楼宇控制系统
楼宇自控系统具有开放性、灵活性和可靠性,在为楼宇提供舒适环境的同时,在节约大量能源的同时,监视电气机械设备,使建筑的电气机械设备达到最佳状态,哈哈“管理自动化,设备监控自动化化”的智能建筑。
现在使用的传统楼宇自控系统已经不能满足市场和用户的需求,总结一下、有以下几个方面:
传统的楼宇自控系统对其本身来说是一个封闭的系统,主要表现在其通信协议上。不同厂家的产品采用不同的通信协议,互不兼容。实现封闭系统的一体化集成,需要在不同通信协议的系统之间使用网关(Gateway))连接那些的话,大量的软件制作工作发生。这样实施的系统,不仅性能差,而且费用高,不是理想的解决方案。
由于系统是封闭的,不同子系统之间不能共享相同意义的信息。不同功能的子系统配置相同的设备,可能导致资源浪费。
由于系统是封闭的,从业主选择产品后系统的设计、供应、调试到今后的维护、扩展、到升级只能由厂商完成,业主没有自由度; 只能被动接受,最初的投资没有得到有效的保护。
随着计算机技术和网络技术的飞速发展,封闭的系统限制了建筑物智能化产品的更新换代、只有开放的系统才能为用户提供真正的低成本产品。
今天,建筑物的业主和管理者正在寻找建筑物的控制系统。该控制系统是一个开放的、可互操作的控制系统,包括来自多个制造商的暖通空调、照明、消防、安保、门禁、给排水和电梯等设备一体化集成在该控制系统中。在电脑市场PC与机器带来的浪潮一样,开放的、可互操作的控制系统的使用,使用户在整个系统生命周期内减少了系统的安装费用、可以提高性能,节约运用费用。此外,在一个控制系统中多厂家产品的一体化集成需要采用统一的通信协议,通过使用相同的通信协议,昂贵的用户硬件,软件和网关等设备可以取消。
楼宇自动控制系统的监控和控制对象应包括以下系统:
O冷热源设备控制系统
O新风机组设备控制系统
O空调机组设备控制系统
O送风设备控制系统
O给排水设备控制系统
O照明控制系统
O电梯控制系统
O配电控制系统
冷热源系统
冷热源系统的控制设备包括冷水机组、制冷 (热) 泵、冷却泵、冷却塔、全自动软水器、软水箱、板式换热器、电锅炉、电锅炉循环泵等。由楼宇自控系统预先安排的程序自动监控和控制上述设备。具体功能如下:
O控制冷水机组启停。
O监测冷水机组的运行状态。
O监控制冷机故障报警
O监控冷水机组手/自动状态;
O测定冷冻水供应/回水温度;
O测量冷冻水的返回流量
O测定冷冻水供应/回水间的压差
O控制冷冻水旁通阀的调节
O测量冷冻水的返回压力
O控制冷却水泵的启停。
O监测冷却水泵的运行状态。
O冷却水泵的监控手/自动状态;
O监控冷却水泵故障报警
O控制冷冻泵的启停
O监测冷冻泵的运行状态。
O监控冷冻泵手/自动状态;
O监控冷冻泵故障报警
O测量冷却水的供水温度
O控制冷却塔风机启停。
O监测冷却塔风机的运行状态。
O监控冷却塔风扇手/自动状态;
O监测冷却塔风机故障报警
O监测膨胀罐的高低液位。
O监控补给罐; 高低液位;
O控制泵启停;
O监测补水泵的运行状态。
O监控补水泵手/自动状态;
O监测补水泵故障报警
O补水泵水流状态
O测量锅炉前进/出水温度
O测量锅炉复水流量
O测量锅炉出水压力
O控制电锅炉的启停
O监控电锅炉的运行状态。
O监控电锅炉手/自动状态;
O监控电锅炉故障报警
O控制软水器停止;
O监测软水器的运行状态。
O监视器软水器手/自动状态;
O监控软水器故障报警
O查看软水箱的高低液位
O控制电锅炉循环泵的启停
O监控电锅炉循环泵的运行状态
O监控电锅炉循环泵手/自动状态;
O监控电锅炉循环泵故障报警
O测量电锅炉循环泵的出水量
O测量换热器出水温度
O测量换热器出水压力
O控制换热器; 热水阀调节;
O冷冻机蝶阀控制
O冷却塔蝶阀控制。
O通过测量冷冻水的总供/凝结水温度和凝结水流量,计算空调系统的冷负荷
