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许多机电设备之间存在内部互联,需要完善的自动化管理。建立机电设备管理系统,实现对机电设备的综合管理、调度、监控、运行和控制。楼宇自控系统楼宇自控系统的功能: ◆制定系统管理、调度、运行和控制策略;◆ 访问
2、 数据和控制相关的参数;◆管理、调度、监控和控制系统的运行;◆显示系统运行数据、图像和曲线;◆打印各种报表;趋势分析; ◆统计设备运行时间、设备维护、维护管理等智能化5AOA:办公自动化系统CA:通信自动化系统FA:消防安防监控自动化系统MA:信息处理自动化系统BA:楼宇自控系统(2)楼宇自控系统由以下几部分组成: ◎楼宇设备运行管理的监控,包括(1)暖通空调系统监控;(2)给排水系统监控;(3)
3、人员巡查系统;5、汽车车库综合管理系统;6、各类重要仓库防范设施;7、安全广播信息系统。许多机电设备在本质上是相互关联的,因此需要完善的自动化管理。建立机电设备管理体系,实现机电设备的综合管理、调度、监控、运行和控制。楼宇自控系统功能: ◆ 制定系统管理、调度、运行和控制策略;◆ 访问与数据和控制相关的参数;◆ 管理、调度、监控和控制系统的运行;◆显示系统运行数据、图表◆打印各种报表;◆对系统运行进行历史记录和趋势分析;◆统计设备运行时间、设备维护、维护管理等;空气处理器、新风机组、变风量终端、冷水机、热交换器等。
4、运行状态监控、故障报警和启停控制,以及相应的节能管理。给排水系统监控主要监控排水系统中水泵的运行状态,进行故障报警和启停控制;监测水箱和水池水位,并进行线路报警。变配电系统监控显示和测量变配电单元的电压、电流、功率、功率因数、频率,过线报警,高低压状态控制开关状态监测柜,以及变压器的温度监测。电梯系统监控监控电梯系统的运行状态,以及故障报警。照明系统监控对部分照明电路和电力设备进行必要的控制。热源、冷源系统监控和楼宇自控系统组件楼宇自控系统由以下组件组成:楼宇设备运行管理监控,包括(1)HVAC系统监控(HVAC);(2)Water供排水)系统监控;(3)配电及照明系统 @2)给排水)系统监控;(3)配电及照明系统 @2)给排水)系统监控;(3)配电及照明系统
5、火灾报警与消防联动控制、电梯运行控制及公共安全技术防范的系统监控,包括:1、电视监控系统;2、防盗报警系统;3、@ >出入控制及门禁系统;4、 安保人员巡查系统;5、车库综合管理系统;6、 各种重要的仓库安全设施;7、 安全广播信息系统。许多机电设备在本质上是相互关联的,因此需要完善的自动化管理。建立机电设备管理体系,实现机电设备的综合管理、调度、监控、运行和控制。楼宇自动化系统设计分析 楼宇自动化系统设计 楼宇自动化(BA)系统目前已安装在许多现代建筑,尤其是高层建筑中,不仅大大提高了建筑的环境效率,而且使建筑能耗处于量化状态。控制。可以确保降低建筑物的能源成本。但不可否认的是,由于种种原因(如设计
6、改进等)也确实导致一些 BA 项目不太成功,甚至完全不成功。本文将我司在从事的BA项目中积累的经验、教训和一些新的想法写出来,与同行交流。1、技术在BA系统设计中的应用 目前,该技术在BA行业反响很大,而该控制技术对传统BA系统配置影响很大:该技术是由1991年的一家美国公司,拥有完整的开发系统平台,包括设计、配置和支持控制网络的所有要素,是目前最先进的控制网络技术。该技术由三个核心组件组成:(1)
7、提供所有七层服务(3)网络开发工具()和节点开发工具()网络的最大优势是其完全的开放性,主要体现在以下几个方面:(< @k1@ >使用的通信协议提供了ISO/OSI参考模型定义的所有七层服务。(2)支持多种通信介质和任意自由拓扑网络结构。(3)支持的通信媒体包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线微波等(4)网络拓扑可以是星型、分支、网状等任意形式,实现真正的点对点点通信。我们可以这样做 假设:当建筑物面积较大时,受控机电设备(如空调机组、水泵)是分散和分布的,如果传统
