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楼宇自动化范文1
关键词 智能楼宇;自动化监控;研究
中图分类号TU85 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)77-0093-02
建筑物能够为企业提供优良的办公环境,满足了日常经营及办公作业的要求。随着商业经济的快速发展,自动化监控系统开始融入建筑结构,为办公人员提供了多功能操作模块,加快了日常办公效率的提升。智能楼宇自动化监控系统是高科技建筑的重要组成,内部设置了多个功能模块,掌握智能楼宇的监控功能是很关键的。
1 智能楼宇的推广
智能楼宇是信息时代和计算机应用科学的必然产物,是现代高科技与建筑完美的结合。一般被认为是利用系统集成方法,将计算机技术、通讯技术、信息技术和建筑艺术有机结合,通过对设备的自动监控,对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其建筑的优化组合,所获得的投资合理、适合信息社会要求并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。鉴于商业经济时代到来,智能楼宇开始朝着多方面应用发展,涉及到商业建筑、民用建筑、工业建筑等多个方面。
2 智能楼宇自动化监控系统
智能楼宇的应用价值在不断提升,但同样也面临着各种应用方面的难题,管理不当极有可能引起各种意外性事故。因此,从使用功能角度考虑,需对智能楼宇设计自动化监控系统,灵活地运用先进科技辅助建筑物的监控管理。
1)数字系统。智能楼宇自动监控需要掌握详细地建筑状况,从宏观上控制楼宇区域的实际动态,这样才能保证楼宇自动化控制功能的发挥,如图1。数字系统是楼宇监控的重要组成,其通过数字信号之间的转换,形成多方向的数据层面。使图像经过处理后变化为数字信号,方便了监控系统的信号传输;
图1 数字信号传输的流程
2)报警系统。监控系统可感应到楼宇区域的异常信号,及时将情况反馈给管理中心,提醒安保人员或技术人员采取必要的措施。报警系统安装于监控中心,在感应到异常状况后,第一时间作出报警动作,提醒控制中心安排人员进行处理。如:楼宇内电气设备发生故障,可提醒检修人员到达现场处理;
3)对讲系统。自动化监控模式中引用对讲系统,主要是为了方便人员之间的沟通交流,使楼宇各个层面管理人员的交流更加方便,如图2。对讲系统本质上是通信系统的运用,使信号传输操作更加便捷。如:监控中心人员通过计算机平台监控楼宇状况,当发现一些安全隐患或故障隐患之后,可用对讲系统汇报给管理人员;
4)调控系统。基于建筑科技条件下建造的智能楼宇,在功能上能满足广大业主的使用要求,在控制方面的要求也更加严格。自动化监控还需配备多功能控制系统,用以完成各项操作,避免系统控制不当造成的不良影响。调控系统要求智能楼宇规划者,灵活地应用计算机、通信、传感等技术,合理地控制监控系统。
图2 智能楼宇对讲系统
3 监控系统的维护
智能楼宇是一个边沿叉性的学科,涉及计算机技术、自动控制、通讯技术、建筑技术等,并且有越来越多的新技术在智能楼宇中应用。未来自动监控系统在智能楼宇中的应用更加广泛,物业公司更应提供优越的管理服务,保证监控系统持久且正常的发挥监控功能。楼宇自动化改造之后,其维护工作需注意:定期检查自动化设备的状态,解决系统故障问题;对旧控制系统进行改良设计,引用高科技产品服务楼宇监控;加强业主的安全宣传,提高业主的安全防护意识。
4 结论
智能楼宇是新型建筑物结构的重要形式,其通过自动控制系统实现了多功能改造,解决了楼宇管理控制的各种难题。针对楼宇自动化改造的实际需要,应积极引用各种先进的控制设备,建立多功能楼宇监控系统。
参考文献
[1]刘瑶.浅谈楼宇智能化控制系统架构[J].中国新技术新产品,2010(11).
[2]吴栋,葛宝荣.关于智能建筑楼宇自控系统的研究[J].中国新技术新产品,2010(6).
[3]李颖.浅谈智能建筑楼宇自动控制系统[J].中国科技信息,2009(4).
[4]谢卫东.浅析楼宇自动化系统对建筑的监控管理[J].民营科技,2011(1).
楼宇自动化范文2
关键词:楼宇自动化 楼宇智能化 电气自动化
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)04(a)-0001-01
伴随着社会经济和科学的飞速发展,信息技术几乎与人们的生活密不可分,这也预示着人类的生活水平得到了明显的提高,随之而来的是人们对生活质量的要求也就更高了。虽然电话、手机、电脑等已经相继进入人们的家庭生活,但是人们又提出了现代住宅智能化的要求[1]。住宅智能化主要是为人们提供一个安全、舒适、怡人的生活环境,其主要体现在家庭办公自动化当中。
1 楼宇自动化的系统设计原理
楼宇自动化系统设计内容主要包括新风机组、通风机组、给排水系统、冷冻机设备、空调调节机组以及供配电的监视和控制[2]。除此之外,楼宇自动化系统集成处理还要保证安保系统、火警报警系统、自动控制系统等绝对正常,对于火灾的报警信号和报警数据要反映到楼宇控制室和消防控制室,做到了双重保险[3]。在我国,消防部门也有明确规定,自动控制系统和火灾报警要共同完成火灾报警自动控制,如果真的发生火灾,那么报警数据会经过联动系统,再通过广播的形式传播出去,这样就会更好的疏散人群减少人们生命财的损失。
在建筑专业能源设备管理学科等方面均涉及到了建筑节能的应用,其中,采暖和房建空调对调控室内温度起到重要的作用。选择合理的建筑装饰和布局结构可以达到节约能源减少浪费的目的,根据这个要求制定采暖和房建空调的运行方案。合理调节室内温度,减少浪费资源,通过相关数据表明,建筑的绝大部分能耗都取决于建筑节能设备,所以,在未来选择设备的时候,首先要考虑节能设备。在建筑能源管理中,有效应用自动化管理系统对实现我国能源先进技术起到推动作用。建筑能源管理自动化系统的主要功能有收集、处理、显示、储存,优化能源设备运行,辅助处理和故障预警等。全方位的考虑和研究建筑设计规划,多去探索建筑的影响因素,要建造理想的节能建筑,必须先考虑建筑布局、建筑材料等是否符合标准。根据设计场地的地形、地貌、地况采取合理有效地措施,充分的利用任何可以利用的资源,提高资源的利用率,把建筑节能设计这份工作发挥到极致。
2 楼宇自动化的应用――以排水系统为例
