樓宇自動化范例6篇

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樓宇自動化范文1

關鍵詞 智能樓宇;自動化監控;研究

中圖分類號TU85 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)77-0093-02

建筑物能夠為企業提供優良的辦公環境,滿足了日常經營及辦公作業的要求。隨著商業經濟的快速發展,自動化監控系統開始融入建筑結構,為辦公人員提供了多功能操作模塊,加快了日常辦公效率的提升。智能樓宇自動化監控系統是高科技建筑的重要組成,內部設置了多個功能模塊,掌握智能樓宇的監控功能是很關鍵的。

1 智能樓宇的推廣

智能樓宇是信息時代和計算機應用科學的必然產物,是現代高科技與建筑完美的結合。一般被認為是利用系統集成方法,將計算機技術、通訊技術、信息技術和建筑藝術有機結合,通過對設備的自動監控,對信息資源的管理和對使用者的信息服務及其建筑的優化組合,所獲得的投資合理、適合信息社會要求并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活特點的建筑物。鑒于商業經濟時代到來,智能樓宇開始朝著多方面應用發展,涉及到商業建筑、民用建筑、工業建筑等多個方面。

2 智能樓宇自動化監控系統

智能樓宇的應用價值在不斷提升,但同樣也面臨著各種應用方面的難題,管理不當極有可能引起各種意外性事故。因此,從使用功能角度考慮,需對智能樓宇設計自動化監控系統,靈活地運用先進科技輔助建筑物的監控管理。

1)數字系統。智能樓宇自動監控需要掌握詳細地建筑狀況,從宏觀上控制樓宇區域的實際動態,這樣才能保證樓宇自動化控制功能的發揮,如圖1。數字系統是樓宇監控的重要組成,其通過數字信號之間的轉換,形成多方向的數據層面。使圖像經過處理后變化為數字信號,方便了監控系統的信號傳輸;

圖1 數字信號傳輸的流程

2)報警系統。監控系統可感應到樓宇區域的異常信號,及時將情況反饋給管理中心,提醒安保人員或技術人員采取必要的措施。報警系統安裝于監控中心,在感應到異常狀況后,第一時間作出報警動作,提醒控制中心安排人員進行處理。如:樓宇內電氣設備發生故障,可提醒檢修人員到達現場處理;

3)對講系統。自動化監控模式中引用對講系統,主要是為了方便人員之間的溝通交流,使樓宇各個層面管理人員的交流更加方便,如圖2。對講系統本質上是通信系統的運用,使信號傳輸操作更加便捷。如:監控中心人員通過計算機平臺監控樓宇狀況,當發現一些安全隱患或故障隱患之后,可用對講系統匯報給管理人員;

4)調控系統?;诮ㄖ萍紬l件下建造的智能樓宇,在功能上能滿足廣大業主的使用要求,在控制方面的要求也更加嚴格。自動化監控還需配備多功能控制系統,用以完成各項操作,避免系統控制不當造成的不良影響。調控系統要求智能樓宇規劃者,靈活地應用計算機、通信、傳感等技術,合理地控制監控系統。

圖2 智能樓宇對講系統

3 監控系統的維護

智能樓宇是一個邊沿叉性的學科,涉及計算機技術、自動控制、通訊技術、建筑技術等,并且有越來越多的新技術在智能樓宇中應用。未來自動監控系統在智能樓宇中的應用更加廣泛,物業公司更應提供優越的管理服務,保證監控系統持久且正常的發揮監控功能。樓宇自動化改造之后,其維護工作需注意:定期檢查自動化設備的狀態,解決系統故障問題;對舊控制系統進行改良設計,引用高科技產品服務樓宇監控;加強業主的安全宣傳,提高業主的安全防護意識。

4 結論

智能樓宇是新型建筑物結構的重要形式,其通過自動控制系統實現了多功能改造,解決了樓宇管理控制的各種難題。針對樓宇自動化改造的實際需要,應積極引用各種先進的控制設備,建立多功能樓宇監控系統。

參考文獻

[1]劉瑤.淺談樓宇智能化控制系統架構[J].中國新技術新產品,2010(11).

[2]吳棟,葛寶榮.關于智能建筑樓宇自控系統的研究[J].中國新技術新產品,2010(6).

[3]李穎.淺談智能建筑樓宇自動控制系統[J].中國科技信息,2009(4).

[4]謝衛東.淺析樓宇自動化系統對建筑的監控管理[J].民營科技,2011(1).

樓宇自動化范文2

關鍵詞:樓宇自動化 樓宇智能化 電氣自動化

中圖分類號:F407.6 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)04(a)-0001-01

伴隨著社會經濟和科學的飛速發展,信息技術幾乎與人們的生活密不可分,這也預示著人類的生活水平得到了明顯的提高,隨之而來的是人們對生活質量的要求也就更高了。雖然電話、手機、電腦等已經相繼進入人們的家庭生活,但是人們又提出了現代住宅智能化的要求[1]。住宅智能化主要是為人們提供一個安全、舒適、怡人的生活環境,其主要體現在家庭辦公自動化當中。

1 樓宇自動化的系統設計原理

樓宇自動化系統設計內容主要包括新風機組、通風機組、給排水系統、冷凍機設備、空調調節機組以及供配電的監視和控制[2]。除此之外,樓宇自動化系統集成處理還要保證安保系統、火警報警系統、自動控制系統等絕對正常,對于火災的報警信號和報警數據要反映到樓宇控制室和消防控制室,做到了雙重保險[3]。在我國,消防部門也有明確規定,自動控制系統和火災報警要共同完成火災報警自動控制,如果真的發生火災,那么報警數據會經過聯動系統,再通過廣播的形式傳播出去,這樣就會更好的疏散人群減少人們生命財的損失。

在建筑專業能源設備管理學科等方面均涉及到了建筑節能的應用,其中,采暖和房建空調對調控室內溫度起到重要的作用。選擇合理的建筑裝飾和布局結構可以達到節約能源減少浪費的目的,根據這個要求制定采暖和房建空調的運行方案。合理調節室內溫度,減少浪費資源,通過相關數據表明,建筑的絕大部分能耗都取決于建筑節能設備,所以,在未來選擇設備的時候,首先要考慮節能設備。在建筑能源管理中,有效應用自動化管理系統對實現我國能源先進技術起到推動作用。建筑能源管理自動化系統的主要功能有收集、處理、顯示、儲存,優化能源設備運行,輔助處理和故障預警等。全方位的考慮和研究建筑設計規劃,多去探索建筑的影響因素,要建造理想的節能建筑,必須先考慮建筑布局、建筑材料等是否符合標準。根據設計場地的地形、地貌、地況采取合理有效地措施,充分的利用任何可以利用的資源,提高資源的利用率,把建筑節能設計這份工作發揮到極致。

