3BA控制對(duì)象及監(jiān)控原理ppt課件

1、BABA系統(tǒng)主要監(jiān)控對(duì)象系統(tǒng)主要監(jiān)控對(duì)象及監(jiān)控原理及監(jiān)控原理同濟(jì)大學(xué)社區(qū)信息化與智同濟(jì)大學(xué)社區(qū)信息化與智能建筑研究中心能建筑研究中心BA系統(tǒng)的主要監(jiān)控對(duì)象l冷熱源設(shè)備子系統(tǒng)l空調(diào)設(shè)備子系統(tǒng)l送排風(fēng)設(shè)備子系統(tǒng)l給排水設(shè)備子系統(tǒng)l照明設(shè)備子系統(tǒng)l電力設(shè)備子系統(tǒng)l電梯設(shè)備子系統(tǒng)等BA系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象的分布變配電系統(tǒng)n民用樓宇中的變配電及應(yīng)急發(fā)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要以監(jiān)視為主。n各類控制、保護(hù)及聯(lián)動(dòng)功能一般在各開(kāi)關(guān)柜、變壓器、配電箱內(nèi)部實(shí)現(xiàn)或由人工就地控制。n無(wú)論是樓宇自控系統(tǒng)直接監(jiān)控還是采用專業(yè)能源管理系統(tǒng)，變配電及應(yīng)急發(fā)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)仍然是集散控制系統(tǒng)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接各傳感器、變送器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)

2、，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)送入上位機(jī)后進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)視、管理。變配電系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容n高壓測(cè)監(jiān)視 n低壓測(cè)監(jiān)視 n變壓器監(jiān)視 n應(yīng)急發(fā)電機(jī)監(jiān)視n直流操作電源監(jiān)視 高壓測(cè)監(jiān)控內(nèi)容n高壓進(jìn)線主開(kāi)關(guān)的分合狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)； n高壓進(jìn)線三相電流監(jiān)測(cè)； n高壓進(jìn)線AB BC CA線電壓監(jiān)測(cè)； n高壓進(jìn)線頻率監(jiān)測(cè) ；n功率因數(shù)監(jiān)測(cè) ；n電量計(jì)量等。低壓測(cè)監(jiān)控內(nèi)容n變壓器二次側(cè)主開(kāi)關(guān)的分合狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)； n變壓器二次側(cè)AB、BC、CA線電壓及電流監(jiān)測(cè)； n變壓器二次三相功率因素；n母聯(lián)開(kāi)關(guān)的分合狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)； n母聯(lián)的三相電流監(jiān)測(cè)； n各低壓配電開(kāi)關(guān)的分合狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)； n各低壓配電出線三相電壓、電流、功率及功

3、率因數(shù)監(jiān)測(cè) ；n電量管理與分析等 。變壓器及發(fā)電機(jī)監(jiān)控n變壓器溫度監(jiān)測(cè)；n風(fēng)冷變壓器風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)；n油冷變壓器油溫及油位監(jiān)測(cè)；n發(fā)電機(jī)線路電氣參數(shù)的監(jiān)測(cè)，如電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率等；n發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)，如轉(zhuǎn)速、油溫、油壓、進(jìn)出水溫、水壓、排氣溫度、油箱油位等；n發(fā)電機(jī)及相關(guān)線路狀態(tài)檢測(cè)等。 直流操作電源監(jiān)控直流蓄電池組的作用是產(chǎn)生直流220V、110V、24V直流電。它通常設(shè)置在高壓配電室內(nèi)，為高壓主開(kāi)關(guān)操作、維護(hù)、自動(dòng)裝置及事故照明等提供直流電源。為保證直流正常工作，變配電及應(yīng)急發(fā)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視各開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，尤其要對(duì)直流蓄電池組的電壓及電流進(jìn)行監(jiān)視，及記錄，若發(fā)現(xiàn)異常

4、情況及時(shí)處理。 變配電監(jiān)控主要設(shè)備n電壓、電流互感器n電壓、電流、功率、功率因數(shù)、相位、頻率等變送器n有功電度變送器電度脈沖發(fā)生器）n溫度傳感器n油位傳感器或油位開(kāi)關(guān)變配電監(jiān)控工程實(shí)施n變配電監(jiān)控系統(tǒng)屬于建筑物重要設(shè)備系統(tǒng)，其監(jiān)控功能往往由專業(yè)設(shè)備提供商提供成套設(shè)備EMS完成。BA系統(tǒng)不一定需要直接進(jìn)行監(jiān)控，只需增配網(wǎng)關(guān)讀取數(shù)據(jù)。n如果BA系統(tǒng)直接進(jìn)行監(jiān)控需注意與電力部門(mén)及設(shè)備供應(yīng)商的協(xié)調(diào)。照明系統(tǒng)n照明系統(tǒng)是提供良好、舒適環(huán)境的重要手段，同時(shí)也是能源消耗的重要組成部分。n照明設(shè)備自動(dòng)控制能保證建筑物內(nèi)部的良好光環(huán)境控制并起到節(jié)能效果。 n在現(xiàn)代化樓宇中，利用照明設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)合理地安排各區(qū)域的

