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楼宇自动化控制系统解决方案
作者:管理员    发布于:2016/5/25 16:27:40    文字:【】【】【

宇自控系统(Buildin Automation System,简称BAS)是智能建筑的一个重要的组成部分。BAS是基于现代分布控制理论而设计的集散系统,通过网络系统将分布在各监控现场的系统控制器连接起来,共同完成集中操作,管理和分散控制的综合自动化系统。BAS的目标就是对建筑内部的机电设备采用现代计算机技术进行全面有效的监控,以确保建筑物内舒适和安全的办公环境,同时实现高效节能的要求,并对特定事物作出适当反应。通过BAS对大厦内机电设备的自动化监控和有效的管理,可以使大厦内的温湿度控制达到最舒适的程度,同时以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常工作,以求取得最低的大厦运作成本和最高的经济效益。这极大的方便了设备的操作与维修,减少管理和维护人员。取得节约能源和人力资源的良好效益。卓灵楼宇自控解决方案--楼控品牌,卓灵楼控,楼宇自控,卓灵TREND,智能楼宇,楼宇自动化控制系统,DDC控制器,IQ3,IQ2 - 文刀劉 - 楼控品牌—卓灵TREND

为了真正实现设备的良好运转、大大地节省电能、保持良好的环境控制精度、降低设备管理及维护的成本,根据先进性和实用性相结合的原则,本方案采用敢为公司自主研发的最新一代楼宇自控系统:霍尼韦尔卓灵IQ3。

霍尼韦尔卓灵IQ3(或称楼宇管理系统)是由中央管理站、各种现场数字控制器及各类传感器、执行机构组成的、能够完成多种控制及管理功能的网络系统。它是随着计算机在环境控制中的应用而发展起来的一种智能化控制管理网络。目前,系统中的各个组成部分已从过去的非标准化的设计产生,发展成标准化、专业化产品,从而使系统的设计安装及扩展更加方便、灵活,系统的运行更加可靠,系统的投资大大降低。

霍尼韦尔卓灵推出的IQ3楼宇控制器自控系统应用于大楼及能源管理,是国际上先进的BA系统之一。系统适应性非常强,系统组成为模块化,上位机与下位机构成完整的集散式控制系统。系统可分为不同等级的独立系统,每级都具有非常清楚的功能和权限,这就使AlarmCenter7.0既可用于单独的楼宇管理,也可用于一个区域的、分散的楼宇集中管理。

系统结构

1.管理层网络:可扩充到以太通讯网络(ETHERNET),采用工业标准数据通路及时存取到一个或多个工作站(25个),它为庞大的系统提供10M波特率以上的高速通讯。操作员可以监测、改变设定点和在网络的任何一位置存取信息。通过地区级网络今后完成整个大楼的系统集成(包括本工程要求的消防系统、安保系统的集成)。

2.楼宇层网络:采用工业级的具有极强的抗干扰能力及纠错能力的现场总线CAN BUS通讯,保证智能控制器之间的高速信息通讯,区别于环网和星网,保证同层控制器与同层控制器之间的高速通讯,而无需汇总到上层工作站去处理大量信息,这样在任何特殊情况下都不会丢失记忆而误操作。具有同层资源共享功能(Peer to Peer Network)。在系统主机发生故障时,现场控制器之间仍能保持通讯畅通,传输速率为19.2Kbps。

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3.直接数字控制器:直接数字控制器(DDC)是用于所有楼宇自控系统的主要控制装置。PC通过CAN总线(同层总线共享无主从方式),可以连接多达256台DDC,每台DDC并可相应自由插接扩展模块,完成不同点数需要。DDC通过一个安装在每一单个大厦上CAN通讯网络在设施内相互通讯。每个DDC拥有自己的数据库和控制软件,能对其所控制的大厦系统进行编程。这种设计即便它与中央监控主机的通讯中断,仍能作为一个单独控制装置执行所有正常控制功能。直接数字控制器(也称下位机),通过通讯线与中央管理工作站(也称上位机)构成一套完整的集散式控制系统(DCS系统)。下位机可以就地采集现场各点的温湿度等模拟量和防冻、火警等开关量,实现自动开、关机和自动调节相关阀门,以达到控温控湿或控制其他状态参数的目的。

硬件特点

现场控制器的硬件设计参考了多种国外同行业名牌产品,并结合中国国情加以改进。采用国际最新技术的一体化超大规模集成电路为主控芯片的多点数控制器,其综合性能达到世界先进水平。 

高抗干扰性能

考虑到现场工作环境一般较为复杂、恶劣,尤其在采用变频控制又没有良好接地系统的条件下。该控制器采用了电磁耦合、全光电隔离、电源电压监测、瞬变干扰电压抑制、看门狗等多达十余项抗干扰措施,使系统具有极强的抗干扰能力,可以与强电柜合一并直接挂在被控设备上构成机电一体化系统。