2 樓宇自動化的應用――以排水系統為例

我國絕大部分建筑物的排水系統都是應用古老的設計方法,將排水指令歸攏到強電專業去統一控制。根據水位的高低污水池中的液位計會自動發出信號,這樣統一控制污水的配電盤就會控制污水的啟動或停止。在污水監控系統運行中樓宇自動化系統的應用起到了不可忽視的作用,不但可以有效地監測污水泵的參數變化,也可以觀察其運行狀態。對于驅動設備,如水泵這樣的排水設備,通過熱繼電器的輔助觸點和監測斷路器,監控系統可以判斷電機是否運行、短路或發生超負荷故障,通過液位傳感器,監控系統還可以監測污水池的液位變化,并清楚的了解排水監控設備是否損壞。如果機械設備哪里有損壞或者出現故障需要維修時,監控系統就會及時并準確的報告機械出現故障的部位,明確發生故障的原因和類型,及時的解除故障,從而使機械恢復正常工作[2]。

排水系統有功能如下:(1)跟蹤監測污水泵工作情況,故障通知和手自動狀態,發生故障時及時發出警告;(2)做到現場控制以及遠程操作;(3)控制污水泵是否工作;(4)根據污水水量操作污水泵,污水過量及時報警以防外流;(5)建立了良好的系統間通信網絡;(6)監控界面顯示的彩色圖形,記錄各種報警、狀態、參數、歷史數據等。

樓宇自動化系統采用集散控制系統,以通信網絡的形式轉送不同信息工作,保護和監測被控制設備,從而達到完善控制體系,優化處理。樓字控制室計算機監控軟件裝有很多很先進軟件的管理機器,它具有很強的通信功能。監測儀表控制分散之后,避免了機器與人聯系困難,管理無法統一。把集中操作管理和分散控制思想充分的展現了出來,使人與機器更好的融合。

3 樓宇自動化控制的發展方向

智能建筑是由多個系統組合而成的整體,其特點為非單一性,結合了樓宇自動化、通信自動化等多個系統的優點,從而建造出一個環境舒適、設備功能全面和方便安全的生活空間。對建筑設備有效實施樓宇自動化可以優化其運行狀況,減少建筑設備的消耗量,提升自動化設備的管理水平和增加自動化功能,減少運行費用,進而能夠為人們提供更加滿意的居住環境和辦公環境,保證工作人員的辦公效率,推動我國經濟的發展。

與傳統的樓宇建設相比現代樓宇自動化系統更加符合現代化建設的要求,現代樓宇自動化有效的保證系統與設備相互完善、共同發展,采用數字化系統實施監控,及時有效的將中心指令轉送至整個系統,同時也實現了反饋信息至控制中心的準確性,從而實現了實時、持續、有效管理和控制整個系統的操作。除此之外,也會不間斷的增加系統的聯動性,控制與控制中心相連各個系統,從而實現各種預設方案,增加整個系統的可靠性與安全性,保證信息數據的準確性和完整性。

4 結語

本文通過對樓宇自動化系統設計原理進行分析,并以樓宇自動化在排水系統中的應用為例,為確定樓宇自動化發展方向提供了參考。因此,在生活中有效實現樓宇自動化可為人們的生活提供便捷、安全的環境,對推動我國建筑行業的可持續發展也具有非常重要的作用。

參考文獻

[1] 白建國.智能建筑樓宇自動化綜合管理系統的設計與實現[D].南開大學,2011.

[2] 杜東偉,張凱.樓宇自動化淺析及其應用探討[J].科技與企業,2013(8):76.

樓宇自動化范文3

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。

樓宇自動化范文4

關鍵詞:智能樓宇;樓宇自動化系統;樓宇自控系統設計;

中圖分類號:F470.6 文獻標識碼:A

引言

樓宇自動化控制系統(Building Automation System,簡稱:BAS)是將建筑物內的空調、給排水、電力、電梯、消防等眾多分散設備的運行、安全和能源使用狀況實行集中監視、管理和分散控制的管理控制系統,它由中央工作站、通信網絡、DDC控制器及各類傳感器和執行調節機構所組成。本文介紹了BAS系統的組成和架構,在此基礎上闡述了BAS系統的主要設計步驟和方法,并結合自主設計的YEPEF-LY-V1.0樓宇自控系統的實例給出了詳細的設計方案。

2、系統組成

BAS系統包括三級內容:第一級是中央工作站,主要由主機、顯示器以及一些設備所組成,它直接與以太網相連。第二級是直接數字控制器(DDC),第三級是安裝在現場的各類檢測元件和傳感器以及執行調節機構。管理層網絡運行支持TCP/IP協議,中央工作站通過網絡將信息傳輸到系統中任何需要的地方?,F場控制網絡采用的是BACnet通信協議,可獨立地完成控制任務。BACnet是由一個建筑管理、系統用戶、系統集成商組成的聯合體提出的正式的、非專有的開放協議通信標準,它定義了系統各部分共享數據的所有規則,包含如何實現數據共享、信息如何解釋等。

圖1BAS系統組成

(1)中央工作站:包括PC機、設備(顯示終端、打印機等)。

(2)DDC:是以微處理器為基礎的可編程直接數字控制器(DDC),它接收檢測元件和傳感器采集的信號,通過事先設計編制好的控制程序,執行相應的判斷和處理,向執行調節機構發送控制信號。DDC同時與中央工作站通信、DDC與DDC之間進行點對點通信,共享信息資源。它有AI(模擬量輸入)、AO(模擬量輸出)、DI(數字量輸入)、DO(數字量輸出)四種輸入輸出接口。

其中:

AI-模擬量輸入接口,接收檢測元件和傳感器采集的信號,通常輸入0~10V或4~20mA的直流信號。

AO-模擬量輸出接口,控制執行調節機構,通常輸出0~10V或4~20mA的直流信號。

DI-數字量輸入接口,采集外部觸點(或開關)閉合或斷開的狀態、脈沖計數等。

DO-數字量輸出接口,控制設備的運行和啟停。

(3)檢測元件和傳感器、執行調節機構:檢測元件和傳感器包括各種敏感元件、變送器、觸點和開關,檢測并采集各類型的參數,并將信號反饋至各分站控制器。執行調節機構接受DDC控制器發出的控制信號,控制調節現場設備的運行。

