楼宇自控系统由以下部分组成: ◎建筑设备运行治理的监控,包括
(1) 热通空调系统的监控(HVAC);
(2) 给排水系统监控;
3) 供配电与照明系统监控
◎火灾报警与消防联动控制、电梯运行管制 ◎公共安全技术防范,包括:
1、电视监控系统;
2、防盗报警系统;
3、出进口控制及门禁系统;
4、安保职员巡查系统;
5、汽车库综合治理系统;
6、各类重要仓库防范设施;
7、安全广播信息系统。 诸多的机电设备之间有着内在的相互联系,于是就需要完善的自动化治理。建立机电设备治理系统,达到对机电设备进行综合治理、 调度、监视、操纵和控制。楼宇自动化系统的功能: ◆制定系统的治理、调度、操纵和控制的策略; ◆存取有关数据与控制的参数; ◆治理、调度、监视与控制系统的运行; ◆显示系统运行的数据、图象和曲线; ◆打印各类报表; ◆进行系统运行的历史记录及趋势分析; ◆统计设备的运行时间、进行设备维护、保养治理等;
楼宇自控系统结构
空调系统监控 主要体现在对空调系统的空气处理器,新风机组,变风量末端,冷水机组,换热器等设备运行状态的监视,故障报警和启停控制,以及相应的节能治理。 给排水系统监控 主要对排水系统的水泵运行状态进行监视故障报警和启停控制;水箱和水池的水位进行监测,以及过线报警。 变配电系统监控 对变配电机组的电压,电流,功率,功率因数,频率的数值进行显示和计量,过线报警以及高低压状态控制柜切换开关的状态监视,变压器的温度监视。电梯系统监控 对电梯系统的运行状态进行监视和控制,以及故障报警。照明系统监控 对部分照明回路,动力设备进行必要的控制。 热源,冷源系统监控
我进入这个自控行业有6年了,大学学的是电气自动化专业,毕业就来到霍尼韦尔的代理商工作,从最基础的配线开始做,到后期一个人经常出差做楼宇自控的调试,现在主要做设计了(当然不仅只是BA)。相信大家很多都是同行,下面我抛砖引玉来回答什么是楼宇自控系统,
楼宇自控系统又叫智能建筑自动化控制系统简称BA,为什么叫BA,是各取英文单词的第一个大写字母,从字面理解就是楼里面的东西会自动控制,不需要人去看管,不需要人去操作,它会按事先设定好的程序逻辑自动运行。这样就会减少大量人力,降低运营成本,也起到一定的节能效果,楼宇自控不是楼里什么东西都控制,它主要控制的是楼宇里的机电设备,比如说:空调主机、末端大型空调、风机、照明、集水井设备、锅炉、电梯(只是监视)、水箱液位的监视等,这些机电设备是大楼里最耗电的设备,耗电占了总用电的70%左右,楼宇自控系统架构大概可分3层架构,分别为中央管理层(一般设在管理机房里)、网络层(数据传输从DDC到网络控制器到交换机到管理工作站及服务器)、现场层(DDC箱、末端传感器、执行器、被控设备)。构成了一个集中管理分散控制的模式,即使管理层坏了,不影响现场层设备的运行,相互独立,架构如图所示:
这里解释下什么叫DDC,DDC又叫直接数字控制器,每个英文单词的首字母就组成了DDC,它可以进行编程写程序来控制楼里的机电设备,有点像PLC的形式,但是又与PLC不同:
1、DDC是一套分散控制系统,分层结构,PLC是某一部位装置
2、PLC主要用于工控,DDC用于楼控暖通领域
3、协议差别,DDC能支持多种协议,集成接口丰富,PLC协议比较单一
4、软件特性,DDC是一种专业软件,里面固化了一些暖通领域的程序,编程不灵活,PLC编程灵活能实现DDC不能实现的功能
这些是我从工作中个人的理解不同,有补充的不同还请大神们添上
回归主题,楼宇自控系统可分为:
1、冷热源系统,主要是冷水机组、锅炉、热交换器等,相当于我们家里空调的室外机,下图就是冷水机组和锅炉
2、新风、组合式空调系统,就是一些末端空调机、新风机,唯一不同之处是新风机没有回风,组合式空调机有回风相当于家用空调的室内机,如图所示是新风机和空调机,这个主要是控制空调新风的启停,根据室内温度来控制PID式的水阀,监视滤网堵塞的状态等,当然还有风速,风压、湿度等
空调机里面主要是一些滤网、表冷器、电机,外面主要是风管和风阀。这里
3、送排风系统,主要是一些排风机和送风机,其实就是一个电机加风管,把风的方向引导到不同的地方去。这个楼控主要是控制风机的启停,监视风机的状态和故障
4、给排水系统,主要是大楼里的一些排污泵、生活给水泵
5、照明系统,这个大家都知道,就是一些灯,楼控就是来控制的灯的开启和关闭,按照设定的时间,也可根据光照度来调光的亮度。
6、电梯监视系统,因为电梯属于特种工,有专业得单位做梯控,楼宇自控这边只负责监视
7、供配电系统,这个主要是针对变配电房的一些开关柜、母联柜里的一些电表进行读数据监视,看供电回路的状态。这个一般都是做接口进入到楼宇自控系统。