我国绝大部分建筑物的排水系统都是应用古老的设计方法,将排水指令归拢到强电专业去统一控制。根据水位的高低污水池中的液位计会自动发出信号,这样统一控制污水的配电盘就会控制污水的启动或停止。在污水监控系统运行中楼宇自动化系统的应用起到了不可忽视的作用,不但可以有效地监测污水泵的参数变化,也可以观察其运行状态。对于驱动设备,如水泵这样的排水设备,通过热继电器的辅助触点和监测断路器,监控系统可以判断电机是否运行、短路或发生超负荷故障,通过液位传感器,监控系统还可以监测污水池的液位变化,并清楚的了解排水监控设备是否损坏。如果机械设备哪里有损坏或者出现故障需要维修时,监控系统就会及时并准确的报告机械出现故障的部位,明确发生故障的原因和类型,及时的解除故障,从而使机械恢复正常工作[2]。
排水系统有功能如下:(1)跟踪监测污水泵工作情况,故障通知和手自动状态,发生故障时及时发出警告;(2)做到现场控制以及远程操作;(3)控制污水泵是否工作;(4)根据污水水量操作污水泵,污水过量及时报警以防外流;(5)建立了良好的系统间通信网络;(6)监控界面显示的彩色图形,记录各种报警、状态、参数、历史数据等。
楼宇自动化系统采用集散控制系统,以通信网络的形式转送不同信息工作,保护和监测被控制设备,从而达到完善控制体系,优化处理。楼字控制室计算机监控软件装有很多很先进软件的管理机器,它具有很强的通信功能。监测仪表控制分散之后,避免了机器与人联系困难,管理无法统一。把集中操作管理和分散控制思想充分的展现了出来,使人与机器更好的融合。
3 楼宇自动化控制的发展方向
智能建筑是由多个系统组合而成的整体,其特点为非单一性,结合了楼宇自动化、通信自动化等多个系统的优点,从而建造出一个环境舒适、设备功能全面和方便安全的生活空间。对建筑设备有效实施楼宇自动化可以优化其运行状况,减少建筑设备的消耗量,提升自动化设备的管理水平和增加自动化功能,减少运行费用,进而能够为人们提供更加满意的居住环境和办公环境,保证工作人员的办公效率,推动我国经济的发展。
与传统的楼宇建设相比现代楼宇自动化系统更加符合现代化建设的要求,现代楼宇自动化有效的保证系统与设备相互完善、共同发展,采用数字化系统实施监控,及时有效的将中心指令转送至整个系统,同时也实现了反馈信息至控制中心的准确性,从而实现了实时、持续、有效管理和控制整个系统的操作。除此之外,也会不间断的增加系统的联动性,控制与控制中心相连各个系统,从而实现各种预设方案,增加整个系统的可靠性与安全性,保证信息数据的准确性和完整性。
4 结语
本文通过对楼宇自动化系统设计原理进行分析,并以楼宇自动化在排水系统中的应用为例,为确定楼宇自动化发展方向提供了参考。因此,在生活中有效实现楼宇自动化可为人们的生活提供便捷、安全的环境,对推动我国建筑行业的可持续发展也具有非常重要的作用。
参考文献
[1] 白建国.智能建筑楼宇自动化综合管理系统的设计与实现[D].南开大学,2011.
[2] 杜东伟,张凯.楼宇自动化浅析及其应用探讨[J].科技与企业,2013(8):76.
楼宇自动化范文3
随着时代的不断发展,楼宇的设计中也逐渐加入了智能的因素,在智能化发展的趋势下,楼宇自动化控制系统在建筑行业得到了广泛的应用。在实际的建工工程中,自动化系统不断走向发展与完善,但是关于楼宇自动化控制系统的失败案例也有不少,这就要求我们在实际工作中对自动控制系统进行进一步的完善。本文就对楼宇的自动化控制系统进行了深入浅出的分析与探讨,希望能为楼宇建设的自动化系统控制的相关设计提供一些参考。
【关键词】自动化 控制系统 完善
近年来我国的经济建设得到高速的发展,楼宇的建设开始全面开展,同时也带动了楼宇自动化系统控制建设的发展。楼宇自动化控制系统主要包括四大部分,包括主机、现场监控器、通信网络和仪表。楼宇自动化系统对建筑内的何磊设备进行监控,保证了运行的安全、可靠,同时还能节省人力和物力。但是,因为我国的楼宇自动化控制的发展比较晚,在设计和施工等方面还只是处于初级发展阶段,在具体的设计和施工方面还存在着很多不合理的地方,所以会有运行不良、使用寿命短等问题的出现。所以,根据实际情况,我们要针对楼宇自动化设计的特点对相关的管理功能进行选择,同时还要在实际的工作中积累关于自动化控制的相关经验,使系统设计得到相应的完善,使楼宇自动化控制系统真正的发挥出相应的功能。
1 简述自动化控制系统有哪些基本的功能
在楼宇自动化系统设计中采用的数据通常情况下都是根据自动采集而来的数据,这些数据可以作为系统运行的一种参数,对运行情况进行自我监控,对系统中的各个指标进行全方位的调动,进而实现和创造经济效益和相应的社会效益。
1.1 自动化系统具有数据自动采集的功能
对现地控制单位之间传送的数据进行的处理和存储要建立在系统数据库的基础之上,用上位计算机对系统的相关参数进行分析,从而形成系统运行的参数。在数据库中提取的数据资料可以对自动控制进行调节,通过本身的记录、检索等功能为系统的工作人员的灵活调用作为参考。
1.2 自动化系统具有自动监控与调节的功能
想要提高系统的监控水平和调节水平,可以达到减少对系统操作失误的目的。但是,系统具有本身的复杂性,人工的监控是难以达到要求的,所以就需要自动监控和调节功能的开发与利用。对各种功能设置模拟操作系统,这个系统的设置要建立在数据科学合理的基础上。将自动系统的指令设置在屏幕显示器上,根据计算机屏幕显示执行的步骤,这样就可以对系统运行进行一目了然的监控了。
1.3 总动画系统具有现地控制单元的功能
这个功能应该在自动化操作系统中某个环节的后面,进行现地的现实和处理,同时将操作的具体情况传到主控层。主控等再根据指令对是否满足指令的条件进行分析。最后按照发出的指令将硬件运行到相应的位置上。现地控制一般都会设置权限开关,根据开关实现远程的切换,同时依然可以使用手动的方式进行辅的操作,手动操作还可以解决特殊情况下的燃眉之急。
2 对数据采集的设计
在对自动化系统进行上述三项基本功能的设计的时候,一定要体现出系统基本功能之间的共通性,还要对这些功能进行合理的处理,使自动化控制功能的适用性能够得到相应的提高。
2.1 对数据采集的设计
在对系统数据进行采集之前要做到有针对性的进行采集,对自动化控制系统数据进行采集之后,要及时将数据传送到上位计算机中,实现系统运行的实时监控,这些数据可以作为盘点系统运行是否正常的重要依据。对系统的数据采集可以用单端隔离的模拟量进行输入卡,用波形检测的方式对系统自动收集的数据进行分析与监控,同时,必须要设置好采集范围和输出通道。
对数据进行采集设计时要做到对数据保存情况的实时显示。在对软件进行设计的时候还要对校本程序进行编译,同时用人机界面对数据的几率、存储等情况进行显示,最后将软件和数据可连接起来。这种功能使数据记录和存取的便利性得到大大的提高,同时还完成了对数据可的属性设置。
值得一提的是,对数据进行采集的时候要遵循一个重要的原则,探测元件与要采集的内体要尽量靠近,以减少传导中的误差,避免这些误差对数据真实性的影响。在传输中还可以使用光纤等新技术,这种新技术的应用可以达到准确的目的同时又不会使误差造成系统的误动作。