O根据实际冷负荷确定制冷机启停的组合和台数,为了达到最佳的节能状态,
O根据机组启停情况,控制相关泵和阀门开关;
O控制冷冻水旁通阀的开度,以保持所要求的压差;
O根据冷却塔的运行台数和运行方式控制相关盘阀的开关
O制冷机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔运行时间累积
O根据冷却水供给/回水温度控制冷却塔的运行台数和运行方式。
各联动设备的启停程序中包含了可根据制冷系统内各装置的特性进行调整的延迟时间功能。
设备的启停联动顺序为:
启动: 冷却水循环泵& Rarr;冷却塔式& Rarr;冷冻水循环泵& Rarr;冷水机组
停止: 冷却器集团& Rarr;冷冻水循环泵& Rarr;冷却水循环泵& Rarr;冷却塔;
以上工作情况,可以用文字或图形在彩色显示屏上显示,也可以用打印机打印记录,通过安装在冷冻室DDC(直接数字控制器) 根据内部预先写的软件程序控制冷冻机的启动停止的台数和相关设备的群控制。
新风机组系统的监控功能如下:
O当机组自动控制状态时,控制风扇启停
O监视过滤器的状态。
O送风温度、湿度监测
O室外温度、湿度监测
O控制新风阀的开度
O监测送风机的启停状态。
O监控风扇故障报警。
O监视风扇的手/自动转换状态
O测量水盘管的表面温度,当温度低于设定值(可调)时触发报警,一系列防冻保护动作,如关闭新风阀,打开水阀等
O通过对安装在水盘管上的凝水侧二通电动调节阀的自动调整,实现送风温度设定点 (可调) 的控制,保证新风机组的供应;冷/热量和需要冷/热负荷相当,减少能源浪费。
以上监控通过安装在机房的直接数字控制器(DDC) 通过内部预先编写的软件程序满足新风机的自动控制和操作顺序。
工作情况通过网络通信将现场情况以文字或图形的方式显示在中央控制室内中控机的彩色显示屏上,允许操作者随时使用。其中的重要数据,可以用打印机打印并记录下来。
空调机组的系统监控如下:
O当机组自动控制状态时,控制风扇启停
O监视过滤器的状态。
O送/回风温、湿度监测
O监测送风机的启停状态。
O监控风扇故障报警。
O监视风扇的手/自动转换状态
O测量水盘管的表面温度,当温度低于设定值(可调)时触发报警,一系列防冻保护动作,如关闭新风阀,打开水阀等
O根据新风和回气温湿度计算焓值,自动调节新/回风阀开度
O通过测量回风温度与设定点之间的差值,自动调整安装在水盘管回水侧的二通电动调节阀、实现送风温度的控制,保证空调机组的供应;冷/热量和需要冷/热负荷相当,减少能源浪费。
以上监控通过安装在机房的直接数字控制器(DDC)通过内部预先编写的软件程序满足空调机的自动控制和操作顺序。
工作情况通过网络通信将现场情况以文字或图形的方式显示在中央控制室内中控机的彩色显示屏上,允许操作者随时使用。其中的重要数据,可以用打印机打印并记录下来。
送风系统包括对排风机、排气烟机等设备的监控,控制系统方案预先编制好的程序,具体监控功能如下:
O检测设备的手/自动状态;
O监控风扇的运行状态。
O控制风扇的启停。
O风扇故障报警
给排水系统监控包括热水循环泵、生活给水泵、消防电梯污水泵、集水坑、污水泵、生活水箱、屋顶水箱。系统方案控制预先确定的程序,具体监控功能如下:
O当设备处于自动控制状态时,可以控制泵的启停
O监测泵的运行状态
O监控水泵故障报警
O检测泵的手/自动状态;
O集水基坑监测超高液位报警;
O集水基坑监测; 超低液位;
O监控水箱高/低液位
O根据液位情况自动启动、停止泵
O基于泵启/停止时间的统计,自动确定泵的数量和时间。
以上监控由机房内直接数字控制器通过内部预先编制的软件程序,满足泵的自动控制和操作顺序。
