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BAS在廣州新電視塔智能化工程的應(yīng)用論文
摘 要：樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)是智能型建筑的重要組成部分，是用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)結(jié)合而構(gòu)成的一整套自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制的對(duì)象是樓內(nèi)各類機(jī)電設(shè)備和設(shè)施，樓宇自控系統(tǒng)在我國的應(yīng)用在八十年代才開始，但近年來，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到樓宇自控系統(tǒng)的重要性。因此，本文對(duì)樓宇自控系統(tǒng)進(jìn)行了論述。
關(guān)鍵詞：BAS ， 樓宇自動(dòng)化， 樓宇監(jiān)控 ， 智能建筑
建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）是廣州新電視塔智能化工程的重要組成部分,它包括冷熱源系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)、給排水、電梯、變配電等系統(tǒng)。系統(tǒng)通過分布式的DDC對(duì)各區(qū)域建筑內(nèi)的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行信號(hào)采集和控制,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備管理的自動(dòng)化,起到改善系統(tǒng)運(yùn)行品質(zhì)、節(jié)約運(yùn)行管理費(fèi)用、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省運(yùn)行能耗的作用。
1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)說明
1.1 ADS數(shù)據(jù)管理軟件
數(shù)據(jù)管理軟件是一種能夠?qū)�(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）作為一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器在IP自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中使用的軟件包。數(shù)據(jù)管理服務(wù)器提供的主要網(wǎng)絡(luò)功能包括：允許多用戶單點(diǎn)訪問網(wǎng)絡(luò)；存儲(chǔ)大量應(yīng)用程序、操作及歷史數(shù)據(jù)；支持Microsoft SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫軟件包；作為多個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制引擎和網(wǎng)絡(luò)集成引擎的系統(tǒng)配置工具的主機(jī)。
1.2網(wǎng)絡(luò)控制引擎(NAE)
網(wǎng)絡(luò)控制引擎負(fù)責(zé)監(jiān)控安裝在其現(xiàn)場總線上的直接數(shù)字控制器，內(nèi)含一個(gè)嵌入式網(wǎng)絡(luò)用戶界面，通過該界面可以進(jìn)行系統(tǒng)導(dǎo)航、系統(tǒng)配置及系統(tǒng)操作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)控制引擎與IP網(wǎng)絡(luò)相連時(shí)，它還可以為其它網(wǎng)絡(luò)控制引擎設(shè)備和數(shù)據(jù)管理服務(wù)器提供數(shù)據(jù)信息。
1.3直接數(shù)字控制器(DDC)
江森自控FEC系列DDC控制器，既可連入BACNET MS/TP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，又可獨(dú)立在現(xiàn)場控制。系統(tǒng)共配置相應(yīng)數(shù)量的直接數(shù)字控制器和擴(kuò)展模塊，分布于各被控現(xiàn)場。DDC控制器與擴(kuò)展模塊也通過BACNET MS/TP協(xié)議進(jìn)行通訊。
2.系統(tǒng)監(jiān)控范圍及各子系統(tǒng)功能應(yīng)用
2.1 系統(tǒng)監(jiān)控范圍說明
本建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱BAS）是對(duì)建筑物內(nèi)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行集散式監(jiān)控，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行控制、收集分析運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障自動(dòng)報(bào)警，以延長設(shè)備使用壽命、節(jié)省能耗、簡化管理、確保安全。
本BAS系統(tǒng)監(jiān)控、監(jiān)測范圍如下：
(1)冷熱源系統(tǒng)；
(2)新風(fēng)處理機(jī)組系統(tǒng)；
(3)空調(diào)處理機(jī)組系統(tǒng)；
(4)送/排風(fēng)系統(tǒng)；
(5)聯(lián)網(wǎng)式風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)；
(6)給排水系統(tǒng)；
(7)電梯系統(tǒng)；
(8)樓宇變配電自動(dòng)化系統(tǒng)。