3、系統設計

3.1 設計流程

首先,確定系統所要達到的控制目標、需要監控設備的種類、數量和分布,設計系統總控制網絡圖。其次,確定各子系統的控制方案及所要達到的控制目的,設計各子系統控制網絡圖。在確定被控設備的數量及相應的控制方案后,統計并確定被控設備的監控點數,繪制平面布置及其走線圖。最后,項目具體實施工作。

設計步驟:

確定系統的控制范圍和要求,需要監控設備的種類、數量和分布。

設計系統總控制網絡圖。

設計各子系統的架構方案和子系統之間的連接方式、子系統與其它部分的接口。

設計各子系統控制網絡圖

(5)統計監控點(AI、AO、DI、DO)的數量,根據監控點數和實際分布狀況,設計各分站的監控區域。

(6)選擇檢測元件和傳感器、執行調節機構。

(7)選擇系統設備。

(8)系統實施。

3.2子系統

(1)空調系統:分為風系統和水系統。其中風系統包括新風空調機組、新/回風空調機組、變風量空調機組。水系統包括冷凍機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、熱交換器、熱水一次水泵、熱泵機組

新風溫度傳感器用于測量管路中的液體溫度或風道內的氣體溫度,輸出信號為0~10V的電壓信號或4~20mA電流信號,接至控制器(DDC)的AI接口。通過新風、回風的溫度控制新風閥打開的程度,接至DDC的AO接口。壓差開關用于檢測濾塵網前后風的壓力,它是一種數字的輸入設備,接至DDC的DI接口。表冷器可根據不同的設定溫度和室外的溫度,注入熱水或冷水,從而加熱或冷卻空氣。風機接至DDC的DO接口控制啟停。

水泵接至DDC的DO接口控制啟停,水閥接至DDC的AO接口控制打開的角度。通過回風溫度控制冷凍水供水閥的開度,通過冷凍水供水溫度控制冷凍水旁通閥的開度。當冷卻水回水溫度不能保證時,則自動起動冷卻塔風機。

(2)給排水系統:各類水泵、各類水箱

給排水系統的設備耗能分為兩個方面:水能和電能的損耗。給水的能耗主要包括生活用水的能耗和消防用水的能耗,用電能耗主要集中在水泵運轉與消防自動噴淋系統,水泵的耗電量與建筑物用水量呈正相關,噴淋系統用電與系統設計功率正相關。

(3)電力系統:照明控制、高/低壓信號測量、備用發電機組

系統管理中心提供對于建筑物內的高低配電房及所有變配電設備的監視報警、管理和自動控制,提供對于重要電氣設備的控制程序、時間程序和相應的聯動程序。

(4)電梯系統

電梯系統根據功能不同,數量和類型也不同。根據電梯的運行需求,對電梯的啟停進行時間程序設定。

(5)保安、門禁系統等。

3.3 設計方案

YEPEF-LY-V1.0系統是由我廠自主研發的一套BAS系統,系統架構如圖2所示。本系統包括2臺上位機、2套DDC控制器、6套受控模塊。系統設中央工作站,由2臺計算機(含管理計算機)聯網組成。硬件采用安裝Windows XP專業版操作系統的主流配置的PC機,軟件采用行業常用廠商(如西門子、霍尼韋爾、研華等)的監控軟件。下設數字控制器(DDC),各DDC控制器以控制總線連接到中央工作站,實現聯網控制。DDC受控模塊自主研發設計,通過上位機可實時監控各受控模塊。中央工作站的主機與各DDC控制器之間可以通信,也可以相互交換傳遞信息。當系統出現異常情況時,會自動報警并記錄。

圖2系統架構圖

DDC控制器通過AI接口和DI接口實時采集數據,經運算處理后發出控制信號,并通過AO接口和DO接口直接控制受控模塊,DDC控制器采用24VDC電源供電。輸入信號類型包含0~10VDC和0~20mADC模擬量信號輸入、無源開關量信號輸入。輸出信號類型包含數字量輸出、0~20mADC模擬量信號輸出。

4 結束語

本文對BAS系統的構成作了簡要的介紹,闡述了系統設計的步驟和方法,對BAS系統做出了概要設計,給出了具體設計方案。系統經實際測試和試用,運行效果穩定、良好,有較強的現實意義。

參考文獻

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[4] 瞿友漢. 數字化樓宇中的自動監控系統設計與實現[D]. 湖南大學 2011.

樓宇自動化范文5

關鍵詞:樓宇自動化系統METASYS方案說明

1、METASYS系統概述

METASYS智能管理系統專為各類建筑中所有設備的監測、控制和集中管理而設計,該系統的開放性、靈活性、可靠性及高質量,集中體現了樓宇管理與控制的最新潮流。

METASYS是一個集中管理、分散控制系統,因而它更高效,更可靠,提高了系統的容錯能力。METASYS是模塊化系統,易于擴展,因而將來的需要并不會損失今日的投資。METASYS具備很強的聯網能力,可以與任一家愿意開放其通訊協議的產品或系統實現聯網,從而使用戶很方便地在任何地方,任一臺操作站上,對所有設備或子系統了如指掌,大大提高管理水平及工作效率。

METASYS完全符合工業標準,它的設計立足現在,面向未來,適應軟件及硬件的不斷發展。用戶投資于江森公司的METASYS是明智及長遠的選擇。

以下從硬件結構及軟件功能兩方面分別作詳細的介紹。

⑴硬件結構

①概述:

METASYS的硬件系統是由操作站(OWS),網絡控制器(NCU)及各種直接數字控制器(DDC)所構成的一種智能化控制網絡。

②網絡通訊

以太網(Ethernet/IP)作為一種應用越來越廣泛的網絡形式已被超過80%的局域網使用。它具有優良的性價比及易于安裝的特性。以太網的通訊協議(TCP/IP)為開放式系統提供了物理及數據連接層通訊的參考模式。它的通訊速率為10Mbps,即每秒可傳遞大約250頁文本所包含的信息。使用以太網具有以下優勢:

