樓宇電子自控系統(tǒng)的智能化應(yīng)用分析

孔玲玲

【摘 要】本文將對(duì)樓宇控制系統(tǒng)的功能及工作方式予以介紹。

【關(guān)鍵詞】BAS；智能大廈；應(yīng)用

【Abstract】This article will be building control system and work to be introduced.

【Key words】BAS；Intelligent Building；Application

1. 前言

（1）樓宇自控系統(tǒng)（Building Automation System，簡(jiǎn)稱(chēng)BAS）是智能大廈的一個(gè)重要的組成部分。BAS是基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將分布在各監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的系統(tǒng)控制器連接起來(lái)，共同完成集中操作、管理和分散控制功能的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。BAS通過(guò)對(duì)大廈內(nèi)的機(jī)電設(shè)備采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控和有效的管理，控制大廈內(nèi)的溫、濕度，創(chuàng)造舒適、安全的工作環(huán)境，并以最低的能源和電力消耗來(lái)維持系統(tǒng)和設(shè)備的正常運(yùn)行，以求取得最低的大廈運(yùn)作成本。同時(shí)，BAS極大的方便了設(shè)備的操作與維修，減少管理和維護(hù)人員，達(dá)到節(jié)約能源和人力資源的目的，為業(yè)主創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）樓宇自控系統(tǒng)將建筑電氣設(shè)備與控制子系統(tǒng)、進(jìn)行分散控制、集中監(jiān)視、管理，實(shí)現(xiàn)一體化控制、檢測(cè)和管理，創(chuàng)造舒適、安全的工作環(huán)境，以最低的能源和電力消耗來(lái)維持系統(tǒng)和設(shè)備的正常運(yùn)行，取得最低的大廈運(yùn)作成本。同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化控制提高管理水平，極大的方便了設(shè)備的操作與維修，減少管理和維護(hù)人員，達(dá)到節(jié)約能源和人力資源的目的，為業(yè)主創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2. 系統(tǒng)功能

（1）通過(guò)對(duì)樓內(nèi)冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)的最佳控制，溫、濕度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，新風(fēng)量的控制，以及供排水、照明等合理設(shè)計(jì)從而保證各個(gè)區(qū)域的環(huán)境和滿(mǎn)足各個(gè)區(qū)域的功能要求，樓宇自控系統(tǒng)可以根據(jù)不同區(qū)域進(jìn)行日程安排，自動(dòng)設(shè)定設(shè)備控制策略，使設(shè)備運(yùn)行數(shù)量與環(huán)境控制要求相匹配，并提供最佳的能源供應(yīng)方案。

（2）建筑電氣設(shè)備的能源消耗巨大，尤其是空調(diào)機(jī)組，系統(tǒng)采取運(yùn)用優(yōu)化運(yùn)行方式，確保節(jié)能，使這些設(shè)備高效運(yùn)行，從而降低運(yùn)行費(fèi)用。樓宇自控系統(tǒng)的主要任務(wù)之一是管理建筑設(shè)備使其管理現(xiàn)代化，包括管理功能、顯示功能、設(shè)備操作功能、實(shí)時(shí)控制功能、統(tǒng)計(jì)分析功能及故障診斷功能，并使這些功能自動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)物業(yè)管理現(xiàn)代化，降低人工成本。

（3）利用樓宇自控系統(tǒng)的軟件功能，自動(dòng)累計(jì)各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，在可以利用備用設(shè)備的情況下，自動(dòng)循環(huán)使用，平衡常用設(shè)備和備用設(shè)備使用時(shí)間，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

3. 系統(tǒng)控制功能

3.1 新風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控。

（1）送風(fēng)溫度自動(dòng)控制：冬季時(shí)，根據(jù)傳感器實(shí)測(cè)的溫度值自動(dòng)對(duì)熱水閥開(kāi)度進(jìn)行PID運(yùn)算控制，保證新風(fēng)機(jī)送風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度的要求；反之，夏季根據(jù)傳感器實(shí)測(cè)的溫度值自動(dòng)對(duì)冷水閥開(kāi)度進(jìn)行PID運(yùn)算控制。通過(guò)調(diào)節(jié)水閥的開(kāi)度，使送風(fēng)溫度達(dá)到用戶(hù)的設(shè)定值。

（2）送風(fēng)濕度控制：根據(jù)濕度傳感器的實(shí)測(cè)值自動(dòng)對(duì)加濕閥進(jìn)行PID運(yùn)算控制，保證送風(fēng)濕度達(dá)到用戶(hù)的濕度設(shè)定值。過(guò)濾網(wǎng)堵塞報(bào)警：空氣過(guò)濾器兩端壓差過(guò)大時(shí)報(bào)警，并在圖形操作站上顯示及打印報(bào)警，并指出報(bào)警時(shí)間。

（3）新風(fēng)機(jī)啟?？刂疲焊鶕?jù)事先設(shè)定的工作時(shí)間表及節(jié)休息時(shí)間表，定時(shí)啟停新風(fēng)機(jī)，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)新風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間，提示定時(shí)對(duì)新風(fēng)機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