宽电压工作范围

针对国内电源电压特殊条件,现场控制器的电源电路采用了宽电压工作电源,有效地保证了控制器在恶劣供电条件下可靠工作。其正常工作输入电压实测指标达220V+15%至220V-20%,即允许电源电压变化范围内175V-250V,远远超过国内外同类产品。

可靠的故障分隔及保护措施

现场控制器采用了全光电隔离技术,选用了耐压达1500V的光电耦合器件,从而保证了系统的安全运行。不但控制器内部的各主要电路在电气上是完全隔离的。而且系统各子站的通讯接口也是全光电隔离的,电源为多路隔离电源,并具有过压、过流、短路保护等功能。可在出现意外情况时,最大限度地的减小故障影响范围。

结构合理易于维护

由于现场控制器采用了先进的插件结构或单板结构,使维护极为方便。一级维护通过更换插件的方式即可完成,故障产品经替换后送回生产厂进行二级维护。

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系统集成分析:

空调冷水系统:

1.监控内容

监控冷冻水的供回水温度;

监测供水流量、水流状态;

控制冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机的启/停;

监测冷冻水的供回水总管压差;

电动旁通阀的控制;

2.系统控制方案

*冷负荷计算

根据冷冻水总管上的供回水温度和供水流量,可以计算出大楼的冷/热负荷情况,从而确定需要开启的冷水机组的台数。根据机组的开启命令,实行电动蝶阀、冷冻水泵、冷却塔、冷却水泵之间的连锁。

*机组运行

冷水机组的投入或退出运行的过程是按预先编制的控制程序进行的。冷水系统开机程序如下:系统收到开车指令打开冷却水蝶阀,启动冷却水泵;打开冷冻水蝶阀,启动冷冻水泵;打开冷却塔进水蝶阀,启动冷却塔,得到阀打开信号及水流开关信号返回后延时30秒启动冷水机组。冷水系统停机程序如下:系统收到停车指令关闭冷水机组;关闭冷却塔,延时5分种关闭相应的冷冻、冷却水泵;之后延时1分钟关闭相应的冷冻水、冷却水蝶阀。

*系统保护

当在系统中有某一设备发生故障时,则系统立即发出报警到终端,同时锁定该设备以防再次启动,并同时自动启动另一个相应的备用设备或一组其他关联设备。当故障设备已维修完成需要重新加入自控行列时,必须在BAS终端手动复位相应的锁定逻辑,这样才能使锁定的设备再次进入自控行列。

*冷却塔控制

冷却塔的投运是由冷冻机启动时,由控制程序打开相应的冷却塔进水蝶阀确定的。当温度在一定范围内时分别投入相应的风机运行,当主冷却回水温度低于20℃时,冷却塔的风机按次序停止运行。当风机发生故障时,延时30秒将发出报警到BAS终端。当风机发生故障时,控制程序将发出报警并且锁定该风机的再次投入。在排除风机故障后,必须在BAS终端手动复位相应的锁定逻辑,这样才能使设备重新投入自动运行。

*旁通调节

在供、回水总管间设置电动旁通阀。在供、回水管道上分别设有压力传感器以控制该阀的操作。当供回水管道压差超过设定值时,调整旁通阀,使供回水压差保持恒定,保护冷水机组。

*水泵监控

系统监测水泵的运行情况,按工艺要求启停泵,水泵启动后,根据水流开关的状态判断水路是否开通,若未开通,自动停泵。备用泵会在其它泵故障时自动投入运行。并能累积运行时间,提醒维修等。

*水泵变频控制(按照现场工艺要求备选)

为了更大的达到节能的目的,可以对冷冻水泵和冷却水泵分别进行变频控制。由于空调机组、新风机组均采用两通阀调节,故冷冻水变频控制应该采用恒压差控制。当冷冻水负荷减小时(比如30台空调机组20台被关闭)首先调节变频器降低冷冻泵转速以减少流量。但流量不能减到太小,最低降低到总负荷 的80% ,此时功耗为80% (0.8)的3次方,为原负荷的60%左右(理论值51%)。

流量负荷减小到80%停止调节变频器,开始调节旁通阀, 保持压差平衡。冷却水控制为恒温差控制(冷却水泵加变频器)。当冷却水温差增大时,变频器转速增加,使流量变大以达到快速降温。冷却塔不进行变频控制,否则两个变量互相影响。

 

新风机组:

1.监控要点:

新风温度、湿度监测;

初效过滤器堵塞报警;

送风温度、湿度控制;