8、风机盘管系统,简称FCU,其实就是一个温控器(相当于家里的空调遥控器,但又不同)加一个很小很小的新风机。
FCU301-1系统通过RS485通讯与系统联网集中监测各个风机盘管的启停状态、制冷/制热状态、电磁阀开关状态、温度设定值、风速状态,控制FCU301-1系统的启停、风速调节、温度设定等。
以上是我个人的见解,有些还写的不够详细,有错误还请大家指正,这里只是大概介绍下,我本人是在深圳工控和楼控都做,楼控主要是做霍尼韦尔WEBS、SBC、5000系列,西门子PXC、POL系列,圈内的朋友大家有任何问题都可咨询,互相学习交流,我电脑里有全系列的资料,想要的可以关注私信我发给你。谢谢。
实现智能建筑楼宇自动化控制的过程中,关键的问题就是对楼宇自动化控系统的联动。为了能够更好的实现智能建筑内楼宇自控系统的联动,需要将楼宇自动化系统的设计到设备承包商再到应用三者之间进行紧密且有效的配合,从而 使楼宇自动化系统发挥出最大的作用,达到更加合理有效的控制。下面厂家广州莱安智能化系统开发有限公司介绍KITOZER(开拓者)楼宇自控系统:
一、什么是楼宇自动化系统
楼宇自动化系统(BAS,Building Automation System)是智能建筑的主要组成部分之一。智能建筑通过楼宇自动化系统实现建筑物(群)内设备与建筑环境的全面监控与管理,为建筑的使用者营造一个舒适、安全、经济、高效、便捷的工作生活环境,并通过优化设备运行与管理,降低运营费用。楼宇自动化系统涉及建筑的电力、照明、空调、通风、给排水、防灾、安全防范、车库管理等设备与系统,是智能建筑中涉及面最广、设计任务和工程施工量最大的子系统,它的设计水平和工程建设质量对智能建筑功能的实现有直接的影响!
二、系统的组成与功能
建筑设备自动化系统通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯、消防、安全防范等子系统。根据中国行业标准,BAS又可分为设备运行管理与监控子系统和消防与安全防范子系统。一般情况下,这两个子系统宜一同纳入BAS考虑,如将消防与安全防范子系统独立设置,也应与BAS监控中心建立通信联系以便灾情发生时,能够按照约定实现操作权转移,进行一体化的协调控制。
楼宇自控系统包括:门禁控制系统、中央空调监控及计量计费系统、消防报警及火灾控制系统、停车场管理系统等,该系统主要是通过网络化方式对前端采集设备(数据采集或控制模块)进行数据采集和管理。
(一)、楼宇自控系统由以下部分组成:
1、建筑设备运行管理的监控,包括
(1) 暖通空调系统的监控(HVAC);
(2)给排水系统监控;
(3)供配电与照明系统监控
2、火灾报警与消防联动控制、电梯运行管制
3、公共安全技术防范,包括:
(1)电视监控系统;
(2)防盗报警系统;
(3)出入口控制及门禁系统;
(4)安保人员巡查系统;
(5)汽车库综合管理系统;
(6)各类重要仓库防范设施;
(7)安全广播信息系统。
(二)、楼宇自动化系统的功能:
1、制定系统的管理、调度、操作和控制的策略;
2、存取有关数据与控制的参数;
3、管理、调度、监视与控制系统的运行;
4、显示系统运行的数据、图象和曲线;
5、打印各类报表;
6、进行系统运行的历史记录及趋势分析;
7、统计设备的运行时间、进行设备维护、保养管理等。
(三)、建筑设备自动化系统的基本功能可以归纳如下:
(1)自动监视并控制各种机电设备的起、停,显示或打印当前运转状态。
(2)自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据。
(3)根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备,使之始终运行于最佳状态。
(4)监测并及时处理各种意外、突发事件。
(5)实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。
(6)能源管理:水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。
(7)设备管理:包括设备档案、设备运行报表和设备维修管理等。
三、系统的原理