數據傳輸的高效率及穩定性

靈活的布線和設備聯結方式:可聯結高速以太網、FDDI、令牌環網、ATM等

低成本

可互相兼容的設備及拓補形式:由于以太網的使用廣泛性,可以很容易的將其他廠家設備或系統通過它互相聯結

易于安裝及擴展

減少維修成本

以太網的網絡拓補結構可為星型、總線型或混合型。星型結構的組成是通過非屏蔽雙絞線或光纖將各個節點連接至位于網絡中心的集線器上,該集線器可放置于建筑中任何方便的線架上。它的優點是易于隔離及修復出現故障的節點,缺點是比總線形式需要更多的安裝線材。在這三種結構中星型結構適用于NCM與OWS位置較遠的系統,總線型結構適用于NCM與OWS位置較近的系統,而混合性結構適用于NCM與OWS位置有遠有近的系統。

操作站及網絡控制單元之間最常用的連接方式是N1通訊網絡,其通訊方式為Ethernet/IP。N1網上各節點之間的數據交換采用點對點(peertopeer)方式,各節點均具備動態數據訪問(DynamicDataAccess)功能,即無論N1網上任何操作站或任一NCU上,均可以對全部的數據實現檢測或控制。

在某些場合,用戶可能需要用到拔號式(Dia-up)通訊方式,用以監控遠處的控制系統,這時可以通過調制解調器,設置遠程操作站。

N2通訊總線是一種現場存取網絡,它連接控制器及接口模塊至網絡控制器。N2總線使用主/從式通訊協議,NCU是主導,N2總線設備(DDC)是從屬。N2總線使用Opto-22optimumx®通訊協議,并且已被證明其優越性。N2總線遵循EIA,RS-485電氣標準。)

③聯網能力

對于樓宇系統的設計和管理者來說,真正的挑戰是:怎樣利用所有子系統的能力?怎樣有效地管理它們,從而提供一個高質量的辦公環境?METASYS系統使上述問題迎刃而解。各個不相聯系,甚至是來自不同公司的系統,通過METASYS被恰當地聯系在一起,變成一個系統的集成。各系統相對獨立,自成體系,必要時相互配合,實現聯鎖控制,從任何地方,任一臺操作站上,都可以收集到全部的數據。操作員從一臺操作站上,便可以了解全樓各個角落中任一系統的運作情況,一旦有故障發生便可立即作出反應,甚至客戶還未感覺到任何不妥,問題便已經解決了。

美國江森公司作為美國Ashear學會發起者之一,其Metasys系統已能與超過75個公司(其中包括Carrier,York,Trane,ABB,Libert等)的子系統實現聯網,并已完成2000多個聯網項目。我們隨時準備為用戶實現METASY與任何愿意開放其通訊協議的公司產品聯網。

④操作站

操作站為IBM或其他品牌標準個人電腦,操作站提供視窗化的,高水平人機界面,用戶可選擇中文或英文操作。

它以微軟公司的Windows為運行環境,允許Windows支持的其他軟件同時運行。并可以與他們進行動態的數據交換(DDE)。例如您可以用已熟悉的MicrosoftExce來處理數據,做出一系列的統計表。

它可編程及產生數據庫,并直接下傳程序至各控制器。它可備份數據庫、存儲點的歷史記錄、趨勢分析、操作員進入/退出記錄、以及報警記錄等。

METASYS界面操作全部視窗化,無需記憶操作指令。它的網絡圖猶如一張聯絡圖,表示出所有監控設備及其相互關系,操作員只要調出METASYS應用程序,便一目了然:哪個系統為哪一樓層服務;哪些設備為哪些區域服務等。METASYS使用了一種分布于整個網絡、面向目標的軟件體系。只依靠鼠標操作,便可走遍整個建筑。它用圖形顯示建筑物的各樓層平面和設備簡圖,并通過鮮艷的色彩和動態數據顯示、報告所監控的點的信息。

網絡中任一個操作站均可以存取整個網絡的所有信息,各操作站可同時使用。

⑤記錄/報警打印機

打印機用于系統操作的記錄。每臺打印機的記錄內容可根據用戶要求設定,而記錄格式在調試階段即可定義。

⑥網絡控制器(NCU)

網絡控制器(NCU)是一種高性能的現場盤,它由一系列可兼容的電子智能化模塊所構成。它可以實現復雜高性能控制的任何控制程序,同時也可以協調通信網絡中各獨立的DDC控制器,為它們提供報警監視和綜合控制功能。NCU可脫離任何上位機(如個人電腦),獨立承擔控制及通訊功能。

網絡控制模塊(NCM)是NCU的主要部件,它裝備高速80386微處理器,其內存(RAM)可由8MB擴展至10MB,它帶有自診斷功能,并有72小時后備電池。

NCU上備有多種簡單而通用的系統接口,供操作人員使用。第一個接口是標準RS-232連接件,可連接手提計算機或輸出打印機;第二個接口是手提網絡終端接口,網絡終端象操作站一樣,能夠存取網絡中的所有信息;第三個接口可用于調制解調器,用于遠程監視或打印。

NCU能支持多用戶環境,就是說,任意多少位操作員都可同時存取NCU中的信息。

METASYS的5級密碼口令,不僅對操作站提供保護,對NCU上的操作員接口,也同樣使用一致的密碼信息。

⑦直接數字控制器(DX-9100-8154/XT-XP模塊)

直接數字式控制器(DDC)是METASYS系統的最前線裝置,它分布于建筑物內各處的設備現場,如空調機房,水泵房,冷凍站等。DDC連接于METASYS的N2總線,NCU及操作站均可對它們實現上位機的超越控制。

直接數字式控制器(DDC)是METASYS系統的最前線裝置,它分布于建筑物內各處的設備現場,如空調機房,水泵房等。DDC連接于METASYS的N2總線,NCU及操作站均可對它們實現上位機的超越控制。

目前最常用的DX-9100控制器是一個模塊化,可擴展,在現場具有顯示及操作能力的控制器。它的基本配置為8AI,8DI,2AO及6DO,共為24點,根據現場需要可增加各類型點的擴展模塊,最多可擴展64個點。

DX-9100的軟件功能十分齊全,可實現各種現場控制要求。其操作系統包括實時功能,12個可編程模塊,及PLC邏輯運算模塊。由于它是由一個個功能模塊所構成,其圖形化的編程工具使得程序設計異常簡單。用戶只要簡單地調用圖塊,填寫參數,控制程序便自動生成。所有的編程均可在METASYS操作站完成,并直接下傳至DX-9100。它除了完成各種運算及PID回路控制功能外,還具備多級控制及統計功能;其PLC邏輯運算模塊,具備一般PLC控制器的功能;其實時功能可同時設置多達8個時間控制程序,每個時間控制程序,可針對星期一至星期日及特定的一些公眾假期,分別設定不同的啟動/關閉時間。如此強大的軟件功能,決定了DDC具有獨立運作的功能,當中央操作站故障,網絡控制器故障或通訊線斷線,都不會影響其操作。

