樓宇自動化控制系統(tǒng)簡介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上樓宇自動化控制系統(tǒng)簡介一、概述智能建筑 (Inteiligent Buildings)是建筑技術與計算機信息技術相結合的產(chǎn)物，是信息社會與經(jīng)濟國際化的需要。智能建筑主要有樓宇自動化控制系統(tǒng)( BAS)、通信自動化系統(tǒng) (CAS) 和辦公自動化系統(tǒng) (OAS) 三大系統(tǒng)組成。 本章主要是對樓宇自動化控制系統(tǒng) ( BAS) 作有關的論述。智能建筑往往是從樓宇自動化控制系統(tǒng)開始。智能建筑內(nèi)部有大量的電氣設備，如：環(huán)境舒適所需要的空調(diào)設備、照明設備及繪排水系統(tǒng)的設備等，這些設備多而散： 多，即數(shù)量多被控制、監(jiān)視、測量的對象多， 多達上百到上萬點；散，即這些設備分散在各層和角落

2、。如果采用分散管理，就地控制，監(jiān)視和測量難以想象。為了合理利用設備，節(jié)省能源，節(jié)省人力，確保設備的安全運行，自然地提出了如何加強設備的管理問題。在 90 年代的今天，隨著計算機技術和信息技術突飛猛進的發(fā)展。對大樓內(nèi)的各種設備的狀態(tài)監(jiān)視和測量不再是隨線式，而是采用掃描測量。系統(tǒng)控制的方式由過去的中央集中監(jiān)控， 轉而由高處理能力的現(xiàn)場控制器所取代的集 散型控制系統(tǒng)，中央機以提供報表和應變處理為主，現(xiàn)場控制器以相關參數(shù)自動控制相關設備，來達到控制目的。對建筑設備用計算機管理系統(tǒng)來代替操作人員，或作其補充措施，是一種自然發(fā)展。自動控制技術經(jīng)過簡單的機械控制器控制、 常規(guī)儀表控制，進入一個嶄新的階段 計

3、算機控制。二、樓宇自動化控制系統(tǒng)的構成近年來國內(nèi)高層建筑不斷興建，它的特點是高度高、層數(shù)多、體量大。面積可達幾萬平方米到幾十萬平方米。這些建筑都是一個個龐然大物，高高的聳立在地面上，這是它的外觀，而隨之帶來的內(nèi)部的建筑設備也是大量的。為了提高設備利用率，合理地使用能源，加強對建筑設備狀態(tài)的監(jiān)視等，自然地就提出了樓宇自動化控制系統(tǒng)。樓宇自動化控制系統(tǒng)能夠自動控制建筑物內(nèi)的機電設備。通過軟件，系統(tǒng)地管理相互關聯(lián)的設備，發(fā)揮設備整體的優(yōu)勢和潛力，提高設備利用率，優(yōu)化設備的運行狀態(tài)和時間 ( 但并不影響設備的工效 ) ，從而可延長設備的服役壽命，降低能源消耗， 減低維護人員的勞動強度和工時數(shù)量。最終，

4、降低了設備的運行成本。（1 ）管理的目的自動控制、監(jiān)視、測量是建筑設備管理的三大要素，其目的是正確掌握建筑設備的運轉狀態(tài)、事故狀態(tài)、能耗、負荷的變動等。尤其在使用電子計算機之后既可大力節(jié)省人力，又可節(jié)省能源。一般認為可節(jié)約能源25 。根據(jù)日本電氣學會技術報告說：使用電子計算機的管理系統(tǒng)的效果與不使用的效果相比，維修保養(yǎng)人員可減少約30 。這里講的節(jié)能是在必要能源的最高利用率上所采用的節(jié)能方法。此運轉控制所采用的方法主要有：機械的有效運轉；變更室內(nèi)溫濕度的條件；控制照度；把設備運轉時間控制在最小限度；減少室外空氣的取人量等。在一幢大樓內(nèi)電氣的消耗率占整個能源消耗的70 90 ，所以節(jié)能首先應從電