5、照明方式和照明時(shí)間，既可以滿足正常生活、工作的需要，方便物業(yè)管理流程；又能起到節(jié)能作用，同時(shí)交替使用不同回路作為長(zhǎng)明燈，保證同一區(qū)域燈泡壽命基本相同，延緩燈泡老化，增加其壽命。 不同區(qū)域的照明需求n辦公室及酒店客房等區(qū)域就地、時(shí)間表、照度、占用情況、遠(yuǎn)程）。n門(mén)廳、走道、樓梯等公共區(qū)域時(shí)間表、回路、照度、占用情況）。 n大堂、會(huì)議廳、接待廳、娛樂(lè)場(chǎng)所等區(qū)域場(chǎng)景）。n泛光照明遠(yuǎn)程、區(qū)域）。n災(zāi)難及應(yīng)急照明設(shè)備聯(lián)動(dòng)）。n其他區(qū)域照明時(shí)間表、照度）。 照明控制模式n時(shí)間表控制模式n情景切換控制模式n動(dòng)態(tài)控制模式照度、聲感、紅外）n遠(yuǎn)程強(qiáng)制控制模式n聯(lián)動(dòng)控制模式 n混合優(yōu)先級(jí)）EIB智能照明控制系統(tǒng)n

6、是BA直接照明控制的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手nEIB系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是照明設(shè)備及相應(yīng)程序類型全，許多開(kāi)關(guān)、調(diào)光、傳感器都直接連在總線上。nEIB設(shè)備安裝方便、造型豪華，在高級(jí)場(chǎng)館、家居照明控制中具有較大優(yōu)勢(shì)。n目前，許多工程中將部分區(qū)域照明獨(dú)立出來(lái)應(yīng)用EIB控制，然后再通過(guò)網(wǎng)關(guān)與BA系統(tǒng)相連，有BA系統(tǒng)提供上層管理方案。冷熱源系統(tǒng)n冷源設(shè)備包括冷水機(jī)組、冷卻塔、熱泵、水泵等。主要為建筑物空調(diào)系統(tǒng)提供冷量。n熱源設(shè)備包括鍋爐機(jī)組或熱泵機(jī)組等，除為建筑物空調(diào)系統(tǒng)供熱外，還包括生活熱水系統(tǒng) 冷水機(jī)組工作原理冷凝器蒸發(fā)器節(jié)流減壓閥壓縮機(jī)制冷劑循環(huán)冷卻水循環(huán)冷凍水循環(huán)低溫低壓氣態(tài)高溫高壓氣態(tài)常溫高壓液態(tài)低溫低壓氣液共

7、存冷水機(jī)組監(jiān)控內(nèi)容民用建筑中，冷水機(jī)組的監(jiān)控一般由自帶控制器完成，BA系統(tǒng)通過(guò)通訊接口或干節(jié)點(diǎn)方式監(jiān)控以下內(nèi)容：冷水機(jī)組啟/?？刂萍盃顟B(tài)監(jiān)視冷水機(jī)組故障報(bào)警監(jiān)視冷水機(jī)組的手/自動(dòng)控制狀態(tài)監(jiān)視冷水機(jī)組進(jìn)出水溫度、流量或水流狀態(tài)等這些監(jiān)控也可由BA系統(tǒng)安裝傳感器自行完成） 工程中具體獲取那些數(shù)據(jù)需與廠商進(jìn)行協(xié)調(diào)。除對(duì)冷水機(jī)組本身的控制外。樓宇自控系統(tǒng)還要對(duì)各冷水機(jī)組的冷凍水、冷卻水進(jìn)水閥進(jìn)行控制，還根據(jù)需要測(cè)量冷凍水、冷卻水進(jìn)/回水的溫度、流量等參數(shù)。冷凍水回路水泵不變頻監(jiān)控內(nèi)容n冷凍水泵監(jiān)控n冷凍水泵的啟/停及狀態(tài)監(jiān)視n冷凍水泵故障報(bào)警監(jiān)視n冷凍水泵的手/自動(dòng)控制狀態(tài)監(jiān)視等n蝶閥控制及水流狀態(tài)n