2.2 子系統(tǒng)監(jiān)控功能說明
METASYS智能管理系統(tǒng)專為各類建筑中所有設(shè)備的監(jiān)測、控制和集中管理而設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)的開放性、靈活性、可靠性及高質(zhì)量，集中體現(xiàn)了樓宇管理與控制的最新潮流。
METASYS完全符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它的設(shè)計(jì)立足現(xiàn)在，面向未來，適應(yīng)軟件及硬件的不斷發(fā)展。用戶投資于江森公司的METASYS是明智及長遠(yuǎn)的選擇。為保障BAS內(nèi)所有設(shè)備（除中心機(jī)房內(nèi)設(shè)備以外）正常工作運(yùn)行，本方案采用應(yīng)急回路中的弱電專用電源統(tǒng)一供電。
2.3 BAS系統(tǒng)監(jiān)控范圍區(qū)域應(yīng)用（以下簡單舉幾個(gè)例子說明）
(1)中央站監(jiān)控功能
我們配置了MS-ADS05U-0型號(hào)系統(tǒng)軟件。ADS數(shù)據(jù)管理軟件用于管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集和顯示；還管理趨勢數(shù)據(jù)、事件消息、管理員記錄和系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)的長期儲(chǔ)存；為網(wǎng)絡(luò)控制引擎（NAE）和網(wǎng)絡(luò)集成引擎（NIE）所在的網(wǎng)絡(luò)提供安全的通訊。
ADS數(shù)據(jù)管理軟件的用戶界面具有靈活的系統(tǒng)瀏覽、用戶圖形、綜合報(bào)警管理、趨勢分析和總結(jié)報(bào)告功能。用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器有效地管理舒適度和能源使用、對(duì)危急事件作出快速反應(yīng)、并且使控制策略達(dá)到最佳。多用戶可以訪問設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的信息，該系統(tǒng)使用因特網(wǎng)協(xié)議和信息技術(shù)（IT）標(biāo)準(zhǔn)，并且與企業(yè)級(jí)別的通信網(wǎng)絡(luò)兼容。
(2) 風(fēng)冷、熱水系統(tǒng)
本工程有1套風(fēng)冷水系統(tǒng)、1套風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)，分別是2組風(fēng)冷機(jī)組（風(fēng)冷熱泵）、3臺(tái)冷凍水泵、1個(gè)膨脹水箱組成。采用DDC方式實(shí)現(xiàn)，包括風(fēng)冷機(jī)組，冷凍水泵、膨脹水箱等設(shè)備。
a啟�？刂疲�
根據(jù)預(yù)先編排的時(shí)間表，按“遲開機(jī)早關(guān)機(jī)”原則控制風(fēng)冷機(jī)組的啟停以達(dá)到節(jié)能的目的；控制系統(tǒng)將按照正確的順序自動(dòng)啟/停設(shè)備，保證所有設(shè)備的安全可靠運(yùn)行�！B鎖啟動(dòng)順序：
冷凍水泵→冷凍水水流開關(guān)信號(hào)（作為連鎖條件的返回信號(hào)）→風(fēng)冷機(jī)組
——連鎖停止順序
風(fēng)冷機(jī)組→（延時(shí)，根據(jù)設(shè)備要求、系統(tǒng)負(fù)荷慣性、運(yùn)行工況等條件判定和設(shè)定）→冷凍水泵→冷凍水水流開關(guān)信號(hào)（作為連鎖條件的返回信號(hào)）
b風(fēng)冷機(jī)組臺(tái)數(shù)控制：
根據(jù)冷凍水供、回水溫度和供水流量測量值，自動(dòng)計(jì)算所需冷負(fù)荷量，調(diào)節(jié)冷水機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)。
負(fù)荷計(jì)算：Q＝K×M×(T1－T2) 其中：
Q：負(fù)荷
K：常數(shù)
M：流量
T1：冷水回水總管溫度
T2：冷水供水總管溫度
c聯(lián)鎖控制：
冷凍泵啟動(dòng)后，水流開關(guān)監(jiān)測水流狀態(tài)，若無水流則不能啟動(dòng)風(fēng)冷機(jī)組。
冷凍水差壓控制：根據(jù)冷凍水供回水壓差，自動(dòng)調(diào)節(jié)旁通閥，維持供回水壓差恒定。
d故障報(bào)警監(jiān)測：
監(jiān)測冷凍水泵設(shè)備故障報(bào)警；
監(jiān)測膨脹水箱水位故障報(bào)警；
監(jiān)測風(fēng)冷機(jī)組故障報(bào)警；
在有任何報(bào)警時(shí)，以聲光報(bào)警形式在操作站上顯示，以提醒操作人員安排有關(guān)人員做檢修工作。
e自動(dòng)啟動(dòng)備用設(shè)備
控制系統(tǒng)全面監(jiān)測所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如果某一部分設(shè)備出現(xiàn)故障，將自動(dòng)切換合適的備用設(shè)備投入運(yùn)行，保證整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
f平衡各設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間
控制系統(tǒng)將自動(dòng)累計(jì)各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)預(yù)測冷負(fù)荷需求，從而自動(dòng)切換各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，平衡各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間。而且用戶也可以選定超前/滯后風(fēng)冷機(jī)組，根據(jù)用戶意愿對(duì)設(shè)備的運(yùn)行順序進(jìn)行排序。
