷凍水的供水流量。
5小結
中國西部大開發、加入WTO、世博會申請成功、申奧成功,尤其是數字城市的迅猛發展,都促使我國的智能建筑市場快速發展。隨著數字化城市的快速發展,城市的公用信息平臺的形成對建筑的信息化和智能化的要求也不斷增多,長房、商用、辦公和居住等多種建筑形成的數字化園區、數字化街區以及數字化建筑群不斷涌現,導致智能建筑由單體向智能化建筑群發展。
【參考文獻】
[1] 周寶賞.淺談智能建筑樓宇自動控制系統[J].城市建設理論研究,2013(24):27-28.
[2] 陳宏.智能建筑樓宇自動化控制系統的探討[J].城市建設,2010(13):6-7.
樓宇控制范文6
隨著時代的不斷發展,樓宇的設計中也逐漸加入了智能的因素,在智能化發展的趨勢下,樓宇自動化控制系統在建筑行業得到了廣泛的應用。在實際的建工工程中,自動化系統不斷走向發展與完善,但是關于樓宇自動化控制系統的失敗案例也有不少,這就要求我們在實際工作中對自動控制系統進行進一步的完善。本文就對樓宇的自動化控制系統進行了深入淺出的分析與探討,希望能為樓宇建設的自動化系統控制的相關設計提供一些參考。
【關鍵詞】自動化 控制系統 完善
近年來我國的經濟建設得到高速的發展,樓宇的建設開始全面開展,同時也帶動了樓宇自動化系統控制建設的發展。樓宇自動化控制系統主要包括四大部分,包括主機、現場監控器、通信網絡和儀表。樓宇自動化系統對建筑內的何磊設備進行監控,保證了運行的安全、可靠,同時還能節省人力和物力。但是,因為我國的樓宇自動化控制的發展比較晚,在設計和施工等方面還只是處于初級發展階段,在具體的設計和施工方面還存在著很多不合理的地方,所以會有運行不良、使用壽命短等問題的出現。所以,根據實際情況,我們要針對樓宇自動化設計的特點對相關的管理功能進行選擇,同時還要在實際的工作中積累關于自動化控制的相關經驗,使系統設計得到相應的完善,使樓宇自動化控制系統真正的發揮出相應的功能。
1 簡述自動化控制系統有哪些基本的功能
在樓宇自動化系統設計中采用的數據通常情況下都是根據自動采集而來的數據,這些數據可以作為系統運行的一種參數,對運行情況進行自我監控,對系統中的各個指標進行全方位的調動,進而實現和創造經濟效益和相應的社會效益。
1.1 自動化系統具有數據自動采集的功能
對現地控制單位之間傳送的數據進行的處理和存儲要建立在系統數據庫的基礎之上,用上位計算機對系統的相關參數進行分析,從而形成系統運行的參數。在數據庫中提取的數據資料可以對自動控制進行調節,通過本身的記錄、檢索等功能為系統的工作人員的靈活調用作為參考。
1.2 自動化系統具有自動監控與調節的功能
想要提高系統的監控水平和調節水平,可以達到減少對系統操作失誤的目的。但是,系統具有本身的復雜性,人工的監控是難以達到要求的,所以就需要自動監控和調節功能的開發與利用。對各種功能設置模擬操作系統,這個系統的設置要建立在數據科學合理的基礎上。將自動系統的指令設置在屏幕顯示器上,根據計算機屏幕顯示執行的步驟,這樣就可以對系統運行進行一目了然的監控了。
1.3 總動畫系統具有現地控制單元的功能
這個功能應該在自動化操作系統中某個環節的后面,進行現地的現實和處理,同時將操作的具體情況傳到主控層。主控等再根據指令對是否滿足指令的條件進行分析。最后按照發出的指令將硬件運行到相應的位置上?,F地控制一般都會設置權限開關,根據開關實現遠程的切換,同時依然可以使用手動的方式進行輔的操作,手動操作還可以解決特殊情況下的燃眉之急。
2 對數據采集的設計
在對自動化系統進行上述三項基本功能的設計的時候,一定要體現出系統基本功能之間的共通性,還要對這些功能進行合理的處理,使自動化控制功能的適用性能夠得到相應的提高。
2.1 對數據采集的設計
在對系統數據進行采集之前要做到有針對性的進行采集,對自動化控制系統數據進行采集之后,要及時將數據傳送到上位計算機中,實現系統運行的實時監控,這些數據可以作為盤點系統運行是否正常的重要依據。對系統的數據采集可以用單端隔離的模擬量進行輸入卡,用波形檢測的方式對系統自動收集的數據進行分析與監控,同時,必須要設置好采集范圍和輸出通道。
對數據進行采集設計時要做到對數據保存情況的實時顯示。在對軟件進行設計的時候還要對校本程序進行編譯,同時用人機界面對數據的幾率、存儲等情況進行顯示,最后將軟件和數據可連接起來。這種功能使數據記錄和存取的便利性得到大大的提高,同時還完成了對數據可的屬性設置。
值得一提的是,對數據進行采集的時候要遵循一個重要的原則,探測元件與要采集的內體要盡量靠近,以減少傳導中的誤差,避免這些誤差對數據真實性的影響。在傳輸中還可以使用光纖等新技術,這種新技術的應用可以達到準確的目的同時又不會使誤差造成系統的誤動作。
2.2 監控設計
在自動化系統中的監控最常見的方式有三種:遠程監控方式、集中監控方式和現場總線監控方式。其中幾種監控方式便于系統運行的維護管理,對系統的設計比較容易,也沒有較高的要求和標準。遠程監控方式的優點主要有對資源能夠起到節約監控的目的,同時具有較高的可靠性,并且在實際的應用中可以體現出組態靈活的優勢,還可以實現對電纜、附屬材料的節約利用?,F場總線監控方式是當今條件下一種比較符合時代特征的監控方式,它可以實現遠程監控,使監控的連接線路縮短,在這種方式上可以很好的體現出智能化的特點。同時為網絡控制系統的發展奠定了基礎。
2.3 現地控制單元
自動化系統現地控制單元的實際采用了計算機軟件和硬件等先進的技術,確保了各項標準都能符合指標要求。隨著科技的不斷發展,計算機在不斷的更新換代,系統的規模也應該隨著計算機的更型換代得到擴展與升級,維護方面要具備自我診斷和自我恢復的功能,避免因為人員操作失誤造成的損失?,F地控制單元的設計主要包括對機組設備的調節和將控制;對機組控制單元順序的控制;數據通信要保持通暢;要有自我診斷的功能。
3 結語
綜上所述,對自動化控制系統進行設計的時候,要將采集到的數據及時的輸送到上位計算機中,對整個運行流程實現實時監控,根據數據對系統運行狀況進行判斷。還要根據各種方式的運用,使系統工作的效率得到提高,減少維護故障率,在新技術的幫助下,實現計算機對整個系統的配置與設計。
參考文獻
[1]張雪峰.樓宇自動化控制系統的IP化發展分析[J].智能建筑電氣技術,2012(6).
[2]楊慕鐵.淺析如何完善樓宇自動化控制系統設計[J].福建建材,2013(6).
[3]何宇紅.樓宇自動化控制系統工程設計探析[J].科技與企業,2012(10).
作者簡介
汪詩雯(1985-),女,安徽省歙縣人。大學本科學歷。現為柳州市人民醫院助理工程師。主要研究方向為電子信息工程。