樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)在排水系統(tǒng)中的應(yīng)用

沈彥華

摘要：簡(jiǎn)要介紹樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，著重講述樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)在排水系統(tǒng)中的應(yīng)用，它是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處理過(guò)程，從而體現(xiàn)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)DDC排水系統(tǒng)

0引言

智能建筑的概念，在20世紀(jì)末誕生于美國(guó)。第一幢智能大廈于1984年在美國(guó)康涅狄州哈特福德(Hartford)市建成。這座大廈不僅提供舒適、安全、方便的辦公環(huán)境，而且還具有極高的靈活性和經(jīng)濟(jì)性。它的特點(diǎn)很快引起各國(guó)的重視，智能建筑由此興起。我國(guó)于90年代才起步，但迅猛發(fā)展勢(shì)頭令世人矚目。

1樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)也叫建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)(BuiIding Automa-tion System簡(jiǎn)稱(chēng)BAS)，是智能建筑的主要系統(tǒng)，也是智能建筑的重要標(biāo)志。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)構(gòu)建的高度自動(dòng)化的綜合管理和控制系統(tǒng)，將大樓內(nèi)部各種設(shè)備連接到一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行綜合控制，這些設(shè)備包括空調(diào)，照明設(shè)備、電梯等。它確保建筑物內(nèi)的舒適和安全的辦公環(huán)境，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的要求。

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通常包括暖通空調(diào)、給排水、供配電、照明、電梯等子系統(tǒng)。

2樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)越性

2.1高度集成化將建筑設(shè)備、子系統(tǒng)、功能、信息通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成為一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息、資源、任務(wù)的重組和共享。

2.2節(jié)省設(shè)備運(yùn)行維護(hù)和人工費(fèi)用采用樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化管理功能，可降低機(jī)電設(shè)備的維護(hù)成本，同時(shí)由于系統(tǒng)的高度集成，系統(tǒng)的操作和管理也高度集中，人員安排更合理，使得人工成本降到最低。

2.3安全、舒適和便捷的環(huán)境樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)有強(qiáng)大的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，具備對(duì)災(zāi)害和突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力。這樣大大提高建筑物使用人員的工作效率與生活得舒適感，安全感和便利感，使建造者與使用者都獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益。

3樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)在排水系統(tǒng)中的應(yīng)用

一般大樓的排水系統(tǒng)。傳統(tǒng)的做法是納入強(qiáng)電專(zhuān)業(yè)統(tǒng)一控制，由污水池中的液位計(jì)根據(jù)水位情況發(fā)出信號(hào)，由相關(guān)配電盤(pán)對(duì)污水泵進(jìn)行啟?？刂?。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用于污水監(jiān)控系統(tǒng)后，可以對(duì)建筑內(nèi)污水泵的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，對(duì)于水泵等機(jī)電驅(qū)動(dòng)設(shè)備，監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)監(jiān)測(cè)斷路器和熱繼電器的輔助觸點(diǎn)來(lái)判斷電機(jī)是否發(fā)生短路和過(guò)載故障，同樣監(jiān)控系統(tǒng)還可以通過(guò)液位傳感器對(duì)污水池液位監(jiān)測(cè)來(lái)判斷排水監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行正常與否。當(dāng)這些機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)報(bào)告故障發(fā)生的部位，原因及類(lèi)型，排除故障后，恢復(fù)設(shè)備正常運(yùn)行。

3.1排水系統(tǒng)的設(shè)備本文以污水泵2臺(tái)(一用一備)、污水池1個(gè)為基本單元進(jìn)行論述。

3.2排水系統(tǒng)具有下列基本功能①監(jiān)測(cè)污水泵的運(yùn)行狀態(tài)，手／自動(dòng)狀態(tài)和故障信號(hào)，故障時(shí)報(bào)警；②實(shí)現(xiàn)就地控制和遠(yuǎn)程控制：③污水泵啟?？刂苅④根據(jù)污水池液位，啟停污水泵，并對(duì)超限水位進(jìn)行報(bào)警，防止溢流；⑤與其它系統(tǒng)通信；⑥監(jiān)控界面彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報(bào)警，及其歷史數(shù)據(jù)等。

3.3排水系統(tǒng)的軟件部分和硬件部分本系統(tǒng)采用集散控制系統(tǒng)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)送各種信息協(xié)調(diào)地工作，各個(gè)分散的DDC(直接數(shù)字控制器)在統(tǒng)一集中操作管理和協(xié)調(diào)下各自分散工作，對(duì)被控設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、保護(hù)與控制任務(wù)，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。樓宇控制室計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件具有很強(qiáng)的數(shù)字通信，裝有豐富監(jiān)控軟件功能的管理計(jì)算機(jī)，完成集中操作，顯示報(bào)警，優(yōu)化控制功能，避免了常規(guī)儀表控制分散后人機(jī)聯(lián)系困難與無(wú)法統(tǒng)一管理的缺點(diǎn)，充分體現(xiàn)了集中操作管理、分散控制的思想，實(shí)現(xiàn)了實(shí)用而便捷的人機(jī)會(huì)話(huà)系統(tǒng)。