1、楼控系统采用的是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统,也称分布式控制系统(Distributed control systems,DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”,即用分布在现场被控设备处的微型计算机控制装置(DDC)完成被控设备的实时检测和控制任务,克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中的不足和常规仪表控制功能单一的局限性。安装于中央控制室的中央管理计算机具有CRT显示、打印输出、丰富的软件管理和很强的数字通信功能,能完成集中操作、显示、报警、打印与优化控制等任务,避免了常规仪表控制分散后人机联系困难、无法统一管理的缺点,保证设备在最佳状态下运行。
2、楼宇自动化系统(BAS)对整个建筑的所有公用机电设备,包括建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统,进行集中监测和遥控来提高建筑的管理水平,降低设备故障率,减少维护及营运成本。
四、设计系统的目的
设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断,采用最优化的控制手段,对各系统设备进行集中监控和管理,使各子系统设备始终在有条不紊、协同一致和高效、有序的状态下运行;在创造出的一个高效、舒适、安全的工作环境中,降低各系统造价,尽量节省能耗和日常管理的各项费用,保证系统充分运行,从而提高了智能建筑的高水平的现代化管理和服务,使投资能得到一个良好的回报。楼宇机电设备监控系统,作为智能建筑楼宇自动化系统非常重要的一部分,担负着对整座大厦内机电设备的集中检测和控制,保证所有设备的正常运行,并达到最佳状态。
五、发展史及产品
楼宇设备自动化系统到目前为止已经历了四代产品:
第一代:CCMS中央监控系统(20世纪70年代产品)
BAS从仪表系统发展成计算机系统,采用计算机键盘和CRT构成中央站,打印机代替了记录仪表,散设于建筑物各处的信息采集站DGP(连接着传感器和执行器等设备)通过总线与中央站连接在一起组成中央监控型自动化系统。DGP分站的功能只是上传现场设备信息,下达中央站的控制命令。一台中央计算机操纵着整个系统的工作。中央站采集各分站信息,作出决策,完成全部设备的控制,中央站根据采集的信息和能量计测数据完成节能控制和调节。
第二代:DCS集散控制系统(20世纪80年代产品)
随着微处理机技术的发展和成本降低,DGP分站安装了CPU,发展成直接数字控制器DDC。配有微处理机芯片的DDC分站,可以独立完成所有控制工作,具有完善的控制、显示功能,进行节能管理,可以连接打印机、安装人机接口等。BAS由4级组成,分别是现场、分站、中央站、管理系统。集散系统的主要特点是只有中央站和分站两类接点,中央站完成监视,分站完成控制,分站完全自治,与中央站无关,保证了系统的可靠性。
第三代:开放式集散系统(20世纪90年代产品)
随着现场总线技术的发展,DDC分站连接传感器、执行器的输入输出模块,应用LON现场总线,从分站内部走向设备现场,形成分布式输入输出现场网络层,从而使系统的配置更加灵活,由于LonWorks技术的开放性,也使分站具有了一定程度的开放规模。BAS控制网络就形成了3层结构,分别是管理层(中央站)、自动化层(DDC分站)和现场网络层(ON)。
第四代:网络集成系统(21世纪产品)
随着企业网Intranet建立,建筑设备自动化系统必然采用Web技术,并力求在企业网中占据重要位置,BAS中央站嵌入Web服务器,融合Web功能,以网页形式为工作模式,使BAS与Intranet成为一体系统。
网络集成系统(EDI)是采用Web技术的建筑设备自动化系统,它有一组包含保安系统、机电设备系统和防火系统的管理软件。
EBI系统从不同层次的需要出发提供各种完善的开放技术,实现各个层次的集成,从现场层、自动化层到管理层。EBI系统完成了管理系统和控制系统的一体化。
目前,规模和影响较大的楼宇设备供应公司有美国霍尼韦尔公司、江森公司、KITOZER(开拓者)、德国西门子公司等。
近年来国内高层建筑不断兴建,它的特点是高度高、层数多、体量大。面积可达几万平方米到几十万平方米。这些建筑都是一个个庞然大物,高高的耸立在地面上,这是它的外观,而随之带来的内部的建筑设备也是大量的。为了提高设备利用率,合理地使用能源,加强对建筑设备状态的监视等,自然地就提出了楼宇自动化控制系统。
楼宇自动化控制系统能够自动控制建筑物内的机电设备。通过软件,系统地管理相互关联的设备,发挥设备整体的优势和潜力,提高设备利用率,优化设备的运行状态和时间(但并不影响设备的工效),从而可延长设备的服役寿命,降低能源消耗,减低维护人员的劳动强度和工时数量。最终,降低了设备的运行成本。
管理的目的