工作情况通过网络通讯将现场情况以文字或图形的方式显示在中央控制室内中控机的彩色显示屏上,方便操作者随时使用。其中的重要数据,可以用打印机打印并记录下来。
照明监控主要控制公共区域的照明,室外和庭院的照明和景观照明,障碍照明,每天通过预先编排的时间程序或照度进行控制。具体的监测功能和分布如下:
O监控电路机械手/自动转换状态,确认设备是否当前处于楼宇自控系统控制之下;
O当设备由大楼自控系统控制时,可以控制电路的开关
O监测电路的开关状态。
O监控照明箱的手/自动转换状态。
电梯系统的监控主要是对电梯运行状态、电梯运行故障报警进行监控,一般只监控。具体的监测功能和分布如下:
O监控电梯运行状态
O监控电梯故障报警。
配电系统的监控主要是对配电设备的运行情况和电压电流等运行参数进行监控,具体的监控功能和分布如下:
O高压进线开关状态
O高电压进线开关故障报警
O中间断路器状态
O中间断路器故障报警
O高压进线的三个电压
O高压进线三项电流
O高电压进线频率
O高压进线有功功率
O高电压线路无功功率
O高电压进线功率因数
O高压进线电量
O低压进线开关状态
O低压进线开关故障报警
O中间断路器状态
O中间断路器故障报警
O低压进线三项电压
O低压进线三项电流
O低压进线频率
O低压进线有功功率
O低压进线无功功率
O低压进线有功功率
O低压进线无功功率
O低压进线功率因数
O变压器断路器状态
O变压器断路器故障报警
O变压器温度检测
O变压器高温报警
O发电机电压
O发电机电流
O发电机频率
O发电机日常用水箱高低油位
O不间断电源电压
O不间断电源电流
O不间断电源频率
O不间断电源的运行状态
O不间断电源装置故障
据统计,占空调系统能耗占大厦整体能耗的40%,英这个BAS系统在空调系统的监控和调节过程中体现了节能,意义十分重大,在节能方面采取了如下措施:
综合从厂家得到的制冷机的功率消耗和工作指标,根据冷冻水的供给温度和流量计算制冷量Q = F×△T,根据系统的实际冷负荷,控制冷水机机组数量和水泵的运行台数,以达到节能效果。
根据冷却塔风扇的冷却水温度调节开启数。
充分考虑空气潜热,调节新风与回风的比例,最大限度地利用室外空气进行室内温度控制,尽量减少空调设备运行时的能耗。
在凉爽的季节里,用夜晚的新风来填满建筑物,节约空调的能源消耗。
在满足舒适性要求的极限范围内,通过实测温度和负荷确定循环周期和割裂时间,通过固定周期性或可变周期性间隙运行基本设备来减少设备的开放时间; 减少能源消耗。
季节的气候变化,自动变化新风机和空调机的送风或回风温度设定值,尽量扩大空调的对象的温湿度控制范围。示例: 夏季温度设置值为每公升高1℃,约可节省8%的冷量,减少建设投资和节约能源具有重要意义。
采用自适应控制和模糊控制等高级控制软件,通过提高控制精度来设置放PID在控制模块各参数时,为了避免温度变化小时动作慢或温度变化大时的积分饱和,采用积分压力机在PID输出量<25%或>85%禁用点。进一步扩大温度许可控制范围,优化节能的目的。
例如,一般的舒适空调要求不超过夏季的最高室内温度过26℃如果控制精度哈哈□1℃时,设定值哈哈25℃如果控制精度哈哈± 0.5℃的情况下,可以提高设定值高0.5℃,可以节省投资和运行费用。
根据人员使用情况,提前点亮设备。在进入担保人时环境舒适的前提下,提前的时间最短,最佳的启动时间。
根据人员使用情况,关闭人员离开前的最佳时间关闭HVAC设备可以在人员离开前保持空间舒适的水平,尽快关闭设备,减少设备的能耗。
在功率峰值需要到来之前,关闭预先选择的设备,以减少峰值功率负载。
自动控制系统的设计原则
智能化楼宇管理系统是为了为各类建筑做好所有设备的监控、控制和集中管理而设计的,该系统的开放性、它集中体现了灵活性,可靠性,高品质,现代楼宇管理和控制的最新潮流。