樓宇控制室內(nèi)計(jì)算機(jī)的監(jiān)控軟件軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備進(jìn)行運(yùn)程協(xié)調(diào)控制，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送到DDC(直接數(shù)字控制器)，由DDC負(fù)責(zé)執(zhí)行各種操作命令，并采集命令執(zhí)行期間的操作信息返回給監(jiān)控軟件。它們之間的數(shù)據(jù)傳遞由通信網(wǎng)絡(luò)完成。

3.3.1監(jiān)控軟件監(jiān)控軟件操作界面它能顯示手自動(dòng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、啟停狀態(tài)、啟停控制、污水泵是否處在故障停泵狀態(tài)，以及污水池高液位報(bào)警等。

監(jiān)控軟件提供了用戶(hù)對(duì)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的三大功能：①監(jiān)視能力：用戶(hù)可能通過(guò)圖形界面，對(duì)污水泵的運(yùn)行狀態(tài)、控制手，自動(dòng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)和歷史的監(jiān)視。②控制功能：用戶(hù)可通過(guò)監(jiān)控頁(yè)面控制命令、程序控制等應(yīng)用程序控制污水泵的啟停。③管理功能：用戶(hù)帳戶(hù)管理、系統(tǒng)設(shè)備管理、程序上下載管理，還能通過(guò)系統(tǒng)活動(dòng)記錄、報(bào)表等應(yīng)用程序了解排水監(jiān)控系統(tǒng)自身的狀態(tài)。④報(bào)警功能：有故障時(shí)，監(jiān)控界面自動(dòng)彈出報(bào)警條，顯示故障報(bào)警時(shí)間、故障所處的位置等。

3.3.2 DDC控制器DDC控制器是用于監(jiān)視和控制有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)電設(shè)備的控制器，它是一個(gè)完整的控制器，它包含軟硬件，能完成獨(dú)立運(yùn)行，不受到網(wǎng)絡(luò)或其他控制器故障的影響。DDC具有可靠性高、控制能力強(qiáng)、可編寫(xiě)程序等優(yōu)點(diǎn)，智能大樓中各類(lèi)設(shè)備均已普遍使用。

DDC控制器的輸入輸出信號(hào)，根據(jù)物理性質(zhì)通常分為四類(lèi)：模擬輸入量(A1)、模擬輸出量(AO)、數(shù)字輸入量(DI)、數(shù)字輸出量(DO)

①排水系統(tǒng)的DDC接線(xiàn)圖如下，

②圖中各DDC控制器的作用DDCI控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，由安裝在一起的端子部分和電子部分組成，通過(guò)I／O模塊與多種前端傳感器和被控裝置連接，該控制器本身無(wú)任何輸入與輸出點(diǎn)，需和I／O模塊配合使用，通常可作為10個(gè)I／O模塊的控制器。多個(gè)控制器可組成一個(gè)本地局域網(wǎng)及相互交換數(shù)據(jù)，它可直接連接到監(jiān)控軟件。

DDC2為數(shù)字輸入模塊，它作為DDCI控制器的擴(kuò)充模塊，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與DDCI控制器連接，具有10路數(shù)字輸入。

DDC3為數(shù)字輸入，輸出模塊，它也作為DDCI控制器的擴(kuò)充模塊，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與DDC1控制器連接，具有4組數(shù)字輸入和5路數(shù)字輸出。

③排水系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)、傳感器監(jiān)測(cè)點(diǎn)污水泵的運(yùn)行狀態(tài)為DI，污水泵動(dòng)力柜主繼電器輔助觸點(diǎn)通過(guò)DDC箱輸出泵的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)污水泵的故障狀態(tài)為DI，污水泵動(dòng)力柜主電路熱繼電器輔助觸點(diǎn)輸出泵的故障狀態(tài)信號(hào)，當(dāng)泵運(yùn)行過(guò)熱時(shí)，熱繼電器動(dòng)作，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，泵故障信號(hào)傳送到監(jiān)控軟件。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)污水泵手、自動(dòng)為DI，污水泵動(dòng)力柜繼電器輔助觸點(diǎn)輸出手自動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)DDC箱送入監(jiān)控軟件。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)污水泵運(yùn)行控制為DO，當(dāng)系統(tǒng)處在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由樓宇系統(tǒng)發(fā)出啟停泵信號(hào)，通過(guò)遠(yuǎn)程控制按鈕達(dá)到啟停泵要求。

