樓宇電子自控系統(tǒng)的智能化應用分析

孔玲玲

【摘 要】本文將對樓宇控制系統(tǒng)的功能及工作方式予以介紹。

【關鍵詞】BAS；智能大廈；應用

【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，簡稱BAS）是智能大廈的一個重要的組成部分。BAS是基于現(xiàn)代計算機技術、自動控制技術、通信技術及網絡技術，通過網絡將分布在各監(jiān)控現(xiàn)場的系統(tǒng)控制器連接起來，共同完成集中操作、管理和分散控制功能的綜合自動化系統(tǒng)。BAS通過對大廈內的機電設備采用現(xiàn)代計算機技術進行自動化監(jiān)控和有效的管理，控制大廈內的溫、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維持系統(tǒng)和設備的正常運行，以求取得最低的大廈運作成本。同時，BAS極大的方便了設備的操作與維修，減少管理和維護人員，達到節(jié)約能源和人力資源的目的，為業(yè)主創(chuàng)造了更高的經濟效益。

（2）樓宇自控系統(tǒng)將建筑電氣設備與控制子系統(tǒng)、進行分散控制、集中監(jiān)視、管理，實現(xiàn)一體化控制、檢測和管理，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維持系統(tǒng)和設備的正常運行，取得最低的大廈運作成本。同時，通過優(yōu)化控制提高管理水平，極大的方便了設備的操作與維修，減少管理和維護人員，達到節(jié)約能源和人力資源的目的，為業(yè)主創(chuàng)造更高的經濟效益。

2. 系統(tǒng)功能

（1）通過對樓內冷熱源系統(tǒng)、空調系統(tǒng)的最佳控制，溫、濕度的自動調節(jié)，新風量的控制，以及供排水、照明等合理設計從而保證各個區(qū)域的環(huán)境和滿足各個區(qū)域的功能要求，樓宇自控系統(tǒng)可以根據(jù)不同區(qū)域進行日程安排，自動設定設備控制策略，使設備運行數(shù)量與環(huán)境控制要求相匹配，并提供最佳的能源供應方案。

（2）建筑電氣設備的能源消耗巨大，尤其是空調機組，系統(tǒng)采取運用優(yōu)化運行方式，確保節(jié)能，使這些設備高效運行，從而降低運行費用。樓宇自控系統(tǒng)的主要任務之一是管理建筑設備使其管理現(xiàn)代化，包括管理功能、顯示功能、設備操作功能、實時控制功能、統(tǒng)計分析功能及故障診斷功能，并使這些功能自動化，從而實現(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，自動累計各種機電設備的運行時間，在可以利用備用設備的情況下，自動循環(huán)使用，平衡常用設備和備用設備使用時間，延長設備的使用壽命。

3. 系統(tǒng)控制功能

3.1 新風系統(tǒng)監(jiān)控。

（1）送風溫度自動控制：冬季時，根據(jù)傳感器實測的溫度值自動對熱水閥開度進行PID運算控制，保證新風機送風溫度達到設定溫度的要求；反之，夏季根據(jù)傳感器實測的溫度值自動對冷水閥開度進行PID運算控制。通過調節(jié)水閥的開度，使送風溫度達到用戶的設定值。

（2）送風濕度控制：根據(jù)濕度傳感器的實測值自動對加濕閥進行PID運算控制，保證送風濕度達到用戶的濕度設定值。過濾網堵塞報警：空氣過濾器兩端壓差過大時報警，并在圖形操作站上顯示及打印報警，并指出報警時間。

（3）新風機啟停控制：根據(jù)事先設定的工作時間表及節(jié)休息時間表，定時啟停新風機，自動統(tǒng)計新風機運行時間，提示定時對新風機進行維護保養(yǎng)。

（4）連鎖保護控制：風機停止后，新風風門、電動調節(jié)閥、電磁閥自動關閉；風機啟動后，其前后壓差過低時故障報警，并連鎖停機；當溫度過低時，進行防凍保護，開啟熱水閥，關閉風門，停風機。

（5）節(jié)能運行，包括：

——間歇運行：使設備合理間歇啟停，但不影響環(huán)境舒適程度。

——最佳啟動：根據(jù)建筑物人員使用情況，預先開啟空調設備，晚間之后，不啟動空調設備。

——最佳關機：根據(jù)建筑物人員下班情況，提前停止空調設備。

——調整設定值：根據(jù)室外空氣溫度對設定值進行調整，減少空調設備能量消耗。

——夜間風：在涼爽季節(jié)，用夜間新風充滿建筑物，以節(jié)約空調能量。

3.2 空調系統(tǒng)監(jiān)控。

（1）回風溫度自動控制：冬季時，根據(jù)傳感器實測的回風溫度值自動對熱水閥開度進行PID運算控制，保證空調機組回風溫度達到設定溫度的要求；反之，夏季根據(jù)傳感器實測的回風溫度值自動對冷水閥開度進行PID運算控制。通過調節(jié)水閥的開度，使回風溫度達到用戶的設定值；在過渡季節(jié)則根據(jù)室外送入新風的溫濕度自動計算焓值，并與室內回風的焓值進行PID運算，其結果將自動控制新風閥、回風閥、排風閥的開度，以達到自動調節(jié)混風比的作用。