g斷電后自動(dòng)重啟
當(dāng)發(fā)生斷電時(shí)，所有設(shè)備將停機(jī)一段時(shí)間，通電后，控制系統(tǒng)將根據(jù)每臺(tái)風(fēng)冷機(jī)組的狀態(tài)，每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間等，決定重新開啟的機(jī)組數(shù)量和機(jī)組順序等。
h降溫時(shí)間需求限制
為降低電器配置的投資，可以設(shè)定風(fēng)冷機(jī)組的啟動(dòng)時(shí)間，逐步給機(jī)組加載，讓風(fēng)冷機(jī)組逐步達(dá)到滿負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，以減少風(fēng)冷機(jī)組啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
(3)空調(diào)系統(tǒng)
BAS通過DDC控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)處理機(jī)組的監(jiān)控。
a監(jiān)控內(nèi)容
空調(diào)機(jī)組監(jiān)控表
b監(jiān)控功能
1)開關(guān)控制
可根據(jù)事先設(shè)定的時(shí)間程序表自動(dòng)啟停機(jī)組；在某些特別情況下（如加班）風(fēng)機(jī)有需要在預(yù)先設(shè)定時(shí)間程序表之外的時(shí)間啟動(dòng), 用戶可選擇在BAS操作站上手動(dòng)點(diǎn)擊鼠標(biāo)來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的啟停。
2)冷熱水閥控制
根據(jù)溫度傳感器采集到的回風(fēng)溫度，采用PID控制算法，調(diào)節(jié)電動(dòng)水閥的開度；并可根據(jù)室外溫濕度變化自動(dòng)改變回風(fēng)溫度設(shè)定點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)在滿足舒適環(huán)境要求的前提下節(jié)約能源。水閥可與風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制，當(dāng)風(fēng)機(jī)停止時(shí)自動(dòng)關(guān)閉水閥；反之則開啟水閥。
3)濾網(wǎng)堵塞報(bào)警
風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，過濾網(wǎng)前后將建立起一個(gè)風(fēng)壓差值，當(dāng)風(fēng)壓差值大于某一個(gè)設(shè)定值時(shí)，表明過濾網(wǎng)堵塞，則壓差開關(guān)將輸出報(bào)警信號(hào)，用于提醒有關(guān)工作人員及時(shí)清洗過濾網(wǎng)，以長期保持空調(diào)機(jī)組的工作效果。
4)聯(lián)鎖控制
風(fēng)機(jī)停止后，電動(dòng)調(diào)節(jié)冷水閥自動(dòng)關(guān)閉。
5) CO2濃度監(jiān)測
通過在空調(diào)機(jī)組的回風(fēng)管裝設(shè)CO2傳感器，監(jiān)測室內(nèi)的CO2濃度。根據(jù)CO2濃度，自動(dòng)調(diào)節(jié)新、回風(fēng)閥開度，保證新風(fēng)量滿足要求。
6)季節(jié)設(shè)定
在夏季空調(diào)季節(jié)，關(guān)閉最小新風(fēng)閥，開啟全新風(fēng)閥和回風(fēng)閥；過渡季節(jié)，關(guān)閉全新風(fēng)閥，開啟最小新風(fēng)閥和回風(fēng)閥。
c節(jié)能措施
1)預(yù)冷
根據(jù)使用情況和日常工作時(shí)間表，提前開啟空調(diào)機(jī)組對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行預(yù)冷，或提前對(duì)空調(diào)機(jī)組進(jìn)行關(guān)閉，充分利用空調(diào)的余冷。
2)晚間重設(shè)定
通過在晚間重新調(diào)整溫度的設(shè)定值來達(dá)到節(jié)能的目的，該功能的設(shè)置可以防止在夏季溫度過低/在冬季溫度過高。
3)冬夏轉(zhuǎn)換設(shè)定
由軟件設(shè)定系統(tǒng)按冬季工況或夏季工況運(yùn)行。空調(diào)系統(tǒng)冬夏季為最小新風(fēng)運(yùn)行，由回風(fēng)溫度控制冷水閥開度；過渡季時(shí)充分利用室外新風(fēng)，節(jié)約空調(diào)能耗。
3.結(jié)語
建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)BAS(Building Automation System的任務(wù)就是創(chuàng)造一個(gè)安全、舒適與便利的工作環(huán)境，同時(shí)盡量減少能源消耗。它可以監(jiān)控大廈內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行情況和故障狀況，并控制這些機(jī)電設(shè)備。它不僅可以根據(jù)需要隨時(shí)打印各種報(bào)表，而且對(duì)機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，更方便于人員對(duì)設(shè)備的維護(hù)、維修和管理。在節(jié)能的同時(shí)，又節(jié)省了人力、物力，大大降低了管理成本。
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