2.2 监控设计
在自动化系统中的监控最常见的方式有三种:远程监控方式、集中监控方式和现场总线监控方式。其中几种监控方式便于系统运行的维护管理,对系统的设计比较容易,也没有较高的要求和标准。远程监控方式的优点主要有对资源能够起到节约监控的目的,同时具有较高的可靠性,并且在实际的应用中可以体现出组态灵活的优势,还可以实现对电缆、附属材料的节约利用。现场总线监控方式是当今条件下一种比较符合时代特征的监控方式,它可以实现远程监控,使监控的连接线路缩短,在这种方式上可以很好的体现出智能化的特点。同时为网络控制系统的发展奠定了基础。
2.3 现地控制单元
自动化系统现地控制单元的实际采用了计算机软件和硬件等先进的技术,确保了各项标准都能符合指标要求。随着科技的不断发展,计算机在不断的更新换代,系统的规模也应该随着计算机的更型换代得到扩展与升级,维护方面要具备自我诊断和自我恢复的功能,避免因为人员操作失误造成的损失。现地控制单元的设计主要包括对机组设备的调节和将控制;对机组控制单元顺序的控制;数据通信要保持通畅;要有自我诊断的功能。
3 结语
综上所述,对自动化控制系统进行设计的时候,要将采集到的数据及时的输送到上位计算机中,对整个运行流程实现实时监控,根据数据对系统运行状况进行判断。还要根据各种方式的运用,使系统工作的效率得到提高,减少维护故障率,在新技术的帮助下,实现计算机对整个系统的配置与设计。
参考文献
[1]张雪峰.楼宇自动化控制系统的IP化发展分析[J].智能建筑电气技术,2012(6).
[2]杨慕铁.浅析如何完善楼宇自动化控制系统设计[J].福建建材,2013(6).
[3]何宇红.楼宇自动化控制系统工程设计探析[J].科技与企业,2012(10).
作者简介
汪诗雯(1985-),女,安徽省歙县人。大学本科学历。现为柳州市人民医院助理工程师。主要研究方向为电子信息工程。
楼宇自动化范文4
关键词:智能楼宇;楼宇自动化系统;楼宇自控系统设计;
中图分类号:F470.6 文献标识码:A
引言
楼宇自动化控制系统(Building Automation System,简称:BAS)是将建筑物内的空调、给排水、电力、电梯、消防等众多分散设备的运行、安全和能源使用状况实行集中监视、管理和分散控制的管理控制系统,它由中央工作站、通信网络、DDC控制器及各类传感器和执行调节机构所组成。本文介绍了BAS系统的组成和架构,在此基础上阐述了BAS系统的主要设计步骤和方法,并结合自主设计的YEPEF-LY-V1.0楼宇自控系统的实例给出了详细的设计方案。
2、系统组成
BAS系统包括三级内容:第一级是中央工作站,主要由主机、显示器以及一些设备所组成,它直接与以太网相连。第二级是直接数字控制器(DDC),第三级是安装在现场的各类检测元件和传感器以及执行调节机构。管理层网络运行支持TCP/IP协议,中央工作站通过网络将信息传输到系统中任何需要的地方。现场控制网络采用的是BACnet通信协议,可独立地完成控制任务。BACnet是由一个建筑管理、系统用户、系统集成商组成的联合体提出的正式的、非专有的开放协议通信标准,它定义了系统各部分共享数据的所有规则,包含如何实现数据共享、信息如何解释等。
图1BAS系统组成
(1)中央工作站:包括PC机、设备(显示终端、打印机等)。
(2)DDC:是以微处理器为基础的可编程直接数字控制器(DDC),它接收检测元件和传感器采集的信号,通过事先设计编制好的控制程序,执行相应的判断和处理,向执行调节机构发送控制信号。DDC同时与中央工作站通信、DDC与DDC之间进行点对点通信,共享信息资源。它有AI(模拟量输入)、AO(模拟量输出)、DI(数字量输入)、DO(数字量输出)四种输入输出接口。
其中:
AI-模拟量输入接口,接收检测元件和传感器采集的信号,通常输入0~10V或4~20mA的直流信号。
AO-模拟量输出接口,控制执行调节机构,通常输出0~10V或4~20mA的直流信号。
DI-数字量输入接口,采集外部触点(或开关)闭合或断开的状态、脉冲计数等。
DO-数字量输出接口,控制设备的运行和启停。
(3)检测元件和传感器、执行调节机构:检测元件和传感器包括各种敏感元件、变送器、触点和开关,检测并采集各类型的参数,并将信号反馈至各分站控制器。执行调节机构接受DDC控制器发出的控制信号,控制调节现场设备的运行。
3、系统设计
3.1 设计流程
首先,确定系统所要达到的控制目标、需要监控设备的种类、数量和分布,设计系统总控制网络图。其次,确定各子系统的控制方案及所要达到的控制目的,设计各子系统控制网络图。在确定被控设备的数量及相应的控制方案后,统计并确定被控设备的监控点数,绘制平面布置及其走线图。最后,项目具体实施工作。
设计步骤:
确定系统的控制范围和要求,需要监控设备的种类、数量和分布。
设计系统总控制网络图。
设计各子系统的架构方案和子系统之间的连接方式、子系统与其它部分的接口。
设计各子系统控制网络图
(5)统计监控点(AI、AO、DI、DO)的数量,根据监控点数和实际分布状况,设计各分站的监控区域。
(6)选择检测元件和传感器、执行调节机构。
(7)选择系统设备。
(8)系统实施。
3.2子系统
(1)空调系统:分为风系统和水系统。其中风系统包括新风空调机组、新/回风空调机组、变风量空调机组。水系统包括冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、热交换器、热水一次水泵、热泵机组
新风温度传感器用于测量管路中的液体温度或风道内的气体温度,输出信号为0~10V的电压信号或4~20mA电流信号,接至控制器(DDC)的AI接口。通过新风、回风的温度控制新风阀打开的程度,接至DDC的AO接口。压差开关用于检测滤尘网前后风的压力,它是一种数字的输入设备,接至DDC的DI接口。表冷器可根据不同的设定温度和室外的温度,注入热水或冷水,从而加热或冷却空气。风机接至DDC的DO接口控制启停。
水泵接至DDC的DO接口控制启停,水阀接至DDC的AO接口控制打开的角度。通过回风温度控制冷冻水供水阀的开度,通过冷冻水供水温度控制冷冻水旁通阀的开度。当冷却水回水温度不能保证时,则自动起动冷却塔风机。
(2)给排水系统:各类水泵、各类水箱
给排水系统的设备耗能分为两个方面:水能和电能的损耗。给水的能耗主要包括生活用水的能耗和消防用水的能耗,用电能耗主要集中在水泵运转与消防自动喷淋系统,水泵的耗电量与建筑物用水量呈正相关,喷淋系统用电与系统设计功率正相关。
(3)电力系统:照明控制、高/低压信号测量、备用发电机组
系统管理中心提供对于建筑物内的高低配电房及所有变配电设备的监视报警、管理和自动控制,提供对于重要电气设备的控制程序、时间程序和相应的联动程序。