（2）回風濕度控制：根據(jù)濕度傳感器的實測值自動對加濕閥進行PID運算控制，保證回風濕度達到用戶的濕度設定值。過濾網堵塞報警：空氣過濾器兩端壓差過大時報警，并在圖形操作站上顯示及打印報警，并指出報警時間。空氣質量調節(jié)：在重要場所設置二氧化碳測量點，根據(jù)測量值的濃度自動調節(jié)新風比。空調機組啟停控制：根據(jù)事先設定的工作時間表及節(jié)休息時間表，定時啟停空調機組，自動統(tǒng)計空調機組的運行時間，提示定時對空調機組進行維護保養(yǎng)。連鎖保護控制：風機停止后，新回排風風門、電動調節(jié)閥、電磁閥自動關閉；風機啟動后，其前后壓差過低時故障報警，并連鎖停機；當溫度過低時，進行防凍保護，開啟熱水閥，關閉新風門，停風機，并在圖形操作站上顯示報警。

3.3 冷熱水系統(tǒng)監(jiān)控。

根據(jù)實際熱水量需求控制熱交換器及水泵運行臺數(shù)，以達到節(jié)能效果。熱水供水溫度控制：由熱水溫度設定值與供水管的溫度值比較作PID運算，控制電動蒸汽閥的開度，保持熱水供水溫度。溫度監(jiān)測：監(jiān)測蒸汽溫度、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)測與控制：監(jiān)測水泵的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)，控制水閥的啟停。可根據(jù)程序安排，每次啟動不同的熱交換器及水泵，從而增加設備壽命。

3.4 給排水系統(tǒng)監(jiān)控。

3.5 環(huán)境參數(shù)測量：室外溫度/室外濕度、室內空氣質量檢測。

3.6 送排風系統(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BMS系統(tǒng)與BAS系統(tǒng)的通訊實現(xiàn)，對電梯設備進行運行狀態(tài)和故障報警的監(jiān)視。

VIP及其他電梯（客梯、員工電梯、服務電梯等）控制裝置預留與讀卡機及安全防范管理系統(tǒng)連接的接口板插槽，可以采用讀卡機控制方式控制電梯的運行與安全防范管理系統(tǒng)聯(lián)鎖，收發(fā)保安報警信號，使電梯停至程序控制的指定層。與消防報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)聯(lián)鎖滿足火災自動報警系統(tǒng)設計的要求。

3.9 公共照明系統(tǒng)的監(jiān)測與控制。

智能照明系統(tǒng)由專業(yè)的照明公司設計并實施，本系統(tǒng)僅預留與智能照明系統(tǒng)的連接接口；該接口為上位機的網絡互連，RJ45接口，利用TCP/IP、OPC Server等技術實現(xiàn)連接和信息交互。系統(tǒng)按每天預先編排的時間程序及照度來進行開關控制及監(jiān)視其開關狀態(tài)。

（1）停車庫的照明定時/控制；戶外照明的定時/照度變化的控制；

（2）戶外裝飾照明：標志牌、彩燈、廣告燈進行程序控制燈光圖案，開啟時間，過流保護回路狀態(tài)監(jiān)視（具體方案應在室外照明方案確定后進行細節(jié)設計）；

（3）外立面泛光照明的定時/控制和建筑物輪廓照明的控制；

（4）航空障礙燈定時/控制，狀態(tài)顯示及故障報警；

（5）樓內公共照明進行節(jié)能照明控制；

（6）其它有特殊要求場所的照明控制，如會議室、新聞發(fā)布中心等場所待今后整體設計方案確定后再根據(jù)設計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故障或火災等事故情況下的照明，其中包括安全照明、應急照明與疏散標志照明。系統(tǒng)能夠對應急照明進行必要的監(jiān)測，但不對其進行控制。

4. 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)網絡結構模式為分布式控制的方式，由管理層網絡和監(jiān)控層網絡組成。

管理層網絡：為TCP/IP的網絡傳輸。這層網絡中的設備包括：

系統(tǒng)服務器/操作站；

網絡編程工作站；

網絡控制器；

以太網交換機等相關BMS專用局域網網絡設備。

控制層網絡：以使用LonWorks技術的DDC為主，包括：網絡控制器

通用設備現(xiàn)場控制器（DDC）其他可能集成的第三方LonWorks設備。

5. 軟件平臺

（1）框架平臺是自動化控制系統(tǒng)中第一個通過軟件技術把LonWorks、BACnet和多種Internet標準集成到通用對象模型的應用程序環(huán)境并嵌入到控制器層級；并且支持標準的Web瀏覽界面。能集成各種設備，支持多種標準或非標準協(xié)議（Lonwork、Modbus等），提供API接口，能根據(jù)其它設備的協(xié)議開發(fā)相應驅動基于Internet及分布的網絡管理，通過Internet實現(xiàn)實時監(jiān)控與企業(yè)系統(tǒng)共享監(jiān)控信息。

（2）最后，通過先進的管理技術——樓宇管理集成系統(tǒng)，將各子系統(tǒng)管理工作站通過網絡，利用開放的工業(yè)標準接口、通過接口和接口管理軟件統(tǒng)一集成到集成管理平臺上，以方便整體監(jiān)管。

（3）BA系統(tǒng)在智能大廈的應用，實現(xiàn)現(xiàn)場就地控制，發(fā)揮分布系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時也降低管線投資，降低實施成本。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備運行狀態(tài)、相關參數(shù)，并能使用各種合理有效的管理方式和節(jié)能策略控制設備，實施有效的管理，達到節(jié)能效果，并提供了一個舒適、安全的生活和工作環(huán)境。

6. 結束語

綜上所述，BA系統(tǒng)在智能大廈的應用，實現(xiàn)了現(xiàn)場就地控制，有效的發(fā)揮了分布系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時也降低管線投資，降低實施成本。

[文章編號]1619-2737（2015）06-20-620