5、氣方面著手，專心-專注-專業(yè)降低電能的消耗。（ 2 ） 管理對象建筑設備的管理對象主要是電氣設備；空調(diào)設備；衛(wèi)生設備。l) 電氣設備：管理電氣設備主要監(jiān)視機械的動作狀態(tài)、測量點及保護裝置。管理的主要對象是對各配電系統(tǒng)的斷路器、變壓器、接觸器、保險絲，電容器等的狀態(tài)監(jiān)視。測量主要是對電力系統(tǒng)的電流、電壓、有功功率、無功功率和功率因數(shù)的測量。2) 空調(diào)設備：管理空調(diào)設備要監(jiān)視冷凍機、空調(diào)器、水泵等的狀態(tài)；溫濕度的測量，以及對空調(diào)系統(tǒng)所需的冷熱源的溫度、流量的調(diào)節(jié)。3) 衛(wèi)生設備三、樓宇自動化控制系統(tǒng)的控制功能大樓的建筑設備自動控制是以空調(diào)控制為中心的。空調(diào)系統(tǒng)的自動控制是屬于一般熱力學過程的自動調(diào)

6、節(jié)?？照{(diào)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)有下列幾個好處：a) 對生產(chǎn)性建筑可以提高溫濕度的控制精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量；對居住和商業(yè)性建筑主要是提高人的舒適感。b) 可以根據(jù)被調(diào)量變動的情況，給系統(tǒng)增減能量 ( 熱或冷 ) ，因此可以降低能耗，節(jié)省能源。c) 可以減輕勞動強度。I 空調(diào)機組的自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)采用DDC控制，裝設在回風管內(nèi)的溫度傳感器所檢測的溫度送往DDC控制器與設定點溫度相比較，用比例積分加微分控制，輸出相應的電壓信號，控制裝在回水管上的電動調(diào)節(jié)閥的動作，使回風溫度保持在所需要的范圍。裝設在送風管內(nèi)的濕度傳感器所檢測的濕度送往 DDC 控制器與設定點濕度比較，用比例積分控制，輸出相應的電壓信號，控制電

7、動蒸汽閥的動作，使送風濕度保持在所需要的范圍。裝設在回風管及新風管的溫度及濕度傳感器所檢測的溫濕度送往 DDC 控制器進行回風及新風焓值計算，按回風及新風焓值的比例，輸出相應的電壓信號，控制回風風門及新風風門的比例開度，使系統(tǒng)節(jié)能。1) 系統(tǒng)中所有檢測數(shù)據(jù)，均可以在顯示屏上顯示出來，如：新風、回風、送風之溫濕度過濾器淤塞報警風機開停狀態(tài)2 ）通過DDC控制器內(nèi)預先編寫的邏輯程序，系統(tǒng)可執(zhí)行下列連鎖功能。 裝設在新風入口處的風門與風機連鎖。當風機停止后，新風風門全關。 電動調(diào)節(jié)閥與風機啟動連鎖。當風機停止后，電動調(diào)節(jié)閥亦同時關閉。風機啟停狀態(tài)是用差壓開關檢測的。當風機啟動后，風機兩側的差壓超過其

8、設定值時， 差壓開關內(nèi)的常開觸點閉合，信號送往 DDC 控制器，系統(tǒng)的控制程序立即投入運行。3) 通過手提檢測器可現(xiàn)場提取及修改 DDC 數(shù)字控制器內(nèi)的任何數(shù)據(jù)，如傳感器檢測范圍控制程序參數(shù)，包括輸入端到輸出端等。4) 通過 DDC 上串行接口與網(wǎng)絡控制器連接，成為中央監(jiān)控系統(tǒng)的最基本監(jiān)控單元。II 冷站控制由裝于冷凍機房內(nèi)的網(wǎng)絡控制器及數(shù)字式控制器， DDC 分站按內(nèi)部預先編寫的軟件程序來控制冷水機組臺數(shù)的啟停及各設備的連鎖啟停。測量冷凍水供、回水溫度及回水流量，從而計算空調(diào)實際的冷負荷。根據(jù)實際的冷負荷來決定冷水機組開啟臺數(shù)，使達到最佳節(jié)能狀態(tài)。冷卻水溫度控制冷卻塔風扇啟停。各設備的程序聯(lián)