8、冷凍水供/回水的監(jiān)測(cè)參數(shù)n冷凍水供/回水溫度監(jiān)測(cè)n冷凍水供/回水總管壓力監(jiān)測(cè)n冷凍水循環(huán)流量監(jiān)測(cè)等 冷凍水供回水總管溫度及流量測(cè)取位置 特殊情況下冷凍水供回水總管溫度及流量的測(cè)取位置 冷卻水回路監(jiān)控內(nèi)容n冷卻塔監(jiān)控n啟?？刂萍盃顟B(tài)監(jiān)視n故障及手自動(dòng)監(jiān)視n蝶閥控制n冷卻水泵監(jiān)控n啟停控制及狀態(tài)監(jiān)視n故障及手自動(dòng)監(jiān)視n蝶閥控制及水流狀態(tài)n冷卻水供/回水監(jiān)測(cè)n回水溫度冷源系統(tǒng)啟停順序當(dāng)需要啟動(dòng)冷水機(jī)組時(shí)，一般首先啟動(dòng)冷卻塔，其次啟動(dòng)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，然后是冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的啟動(dòng)，當(dāng)確定冷凍水、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)均已啟動(dòng)后方可啟動(dòng)冷水機(jī)組；當(dāng)需要停止冷水機(jī)組時(shí)，停止的順序與啟動(dòng)順序正好相反，一般首先停止冷水機(jī)

9、組，然后是冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，最后是冷卻塔。 冷熱源群控概念n冷水機(jī)組臺(tái)數(shù)控制：根據(jù)建筑物冷量需求決定冷水機(jī)組的啟動(dòng)臺(tái)數(shù)及具體啟動(dòng)哪一臺(tái)。n配套設(shè)備的啟動(dòng)控制一一對(duì)應(yīng)、單獨(dú)控制、故障處理）選定冷水機(jī)選定冷水機(jī)啟動(dòng)冷卻塔啟動(dòng)冷卻塔確定風(fēng)機(jī)狀態(tài)確定風(fēng)機(jī)狀態(tài)啟動(dòng)冷卻水泵啟動(dòng)冷卻水泵確定水泵開(kāi)動(dòng)確定水泵開(kāi)動(dòng)啟動(dòng)冷凍水泵啟動(dòng)冷凍水泵確定水泵開(kāi)動(dòng)確定水泵開(kāi)動(dòng)啟動(dòng)冷水機(jī)組啟動(dòng)冷水機(jī)組確定冷水機(jī)狀態(tài)確定冷水機(jī)狀態(tài)停冷卻塔 報(bào)警 排序停冷卻塔 報(bào)警 排序停止水泵 報(bào)警 排序停止水泵 報(bào)警 排序停止水泵 報(bào)警 排序停止水泵 報(bào)警 排序停冷水機(jī) 報(bào)警 排序停冷水機(jī) 報(bào)警 排序冷水機(jī)開(kāi)/停機(jī)后，延冷水機(jī)開(kāi)

10、/停機(jī)后，延時(shí)30分鐘時(shí)30分鐘計(jì)算負(fù)荷，測(cè)量流量計(jì)算負(fù)荷，測(cè)量流量加機(jī)加機(jī)減機(jī)減機(jī)停冷水機(jī)停冷水機(jī)停冷凍水泵停冷凍水泵停冷卻水泵停冷卻水泵停冷卻塔停冷卻塔NONONONONONOYESYESYESYESNONO冷凍水回路水泵變頻控制方式 熱泵工作原理鍋爐系統(tǒng) 鍋爐系統(tǒng)設(shè)備包括鍋爐機(jī)組、熱交換器及熱水循環(huán)三部分：鍋爐機(jī)組一般由設(shè)備專業(yè)控制器控制，通過(guò)網(wǎng)關(guān)接入BA系統(tǒng)；熱交換器由BA系統(tǒng)直接控制；熱水循環(huán)系統(tǒng)的控制原理與冷凍水系統(tǒng)原理基本相同兩管制、四管制）。 當(dāng)存在多臺(tái)鍋爐機(jī)組、多臺(tái)熱交換器時(shí)，同樣涉及到設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)及群控問(wèn)題 鍋爐機(jī)組監(jiān)控內(nèi)容n鍋爐機(jī)組啟/?？刂萍盃顟B(tài)監(jiān)視；n鍋爐機(jī)組故障報(bào)