(4)电梯系统
电梯系统根据功能不同,数量和类型也不同。根据电梯的运行需求,对电梯的启停进行时间程序设定。
(5)保安、门禁系统等。
3.3 设计方案
YEPEF-LY-V1.0系统是由我厂自主研发的一套BAS系统,系统架构如图2所示。本系统包括2台上位机、2套DDC控制器、6套受控模块。系统设中央工作站,由2台计算机(含管理计算机)联网组成。硬件采用安装Windows XP专业版操作系统的主流配置的PC机,软件采用行业常用厂商(如西门子、霍尼韦尔、研华等)的监控软件。下设数字控制器(DDC),各DDC控制器以控制总线连接到中央工作站,实现联网控制。DDC受控模块自主研发设计,通过上位机可实时监控各受控模块。中央工作站的主机与各DDC控制器之间可以通信,也可以相互交换传递信息。当系统出现异常情况时,会自动报警并记录。
图2系统架构图
DDC控制器通过AI接口和DI接口实时采集数据,经运算处理后发出控制信号,并通过AO接口和DO接口直接控制受控模块,DDC控制器采用24VDC电源供电。输入信号类型包含0~10VDC和0~20mADC模拟量信号输入、无源开关量信号输入。输出信号类型包含数字量输出、0~20mADC模拟量信号输出。
4 结束语
本文对BAS系统的构成作了简要的介绍,阐述了系统设计的步骤和方法,对BAS系统做出了概要设计,给出了具体设计方案。系统经实际测试和试用,运行效果稳定、良好,有较强的现实意义。
参考文献
[1] 《楼宇自动化技术与应用理实一体化教程》,高安邦,佟星主编,.机械工业出版社. 2013 .
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[3] 西门子.APOGEE顶峰系统设计手册,2010版.
[4] 瞿友汉. 数字化楼宇中的自动监控系统设计与实现[D]. 湖南大学 2011.
楼宇自动化范文5
关键词:楼宇自动化系统METASYS方案说明
1、METASYS系统概述
METASYS智能管理系统专为各类建筑中所有设备的监测、控制和集中管理而设计,该系统的开放性、灵活性、可靠性及高质量,集中体现了楼宇管理与控制的最新潮流。
METASYS是一个集中管理、分散控制系统,因而它更高效,更可靠,提高了系统的容错能力。METASYS是模块化系统,易于扩展,因而将来的需要并不会损失今日的投资。METASYS具备很强的联网能力,可以与任一家愿意开放其通讯协议的产品或系统实现联网,从而使用户很方便地在任何地方,任一台操作站上,对所有设备或子系统了如指掌,大大提高管理水平及工作效率。
METASYS完全符合工业标准,它的设计立足现在,面向未来,适应软件及硬件的不断发展。用户投资于江森公司的METASYS是明智及长远的选择。
以下从硬件结构及软件功能两方面分别作详细的介绍。
⑴硬件结构
①概述:
METASYS的硬件系统是由操作站(OWS),网络控制器(NCU)及各种直接数字控制器(DDC)所构成的一种智能化控制网络。
②网络通讯
以太网(Ethernet/IP)作为一种应用越来越广泛的网络形式已被超过80%的局域网使用。它具有优良的性价比及易于安装的特性。以太网的通讯协议(TCP/IP)为开放式系统提供了物理及数据连接层通讯的参考模式。它的通讯速率为10Mbps,即每秒可传递大约250页文本所包含的信息。使用以太网具有以下优势:
数据传输的高效率及稳定性
灵活的布线和设备联结方式:可联结高速以太网、FDDI、令牌环网、ATM等
低成本
可互相兼容的设备及拓补形式:由于以太网的使用广泛性,可以很容易的将其他厂家设备或系统通过它互相联结
易于安装及扩展
减少维修成本
以太网的网络拓补结构可为星型、总线型或混合型。星型结构的组成是通过非屏蔽双绞线或光纤将各个节点连接至位于网络中心的集线器上,该集线器可放置于建筑中任何方便的线架上。它的优点是易于隔离及修复出现故障的节点,缺点是比总线形式需要更多的安装线材。在这三种结构中星型结构适用于NCM与OWS位置较远的系统,总线型结构适用于NCM与OWS位置较近的系统,而混合性结构适用于NCM与OWS位置有远有近的系统。
操作站及网络控制单元之间最常用的连接方式是N1通讯网络,其通讯方式为Ethernet/IP。N1网上各节点之间的数据交换采用点对点(peertopeer)方式,各节点均具备动态数据访问(DynamicDataAccess)功能,即无论N1网上任何操作站或任一NCU上,均可以对全部的数据实现检测或控制。
在某些场合,用户可能需要用到拔号式(Dia-up)通讯方式,用以监控远处的控制系统,这时可以通过调制解调器,设置远程操作站。
N2通讯总线是一种现场存取网络,它连接控制器及接口模块至网络控制器。N2总线使用主/从式通讯协议,NCU是主导,N2总线设备(DDC)是从属。N2总线使用Opto-22optimumx®通讯协议,并且已被证明其优越性。N2总线遵循EIA,RS-485电气标准。)
③联网能力
对于楼宇系统的设计和管理者来说,真正的挑战是:怎样利用所有子系统的能力?怎样有效地管理它们,从而提供一个高质量的办公环境?METASYS系统使上述问题迎刃而解。各个不相联系,甚至是来自不同公司的系统,通过METASYS被恰当地联系在一起,变成一个系统的集成。各系统相对独立,自成体系,必要时相互配合,实现联锁控制,从任何地方,任一台操作站上,都可以收集到全部的数据。操作员从一台操作站上,便可以了解全楼各个角落中任一系统的运作情况,一旦有故障发生便可立即作出反应,甚至客户还未感觉到任何不妥,问题便已经解决了。
美国江森公司作为美国Ashear学会发起者之一,其Metasys系统已能与超过75个公司(其中包括Carrier,York,Trane,ABB,Libert等)的子系统实现联网,并已完成2000多个联网项目。我们随时准备为用户实现METASY与任何愿意开放其通讯协议的公司产品联网。
④操作站
操作站为IBM或其他品牌标准个人电脑,操作站提供视窗化的,高水平人机界面,用户可选择中文或英文操作。
它以微软公司的Windows为运行环境,允许Windows支持的其他软件同时运行。并可以与他们进行动态的数据交换(DDE)。例如您可以用已熟悉的MicrosoftExce来处理数据,做出一系列的统计表。
它可编程及产生数据库,并直接下传程序至各控制器。它可备份数据库、存储点的历史记录、趋势分析、操作员进入/退出记录、以及报警记录等。
METASYS界面操作全部视窗化,无需记忆操作指令。它的网络图犹如一张联络图,表示出所有监控设备及其相互关系,操作员只要调出METASYS应用程序,便一目了然:哪个系统为哪一楼层服务;哪些设备为哪些区域服务等。METASYS使用了一种分布于整个网络、面向目标的软件体系。只依靠鼠标操作,便可走遍整个建筑。它用图形显示建筑物的各楼层平面和设备简图,并通过鲜艳的色彩和动态数据显示、报告所监控的点的信息。