9、動開停：(a) 啟動：冷卻塔風機 i 冷卻水泵、冷凍水泵、冷水機組。(b) 停止：冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵 ) 冷卻塔風機。(c) 當其中一臺冷凍水泵冷卻水泵出現(xiàn)故障時，備用水泵會自動投人工作。測量冷凍水系統(tǒng)供回水總管的壓差控制其旁通閥的開度，使維持壓差。(1) 冷水機組控制由中央控制系統(tǒng)進行監(jiān)視供回水溫度。按程序啟停冷水機組。根據(jù)系統(tǒng)的供回水溫度通過就地控制器(DDC) 對溫度重新設定及負荷的限制等。(2) 冷卻塔風機控制由中央控制系統(tǒng)進行監(jiān)視冷卻塔的出水溫度及控制水泵的啟停。(3) 冷卻水泵冷凍水泵的控制根據(jù)冷凍站的控制程序啟停水泵過載報警，對水流量的記錄。III 中央站監(jiān)控功能以 W

10、indowsNT 為操作平臺，采用工業(yè)標準的應用軟件、集散控制系統(tǒng)、二級網(wǎng)絡結構，全中文化的圖形化操作界面監(jiān)視整系統(tǒng)的運行狀態(tài)，提供現(xiàn)場圖片、工藝流程圖（如空調(diào)控制系統(tǒng)圖） 、實時曲線圖、監(jiān)控點表、繪制平面布置圖，以形象直觀的動態(tài)圖形方式顯示設備的運行情況。 繪制平面圖或流程圖并嵌以動態(tài)數(shù)據(jù)， 顯示圖中各監(jiān)控點狀態(tài)，提供修改參數(shù)或發(fā)出指令的操作指示?？商峁┒喾N途徑查看設備狀態(tài)，如通過平面圖或流程圖，通過下拉式菜單或功能鍵進行常用功能操縱，以單擊鼠標的方式可逐及細化地查看設備狀態(tài)及有關參數(shù)?？刂乒δ埽耗茉谥醒胝旧贤ㄟ^對圖形的操作即可對現(xiàn)場設備進行手動控制，如設備的 ON/OFF 控制；通過選擇操

11、作可進行運行方式的設定，如選擇現(xiàn)場手動方式或自動運行方式；通過交換式菜單可方便地修改工藝參數(shù)。對系統(tǒng)的操作權限有嚴格的管理，以保障系統(tǒng)的操作安全。對操作人員以通行字的方式進行身份的鑒別和管制。操作人員的根據(jù)不同的身份可分為從低到高 5 10 個安全管理級別。先進的報警功能：當系統(tǒng)出現(xiàn)故障或現(xiàn)場的設備出現(xiàn)故障及監(jiān)控的參數(shù)越限時，均產(chǎn)生報警信號，報警信號始終出現(xiàn)在顯示屏最下端，為聲光報警，操作員必須進行確認報警信號才能解除，但所有報警多將記錄到報警匯總表中，供操作人員查看。報警共分4 個優(yōu)先級別。報警可設置實時報警打印，也可按時或隨時打印。綜合管理功能：對有研究與分析價值、應長期進行保存的數(shù)據(jù)，建

12、立歷史文件數(shù)據(jù)庫：采用流行的通用標準關系型數(shù)據(jù)庫軟件包和硬盤作為大容量存儲器建立數(shù)據(jù)庫， 并形成曲線圖等顯示或打印功能。提供匯總報告，作為系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視、管理水平評估、運行參數(shù)進一步優(yōu)化及作為設備管理自動化的依據(jù)，如能量使用匯總報告，記錄每天、每周、每月各種能量消耗及其積算值， 為節(jié)約使用能源提供依據(jù) ; 又如設備運行運行時間、 起停次數(shù)匯總報告 （區(qū)別各設備分別列出） ，為設備管理和維護提供依據(jù)?？商峁﹫D表式的時間程序計劃，可按日歷定計劃，制訂樓宇設備運行的時間表。可提供按星期、按區(qū)域及按月歷及節(jié)假日的計劃安排。四、樓宇自控系統(tǒng)常用設備（1 ）傳感器傳感器時自控系統(tǒng)中的首要設備，它直接與被