（4）連鎖保護(hù)控制：風(fēng)機(jī)停止后，新風(fēng)風(fēng)門(mén)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電磁閥自動(dòng)關(guān)閉；風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，其前后壓差過(guò)低時(shí)故障報(bào)警，并連鎖停機(jī)；當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)，進(jìn)行防凍保護(hù)，開(kāi)啟熱水閥，關(guān)閉風(fēng)門(mén)，停風(fēng)機(jī)。

（5）節(jié)能運(yùn)行，包括：

——間歇運(yùn)行：使設(shè)備合理間歇啟停，但不影響環(huán)境舒適程度。

——最佳啟動(dòng)：根據(jù)建筑物人員使用情況，預(yù)先開(kāi)啟空調(diào)設(shè)備，晚間之后，不啟動(dòng)空調(diào)設(shè)備。

——最佳關(guān)機(jī)：根據(jù)建筑物人員下班情況，提前停止空調(diào)設(shè)備。

——調(diào)整設(shè)定值：根據(jù)室外空氣溫度對(duì)設(shè)定值進(jìn)行調(diào)整，減少空調(diào)設(shè)備能量消耗。

——夜間風(fēng)：在涼爽季節(jié)，用夜間新風(fēng)充滿(mǎn)建筑物，以節(jié)約空調(diào)能量。

3.2 空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控。

（1）回風(fēng)溫度自動(dòng)控制：冬季時(shí)，根據(jù)傳感器實(shí)測(cè)的回風(fēng)溫度值自動(dòng)對(duì)熱水閥開(kāi)度進(jìn)行PID運(yùn)算控制，保證空調(diào)機(jī)組回風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度的要求；反之，夏季根據(jù)傳感器實(shí)測(cè)的回風(fēng)溫度值自動(dòng)對(duì)冷水閥開(kāi)度進(jìn)行PID運(yùn)算控制。通過(guò)調(diào)節(jié)水閥的開(kāi)度，使回風(fēng)溫度達(dá)到用戶(hù)的設(shè)定值；在過(guò)渡季節(jié)則根據(jù)室外送入新風(fēng)的溫濕度自動(dòng)計(jì)算焓值，并與室內(nèi)回風(fēng)的焓值進(jìn)行PID運(yùn)算，其結(jié)果將自動(dòng)控制新風(fēng)閥、回風(fēng)閥、排風(fēng)閥的開(kāi)度，以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)混風(fēng)比的作用。

（2）回風(fēng)濕度控制：根據(jù)濕度傳感器的實(shí)測(cè)值自動(dòng)對(duì)加濕閥進(jìn)行PID運(yùn)算控制，保證回風(fēng)濕度達(dá)到用戶(hù)的濕度設(shè)定值。過(guò)濾網(wǎng)堵塞報(bào)警：空氣過(guò)濾器兩端壓差過(guò)大時(shí)報(bào)警，并在圖形操作站上顯示及打印報(bào)警，并指出報(bào)警時(shí)間?？諝赓|(zhì)量調(diào)節(jié)：在重要場(chǎng)所設(shè)置二氧化碳測(cè)量點(diǎn)，根據(jù)測(cè)量值的濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)新風(fēng)比?？照{(diào)機(jī)組啟停控制：根據(jù)事先設(shè)定的工作時(shí)間表及節(jié)休息時(shí)間表，定時(shí)啟?？照{(diào)機(jī)組，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間，提示定時(shí)對(duì)空調(diào)機(jī)組進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。連鎖保護(hù)控制：風(fēng)機(jī)停止后，新回排風(fēng)風(fēng)門(mén)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電磁閥自動(dòng)關(guān)閉；風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，其前后壓差過(guò)低時(shí)故障報(bào)警，并連鎖停機(jī)；當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)，進(jìn)行防凍保護(hù)，開(kāi)啟熱水閥，關(guān)閉新風(fēng)門(mén)，停風(fēng)機(jī)，并在圖形操作站上顯示報(bào)警。

3.3 冷熱水系統(tǒng)監(jiān)控。

根據(jù)實(shí)際熱水量需求控制熱交換器及水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，以達(dá)到節(jié)能效果。熱水供水溫度控制：由熱水溫度設(shè)定值與供水管的溫度值比較作PID運(yùn)算，控制電動(dòng)蒸汽閥的開(kāi)度，保持熱水供水溫度。溫度監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)蒸汽溫度、熱水供水溫度及總管供水溫度，確保系統(tǒng)操作正確。水泵的監(jiān)測(cè)與控制：監(jiān)測(cè)水泵的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)，控制水閥的啟停。可根據(jù)程序安排，每次啟動(dòng)不同的熱交換器及水泵，從而增加設(shè)備壽命。

3.4 給排水系統(tǒng)監(jiān)控。

3.5 環(huán)境參數(shù)測(cè)量：室外溫度/室外濕度、室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)。

