現(xiàn)代化大廈的樓宇自動(dòng)控制(1)

1、現(xiàn)代化大廈的樓宇自動(dòng)控制(1)    樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng) （BAS Building Automation System），簡稱為樓控系統(tǒng)，又稱為建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，是建筑智能的重要組成部分，將對(duì)整座建筑的空調(diào)系統(tǒng)、新風(fēng)機(jī)組、制冷機(jī)組、冷卻塔、風(fēng)機(jī)盤管、水箱水位、照明回路等系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)采集和控制，實(shí)現(xiàn)大廈設(shè)備管理自動(dòng)化，起到集中管理、分散控制、節(jié)約能耗的作用。 1、工程概況沈陽房地產(chǎn)交易中心位于沈陽市中心地帶，總建筑面積53000m2，總投資為6.2億元，樓宇自動(dòng)控制投資為312萬元。大廈地上19層，地下2層。其中，地下兩層為停車場，地上1-9層為房地產(chǎn)交

2、易市場，10-19層為高級(jí)寫字間。是一座對(duì)辦公環(huán)境要求較高的現(xiàn)代化建筑。2、需要控制的機(jī)電設(shè)備統(tǒng)計(jì)（1）空調(diào)機(jī)組，共23臺(tái)，分布于1-10層、17層、18層和地下1層。采用組合式空調(diào)機(jī)，室內(nèi)回風(fēng)與新風(fēng)混合，經(jīng)過濾器過濾，加熱（或冷卻）、加濕后送入室內(nèi)；（2）新風(fēng)機(jī)組，共22臺(tái)，分布于919層，將新風(fēng)經(jīng)過濾器過濾，加熱（或冷卻）、加濕后送人室內(nèi)；（3）送風(fēng)機(jī)組，共8臺(tái)，分布于地下1層和地下2層，夏天送自然風(fēng)，冬天送熱風(fēng)，將新風(fēng)經(jīng)過濾器，加熱（僅限于冬天）后送人室內(nèi)（4）冷凍冷卻水系統(tǒng)：冷凍站系統(tǒng)共有4臺(tái)冷水機(jī)組、4臺(tái)冷卻泵、4臺(tái)冷凍泵、1個(gè)分水器、1個(gè)集水器位于地下2層，還有4臺(tái)冷卻水塔（每臺(tái)有

3、三個(gè)風(fēng)機(jī)）位于樓頂屋面；（5）換熱站：在地下2層，有2臺(tái)平板式換熱器，兩臺(tái)空調(diào)熱水循環(huán)泵；（6）給排水：有一個(gè)生活水池、6臺(tái)生活水泵位于地下2層，11個(gè)積水坑（每個(gè)積水坑有兩個(gè)污水泵，一用一備），分布于地下1層和地下2層；（7）熱風(fēng)幕：共36臺(tái)熱風(fēng)幕，分布于地下1層、地上1層和3層；（8）照明：照明分為樓內(nèi)照明和泛光照明，樓內(nèi)照明控制84個(gè)回路，泛光照明控制20回路；（9）變配電：變電所在地下1層，共有4臺(tái)變壓器。需要監(jiān)測每臺(tái)參數(shù)；（10）風(fēng)機(jī)盤管：共有362個(gè)風(fēng)機(jī)盤管，分布于919層；（11）排風(fēng)機(jī)：共有16臺(tái)排風(fēng)機(jī)，分布于地下1層和地下2層。3、樓宇自控工程實(shí)施我們選擇西門子的頂峰產(chǎn)品來完

4、成沈陽房地產(chǎn)交易中心的樓宇控制工作，購置了2臺(tái)MBC、28臺(tái)MEC、22臺(tái)DPU及若干模塊和前端設(shè)備。其中MBC和模塊分別用于冷站和變電所，每臺(tái)MEC用來控制兩臺(tái)自主機(jī)組。DPU用來控制排污泵、照明回路、排風(fēng)機(jī)等。前端設(shè)備分別用于空調(diào)機(jī)、新風(fēng)機(jī)、冷熱站、積水坑等處，為了便于對(duì)各種設(shè)備的集中管理，我們?cè)跇怯羁刂浦行陌惭b了1臺(tái)康柏電腦、1臺(tái)LQl600K打印機(jī)。按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定完成布線和設(shè)備安裝I作以后，就可以實(shí)施對(duì)各種設(shè)備的監(jiān)控了。下面分別說明各種設(shè)備的監(jiān)控情況。3.1 空調(diào)機(jī)組當(dāng)空調(diào)機(jī)組工作時(shí)，控制程序?qū)⒗蔑L(fēng)道溫度和 濕度傳感器cPM65采集的回風(fēng)溫度和濕度與設(shè)定的溫度和濕度進(jìn)行比較，利用先

