淺議樓宇自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1．應(yīng)用樓宇自動控制系統(tǒng)的意義

1.1 有利于樓宇的節(jié)能管理

樓宇自動控制系統(tǒng)具備對整個樓宇的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制的功能，通過智能控制，統(tǒng)籌調(diào)配所控制設(shè)備的用電，通過監(jiān)控空調(diào)系統(tǒng)的使用，可以實現(xiàn)各類設(shè)備用電負(fù)荷的最優(yōu)控制，最大效率的節(jié)省電能，避免不需要的浪費(fèi)。

當(dāng)前，越來越多的建筑部分或全部使用樓宇自動控制系統(tǒng)，在這些智能建筑中，據(jù)不完全統(tǒng)計，大約可以達(dá)到節(jié)省電能15～20%，要達(dá)到這樣的節(jié)能效果，僅僅通過人工操作是幾乎無法達(dá)到的。

1.2 有利于節(jié)約人力成本

對于沒有樓宇自動控制系統(tǒng)的建筑，各類設(shè)備的日常管理都需要大量的人員去進(jìn)行操作和管理，這樣造成建筑需配置大量的管理人員，而樓宇自動控制系統(tǒng)主要由主機(jī)及配套末端設(shè)備等組成，由主機(jī)電腦集中自動智能控制，運(yùn)行過程中幾乎不需要管理人員，僅需要個別維護(hù)人員及時處理設(shè)備出現(xiàn)的問題，這樣大量的人力成本將被節(jié)約，據(jù)不完全統(tǒng)計，對于設(shè)計樓宇自動控制系統(tǒng)的建筑，可以節(jié)約大致三分之二的日常運(yùn)行、維護(hù)管理人員。

1.3 有利于延長建筑物內(nèi)設(shè)備的使用壽命

建筑物配置了樓宇自動控制系統(tǒng)之后，各類設(shè)備的日常運(yùn)行狀態(tài)二十四小時始終處于自控系統(tǒng)的監(jiān)視和管理之中，建筑物設(shè)備運(yùn)行的狀況將被完整的由樓宇自動控制系統(tǒng)記錄，并定期提醒對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)以及記錄信息，這樣更加規(guī)范及確保維護(hù)人員及時對設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)。通過高效、規(guī)范的對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)，提高了設(shè)備的運(yùn)行壽命，相應(yīng)地必將一定程度降低建筑的運(yùn)行成本。

1.4 有利于提高建筑日常安全管理的能力

樓宇自動控制系統(tǒng)通過將停車管理、安保監(jiān)控管理等統(tǒng)籌管理，且與消防系統(tǒng)形成聯(lián)動，通過減少各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)管理，提高了樓宇的管理水平，更有利于建筑及建筑物內(nèi)人員的安全。

2． 建筑樓宇自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用實例

北京林業(yè)大學(xué)綜合樓工程位于北京市清華東路35號，地上十四層，地下三層，總建筑面積89989.7m2，地下室總面積24662.1m2，地上總面積65327.6m2，鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防類別：乙類，抗震設(shè)防烈度：八度。該工程于2011年1月18日開工，2013年8月30日竣工。該工程使用功能主要是教學(xué)、科研、辦公及實驗室等用途。

北京林業(yè)大學(xué)綜合樓工程的樓宇自動控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置設(shè)計的基本原則是：一是中控設(shè)備集中監(jiān)視，二是末端設(shè)備分散控制，三是實現(xiàn)信息和資源共享，該工程采用的系統(tǒng)是西門子APOGEE的集散型控制系統(tǒng)。根據(jù)綜合樓工程使用功能的特點，該工程選用樓宇自控系統(tǒng)采用以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的BACnet通訊協(xié)議。根據(jù)該工程需求主要針對建筑的以下幾個設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控：1、冷源系統(tǒng)設(shè)備；2、空調(diào)機(jī)組設(shè)備；3、新風(fēng)機(jī)組設(shè)備；4、送排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備；5、給排水設(shè)備；6、風(fēng)機(jī)盤管設(shè)備；7、照明燈具設(shè)備，總共1609個控制點，其中DI點889個，AI點187個，DO點340個，AO點193個。

下面對以上部分設(shè)備通過樓宇自控系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析介紹。

2.1 冷熱源自控系統(tǒng)

冷熱源自控系統(tǒng)主要由冷卻塔、冷水機(jī)組、冷卻水泵、冷凍泵、供熱循環(huán)泵等設(shè)備組成。該系統(tǒng)根據(jù)各設(shè)備的自動控制功能要求進(jìn)行相應(yīng)的末端監(jiān)控配置。該系統(tǒng)由一臺模塊化的控制器(西門子PXC Modular)進(jìn)行監(jiān)控。

監(jiān)測的內(nèi)容主要有以下6個方面：1、監(jiān)測冷凍水系統(tǒng)供水回水的溫度、供回水壓力及回水流量；2、檢測制冷量和制熱量；3、監(jiān)測冷卻水、冷凍水的水流狀況；4、監(jiān)測冷凍冷卻水泵、冷水機(jī)組、冷卻塔以及熱水鍋爐的運(yùn)行情況；5、檢測供熱供回水溫度；6、檢測熱水循環(huán)泵運(yùn)行狀態(tài)。

控制的主要內(nèi)容包括：1、由預(yù)先設(shè)定的時序，開啟或停止冷熱源系統(tǒng)；2、依據(jù)冷凍水供水回水的壓力差，調(diào)節(jié)電動旁通閥開度，使系統(tǒng)總體的壓力保持平衡；3、故障切換：一臺設(shè)備發(fā)生故障后，系統(tǒng)將自動切換到另一臺設(shè)備并及時投入運(yùn)行，發(fā)生故障的設(shè)備及時報警；4、控制熱水循環(huán)泵啟?？刂?。