⑧現場設備

現場設備包括傳送器,變送器,風閥執行器等,它們均直接與DDC連接。

⑨程序存貯器

NCU和DX的存貯器采用EEPROM,EPROM及RAM。

系統構成和控制程序存貯在EEPROM和EPROM中,在掉電期間,程序仍可保持。實時時鐘和功能存貯于RAM中,帶有后備電池(NCU中可維持72小時,DX中可維持1年)。存貯器分配的原則是當偶爾在線變更某些參數時,盡量減少對控制器操作的干擾。在METASYS中,許多用戶變更,甚至是統計數據分析,均可以在線進行。

這種安排使得控制器既能提供足夠的內存(從而滿足設備管理系統的各種控制功能的需要),又不至于花費太大。假如控制器掉電超過72小時,保存在NCU之RAM中的數據將會丟失,這時,METASYS會自動通過高速N1總線,將數據自動地由操作站下傳到NCU中。

⑩系統的運行環境要求及用電量

DX-9100控制器(DDC):

工作環境要求:0~50℃(32~120℉),相對濕度10~90%不結露。

用電量:24VAC,50/60Hz,10VA

XT及XP模塊:

工作環境要求:0~50℃(32~120℉),相對濕度10~90%不結露。

用電量:24VAC,50/60Hz,5.5VA

⑵軟件功能說明

各種不同功能的軟件,構成了完整的METASYS操作系統。

主要軟件功能如下;

摘要(各類報告清單)

密碼保護(5級)

用戶編程(圖形化編程語言)

狀態改變報告

報警信息報告

報告分組/報警管理

監控點歷史

動態趨勢分析

累積、統計功能

數據庫下傳/上載功能

基于MicrosoftWindows之圖形化及操作站工作環境

能量管理控制

時間預定功能

設備循環啟/停保護

重大設備啟/停延時

供電恢復啟動程序

用電量限定/負載循環

(2.1)摘要(各類報告清單)

在METASYS中,用戶可以直接得到各種分類的報告清單,這些清單可以顯示于監視器上,也可以打印或存盤??梢灾苯诱{用的報告清單有16種,其中最常用的錄示如下:

監控點清單

報警點清單

嚴重級別報警點清單

脫機點清單

處于超越控制狀態下點的清單

禁止通訊點的清單

被鎖定點的清單

被定義于跟進文件中的報告

時間預定的時間表清單

假日時間預定的時間表清單

各監控點的高低限及死區值清單

以上報告清單根據用戶的指定,可以選擇針對網絡中所有點,也可以針對某一個系統中的監控點?;蜻x擇組甚至幾組中各系統中的監控點。

(2.2)密碼保護功能

Password

METASYS系統可提供五個等級,多達100個密碼口令,為網絡和操作站提供安全保障。

根據主管人員的指定,各操作員具有不同等級的口令,口令可限制所訪問的內容,具體為可訪問的監控點,口令也限制操作級別。

口令訪問在整個METASYS網絡中是一致的。無論操作員走到哪一臺操作站,或是在現場用手持式網絡終端,他只要使用自已的口令,便有相同的放行級別。當對口令系統進行增減或改變時,網絡中各操作裝置同一時間自動配合,而不需要在每個操作裝置作出更改。

對每個口令,系統提供一個自動退出時間,該時間可自由設定,范圍從1到1440分鐘。如果操作員離開前,忘記退出系統,設定的時間過后,系統會自動退出,繼續受到密碼保護。

各級口令的職能如下:

第5級──只可監視,檢查數據

第4級──第5級+操作員控制及預定

第3級──第4級+監控點參數的改變

第2級──第3級+數據庫增減

(2.3)用戶圖形化編程語言

GraphicProgrammingLanguage

用戶可以通過先進的圖形化編程語言,實現各種復雜的高級算法及超越控制。METASYS的圖形化編程語言通過圖形方式,使用戶以畫流程圖的方式,進行編程。它的特點是直觀、易懂、方便修改。

METASYS提供一系列已經證明可靠的圖形化程序,方便用戶直接調用。用戶可以在自己的程序中插入它們,也可以對它們進行修改。

(2.4)狀態改變報告

METASYS系統可提供所有雙態點的狀態改變記錄,該記錄可以輸出到打印機上,也可以直接報告至指定的操作站及磁盤文件。記錄顯示改變狀態的點的名稱。點的詳細說明及發生狀態改變的時間和日期。

(2.5)報警信息報告及報告分組/報警管理

ReportRouter/AlarmManager

METASYS具有完善的報警管理。操作站優先處理和首先顯示最重要的報警點,并且能夠有選擇地把不同的報警傳至位于網絡中任何位置的相應操作站,甚至傳到用拔號調制解調器聯結的遠程操作站。

報警管理提供報警打印,報警緩沖器及直接報告至指定的操作站和存儲文件,所有方式均滿足以下條件:

A)顯示報警點的名稱,點的詳細說明及發生報警的時間和日期。

B)報警依輕、緩、急,用戶可自行決定報警級別,以便更有效及快速處理嚴重的報警。本系統可將報警分為3類,其中又分4級。

C)作為A)的補充,用戶可對每個報警點增加報警信息,該報警信息可達65個字母(中文為30個字)。報警信息可明確提示操作員如何處理報警。比如采取什么措施,找什么人維修等。對于大型系統的管理者來說,管理上千個點,并及時處理報警,并非易事。給報警點增加報警信息這一功能,大大方便了操作者。

(2.6)監控點歷史

PointHistory

METASYS系統中所有監控點都自動產生一個歷史,該記錄存放在網絡控制器中。模擬點每30分鐘采樣一次,如有特殊需要,用戶指定一個PC文件,記錄將自動轉入該文件中,提供長期的歷史數據。雙態點可記錄10次開/關動作。每個點具備歷史這一特性,方便用戶隨時分析設備的性能,回顧故障或事件發生的時間,大大提高設備管理水平。