防冻开关状态监测;

风机运行状态、故障监测;

风机手、自动状态;

机启/停;

冷/热水盘管水阀控制;

新风阀开关控制;

显示新风机组运行及故障报警

按时间顺序(含夜间及节日程序)控制风机启/停

调节冷/热水调节阀开度,控制送风温度

冷冻水调节阀与风机联动,盘管水阀的PID控制

2.系统控制方案:

*对送风温度进行监控,通过采集送风温度值与控制器温度设定值进行比较,控制器经过PID运算控制冷/热水阀的开度,使送风温度稳定在设定范围内,通过对冷/热水流量的自动调节,使冷/热水流量能够根据季节的变化和大楼内所需能耗的变化而变化,避免不必要的损失和浪费,进而达到节省能源的目的。

*由于空调设计上没有加湿或除湿设备,所以系统对送风湿度只监不控。

 *对新风温湿度进行监测,当新风温度低于0摄氏度时,系统自动提示。

3.性能要点:

*当机组有不正常的状态时,在中央监控电脑会显示及打印报警,并指出报警时间,新风机组的报警包括:

过滤器压差报警;

火灾报警;

防冻报警

送风机故障报警。

*特别时间表控制,例如用于节假日设备的调度运作。

*设备运行时间累计。

空调机组:

1.控制要点:

回风温度、湿度监测;

初效过滤器压差状态;

中效过滤器压差状态;

送风温度、湿度监控;

防冻开关状态;

风机运行状态;

风机故障报警;

风机手自动状态;

风机启/停;

冷/热水盘管水阀控制;

新风阀开关控制;

显示空调机组运行及故障报警

按时间顺序(含夜间及节日程序)控制风机启/停

调节冷/热水阀开度,控制送/回风温度

冷/热水调节阀与风机联动,盘管水阀的PID控制

2.性能要点:

*对回风温度进行监控,通过采集回风温度值与控制器温度设定值进行比较,控制器经过PID运算控制冷/热水阀的开度,使回风温度稳定在设定范围内,通过对冷/热水流量的自动调节,使冷/热水流量能够根据季节的变化和大楼内所需能耗的变化而变化,进而达到节省能源的目的。

*由于空调设计上没有加湿/除湿设备,所以系统对送/回风湿度只监不控。

*对新风温湿度进行监测,当新风温度低于0摄氏度时,系统自动提示。

3.性能要点:

*当空调机组有不正常的状态时,在中央监控电脑会显示及打印报警,并指出报警时间,空调机组的报警包括:

过滤器压差报警;

防冻报警;

火灾报警;

送风机故障报警。

 

*特别时间表控制,例如用于节假日设备的调度运作。

*设备运行时间累计。

送排风系统

1.控制要点:

监测风机运行状态;

风机故障报警;

手自动状态;

风机启/停;

记录送排风机的累计运行时间

按程序设定时间顺序(含夜间及节日程序)控制风机启/停

2.性能要点:

*当机组有不正常的状态时,在中央监控电脑会显示及打印报警,并指出报警时间

*特别时间表控制,例如用于节假日设备的调度运作。

*设备运行时间累计。

 

污水排放系统:

1.控制要点:

污水排放系统:

污水坑超高液位报警、低水位状态监测;

污水泵运行状态监测,手/自动状态监测,故障监测;

污水泵启停控制

2.控制方案:

在集水坑内安装液位开关以监测高和低水位状态。

*当集水坑内水位高时,开启污水泵; *当集水坑内水位低时,关闭污水泵。

3.性能要点:

*当系统有不正常的状态时,在中央监控电脑会显示及打印报警,并指出报警时间。

*当在系统中有设备发生故障时,则系统立即发出报警到终端,同时锁定该设备以防再次启动,并同时自动启动另一个相应的备用设备或一组其他关联设备。当故障设备已维修完成需要重新加入自控行列时,必须在BAS终端手动复位相应的锁定逻辑,这样才能使锁定的设备再次进入自控行列。

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*特别时间表控制,例如用于节假日设备的调度运作。

*设备运行时间累计,当设备运行时间超过设定值时,提示操作人员切换另一组设备投入运行。

照明系统

1.控制要点:

手动/自动控制状态

照明配电箱开/关控制

2.性能要点:

*当系统有不正常的状态时,在中央监控电脑会显示及打印报警,并指出报警时间。

*按照物业管理部门要求,可以按程序自动控制各种照明设备的开关, 达到最佳管理, 最节能的效果。

*对各照明设备运行时间进行累计,对运行时间超过设定值的设备以窗口形式提示管理员,以维护设备。

*系统可以统计各照明回路的工作情况, 照明设备运行时间并打印成报表, 以供物业管

脚注信息
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