污水池水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)為Dl，水位開(kāi)關(guān)，有高位、超高位、低位報(bào)警三個(gè)液位開(kāi)關(guān)，傳感器采用浮球開(kāi)關(guān)作為開(kāi)關(guān)量的傳感器，對(duì)液位上限或下限進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若需要對(duì)液位實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)可改成壓力液位傳感器。

這些輸入輸出狀態(tài)都是通過(guò)DDC控制器傳送給計(jì)算機(jī)，用戶(hù)通過(guò)監(jiān)控軟件監(jiān)控軟件進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話(huà)。

3.3.3污水泵一用一備控制原理圖

3.3.4污水泵的控制工作原理污水泵控制有三種情況，即轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SAC打到左邊自動(dòng)(1#泵用2#泵備)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SAC打到右邊自動(dòng)(2#泵用1#泵備)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SAC打到中間為手動(dòng)。

轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SAC打到中間為手動(dòng)。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)5、6接通和7、8接通，實(shí)現(xiàn)1#、2#污水泵手動(dòng)控制。同時(shí)繼電器6KA得電，6KA的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，傳送手動(dòng)狀態(tài)信號(hào)到DDC箱再由DDC箱傳送到監(jiān)控軟件。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SAC打到左邊或右邊，實(shí)現(xiàn)泵一用一備的自動(dòng)控制。同時(shí)繼電器6KA都不得電，6KA的常開(kāi)觸點(diǎn)沒(méi)閉合，傳送自動(dòng)狀態(tài)信號(hào)到DDC箱再由DDC箱傳送到監(jiān)控軟件。這樣通過(guò)繼電器6KA的常開(kāi)觸點(diǎn)作為開(kāi)關(guān)量傳送手自動(dòng)狀態(tài)信號(hào)。

轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SAC打到左邊時(shí)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)11、12接通和9、10接通，實(shí)現(xiàn)1#泵用2#泵備的自動(dòng)控制?？刂乒ぷ髟硎钱?dāng)高液位時(shí)，液位計(jì)常開(kāi)觸點(diǎn)吸合，中間繼電器3KA線(xiàn)圈得電，3KA常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使1KM線(xiàn)圈得電，1#污水泵投入工作，進(jìn)行排水。同時(shí)1KA線(xiàn)圈得電，1KA常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，1#污水泵的啟動(dòng)信號(hào)通過(guò)DDC箱傳送到監(jiān)控軟件：當(dāng)水位達(dá)到低水位時(shí)，液位計(jì)常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使3KA線(xiàn)圈失電，3KA常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，1KM線(xiàn)圈失電，1#泵停止工作，同樣污水泵的停止信號(hào)通過(guò)1KA常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)傳到DDC，再由DDC送入監(jiān)控軟件，工作人員不用到現(xiàn)場(chǎng)就能通過(guò)監(jiān)控界面看到污水泵的運(yùn)行狀態(tài)。另外如果1 KM線(xiàn)圈沒(méi)吸合，1#污水泵不能正常工作，熱繼電器1KH線(xiàn)圈失電，1KH的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，DDC收到由1KH常開(kāi)觸點(diǎn)傳送1#污水泵的故障信號(hào)，再送入監(jiān)控軟件，監(jiān)控界面自動(dòng)彈出報(bào)警條，提醒工作人員及時(shí)處理。同時(shí)1 KM常開(kāi)觸點(diǎn)閉合使2KT線(xiàn)圈得電，延時(shí)一段時(shí)間后，2KT常開(kāi)觸點(diǎn)吸合，使2#泵的2KM線(xiàn)圈得電，2#泵啟動(dòng)，并使2KA線(xiàn)圈得電通過(guò)2KA常開(kāi)觸點(diǎn)傳送2#泵的啟動(dòng)信號(hào)達(dá)到監(jiān)控軟件，這樣完成污水泵～用一備及信號(hào)傳送的功能。污水泵一用一備的詳細(xì)控制過(guò)程見(jiàn)圖3。

4結(jié)束語(yǔ)

總之，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的排水監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)集散控制和優(yōu)化管理，可以有效地節(jié)約能耗，提高設(shè)備工作效率，減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度，還可以對(duì)大樓內(nèi)的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行有效和精確的自動(dòng)控制，能夠使這些機(jī)電設(shè)備運(yùn)行在更合理的狀況下，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，更有效地發(fā)揮它們的作用。在發(fā)生故障時(shí)，該系統(tǒng)可以及時(shí)報(bào)告故障發(fā)生的部位，原因及類(lèi)型，排除故障，恢復(fù)設(shè)備正常運(yùn)行，避免故障的進(jìn)～步擴(kuò)大，保障設(shè)備與人身的安全，提高大樓整體安全水平，從而保護(hù)了設(shè)備的投資。另一方面，由自動(dòng)化程度的提高，可以節(jié)省運(yùn)行管理人員，全面提高設(shè)備管理水平。