(2.7)動態趨勢分析

Trend

動態趨勢分析可應用于系統中的所有監控點,其采樣點數及采樣間隔(范圍1分鐘至120分鐘)均由用戶自已定義。

當監控點歷史不能滿足設備性能分析的要求時,可利用動態趨勢分析這一軟件功能。

與監控點歷史一樣,動態趨勢分析也存放于網絡控制器中。如需保存數據,用戶可指定一個PC文件。當采樣數接近規定的數值時,數據將自動轉入該PC文件中。

(2.8)累積、統計功能

各DDC及NCU均具備累積、統計功能。用戶可定義一個限額,當累積或統計值超過此值時,系統統可發出報警。該功能主要應用在以下幾個方面:

A)運行時間統計--如水泵、風機等的運行小時

B)模擬量及脈沖累積--如用電量

C)事件發生次數的統計--如某一段時間中,房間溫度超出高限的次數。

Totalization

(2.9)數據庫下傳/上載功能

METASYS系統中,所有DDC的現場控制程序,均可由操作給直接下載,不論何時,用戶可以從操作站上很方便地修改DDC的現場控制程序,并直接下載至DDC,而不需走到現場。

用戶通過操作站對系統數據所進行的任何增減及參數的修改,均直接儲存于網絡控制器中,系統的運行并不依賴于操作站。為防止現場數據(儲存于NCU中)的丟失或損壞,從操作站可實現數據的回傳?;貍鲾祿4嬖诓僮髡居脖P中,作為備份數據。

如果由于某種特殊原因,NCU掉電超過72小時,由于超出了NCU中可充電電池保持內存的最長時間,該網絡控制器的數據將會丟失。但是,一旦恢復供電,系統將自動從操作站將備份數據下載至NCU,保證系統正常工作。

(2.10)動態圖形顯示及操作站工作環境

Graphics

為使監控點的位置更直觀及便于對系統的分析,METASYS系統提供采色動態圖形顯示,包括樓層的平面圖及機電設備蝗系統示意圖。

1、操作員可通過菜單的選擇或直接從圖形上切換不同系統或平面的圖形。

2、圖形中所有監控點的數值或狀態是動態顯示,即顯示它們的實際位置和當前數值或狀態,各點是自動更新的。

3、操作站的工作環境是視窗化的,可同時顯示多幅圖形,便于對整個系統的操作進行分析。

4、當某點發出報警時,其所在的圖形會自動彈出,其中的報警點會以事先指定的顏色不斷閃爍,以提醒操作員報警點的位置。

(2.11)能量管理控制

為達到節約人力及能源的目的,METASYS提供各種常用的能量管理軟件,這些軟件自動運作不需操作員的介入。同時,它們又有足夠的靈活性,用戶可輕易進行定義及修改。其主要軟件時間預定功能,最佳啟/停功能,焓值切換功能,溫度設定點自動重置功能,制冷機組的自動組合及群8控功能,以及用電量限制功能等。

(2.12)時間預定功能

預定功能使得METASYS系統能按照操作員事先所安排的時間表自動運行,提高設備管理效率。

預定功能適用于設備的定時啟停,設定點定時修改控制程序的定時啟動,趨勢分析的起止,累積/統計的起/止及各種報告的定時打印,等等。

預定共有4種:正常日、替換日、節假日、及特殊日。用戶可定義一年的日歷。

(2.13)設備循環啟/停/及重大設備啟/停延時保護

Scheduling

為保證機電設備的使用壽命及避免不正確操作造成設備損壞,METASYS系統提供設備保護功能,限定1小時中設備的啟/停次數,并且可對設備設置啟/停延時,對每個控制點,用戶可以方便地設置。修改及取消該保護功能。

(2.14)供電恢復啟動程序

對重要的設備系統,如冷凍站,其設備的啟停需嚴格遵循一定的順序,為避免設備運行中動力電突然掉電,又突然恢復時,對設備造成損壞。METASYS提供供電恢復啟動程序,保證任何時候,設備都能按照其正確順序啟動。

(2.15)用電量限制/負載循環

DemandLimiting/LoadRolling

該軟件功能用于節約電費的目的,當用電量高峰時,系統可根據給定的限制,自動對指定負載進行定時的輪流開/關,以防止用電量超出規定的限額。

⑶系統運行性能(可靠性分析)

①可靠性定義

系統可靠性是指給定的一個周期時間減去非工作時間(檢修、待料等因素停工時間)與這個周期時間的比值。非工作時間開始于故障被確認時。這個概念可描述為正常運行時間與給定的運行時間的比值。特別指出,正常運行時間是指系統運行時間和可能需要運行(即待命)的時間總和。整個時間由正常運行時間(Uptime)和非工作時間(Downtime)組成,如下公式:

系統可靠性=正常運行時間/(正常運行時間+非工作時間)

以上等式是可靠性的定義標準。在這里非工作時間是指維修和返修產品所需要的平均時間。這個平均時間通常稱為平均修復時間,包括預計的時間及不可預計的時間。在正常的情況下,不論白天黑夜,我們的緊急反應時間不超過四個小時。

系統可靠性也被表示為平均修復時間(MTTR)和平均故障間隔時間(MTBF)。平均故障間隔時間是指系統可靠性的一個衡量尺度,平均修復時間是系統可維護性的一個衡量尺度。他們的關系如下:

系統可靠性=平均故障間隔時間/(平均故障間隔時間+平均修復時間)

②系統平均故障間隔時間的計算

該值等于保修期內系統累計運行時間除以保修故障點總數量。設備裝船到安裝開通大約二個月的時間未計入累計運行時間。

江森公司統計記錄在保修期內從現場返修部件的數量。一年故障概率(OYFP)被作為一個指標來描述系統的返修率,同樣設備的船期不計入運行時間。

系統平均故障間隔時間和一年故障概率的統計學的關系式為:

系統可靠性=(1-OYFP)=EXP[(-8760)/MTBF]

計算值概括如下表:

OYFP

MTBF

Availability

NCM(TheCPUboardinNCU)

7.52%

112053hrs

99.9964%

PWR(ThepowersupplyboardtoNCM)

6.25%

135733hrs

99.9971%

NCMorPWR

13.77%

59128hrs

99.9932%

RemoteI/Ounit(DX)

6.12%

138711hrs

99.9971%

RemoteManuaControPane

100%

注:電機啟動盤只包括開關、繼電器、接線端子,它的系統非工作時間實際上趨近為0。

2、系統方案及配置說明

我司對本系統的控制器配置基于如下原因采用一對一的分散式控制。原因①由于高級的控制需求導致控制過程相對復雜,因此使用集中的現場控制器對分散于樓中各處的機電設備將無法滿足采樣及控制需求;原因②使用分散的現場控制器將極大減少施工所需的管線數量及施工量;原因③分散的控制器將極大降低系統出現故障的概率,當控制器因人為破壞等不可預見的因素毀壞時不致影響過多現場設備的安全運行。