5、進(jìn)的比例積分微分（PID）算法閉環(huán)調(diào)節(jié)盤管供水閥門的開度（按冬季模式和夏季模式分別調(diào)節(jié)）和加濕器。由于算法先進(jìn)，可使振蕩最小，并保持精密的控制，始終使室內(nèi)的溫度和濕度接近于設(shè)定值。因?yàn)槭彝庑嘛L(fēng)溫度在大多數(shù)情況下都與設(shè)定值相差較多，無論升溫還是降溫，都要消耗能量：為此，我們根據(jù)空氣質(zhì)量檢測的結(jié)果，由程序自行調(diào)節(jié)新風(fēng)閥的開度，既可保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，又可避免能量的浪費(fèi)。在春秋過渡季節(jié)，因無需溫度調(diào)節(jié)，可將新風(fēng)閥全開，以獲得盡可能多的新鮮的空氣。通過網(wǎng)絡(luò)和軟件，可以實(shí)現(xiàn)在中央控制室對(duì)各空調(diào)機(jī)組進(jìn)行控制和管理。還可以將各空調(diào)機(jī)組的風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)機(jī)故障報(bào)警、過濾阻塞報(bào)警、盤管低溫報(bào)警等傳到中央控制室的控

6、制主機(jī)上，一旦有報(bào)警發(fā)生，程序?qū)⑹宫F(xiàn)場控制器做出關(guān)機(jī)和開水閥等保護(hù)動(dòng)作，以免設(shè)備受損。3.2新風(fēng)機(jī)組因?yàn)樾嘛L(fēng)機(jī)組和送風(fēng)機(jī)組無回風(fēng)，所以風(fēng)道溫度和濕度傳感器GFM65安裝在送風(fēng)管道上。對(duì)新風(fēng)機(jī)組和送風(fēng)機(jī)組來說，只要機(jī)組工作，新風(fēng)閥就得全開，不需要調(diào)節(jié)，所以選用開關(guān)式風(fēng)閥驅(qū)動(dòng)器。因?yàn)檫M(jìn)來的都是新風(fēng)，所以不用監(jiān)測空氣質(zhì)量。其它情況與空調(diào)機(jī)組相同。3.3 送風(fēng)機(jī)組送風(fēng)機(jī)組工作情況與新風(fēng)機(jī)組大體相同。區(qū)別只有兩點(diǎn)：其一，送風(fēng)機(jī)是為地下車庫送新風(fēng)的，不需要調(diào)節(jié)濕度；其二，送風(fēng)機(jī)組在發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)必須啟動(dòng)，當(dāng)消防系統(tǒng)啟動(dòng)送風(fēng)機(jī)時(shí)，新風(fēng)閥必須隨之全開。為此，我們使用控制風(fēng)機(jī)啟停的主接觸器的輔助觸點(diǎn)的開閉來控制

7、新風(fēng)閥的開關(guān)。3.4 冷凍與冷卻水系統(tǒng)冷凍冷卻水系統(tǒng)由冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵、分水器、集水器和冷凍機(jī)組等組成。要監(jiān)控的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量多、類型復(fù)雜。我們利用一臺(tái)MEC-40、若干模塊、若干前端設(shè)備加上我們?cè)贗nsigh基礎(chǔ)上開發(fā)的軟件完成這些設(shè)備的監(jiān)控工作。具體控制情況如下：冷凍冷卻水系統(tǒng)由軟件控制，嚴(yán)格按規(guī)定的順序和時(shí)間間隔啟停各種設(shè)備，我們的控制順序如下：開機(jī)：開冷卻水閥門開冷卻塔風(fēng)機(jī)開冷卻水泵開冷凍水閥門開冷凍水循環(huán)泵開冷凍機(jī)組。關(guān)機(jī)：關(guān)冷凍機(jī)組關(guān)冷凍水循環(huán)泵關(guān)冷凍水閥門關(guān)冷卻塔風(fēng)機(jī)關(guān)冷卻水泵關(guān)冷卻水閥門。冷凍機(jī)組運(yùn)行時(shí)，隨時(shí)檢測冷凍冷卻水的水流狀態(tài)，一旦有冷凍或冷卻水停止流動(dòng)，立即停止冷

8、凍機(jī)組運(yùn)行，以免結(jié)冰，造成冷凍機(jī)組損壞的嚴(yán)重后果。我們的程序不但可以控制每臺(tái)冷凍機(jī)組的啟停，而且還可以使整個(gè)冷站達(dá)到最低能耗，達(dá)到最低的主機(jī)折舊率。在管道的適當(dāng)位置設(shè)置溫度傳感器，以測量空調(diào)水供回水溫度，根據(jù)程序或管理的日程安排自動(dòng)開關(guān)冷凍機(jī)組；根據(jù)管理的要求自動(dòng)切換4臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行次序，累計(jì)每臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)選擇運(yùn)行時(shí)間最短的機(jī)組運(yùn)行，使每臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間基本相等，以延長機(jī)組使用壽命。自動(dòng)監(jiān)測各關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，故障報(bào)警，并按照實(shí)際情況自動(dòng)啟動(dòng)備用設(shè)備；根據(jù)總管水流量及供回溫度，計(jì)算系統(tǒng)總負(fù)荷來控制空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。當(dāng)負(fù)荷大于一臺(tái)機(jī)組的15%，則第二臺(tái)機(jī)組運(yùn)行。我們?cè)诜炙骱图髦g安裝了旁通調(diào)節(jié)閥