网络中任一个操作站均可以存取整个网络的所有信息,各操作站可同时使用。
⑤记录/报警打印机
打印机用于系统操作的记录。每台打印机的记录内容可根据用户要求设定,而记录格式在调试阶段即可定义。
⑥网络控制器(NCU)
网络控制器(NCU)是一种高性能的现场盘,它由一系列可兼容的电子智能化模块所构成。它可以实现复杂高性能控制的任何控制程序,同时也可以协调通信网络中各独立的DDC控制器,为它们提供报警监视和综合控制功能。NCU可脱离任何上位机(如个人电脑),独立承担控制及通讯功能。
网络控制模块(NCM)是NCU的主要部件,它装备高速80386微处理器,其内存(RAM)可由8MB扩展至10MB,它带有自诊断功能,并有72小时后备电池。
NCU上备有多种简单而通用的系统接口,供操作人员使用。第一个接口是标准RS-232连接件,可连接手提计算机或输出打印机;第二个接口是手提网络终端接口,网络终端象操作站一样,能够存取网络中的所有信息;第三个接口可用于调制解调器,用于远程监视或打印。
NCU能支持多用户环境,就是说,任意多少位操作员都可同时存取NCU中的信息。
METASYS的5级密码口令,不仅对操作站提供保护,对NCU上的操作员接口,也同样使用一致的密码信息。
⑦直接数字控制器(DX-9100-8154/XT-XP模块)
直接数字式控制器(DDC)是METASYS系统的最前线装置,它分布于建筑物内各处的设备现场,如空调机房,水泵房,冷冻站等。DDC连接于METASYS的N2总线,NCU及操作站均可对它们实现上位机的超越控制。
直接数字式控制器(DDC)是METASYS系统的最前线装置,它分布于建筑物内各处的设备现场,如空调机房,水泵房等。DDC连接于METASYS的N2总线,NCU及操作站均可对它们实现上位机的超越控制。
目前最常用的DX-9100控制器是一个模块化,可扩展,在现场具有显示及操作能力的控制器。它的基本配置为8AI,8DI,2AO及6DO,共为24点,根据现场需要可增加各类型点的扩展模块,最多可扩展64个点。
DX-9100的软件功能十分齐全,可实现各种现场控制要求。其操作系统包括实时功能,12个可编程模块,及PLC逻辑运算模块。由于它是由一个个功能模块所构成,其图形化的编程工具使得程序设计异常简单。用户只要简单地调用图块,填写参数,控制程序便自动生成。所有的编程均可在METASYS操作站完成,并直接下传至DX-9100。它除了完成各种运算及PID回路控制功能外,还具备多级控制及统计功能;其PLC逻辑运算模块,具备一般PLC控制器的功能;其实时功能可同时设置多达8个时间控制程序,每个时间控制程序,可针对星期一至星期日及特定的一些公众假期,分别设定不同的启动/关闭时间。如此强大的软件功能,决定了DDC具有独立运作的功能,当中央操作站故障,网络控制器故障或通讯线断线,都不会影响其操作。
⑧现场设备
现场设备包括传送器,变送器,风阀执行器等,它们均直接与DDC连接。
⑨程序存贮器
NCU和DX的存贮器采用EEPROM,EPROM及RAM。
系统构成和控制程序存贮在EEPROM和EPROM中,在掉电期间,程序仍可保持。实时时钟和功能存贮于RAM中,带有后备电池(NCU中可维持72小时,DX中可维持1年)。存贮器分配的原则是当偶尔在线变更某些参数时,尽量减少对控制器操作的干扰。在METASYS中,许多用户变更,甚至是统计数据分析,均可以在线进行。
这种安排使得控制器既能提供足够的内存(从而满足设备管理系统的各种控制功能的需要),又不至于花费太大。假如控制器掉电超过72小时,保存在NCU之RAM中的数据将会丢失,这时,METASYS会自动通过高速N1总线,将数据自动地由操作站下传到NCU中。
⑩系统的运行环境要求及用电量
DX-9100控制器(DDC):
工作环境要求:0~50℃(32~120℉),相对湿度10~90%不结露。
用电量:24VAC,50/60Hz,10VA
XT及XP模块:
工作环境要求:0~50℃(32~120℉),相对湿度10~90%不结露。
用电量:24VAC,50/60Hz,5.5VA
⑵软件功能说明
各种不同功能的软件,构成了完整的METASYS操作系统。
主要软件功能如下;
摘要(各类报告清单)
密码保护(5级)
用户编程(图形化编程语言)
状态改变报告
报警信息报告
报告分组/报警管理
监控点历史
动态趋势分析
累积、统计功能
数据库下传/上载功能
基于MicrosoftWindows之图形化及操作站工作环境
能量管理控制
时间预定功能
设备循环启/停保护
重大设备启/停延时
供电恢复启动程序
用电量限定/负载循环
(2.1)摘要(各类报告清单)
在METASYS中,用户可以直接得到各种分类的报告清单,这些清单可以显示于监视器上,也可以打印或存盘。可以直接调用的报告清单有16种,其中最常用的录示如下:
监控点清单
报警点清单
严重级别报警点清单
脱机点清单
处于超越控制状态下点的清单
禁止通讯点的清单
被锁定点的清单
被定义于跟进文件中的报告
时间预定的时间表清单
假日时间预定的时间表清单
各监控点的高低限及死区值清单
以上报告清单根据用户的指定,可以选择针对网络中所有点,也可以针对某一个系统中的监控点。或选择组甚至几组中各系统中的监控点。
(2.2)密码保护功能
Password
METASYS系统可提供五个等级,多达100个密码口令,为网络和操作站提供安全保障。
根据主管人员的指定,各操作员具有不同等级的口令,口令可限制所访问的内容,具体为可访问的监控点,口令也限制操作级别。
口令访问在整个METASYS网络中是一致的。无论操作员走到哪一台操作站,或是在现场用手持式网络终端,他只要使用自已的口令,便有相同的放行级别。当对口令系统进行增减或改变时,网络中各操作装置同一时间自动配合,而不需要在每个操作装置作出更改。
对每个口令,系统提供一个自动退出时间,该时间可自由设定,范围从1到1440分钟。如果操作员离开前,忘记退出系统,设定的时间过后,系统会自动退出,继续受到密码保护。
各级口令的职能如下:
第5级──只可监视,检查数据
第4级──第5级+操作员控制及预定
第3级──第4级+监控点参数的改变
第2级──第3级+数据库增减
(2.3)用户图形化编程语言
GraphicProgrammingLanguage
用户可以通过先进的图形化编程语言,实现各种复杂的高级算法及超越控制。METASYS的图形化编程语言通过图形方式,使用户以画流程图的方式,进行编程。它的特点是直观、易懂、方便修改。