13、測對象發(fā)生聯(lián)系。它的作用使感受被測參數(shù)的變化， 并發(fā)出與之相適應的信號。 在選擇傳感器時一般有三個要求： 高準確性、高穩(wěn)定性、高靈敏度。1.溫度傳感器：樓宇工程中應用的主要接觸式溫度傳感器，如熱電阻、熱電偶、PTC硅感應器等， 由于測溫元件與被測介質(zhì)需要進行充分的熱交換，測量常伴有時間上的滯后。如 Pt1000其在 0時電阻為1000 ，隨著溫度的升高電阻減小，靈敏度一般在34 /K ，響應速度一般在1530秒。2. 壓力傳感器：常用的有電氣式壓力傳感器，將被測壓力的變化轉換為電阻、電感等各種電氣量的變化，從而實現(xiàn)壓力的間接測量。常用的有壓差開關、表壓傳感器、靜壓傳感器等。3. 流量傳感器：常

14、用的是電磁流量計，由法拉第電磁感應定律知，在磁場中運動并切割磁力線的導體中會有感應電動勢產(chǎn)生，此感應電動勢與流體的體積流量呈線性關系。4. 濕度傳感器：用于測量室內(nèi)空氣相對濕度。5. 液位傳感器：用于控制水箱、水池等的上限、下限液位。（2 ）執(zhí)行器在自動控制系統(tǒng)中，它接受控制器輸出的控制信號，并轉換成直線位移或角位移，來改變調(diào)節(jié)閥的流通截面積，以控制流入或流出被控過程的物料或能量，從而實現(xiàn)過程參數(shù)的自動控制。6. 風閥執(zhí)行器：用于控制安裝于新風、回風口的風閥，既可進行開關控制，也可進行開度控制。執(zhí)行器設有萬能夾具，可直接夾持在風閥的驅(qū)動軸上，設有手動復位鈕，在故障時可手動調(diào)節(jié)。根據(jù)風管橫截面的

15、大小可選擇不同鈕矩的執(zhí)行器。7. 水管閥門執(zhí)行器：與閥門配套使用，有開關式和調(diào)節(jié)式兩種，開關式一般口徑大，在冷熱站中用于控制各系統(tǒng)工藝管道的開啟和關閉、各種工況間的切換等； 調(diào)節(jié)式主要用于控制流量， 在空調(diào)機組中， 根據(jù)控制器的溫濕度設定值控制回水流量和蒸汽加濕的流量，使溫濕度維持在設定值。（3 ）現(xiàn)場控制器（ DDC ）DDC 是用于監(jiān)視和控制系統(tǒng)中有關機電設備的控制器，它是一個完整的控制器，有應有的軟硬件，能完成獨立運行，不受到網(wǎng)絡或其它控制器故障的影響。根據(jù)不同類型的監(jiān)控點數(shù)提供符合控制要求和數(shù)量的控制器。每處 DDC 具有 10-15% 點數(shù)的擴充或余量。（1 ）控制器構成符合以下要求

16、：A)以 32 位或 16 位微處理器的可編程DDCB) 具有可脫離中央控制主機獨立運行或聯(lián)網(wǎng)運行能力C) 具有電源模塊D) 具有通信模塊E) DDC 有在模板 LED 顯示每個數(shù)字輸入，輸出點的實時變化狀態(tài)。當外電斷電時，DDC 的后備電池可保證RAM 中數(shù)據(jù)在 60 天不掉失。F) 當外電重新供應時，在無需人工干預的情況下，DDC 能自動恢復正常工作。G) 當 DDC 存儲的數(shù)據(jù)非正常丟失時，用戶可通過現(xiàn)場標準串行數(shù)據(jù)接口和通過網(wǎng)絡操作將數(shù)據(jù)重新寫入 DDC 控制器。H) DDC的操作程序與應用程序皆采用PPCL 高級語言編寫。I) DDC 程序的編寫，修改既可在中央站上進行，也可通過便攜機進行。J) DDC 在外電斷時，同時后備電池丟失時，能存儲其應有程序。K) DDC 的采集精度與傳感器的精度相匹配。L) 工作環(huán)境：溫度 0 度到 50 度，相對濕度 0-90%M)電源： AC220V ,±10