⑴暖通空調自控系統

暖通空調系統包括:冷熱源系統、空調機組,送排風系統相關設備等。以下將就各分系統的控制及采樣點位設置、設備配置、控制方式及功能作一詳細說明。

①冷熱源系統

由METASYS系統按每天預先編排的程序對設備進行優化控制,具體功能如下:

控制冷凍機啟停;

監測運行狀態;

監測冷凍機故障報警;

監測設備手/自動狀態;

控制冷凍水泵啟停;

監測冷凍水泵的運行狀態;

監測冷凍水泵故障報警;

監測冷凍水泵手/自動狀態;

控制冷卻水泵啟停;

監測冷卻水泵運行狀態;

監測冷卻水泵故障報警;

監測冷卻水泵手/自動狀態;

控制采暖水泵啟停;

監測采暖水泵運行狀態;

監測采暖水泵故障報警;

監測采暖水泵手/自動狀態;

監測冷卻塔高/低液位;

控制冷卻塔風機啟停;

冷卻水塔高/低液位報警;

測量冷凍水供/回水間的典型壓差;

測量冷凍水/采暖熱水供/回水溫度;

測量冷卻水供/回水溫度;

測量冷凍水回水流量;

通過量度冷凍水的總供/回水溫度和回水流量,計算出空調系統的冷負荷;

根據實際冷負荷來決定冷凍機的啟停組合及臺數,以便達至最佳的節能狀態;

根據機組啟停情況控制控制相關水泵及碟閥開關;

控制冷凍水旁通閥的開度,以維持要求的壓差;

根據冷卻塔運行臺數及運行方式控制相關碟閥開關;

冷凍機、冷凍水泵、冷卻水泵運行時間累積;

各聯動設備的啟停程序包括一個可調整的延遲時間功能,以便配合冷凍系統內各裝置的特性。各設備的啟停聯動順序為:

i啟動:電動蝶閥冷凍水泵冷卻水泵冷動機組;

ii停止:冷凍機冷凍水泵冷卻水泵電動蝶閥;

以上工作狀況可用文字或圖形顯示于彩色顯示屏上,也可通過打印機打印出來作為記錄。

通過安裝在冷凍機房內的網絡控制器(NCU)和直接數字式控制器DDC將按內部預先編寫的軟件程序來控制冷凍機啟停的臺數和相關設備的群控。

②空調機組

METASYS系統的監控功能如下:

監測風機手/自動轉換狀態,確認空調機組風機現是否處于樓宇自控系統控制之下,同時可減少故障報警的誤報率;

當機組處于樓宇自控系統控制時,可控制風機的啟停;

監測送風機壓差狀態,確認風機機械部分是否已正式投入運行,可區別機械部分與電氣部分的故障報警;

測量水盤管表面溫度,當溫度低于設定值(可調整)時觸發報警并聯動一系列的防凍保護動作,如關閉新風閥并打開水閥等;

調節新/回風閥門;

回風溫度監測;

回風濕度監測;

控制加濕器啟停;

通過測定回風溫度與設定點間的差值,實時計算并確定送風溫度的設定點,以滿足空調空間負荷需求;

通過對安裝于水盤管回水側二通電動調節閥的自動調整,實現對送風溫度設定點(可調整)的控制,保證空調機組供冷/熱量與所需冷/熱負荷相當,減少能源浪費;

通過測定回風濕度與設定點間的差值,實時計算并確定送風濕度的設定點;

安裝在機房內的直接數字式控制器(該控制器與現場設備是一對一的安裝及控制方式)將按內部預先編寫的軟件程序來滿足空調機的自動控制和操作順序。

以上工作狀況通過網絡通訊可將現場情況用文字或圖形顯示于中央控制室內的中控機的彩色顯示屏上,供操作人員隨時使用,其中的重要數據可通過打印機打印出來作為記錄。

③送排風系統

METASYS系統的監控功能如下:

監測風機手/自動轉換狀態,確認是否處于樓宇自控系統控制之下,同時可減少故障報警的誤報率;

當處于樓宇自控系統控制時,可控制風機的啟停;

監測送風機壓差狀態,確認風機機械部分是否已正式投入運行,可區別機械部分與電氣部分的故障報警;

⑵變配電監測系統

METASYS系統主要對該系統中的設備運行狀態及運行參數進行監視,具體的監視功能如下。

電壓

電流

功率因數

能量計算

有功功率

無功功率

頻率

⑶給排水監控系統

METASYS系統按預先編定的程序進行控制,具體的監控功能如下。

監測水泵手/自動轉換狀態,確認設備現是否處于樓宇自控系統控制之下,同時可減少故障報警的誤報率;

當設備處于樓宇自控系統控制時,可控制水泵的啟停;

水泵故障報警;

監測液位報警;

當達到高液位時進行報警并聯動相關設備;

當低于低液位時進行報警并聯動相關設備;

⑷照明系統

樓宇自動化范文6

關鍵詞:智能建筑;樓宇自動化系統;節能

中圖分類號:TU855 文獻標識碼:A

智能建筑(Intelligent Building)是建筑技術與計算機信息技術相結合的產物,是信息社會的需要,也是未來建筑發展的方向。智能建筑主要由樓宇自動化系統(Buiding Automation System,縮寫為BAS)、通信自動化系統(CAS)和辦公自動化系統(OAS)三大系統組成。其中,樓宇自動化系統是智能建筑中最基本和最重要的組成部分。樓宇自動化系統是利用計算機及其網絡技術、自動控制技術和通信技術構建的高度自動化的綜合管理和控制系統,將大樓內部各種設備(包括空調、照明設備、電梯、消防設備、安防設備等等)連接到一個控制網絡上,通過網絡對其進行綜合的控制。它確保建筑物內的舒適和安全的辦公環境,同時實現高效節能的要求。

樓宇自動化概述

樓宇自動化系統也叫建筑設備自動化系統(Buiding Automation System簡稱BAS),是智能建筑不可缺少的一部分,其任務是對建筑物內的能源使用、環境、交通及安全設施進行監測、控制等,以提供一個既安全可靠,又節約能源,而且舒適宜人的工作或居住環境。