METASYS提供一系列已经证明可靠的图形化程序,方便用户直接调用。用户可以在自己的程序中插入它们,也可以对它们进行修改。
(2.4)状态改变报告
METASYS系统可提供所有双态点的状态改变记录,该记录可以输出到打印机上,也可以直接报告至指定的操作站及磁盘文件。记录显示改变状态的点的名称。点的详细说明及发生状态改变的时间和日期。
(2.5)报警信息报告及报告分组/报警管理
ReportRouter/AlarmManager
METASYS具有完善的报警管理。操作站优先处理和首先显示最重要的报警点,并且能够有选择地把不同的报警传至位于网络中任何位置的相应操作站,甚至传到用拔号调制解调器联结的远程操作站。
报警管理提供报警打印,报警缓冲器及直接报告至指定的操作站和存储文件,所有方式均满足以下条件:
A)显示报警点的名称,点的详细说明及发生报警的时间和日期。
B)报警依轻、缓、急,用户可自行决定报警级别,以便更有效及快速处理严重的报警。本系统可将报警分为3类,其中又分4级。
C)作为A)的补充,用户可对每个报警点增加报警信息,该报警信息可达65个字母(中文为30个字)。报警信息可明确提示操作员如何处理报警。比如采取什么措施,找什么人维修等。对于大型系统的管理者来说,管理上千个点,并及时处理报警,并非易事。给报警点增加报警信息这一功能,大大方便了操作者。
(2.6)监控点历史
PointHistory
METASYS系统中所有监控点都自动产生一个历史,该记录存放在网络控制器中。模拟点每30分钟采样一次,如有特殊需要,用户指定一个PC文件,记录将自动转入该文件中,提供长期的历史数据。双态点可记录10次开/关动作。每个点具备历史这一特性,方便用户随时分析设备的性能,回顾故障或事件发生的时间,大大提高设备管理水平。
(2.7)动态趋势分析
Trend
动态趋势分析可应用于系统中的所有监控点,其采样点数及采样间隔(范围1分钟至120分钟)均由用户自已定义。
当监控点历史不能满足设备性能分析的要求时,可利用动态趋势分析这一软件功能。
与监控点历史一样,动态趋势分析也存放于网络控制器中。如需保存数据,用户可指定一个PC文件。当采样数接近规定的数值时,数据将自动转入该PC文件中。
(2.8)累积、统计功能
各DDC及NCU均具备累积、统计功能。用户可定义一个限额,当累积或统计值超过此值时,系统统可发出报警。该功能主要应用在以下几个方面:
A)运行时间统计--如水泵、风机等的运行小时
B)模拟量及脉冲累积--如用电量
C)事件发生次数的统计--如某一段时间中,房间温度超出高限的次数。
Totalization
(2.9)数据库下传/上载功能
METASYS系统中,所有DDC的现场控制程序,均可由操作给直接下载,不论何时,用户可以从操作站上很方便地修改DDC的现场控制程序,并直接下载至DDC,而不需走到现场。
用户通过操作站对系统数据所进行的任何增减及参数的修改,均直接储存于网络控制器中,系统的运行并不依赖于操作站。为防止现场数据(储存于NCU中)的丢失或损坏,从操作站可实现数据的回传。回传数据保存在操作站硬盘中,作为备份数据。
如果由于某种特殊原因,NCU掉电超过72小时,由于超出了NCU中可充电电池保持内存的最长时间,该网络控制器的数据将会丢失。但是,一旦恢复供电,系统将自动从操作站将备份数据下载至NCU,保证系统正常工作。
(2.10)动态图形显示及操作站工作环境
Graphics
为使监控点的位置更直观及便于对系统的分析,METASYS系统提供采色动态图形显示,包括楼层的平面图及机电设备蝗系统示意图。
1、操作员可通过菜单的选择或直接从图形上切换不同系统或平面的图形。
2、图形中所有监控点的数值或状态是动态显示,即显示它们的实际位置和当前数值或状态,各点是自动更新的。
3、操作站的工作环境是视窗化的,可同时显示多幅图形,便于对整个系统的操作进行分析。
4、当某点发出报警时,其所在的图形会自动弹出,其中的报警点会以事先指定的颜色不断闪烁,以提醒操作员报警点的位置。
(2.11)能量管理控制
为达到节约人力及能源的目的,METASYS提供各种常用的能量管理软件,这些软件自动运作不需操作员的介入。同时,它们又有足够的灵活性,用户可轻易进行定义及修改。其主要软件时间预定功能,最佳启/停功能,焓值切换功能,温度设定点自动重置功能,制冷机组的自动组合及群8控功能,以及用电量限制功能等。
(2.12)时间预定功能
预定功能使得METASYS系统能按照操作员事先所安排的时间表自动运行,提高设备管理效率。
预定功能适用于设备的定时启停,设定点定时修改控制程序的定时启动,趋势分析的起止,累积/统计的起/止及各种报告的定时打印,等等。
预定共有4种:正常日、替换日、节假日、及特殊日。用户可定义一年的日历。
(2.13)设备循环启/停/及重大设备启/停延时保护
Scheduling
为保证机电设备的使用寿命及避免不正确操作造成设备损坏,METASYS系统提供设备保护功能,限定1小时中设备的启/停次数,并且可对设备设置启/停延时,对每个控制点,用户可以方便地设置。修改及取消该保护功能。
(2.14)供电恢复启动程序
对重要的设备系统,如冷冻站,其设备的启停需严格遵循一定的顺序,为避免设备运行中动力电突然掉电,又突然恢复时,对设备造成损坏。METASYS提供供电恢复启动程序,保证任何时候,设备都能按照其正确顺序启动。
(2.15)用电量限制/负载循环
DemandLimiting/LoadRolling
该软件功能用于节约电费的目的,当用电量高峰时,系统可根据给定的限制,自动对指定负载进行定时的轮流开/关,以防止用电量超出规定的限额。
⑶系统运行性能(可靠性分析)
①可靠性定义
系统可靠性是指给定的一个周期时间减去非工作时间(检修、待料等因素停工时间)与这个周期时间的比值。非工作时间开始于故障被确认时。这个概念可描述为正常运行时间与给定的运行时间的比值。特别指出,正常运行时间是指系统运行时间和可能需要运行(即待命)的时间总和。整个时间由正常运行时间(Uptime)和非工作时间(Downtime)组成,如下公式:
系统可靠性=正常运行时间/(正常运行时间+非工作时间)
以上等式是可靠性的定义标准。在这里非工作时间是指维修和返修产品所需要的平均时间。这个平均时间通常称为平均修复时间,包括预计的时间及不可预计的时间。在正常的情况下,不论白天黑夜,我们的紧急反应时间不超过四个小时。
系统可靠性也被表示为平均修复时间(MTTR)和平均故障间隔时间(MTBF)。平均故障间隔时间是指系统可靠性的一个衡量尺度,平均修复时间是系统可维护性的一个衡量尺度。他们的关系如下:
系统可靠性=平均故障间隔时间/(平均故障间隔时间+平均修复时间)