2.2 空調(diào)機(jī)組自動控制系統(tǒng)

根據(jù)樓宇控制點表，共設(shè)置了4臺空調(diào)機(jī)組，每臺空調(diào)機(jī)均采用DDC控制器進(jìn)行控制，且為一對一控制。

監(jiān)測的主要內(nèi)容包括：1、回風(fēng)溫度、濕度的監(jiān)測；2、室外溫度、濕度的監(jiān)測；3、對初效過濾網(wǎng)阻塞報警、低溫報警狀態(tài)的監(jiān)測；4、送風(fēng)壓力的監(jiān)測；5、空調(diào)送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行、故障報警及處于手動或自動等狀態(tài)，風(fēng)機(jī)設(shè)備的相關(guān)氣流狀態(tài)以及故障報警的監(jiān)測。

控制的主要內(nèi)容包括：1、由預(yù)先設(shè)定的時序，開啟或停止送風(fēng)機(jī)；2、根據(jù)季節(jié)變化或室外溫度的變化，調(diào)節(jié)各類閥門的開啟程度；3、當(dāng)空調(diào)機(jī)組停機(jī)時，新、排風(fēng)等閥門聯(lián)動處于關(guān)閉狀態(tài)；4、風(fēng)機(jī)變頻頻率的控制；5、根據(jù)回風(fēng)的不同溫度，相應(yīng)地聯(lián)動調(diào)節(jié)電動水閥的開啟大小，確?；仫L(fēng)的溫度能滿足預(yù)先設(shè)定值；6、根據(jù)回風(fēng)的不同濕度，相應(yīng)地聯(lián)動調(diào)節(jié)加濕器的開啟或關(guān)閉，確保回風(fēng)的濕度能滿足預(yù)先設(shè)定值；7、當(dāng)冬季處于低溫報警狀態(tài)時，控制系統(tǒng)聯(lián)動關(guān)閉新、排風(fēng)閥，并同時關(guān)閉空調(diào)風(fēng)機(jī)，熱水閥則全部打開；8、當(dāng)建筑物出現(xiàn)消防報警情況時，系統(tǒng)聯(lián)動關(guān)閉相關(guān)區(qū)域的空調(diào)設(shè)備。

2.3 給水排水系統(tǒng)自控系統(tǒng)

監(jiān)測給水泵、污水泵的手自動狀態(tài)，污水池超高液位報警。

主要監(jiān)控內(nèi)容：1、監(jiān)測水池溢流/啟泵/停泵液位；2、監(jiān)測集水坑溢流液位報警；3、根據(jù)控制要求當(dāng)達(dá)到高液位時停止水泵；4、根據(jù)控制要求當(dāng)?shù)陀诘鸵何粫r啟動水泵；5、可計算給水泵累計運(yùn)行時間；6、給水泵運(yùn)行狀態(tài)。

2.4 風(fēng)機(jī)盤管聯(lián)網(wǎng)控制自控系統(tǒng)

整個工程共有風(fēng)機(jī)盤管1085套，除了要對風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行常規(guī)的控制以外，還需要對所有的風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制，集中管理。

就地控制功能：1、房間溫度檢測；2、房間溫度設(shè)定；3、房間溫度控制（電動兩通電磁閥控制）；4、風(fēng)速控制（風(fēng)機(jī)三速控制）；5制冷/制熱轉(zhuǎn)換；6、遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制功能；7、能夠在監(jiān)視工作站上查看每個房間的溫度和設(shè)定溫度，并進(jìn)行遠(yuǎn)程的設(shè)定和對風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行啟?？刂? 統(tǒng)一進(jìn)行時間編程控制,以實現(xiàn)更節(jié)能的溫度控制。

采用SIEMENS的RDF301系列控制器實現(xiàn)對風(fēng)機(jī)盤管的三速控制，同時實現(xiàn)對房間溫度的采集、溫度的設(shè)定以及制冷/制熱模式的選擇。

各RDF301控制器之間通過KNX總線進(jìn)行連接，實現(xiàn)控制器與中央管理工作站之間的通訊，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：

FCU上位機(jī)軟件，將會用于集中顯示及控制聯(lián)網(wǎng)辦公樓的風(fēng)機(jī)盤管，如果需要臨時加班的話，溫控器自身還具有符合加班應(yīng)用的功能。

2.5 照明燈具自控系統(tǒng)

本系統(tǒng)的照明主要包括：公共區(qū)域的照明。自控系統(tǒng)為照明設(shè)備相應(yīng)設(shè)計配置了擴(kuò)展模塊箱，方便和附近的空調(diào)機(jī)組及新風(fēng)機(jī)組共同使用一臺控制器，通過擴(kuò)展模塊的I/O點進(jìn)行監(jiān)控。

監(jiān)控的主要內(nèi)容包括：1、照明回路狀態(tài)；2、控制照明開關(guān)；3、亦可按時間程序控制照明回路。

3． 結(jié)語

智能建筑是信息技術(shù)和建筑技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，為人們提供舒適且便捷的工作環(huán)境，隨著全球信息化進(jìn)程的不斷加快和信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，智能建筑作為信息社會的重要基礎(chǔ)設(shè)施，已受到越來越多的重視。我國智能建筑雖起步晚， 但發(fā)展迅猛， 呈現(xiàn)了巨大的市場潛力，如何又好又快的促進(jìn)建筑智能化的發(fā)展，需要我們大家共同努力，實現(xiàn)智能建筑集建筑、通信、辦公自動化、建筑管理自動化四位一體, 構(gòu)成有機(jī)統(tǒng)一的服務(wù)體系, 使之具有經(jīng)濟(jì)性、效率性、舒適性、功能性、信賴性和安全性的特征。