3.6 送排風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控。

3.7 變配電系統(tǒng)監(jiān)控。

3.8 電梯系統(tǒng)監(jiān)控。

通過(guò)BMS系統(tǒng)與BAS系統(tǒng)的通訊實(shí)現(xiàn)，對(duì)電梯設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)和故障報(bào)警的監(jiān)視。

VIP及其他電梯（客梯、員工電梯、服務(wù)電梯等）控制裝置預(yù)留與讀卡機(jī)及安全防范管理系統(tǒng)連接的接口板插槽，可以采用讀卡機(jī)控制方式控制電梯的運(yùn)行與安全防范管理系統(tǒng)聯(lián)鎖，收發(fā)保安報(bào)警信號(hào)，使電梯停至程序控制的指定層。與消防報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)聯(lián)鎖滿(mǎn)足火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。

3.9 公共照明系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制。

智能照明系統(tǒng)由專(zhuān)業(yè)的照明公司設(shè)計(jì)并實(shí)施，本系統(tǒng)僅預(yù)留與智能照明系統(tǒng)的連接接口；該接口為上位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)互連，RJ45接口，利用TCP/IP、OPC Server等技術(shù)實(shí)現(xiàn)連接和信息交互。系統(tǒng)按每天預(yù)先編排的時(shí)間程序及照度來(lái)進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制及監(jiān)視其開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

（1）停車(chē)庫(kù)的照明定時(shí)/控制；戶(hù)外照明的定時(shí)/照度變化的控制；

（2）戶(hù)外裝飾照明：標(biāo)志牌、彩燈、廣告燈進(jìn)行程序控制燈光圖案，開(kāi)啟時(shí)間，過(guò)流保護(hù)回路狀態(tài)監(jiān)視（具體方案應(yīng)在室外照明方案確定后進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)）；

（3）外立面泛光照明的定時(shí)/控制和建筑物輪廓照明的控制；

（4）航空障礙燈定時(shí)/控制，狀態(tài)顯示及故障報(bào)警；

（5）樓內(nèi)公共照明進(jìn)行節(jié)能照明控制；

（6）其它有特殊要求場(chǎng)所的照明控制，如會(huì)議室、新聞發(fā)布中心等場(chǎng)所待今后整體設(shè)計(jì)方案確定后再根據(jù)設(shè)計(jì)方案確定控制要求和方式。

（7）事故照明：該系統(tǒng)是用于城市電力供應(yīng)故障或火災(zāi)等事故情況下的照明，其中包括安全照明、應(yīng)急照明與疏散標(biāo)志照明。系統(tǒng)能夠?qū)?yīng)急照明進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)，但不對(duì)其進(jìn)行控制。

4. 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式為分布式控制的方式，由管理層網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)組成。

管理層網(wǎng)絡(luò)：為T(mén)CP/IP的網(wǎng)絡(luò)傳輸。這層網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備包括：

系統(tǒng)服務(wù)器/操作站；

網(wǎng)絡(luò)編程工作站；

網(wǎng)絡(luò)控制器；

以太網(wǎng)交換機(jī)等相關(guān)BMS專(zhuān)用局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

控制層網(wǎng)絡(luò)：以使用LonWorks技術(shù)的DDC為主，包括：網(wǎng)絡(luò)控制器

通用設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)控制器（DDC）其他可能集成的第三方LonWorks設(shè)備。

5. 軟件平臺(tái)

（1）框架平臺(tái)是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中第一個(gè)通過(guò)軟件技術(shù)把LonWorks、BACnet和多種Internet標(biāo)準(zhǔn)集成到通用對(duì)象模型的應(yīng)用程序環(huán)境并嵌入到控制器層級(jí)；并且支持標(biāo)準(zhǔn)的Web瀏覽界面。能集成各種設(shè)備，支持多種標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（Lonwork、Modbus等），提供API接口，能根據(jù)其它設(shè)備的協(xié)議開(kāi)發(fā)相應(yīng)驅(qū)動(dòng)基于Internet及分布的網(wǎng)絡(luò)管理，通過(guò)Internet實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控與企業(yè)系統(tǒng)共享監(jiān)控信息。

（2）最后，通過(guò)先進(jìn)的管理技術(shù)——樓宇管理集成系統(tǒng)，將各子系統(tǒng)管理工作站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，利用開(kāi)放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口、通過(guò)接口和接口管理軟件統(tǒng)一集成到集成管理平臺(tái)上，以方便整體監(jiān)管。

（3）BA系統(tǒng)在智能大廈的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)就地控制，發(fā)揮分布系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)也降低管線投資，降低實(shí)施成本。再以LonWorks總線連接各DDC模塊至中央監(jiān)控中心，在中央監(jiān)控中心，可以查看到各種電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、相關(guān)參數(shù)，并能使用各種合理有效的管理方式和節(jié)能策略控制設(shè)備，實(shí)施有效的管理，達(dá)到節(jié)能效果，并提供了一個(gè)舒適、安全的生活和工作環(huán)境。

6. 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，BA系統(tǒng)在智能大廈的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)就地控制，有效的發(fā)揮了分布系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)也降低管線投資，降低實(shí)施成本。

[文章編號(hào)]1619-2737（2015）06-20-620