②系统平均故障间隔时间的计算
该值等于保修期内系统累计运行时间除以保修故障点总数量。设备装船到安装开通大约二个月的时间未计入累计运行时间。
江森公司统计记录在保修期内从现场返修部件的数量。一年故障概率(OYFP)被作为一个指标来描述系统的返修率,同样设备的船期不计入运行时间。
系统平均故障间隔时间和一年故障概率的统计学的关系式为:
系统可靠性=(1-OYFP)=EXP[(-8760)/MTBF]
计算值概括如下表:
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:电机启动盘只包括开关、继电器、接线端子,它的系统非工作时间实际上趋近为0。
2、系统方案及配置说明
我司对本系统的控制器配置基于如下原因采用一对一的分散式控制。原因①由于高级的控制需求导致控制过程相对复杂,因此使用集中的现场控制器对分散于楼中各处的机电设备将无法满足采样及控制需求;原因②使用分散的现场控制器将极大减少施工所需的管线数量及施工量;原因③分散的控制器将极大降低系统出现故障的概率,当控制器因人为破坏等不可预见的因素毁坏时不致影响过多现场设备的安全运行。
⑴暖通空调自控系统
暖通空调系统包括:冷热源系统、空调机组,送排风系统相关设备等。以下将就各分系统的控制及采样点位设置、设备配置、控制方式及功能作一详细说明。
①冷热源系统
由METASYS系统按每天预先编排的程序对设备进行优化控制,具体功能如下:
控制冷冻机启停;
监测运行状态;
监测冷冻机故障报警;
监测设备手/自动状态;
控制冷冻水泵启停;
监测冷冻水泵的运行状态;
监测冷冻水泵故障报警;
监测冷冻水泵手/自动状态;
控制冷却水泵启停;
监测冷却水泵运行状态;
监测冷却水泵故障报警;
监测冷却水泵手/自动状态;
控制采暖水泵启停;
监测采暖水泵运行状态;
监测采暖水泵故障报警;
监测采暖水泵手/自动状态;
监测冷却塔高/低液位;
控制冷却塔风机启停;
冷却水塔高/低液位报警;
测量冷冻水供/回水间的典型压差;
测量冷冻水/采暖热水供/回水温度;
测量冷却水供/回水温度;
测量冷冻水回水流量;
通过量度冷冻水的总供/回水温度和回水流量,计算出空调系统的冷负荷;
根据实际冷负荷来决定冷冻机的启停组合及台数,以便达至最佳的节能状态;
根据机组启停情况控制控制相关水泵及碟阀开关;
控制冷冻水旁通阀的开度,以维持要求的压差;
根据冷却塔运行台数及运行方式控制相关碟阀开关;
冷冻机、冷冻水泵、冷却水泵运行时间累积;
各联动设备的启停程序包括一个可调整的延迟时间功能,以便配合冷冻系统内各装置的特性。各设备的启停联动顺序为:
i启动:电动蝶阀冷冻水泵冷却水泵冷动机组;
ii停止:冷冻机冷冻水泵冷却水泵电动蝶阀;
以上工作状况可用文字或图形显示于彩色显示屏上,也可通过打印机打印出来作为记录。
通过安装在冷冻机房内的网络控制器(NCU)和直接数字式控制器DDC将按内部预先编写的软件程序来控制冷冻机启停的台数和相关设备的群控。
②空调机组
METASYS系统的监控功能如下:
监测风机手/自动转换状态,确认空调机组风机现是否处于楼宇自控系统控制之下,同时可减少故障报警的误报率;
当机组处于楼宇自控系统控制时,可控制风机的启停;
监测送风机压差状态,确认风机机械部分是否已正式投入运行,可区别机械部分与电气部分的故障报警;
测量水盘管表面温度,当温度低于设定值(可调整)时触发报警并联动一系列的防冻保护动作,如关闭新风阀并打开水阀等;
调节新/回风阀门;
回风温度监测;
回风湿度监测;
控制加湿器启停;
通过测定回风温度与设定点间的差值,实时计算并确定送风温度的设定点,以满足空调空间负荷需求;
通过对安装于水盘管回水侧二通电动调节阀的自动调整,实现对送风温度设定点(可调整)的控制,保证空调机组供冷/热量与所需冷/热负荷相当,减少能源浪费;
通过测定回风湿度与设定点间的差值,实时计算并确定送风湿度的设定点;
安装在机房内的直接数字式控制器(该控制器与现场设备是一对一的安装及控制方式)将按内部预先编写的软件程序来满足空调机的自动控制和操作顺序。
以上工作状况通过网络通讯可将现场情况用文字或图形显示于中央控制室内的中控机的彩色显示屏上,供操作人员随时使用,其中的重要数据可通过打印机打印出来作为记录。
③送排风系统
METASYS系统的监控功能如下:
监测风机手/自动转换状态,确认是否处于楼宇自控系统控制之下,同时可减少故障报警的误报率;
当处于楼宇自控系统控制时,可控制风机的启停;
监测送风机压差状态,确认风机机械部分是否已正式投入运行,可区别机械部分与电气部分的故障报警;
⑵变配电监测系统
METASYS系统主要对该系统中的设备运行状态及运行参数进行监视,具体的监视功能如下。
电压
电流
功率因数
能量计算
有功功率
无功功率
频率
⑶给排水监控系统
METASYS系统按预先编定的程序进行控制,具体的监控功能如下。
监测水泵手/自动转换状态,确认设备现是否处于楼宇自控系统控制之下,同时可减少故障报警的误报率;
当设备处于楼宇自控系统控制时,可控制水泵的启停;
水泵故障报警;
监测液位报警;
当达到高液位时进行报警并联动相关设备;
当低于低液位时进行报警并联动相关设备;
⑷照明系统
楼宇自动化范文6
关键词:智能建筑;楼宇自动化系统;节能
中图分类号:TU855 文献标识码:A
智能建筑(Intelligent Building)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物,是信息社会的需要,也是未来建筑发展的方向。智能建筑主要由楼宇自动化系统(Buiding Automation System,缩写为BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。其中,楼宇自动化系统是智能建筑中最基本和最重要的组成部分。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统,将大楼内部各种设备(包括空调、照明设备、电梯、消防设备、安防设备等等)连接到一个控制网络上,通过网络对其进行综合的控制。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境,同时实现高效节能的要求。
楼宇自动化概述
楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(Buiding Automation System简称BAS),是智能建筑不可缺少的一部分,其任务是对建筑物内的能源使用、环境、交通及安全设施进行监测、控制等,以提供一个既安全可靠,又节约能源,而且舒适宜人的工作或居住环境。