11、警監(jiān)視；n鍋爐機(jī)組的手/自動(dòng)控制狀態(tài)監(jiān)視；n鍋爐機(jī)組進(jìn)、出口蒸汽溫度、壓力及n流量監(jiān)視等。n如有必要還可要求廠商開(kāi)放煙氣含氧量、燃燒消耗量等參數(shù)供樓宇自控系統(tǒng)讀取監(jiān)視。熱交換器監(jiān)控內(nèi)容熱交換器一端與鍋爐機(jī)組的蒸汽回路相連，另一端與熱水循環(huán)回路相連。其主要監(jiān)控內(nèi)容包括：熱水循環(huán)回路出水溫度監(jiān)測(cè)；蒸汽回路閥門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)；熱水循環(huán)回路蝶閥控制；熱水循環(huán)回路水流監(jiān)測(cè)等。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)n新風(fēng)機(jī)組n風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組n空氣處理機(jī)組n定/變風(fēng)量末端n冷吊頂系統(tǒng)n送/排風(fēng)系統(tǒng)新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控原理1新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控原理2風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組空氣處理機(jī)組1空氣處理機(jī)組2定風(fēng)量末端變風(fēng)量末端變風(fēng)量系統(tǒng)n通過(guò)改變末端風(fēng)量以達(dá)到節(jié)約送風(fēng)能源風(fēng)機(jī)

12、變頻）、冷熱源能源的目的。n滿足不同房間的個(gè)性化需求。VAV系統(tǒng)的控制難度 但由于變風(fēng)量控制系統(tǒng)中任何一個(gè)末端風(fēng)量的變化都會(huì)導(dǎo)致總風(fēng)管壓力的變化，如不能及時(shí)調(diào)整新風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或其他各風(fēng)口風(fēng)閥開(kāi)度，其他各末端的風(fēng)量都將受到干擾，發(fā)生變化。 各末端的風(fēng)量準(zhǔn)確測(cè)量也比較困難，尤其當(dāng)風(fēng)量較小時(shí) 。 當(dāng)空調(diào)機(jī)組總送風(fēng)量變化時(shí)，如何保證足夠的新風(fēng)量。 變風(fēng)量控制系統(tǒng)的控制要較定風(fēng)量系統(tǒng)要復(fù)雜的多。 VAV系統(tǒng)的控制內(nèi)容nVAV末端控制n風(fēng)管靜壓控制n空氣處理裝置控制控制區(qū)域控制區(qū)域控制區(qū)域控制區(qū)域控制區(qū)域P1P2VAV末端控制n壓力有關(guān)型VAV末端n壓力無(wú)關(guān)型VAV末端設(shè)定溫度VAV BOXPID需求風(fēng)量風(fēng)門(mén)

13、開(kāi)度控制區(qū)域?qū)嶋H風(fēng)量室內(nèi)溫度PID+-+-風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型VAV末端n風(fēng)機(jī)串聯(lián)型n風(fēng)機(jī)并聯(lián)型風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型VAV末端比較串聯(lián)并聯(lián)風(fēng)機(jī)運(yùn)行邊續(xù)運(yùn)行，采暖和制冷時(shí)均運(yùn)行間歇運(yùn)行，只有采暖、低冷負(fù)荷和夜間才運(yùn)行送入房間的風(fēng)量不變。包括末端裝置風(fēng)機(jī)和空氣處理機(jī)組的風(fēng)機(jī)在中、高冷負(fù)荷時(shí)變風(fēng)量；在低冷負(fù)荷，采暖時(shí)不變。送風(fēng)溫度變化。有制冷時(shí)，一次冷風(fēng)和回風(fēng)混合；采暖時(shí)，再熱器逐級(jí)加熱。在中、高冷負(fù)荷時(shí)不變，所有的風(fēng)量均來(lái)自空調(diào)機(jī)組；在低冷負(fù)荷和采暖時(shí)變，再熱器逐級(jí)加熱。末端裝置風(fēng)機(jī)尺寸按制冷設(shè)計(jì)負(fù)荷設(shè)計(jì)，風(fēng)機(jī)需克服風(fēng)閥、風(fēng)管和風(fēng)口的阻力損失，靜壓較高。按采暖負(fù)荷設(shè)計(jì)（一般是制冷負(fù)荷的60%），風(fēng)機(jī)需克服風(fēng)管和風(fēng)口的