是集中管理分散控制系统。因此,使其更高效、更可靠,提高了系统的容错性。它是一个模块化系统,易于扩展,所以你不会失去未来的需要今天的投资。较强的网络能力,能够实现任何通信协议的产品或系统的开放网络,因此用户可以轻松地在任何地方、任何操作站、掌握所有设备或子系统,大大提高管理水平和工作效率。
完全符合工业标准,其设计立足于现在,面向未来,随着自适应软件和硬件的发展。
硬件系统是操作站。(OWS)、网络控制器(ILON100)及ONTOP公司的LON控制器组成的智能控制网络。
设计原则:
系统设计有从操作站根据控制器,控制点的数量和功能完全确定。在数量上,根据以后控制点的变更,可以自由变更。每个控制器也是多功能的,他可以任意调整控制不同的设备。
整个系统的基础完全依赖于不同的控制器网络,控制器的位置也不受设备的位置,其他的限制。
设计方针以国际标准为依据,从质量控制方面入手,符合Iso 9000的标准。在技术方面,无论是软件或硬件的采用,都是从国际标准开始的。必须采用操作系统的美国微软公司的窗口(Microsoft Windows NT) 操作系统、硬件是主流计算机。从管理系统看,合BACNET、TCP/IP(楼宇管理系统标准)及LONWORK(LonTalK标准) 的设计。
系统的开放设计是系统的最大特点,其开放设备分为三大类:
具有系统集成功能。其集成设备和第三方接口设计使系统能够与其他制造商的设备配合使用,成为楼宇建筑管理系统的一部分。
软件方面: 系统也极大地开放了耦合的条件。工具DDE功能的软件,也可以与该系统交换资料。其开放平台设计鞋跟WINDOWS、尤尼X、LONWORK、BACNET的标准,在编写软件时有依据。
从网络设计方面。完全支持朗讯的结构化集成布线系统,大大节省布线,方便管理。更容易与其他子系统集成。
系统采用分布式控制、集中管理的结构,即使系统网络的部分控制器或线路损坏,不影响整个系统运行的系统会立即发出故障区或报警指示。即使中央控制站出现故障,现场各控制器仍正常工作,系统继续工作。
针对中国自动化应用的实际情况进行的可靠性增强设计,所有产品都在电源、通信、I/O三隔离,大大提高了产品的稳定性和抗干扰能力。
系统通过空调控制,控制水量和设定值: 制冷系统利用计算机控制的各种优势,根据制冷量实施控制冷水机组启动数量等多种节能措施,大大节约电能,水量、蒸汽量、为了达到更高的经济效益。
系统控制显示功能包括 (密码系统、控制点汇总、控制点报警、空调、制冷系统节能控制情况、控制点历史、趋势记录、重要的被调整参数的动态光柱显示系统的运动)。
根据中国的国情,对如此庞大的楼宇自控系统的监控管理要求极高。本系统的软件是先进的。的WindowS在屏幕上实现多级汉化显示,清晰显示设备的划分和层次,操作人员通过鼠标和少量按键需要监控的楼层、可进入系统或设备的形象汉化图设计使受过中等教育的操作员能够控制设备的参数趋势图、光柱图和帮助系统提示功能设计,使操作员更容易理解系统运行性能; 分析系统状态、确定故障原因的预先设定的程序,不需要操作员在现场操作,按计划完成系统指挥、可以自动控制报表等进行打印。
在现代化的大型建筑群大楼设备上花费大笔。同时,楼宇系统的设备控制需要达到高效率、准确和可靠性。系统通过中央控制系统综合各子系统的运行情况,了解系统的运行状态,及时解决各种突发事件; 以及完成了建筑群管理部门各系统下达的每日数百个设备使用指令。上述要求人工运行难以想象。计算机的快速处理可以大大减少劳动强度,减少设备的运行维护人员; 此外,系统的综合统一管理可以使设备以最佳组合运行,并在最佳工况下运行; 节能和大幅减少设备消耗、可以减少设备的维修费用。
请参阅系统的硬件配置和功能图6.1
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