其功能:①自动监视并控制各种机电设备的起、停,显示或打印当前运转状态。②自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据。③根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备,使之始终运行于最佳状态。④监测并及时处理各种意外、突发事件。⑤实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。⑥能源管理:水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。⑦设备管理:包括设备档案、设备运行报表和设备维修管理等。
其原理:楼控系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统,也称分布式控制系统(distributed control systems,简称DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”,即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置(DDC)完成被控设备的实时检测和控制任务,克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的中央管理计算机具有CRT显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能,能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务,避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点,保证设备在最佳状态下运行。
楼宇智能化系统的组成
楼宇自控作为智能建筑的重要组成部分,楼宇自控系统主要包括以下系统:冷热源系
统、空调(新风)系统、送排风系统、通风空调、给排水系统、电梯系统、照明系统、电力变配电系统、消防系统的设备监视、控制等。
1.火灾报警和联动智能控制系统
智能消防控制系统,是以整套防火安全,报警系统。其又可分为4个子系统:火灾探测系统、中央控制系统、火灾报警系统、灭火联动系统。
消防智能控制系统通过中央处理器对系统所有部分进行通讯监控,并反馈显示其故障情况,一旦系统检测到火警信号后,可以自动执行该程序,并报警通知所有人员。系统对报警信号起确认作用,系统可根据办公楼内不同场合,将烟感探头灵敏度设定相应的转换。
2.照明智能控制系统
包括工作照明、事故照明、断电应急灯等特殊照明,主要功能有控制各楼层门厅及楼梯照明定时开关;控制室外灯定时开关;控制停车场照明定时开关;显示障碍灯状态及故障警报灯的开启;控制事故应急照明;监测照明设备的运行状态等。
3.通信网络系统
通信网络系统是保证建筑物内语音、数据、图像传输的基础上, 同时与外部通信网( 如电话网、数据网、计算机网、卫星以及广电网) 相连, 确保信息畅通。通信网络系统主要由程控数字用户交换机网和有线电视网两大网构成。
4.通风空调控制子系统
包括空调及冷热源、通风环境监测与控制等,主要作用是监测空调机组运行状态;测量空调机组运行参数;控制空调机组的开关时间;控制空调机组预定程序;监测新风机组状态;控制新风机组的开关时间;控制新风机组预定程序;监测和控制排风机组;控制能源系统的工作状态等。
5.停车库自动化子系统
机动车是现代社会的重要交通工具。随着人们生活水平的提高, 公寓停车管理越来越迫切地成为摆在公寓管理者面前的课题。根据工程具体情况和建设方要求, 现代的停车库智能系统通常由出入读卡器、自动开门机、探测器、控制器等设备组成, 同时配备图象对比系统。
6.变配电控制子系统
包括高压配电、变电、低压配电、应急发电等,主要功能有监视变电设备各高低压主开关动作状况及故障报警;自动检测供配电设备运行状态及参数;监理各机房供电状态;控制各机房设备供电;自动控制停电复电;控制应急电源供电顺序等。
三、楼宇自控系统节能的主要技术实施要点
1.大量新技术、新设备和实验系统的应用
采用热、湿负荷独立控制新型空调系统,利用了热泵的冷、热量,并且排风采用全热回收等技术,可以使空调能耗降低 20%左右。 配置辐射吊顶,利用毛细管现象构成循环系统的塑料细网栅方式,提高空调供热、制冷辐射能力。 综合运用节能系统、节能照明及智能监控技术,通过统一的智能监控技术,对空调、照明、安防、一卡通等系统实现智能监控,在确保正常运行的前提下,尽可能节约能源能耗。
2.多种技术的综合应用
综合运用节能系统、节能照明及智能监控技术,通过统一的智能监控技术,对空调、照明、安防、一卡通等系统实现智能监控,在确保正常运行的前提下,尽可能节约能源能耗。
3.节能方案的应用分析和优化
以数据采集、通信、计算、控制等信息技术为手段,运用成套先进的智能集成控制系统,包括室内环境综合调控系统及软件,照明及空调节能监控系统,安全保障及办公设备控制系统的集成平台和应用软件等,实现大型遮阳百页的转动控制,空调等设备的节能监控,照明采光监控,室内空气质量等室内环境动态调节,确保建筑运行的节能、舒适和高效。
四、节能方法的选择
1.任何节能方法必须与现场设备配置情况相适应,在满足要求前提下尽量选用简单的控制方案,防止控制系统过于复杂,造成整个系统的成本过高。
2.各种节能方法是相互联系的,对一个实际的系统必须综合考虑整体的节能,避免相互之间产生的影响可能抵消,达不到很好的节能效果。
3.各种运行状态的切换条件应考虑一定的滞环,防止频繁的切换影响系统的有效运行和稳定性及设备的安全运行和寿命。
4.注意每个回路控制算法及参数的优化调整,使控制系统具有良好的控制性能。
5.注意设备本身的运行和限制条件,防止因采用的节能方法对设备寿命产生影响。
6.重视系统的在线调试、传感器精度的校正及各种联动功能等的综合测试,防止设计参数和实际运行情况的背离。
7.充分利用楼宇自控系统强大的软件功能和信息的集成性,保证系统的软、硬件得到合理的利用。
五、结束语
现在我国的楼宇自控系统主要应用于各大型写字楼、宾馆、酒店等。随着大厦功能的多样化及精致化要求的提出,大厦中的各种机电设备也日趋复杂,技术含量日益提高,同时机电设备又是大厦的主要能耗单位,节能性成为大厦运转成本的主要指标,所有这些都决定了楼宇自控系统已成为大厦必不可少的一个组成部分。楼宇自动化控制技术在我国还是一个新兴的技术领域,随着智能建筑的出现,将有更加先进的技术补充到这一领域中,使这一技术更加成熟、完善。
参考文献:
[1]冯宗宁,沈华熙.楼宇自动化系统与节能[J]. 能源工程. 2000(04)