8、BA组网拓扑,那么实现现场DDC控制器通讯连接的接线(“手拉手”方式)不仅复杂,有的甚至因为受到现场的影响而无法接线-现场环境。此时如果采用有技术的DDC,可以根据现场情况任意选择通信网络拓扑结构,使系统配置灵活方便,显示出技术优势。但是一切都是辩证的,一分为二,在工程设计中我们明显感觉到:(1)虽然可以在物理形式上自由拓扑,但是每个节点都需要连接(),这就需要进行网络分段( ),并且路由器( )必须添加到系统配置中。主要缺点是:
9、系统分类数量越多,系统不可靠性值越高,从而降低系统稳定性(2)各个厂家生产的元器件(如各类传感器、控制器)只有和必须插入固化协议的芯片,并按照控制网络的技术规定,组成一个真正的智能网络,任何拓扑结构都还没有完全开发出来,我们相信如果自动控制系统的规模不是很大,最好不要在工程设计和配置中使用技术。2、BA工程设计的关键一个成功的BA项目必须具备两个要素: *系统应用稳定可靠,失败的概率降低到可能的最低限度。* 系统可提供精确定量的控制方式
10、在楼宇自控系统中,为建筑节能控制提供可靠保障。任何业主为建筑物安装BA系统的直接动机是为了实现建筑物能耗的大幅度降低,从而达到节省建筑物运行成本的目的。这就要求BA系统的整个控制过程尽可能的精确。下面我们想从工程设计的角度来讨论如何确保准确的BA控制。2.1BA系统模型 理论上,一个控制系统主要由以下装置组成:(1)检测和传输装置:检测被控对象的调整参数,并将其转换成各种类型的能量信号. (2)控制调节装置:将检测装置发出的调整后的参数信号与设定值进行比较,当有偏差时,向执行调整装置发送一定的规律控制信号。(3)执行调节装置:根据控制调节装置(控制器)发出的控制信号的大小和方向,打开大小调节阀来改变调节参数的值。
11、 当然,构成楼宇自控系统(BA)的主要设备有: - 检测设备:有各种类型的传感器(如温度传感器、压力、差压传感器等)。-直接数字控制器:简称DDC,利用计算机数字输出信号直接控制电动水阀的开度。-执行器和电动阀2.2BA系统精度要素从上面可以明显看出,以下条件(因素)直接影响BA系统的精确控制:(1)前端测得的信号系统的特别准确 温度等模拟信号必须尽可能的准确,如何保证系统前端信号的准确性,我们采取以下措施:* 合理配置前端传感器数量。如果检测点数设置得太少,则无法获得准确的前端信号;以及前端传感器的数量(如果信号过多,容易造成信号间的耦合,增加系统成本。 *正确选择传感器的安装位置。例如安装在
12、如果送风管道中的温度传感器安装在机组出风口附近,传感器检测到的温度可能偏低;如果安装在离出风口较远的地方,传感器测得的温度可能会高一些。因此,必须根据风管的实际情况合理选择传感器的安装位置。[](2)系统控制环节少,可提供丰富的控制积累软件。目前各BA厂家提供DDC(直接数字控制器),采用计算机数字输出信号直接控制电水此外,DDC包含丰富的累积控制程序,包括比例(P)算法、比例积分(PI)算法、比例积分微分 (PID) 算法。由于PID系数不同,被控对象产生不同的响应特性曲线:PID系数越高,对象的响应特性曲线越陡峭,即反应过渡过程越快。
13、 短;PID系数低,物体响应特性曲线比较平坦,即反应过渡过程比较长。从理论上讲,如果过渡过程短,则系统响应快,即系统控制精度高,但这并不意味着系统控制精度越高越好:由于空气的惯性大调节系统本身,如 BA 系统的控制精度越高,系统越容易引起振荡,系统越不稳定。这就需要在工程设计和调试过程中正确的软件配置,选择合适的采样周期和控制功能,保证系统响应输出的优化,并在系统控制精度和系统稳定性之间找到最佳平衡点。(3)保证阀门开度“零”各种电动水阀是BA系统的主要执行机构,而阀门开度是BA系统在空调运行控制过程中的主要调节内容其中,保证阀门的“零”开度是BA系统控制精度的重要保证。