14、阻力損失，因風(fēng)量減少，末端裝置風(fēng)機(jī)靜壓相應(yīng)減少。噪聲1.房間有人時(shí)，末端裝置風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，噪聲連續(xù)發(fā)生；2.末端裝置風(fēng)機(jī)靜壓較高；3.入口靜壓較低（25Pa100Pa ），只克服風(fēng)閥阻力損失，噪聲與入口靜壓成正比。1.在設(shè)計(jì)冷負(fù)荷時(shí)，末端裝置風(fēng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，在采暖時(shí)，風(fēng)機(jī)間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，噪聲間歇發(fā)生；2.末端裝置風(fēng)機(jī)靜壓較低；3.并聯(lián)式需要較高的入口靜壓（100Pa180Pa），需克服風(fēng)閥，風(fēng)閥后風(fēng)管和風(fēng)口阻力損失。能耗風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，耗能大；入口靜壓較低，節(jié)約了集中空氣處理裝置的能量。風(fēng)機(jī)間歇運(yùn)行，風(fēng)機(jī)風(fēng)量按采暖負(fù)荷確定，耗能低。風(fēng)機(jī)控制為防止壓力過(guò)高，與中央空氣處理機(jī)組連鎖。由溫控器信號(hào)控制，與中央空

15、氣處理機(jī)組無(wú)連鎖。機(jī)組風(fēng)機(jī)只需克服末端裝置風(fēng)閥阻力損失。需要克服風(fēng)閥、風(fēng)管和風(fēng)口阻損失。再加熱型VAV末端風(fēng)管靜壓控制n定靜壓控制n變靜壓控制n總風(fēng)量控制控制區(qū)域控制區(qū)域控制區(qū)域控制區(qū)域控制區(qū)域P1P2VAV的定靜壓控制 此方法是在送風(fēng)道的適當(dāng)位置處設(shè)置靜壓傳感器，以保持該點(diǎn)靜壓固定不變?yōu)榍疤?，通過(guò)不斷調(diào)整送風(fēng)機(jī)輸入電力頻率來(lái)改變空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量。 該點(diǎn)一般設(shè)在靠近主風(fēng)道末端，離末端距離約為主風(fēng)道全長(zhǎng)的三分之一處。 這種控制方式的不足之處是在管網(wǎng)較為復(fù)雜的情況下，靜壓傳感受器的設(shè)置位置及數(shù)量難以確定，且節(jié)能效果較差尤其是風(fēng)量需求較小時(shí)）。 定靜壓控制方式在歐美應(yīng)用較多。 VAV的變靜壓控制 此

16、方法是通過(guò)變風(fēng)量末端的風(fēng)閥開(kāi)度反饋控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率，使開(kāi)度最大的末端風(fēng)閥處于接近全開(kāi)的狀態(tài)。 當(dāng)此閥門(mén)開(kāi)度為100%時(shí)，認(rèn)為風(fēng)量不足，即變風(fēng)量末端入口靜壓不足，應(yīng)增加風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速； 當(dāng)此閥門(mén)開(kāi)度介于85%與100%之間時(shí)，認(rèn)為風(fēng)量滿足需求，即變風(fēng)量末端靜壓適中； 當(dāng)此閥門(mén)開(kāi)度小于85%時(shí)，認(rèn)為風(fēng)量滿足需求，但變風(fēng)量末端入口靜壓過(guò)高，應(yīng)降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 變靜壓控制方式在日本應(yīng)用較多。 變靜壓控制的具體策略 總風(fēng)量控制1n各VAV末端的需求風(fēng)量之和即為對(duì)空氣處理設(shè)備的總風(fēng)量需求。n當(dāng)風(fēng)道阻力不變時(shí)，總風(fēng)量與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持正比關(guān)系：G1/G2=a(N1/N2)。n當(dāng)風(fēng)道阻力改變時(shí)，可表示總風(fēng)量與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系為：G1/G2=a(bN1/N2)，其中b為修正參數(shù)?？傦L(fēng)量控制2n定義相對(duì)需求風(fēng)量Ri=Gsi/Gdi，其中Gsi表示實(shí)際運(yùn)行時(shí)第i各末端的需求風(fēng)量，Gdi表示該風(fēng)口的設(shè)計(jì)風(fēng)量。n則b=1+Qk，其中Q為所有Ri的均方差，k為自適應(yīng)整定參數(shù)，默認(rèn)為1。n這樣，n其中，Nd為風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速。niddinisisQKNGGN11)1 ()/(三種風(fēng)管靜壓控制方法比較n實(shí)現(xiàn)難度上，定靜壓總風(fēng)量變靜壓n建設(shè)成本，總風(fēng)量定靜壓變靜壓n節(jié)能效果，定靜壓總風(fēng)量變靜壓n末端之間的相互影響，定靜壓變靜壓總風(fēng)量n響應(yīng)速度，變靜壓定靜壓總風(fēng)量空氣處理