其功能:①自動監視并控制各種機電設備的起、停,顯示或打印當前運轉狀態。②自動檢測、顯示、打印各種機電設備的運行參數及其變化趨勢或歷史數據。③根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備,使之始終運行于最佳狀態。④監測并及時處理各種意外、突發事件。⑤實現對大樓內各種機電設備的統一管理、協調控制。⑥能源管理:水、電、氣等的計量收費、實現能源管理自動化。⑦設備管理:包括設備檔案、設備運行報表和設備維修管理等。

其原理:樓控系統采用的是基于現代控制理論的集散型計算機控制系統,也稱分布式控制系統(distributed control systems,簡稱DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”,即用分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置(DDC)完成被控設備的實時檢測和控制任務,克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規儀表控制功能單一的局限性。安裝于中央控制室的中央管理計算機具有CRT顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強的數字通信功能,能完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制等任務,避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難、無法統一管理的缺點,保證設備在最佳狀態下運行。

樓宇智能化系統的組成

樓宇自控作為智能建筑的重要組成部分,樓宇自控系統主要包括以下系統:冷熱源系

統、空調(新風)系統、送排風系統、通風空調、給排水系統、電梯系統、照明系統、電力變配電系統、消防系統的設備監視、控制等。 

1.火災報警和聯動智能控制系統

智能消防控制系統,是以整套防火安全,報警系統。其又可分為4個子系統:火災探測系統、中央控制系統、火災報警系統、滅火聯動系統。

消防智能控制系統通過中央處理器對系統所有部分進行通訊監控,并反饋顯示其故障情況,一旦系統檢測到火警信號后,可以自動執行該程序,并報警通知所有人員。系統對報警信號起確認作用,系統可根據辦公樓內不同場合,將煙感探頭靈敏度設定相應的轉換。

2.照明智能控制系統

包括工作照明、事故照明、斷電應急燈等特殊照明,主要功能有控制各樓層門廳及樓梯照明定時開關;控制室外燈定時開關;控制停車場照明定時開關;顯示障礙燈狀態及故障警報燈的開啟;控制事故應急照明;監測照明設備的運行狀態等。

3.通信網絡系統

通信網絡系統是保證建筑物內語音、數據、圖像傳輸的基礎上, 同時與外部通信網( 如電話網、數據網、計算機網、衛星以及廣電網) 相連, 確保信息暢通。通信網絡系統主要由程控數字用戶交換機網和有線電視網兩大網構成。

4.通風空調控制子系統

包括空調及冷熱源、通風環境監測與控制等,主要作用是監測空調機組運行狀態;測量空調機組運行參數;控制空調機組的開關時間;控制空調機組預定程序;監測新風機組狀態;控制新風機組的開關時間;控制新風機組預定程序;監測和控制排風機組;控制能源系統的工作狀態等。

5.停車庫自動化子系統

機動車是現代社會的重要交通工具。隨著人們生活水平的提高, 公寓停車管理越來越迫切地成為擺在公寓管理者面前的課題。根據工程具體情況和建設方要求, 現代的停車庫智能系統通常由出入讀卡器、自動開門機、探測器、控制器等設備組成, 同時配備圖象對比系統。

6.變配電控制子系統

包括高壓配電、變電、低壓配電、應急發電等,主要功能有監視變電設備各高低壓主開關動作狀況及故障報警;自動檢測供配電設備運行狀態及參數;監理各機房供電狀態;控制各機房設備供電;自動控制停電復電;控制應急電源供電順序等。

三、樓宇自控系統節能的主要技術實施要點

1.大量新技術、新設備和實驗系統的應用

采用熱、濕負荷獨立控制新型空調系統,利用了熱泵的冷、熱量,并且排風采用全熱回收等技術,可以使空調能耗降低 20%左右。 配置輻射吊頂,利用毛細管現象構成循環系統的塑料細網柵方式,提高空調供熱、制冷輻射能力。 綜合運用節能系統、節能照明及智能監控技術,通過統一的智能監控技術,對空調、照明、安防、一卡通等系統實現智能監控,在確保正常運行的前提下,盡可能節約能源能耗。

2.多種技術的綜合應用

綜合運用節能系統、節能照明及智能監控技術,通過統一的智能監控技術,對空調、照明、安防、一卡通等系統實現智能監控,在確保正常運行的前提下,盡可能節約能源能耗。

3.節能方案的應用分析和優化

以數據采集、通信、計算、控制等信息技術為手段,運用成套先進的智能集成控制系統,包括室內環境綜合調控系統及軟件,照明及空調節能監控系統,安全保障及辦公設備控制系統的集成平臺和應用軟件等,實現大型遮陽百頁的轉動控制,空調等設備的節能監控,照明采光監控,室內空氣質量等室內環境動態調節,確保建筑運行的節能、舒適和高效。

四、節能方法的選擇

1.任何節能方法必須與現場設備配置情況相適應,在滿足要求前提下盡量選用簡單的控制方案,防止控制系統過于復雜,造成整個系統的成本過高。

2.各種節能方法是相互聯系的,對一個實際的系統必須綜合考慮整體的節能,避免相互之間產生的影響可能抵消,達不到很好的節能效果。

3.各種運行狀態的切換條件應考慮一定的滯環,防止頻繁的切換影響系統的有效運行和穩定性及設備的安全運行和壽命。

4.注意每個回路控制算法及參數的優化調整,使控制系統具有良好的控制性能。

5.注意設備本身的運行和限制條件,防止因采用的節能方法對設備壽命產生影響。

6.重視系統的在線調試、傳感器精度的校正及各種聯動功能等的綜合測試,防止設計參數和實際運行情況的背離。

7.充分利用樓宇自控系統強大的軟件功能和信息的集成性,保證系統的軟、硬件得到合理的利用。

五、結束語

現在我國的樓宇自控系統主要應用于各大型寫字樓、賓館、酒店等。隨著大廈功能的多樣化及精致化要求的提出,大廈中的各種機電設備也日趨復雜,技術含量日益提高,同時機電設備又是大廈的主要能耗單位,節能性成為大廈運轉成本的主要指標,所有這些都決定了樓宇自控系統已成為大廈必不可少的一個組成部分。樓宇自動化控制技術在我國還是一個新興的技術領域,隨著智能建筑的出現,將有更加先進的技術補充到這一領域中,使這一技術更加成熟、完善。

參考文獻:

[1]馮宗寧,沈華熙.樓宇自動化系統與節能[J]. 能源工程. 2000(04)

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