14、表示选择正确的流量特性和合适的电动水阀口径是BA系统成功的重要保证。*电动调节水阀的流量特性是指空调水流经阀门的相对流量与阀门相对开度之间的函数关系。目前工程中普遍采用具有线性流量特性和等百分比流量特性的电动水阀。单位行程变化引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比。它是等百分比流量特性水阀。这类水阀的调节范围比较宽,更适用于具有自平衡能力的空调水系统。因此,等百分比流量特性的电动水阀被广泛用于BA系统。*电动水阀的口径决定了阀门的调节精度。水阀口径过大,不仅会增加业主的投资成本,还会增加阀门的基本行程单位,降低阀门的调节精度,达不到水的目的。节能;
15、系统开机时难以达到设定温度值,无法达到控制目标。那么如何计算和选择电动水阀的口径呢?在工程中,我们经常用电动阀的流量系数(Kv/Cv)值来推推电动水阀的口径,因为流量系数和水阀的口径是一一对应的关系。也就是说,流量系数是固定的,水阀的通径大小也是确定的。水阀流量系数(Kv/Cv)按下式计算:Cv=Q/ΔP1/2 其中Q-设备(空调/新风机组)的制冷量/热量或风量ΔP-为调节阀前后压差比。,在不同的空调回路中,ΔP值不同,是一个动态变化的值,取值范围一般在1-7之间。但由于ΔP是流量系数计算过程中的根值,对Cv计算的影响不是很大。因此,工程设计中一般选择ΔP值为4。例如,假
16、设置1台空调机组技术指标值如下: 风量:/H 制冷量:47.17KW 热量:67.55KW 余压: 410PA 功率:2KW 空调水阀如何选择?首先我们计算流量系数Kv/Cv值Cv=Q/ΔP1/2=67.55*3、0@>685/2=23、1@>14Kv=Cv/3、2@ > 17=43、1@>92/3、2@>17=13、5@>8 那么计算出的流量系数Kv/Cv应选用相应口径的调节水阀。3、业主应注意的几个问题3、1@>1 以现实的眼光看待英航的节能。业主投资建设BA系统主要是因为BA系统可以节省能源成本并减少建筑运营。用于提高建筑物经济效益的支出。但也有相当一部分业主有错误的看法:他们认为建筑节能靠的是BA系统,有了BA系统,可以省下不少钱。居住
17、这种观点虽然可以理解,但显然忽略了BA系统节能的前提:只要暖通空调设计合理,结合合理有效的BA自动控制,就可以真正做到节省人力、节约能源。能源目的。换言之,建筑节能是一项综合性的系统工程,仅靠BA系统是无法实现的。建筑节能与BA系统的关系已在专门文献中分析过,本文不再深入讨论。3、1@>2 购买设备时应考虑BA接口。理论上,BA对所控制的设备的型号、品牌、功能没有限制,但这并不意味着BA对设备没有要求:业主购买的受控电气设备必须提供二次控制回路或BA接口,否则无法有效控制BA系统。我司在工程实践中发现在楼宇自控系统中,很多业主在购买设备时没有考虑BA要求,电控柜没有二次回路,只好对电控柜进行改造。
18、,造成业主投资的浪费。由于不同品牌的BA系统对二次控制回路的要求不同,最好先与BA工程师沟通。4、小结以上只是我司在BA工程实践中的一些心得体会,还望高手和同行批评指正。5.参考文献(1)华东建筑设计院,《智能建筑设计技术》同济大学出版社1996年10月(2)主编陈一才,《智能建筑电气设计手册》中国建材)工业出版社,1999年8月(3)卢伟良,《智能建筑导轮》中国建筑工业出版社,1996年6月(4)卢伟良,“
19、加强设备使用寿命节省资金投资保障建筑和人身安全灵活性。兼容性。一体化。开放性 支持结构化布线