自动控制、监视、测量是建筑设备管理的三大要素,其目的是正确掌握建筑设备的运转状态、事故状态、能耗、负荷的变动等。尤其在使用电子计算机之后既可大力节省人力,又可节省能源。一般认为可节约能源25%。
根据日本电气学会技术报告说:使用电子计算机的管理系统的效果与不使用的效果相比,维修保养人员可减少约30%。这里讲的节能是在必要能源的最高利用率上所采用的节能方法。此运转控制所采用的方法主要有:机械的有效运转;变更室内温湿度的条件;控制照度;把设备运转时间控制在最小限度;减少室外空气的取入量等。在一幢大楼内电气的消耗率占整个能源消耗的70%~90%,所以节能首先应从电气方面着手,降低电能的消耗。
管理对象
建筑设备的管理对象主要是电气设备;空调设备;卫生设备。
l)电气设备:管理电气设备主要监视机械的动作状态、测量点及保护装置。管理的主要对象是对各配电系统的断路器、变压器、接触器、保险丝,电容器等的状态监视。测量主要是对电力系统的电流、电压、有功功率、无功功率和功率因数的测量。
2)空调设备:管理空调设备要监视冷冻机、空调器、水泵等的状态;温湿度的测量,以及对空调系统所需的冷热源的温度、流量的调节。
3)卫生设备
大楼的建筑设备自动控制是以空调控制为中心的。空调系统的自动控制是属于一般热力学过程的自动调节
空调系统的自动调节有下列几个好处:
a) 对生产性建筑可提高温湿度的控制精度,提高产品质量;对居住和商业性建筑主要是提高人的舒适感。
b) 可以根据被调量变动的情况,给系统增减能量(热或冷),因此可以降低能耗,节省能源。
c) 可以减轻劳动强度。
I空调机组的自动调节
控制系统采用 DDC控制,装设在回风管内的温度传感器所检测的温度送往DDC控制器与设定点温度相比较,用比例积分加微分控制,输出相应的电压信号,控制装在回水管上的电动调节阀的动作,使回风温度保持在所需要的范围。
装设在送风管内的湿度传感器所检测的湿度送往 DDC控制器与设定点湿度比较,用比例积分控制,输出相应的电压信号,控制电动蒸汽阀的动作,使送风湿度保持在所需要的范围。
装设在回风管及新风管的温度及湿度传感器所检测的温/湿度送往DDC控制器进行回风及新风焓值计算,按回风及新风焓值的比例,输出相应的电压信号,控制回风风门及新风风门的比例开度,使系统节能。
系统中所有检测数据,均可以在显示屏上显示出来,如:
—新风、回风、送风之温湿度
—过滤器淤塞报警
—风机开停状态
2)通过 DDC控制器内预先编写的逻辑程序,系统可执行下列连锁功能。—装设在新风入口处的风门与风机连锁。当风机停止后,新风风门全关。—电动调节阀与风机启动连锁。当风机停止后,电动调节阀亦同时关闭。—风机启停状态是用差压开关检测的。当风机启动后,风机两侧的差压超过其设定值时, 差压开关内的常开触点闭合,信号送往 DDC控制器,系统的控制程序立即投入运行。
3) 通过手提检测器可现场提取及修改 DDC数字控制器内的任何数据,如
—传感器检测范围
—控制程序参数,包括输入端到输出端等。
4) 通过 DDC上串行接口与网络控制器连接,成为中央监控系统的最基本监控单元。
II冷站控制
由装于冷冻机房内的网络控制器及数字式控制器, DDC分站按内部预先编写的软件程序来控制冷水机组台数的启停及各设备的连锁启停。
—测量冷冻水供、回水温度及回水流量,从而计算空调实际的冷负荷。
—根据实际的冷负荷来决定冷水机组开启台数,使达到最佳节能状态。
—冷却水温度控制冷却塔风扇启停。
—各设备的程序联动开/停:
(a)启动:冷却塔风机i冷却水泵、冷冻水泵、冷水机组。
(b)停止:冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵—)冷却塔风机。
(c)当其中一台冷冻水泵/冷却水泵出现故障时,备用水泵会自动投入工作。
—测量冷冻水系统供回水总管的压差控制其旁通阀的开度,使维持压差。
冷水机组控制
由中央控制系统进行监视供/回水温度。按程序启/停冷水机组。根据系统的供/回水温度通过就地控制器(DDC)对温度重新设定及负荷的限制等。
冷却塔风机控制
由中央控制系统进行监视冷却塔的出水温度及控制水泵的启停。
(3) 冷却水泵/冷冻水泵的控制
根据冷冻站的控制程序启/停水泵过载报警,对水流量的记录。
III中央站监控功能
以WindowsNT为操作平台,采用工业标准的应用软件、集散控制系统、二级网络结构,全中文化的图形化操作界面监视整系统的运行状态,提供现场图片、工艺流程图(如空调控制系统图)、实时曲线图、监控点表、绘制平面布置图,以形象直观的动态图形方式显示设备的运行情况。绘制平面图或流程图并嵌以动态数据,显示图中各监控点状态,提供修改参数或发出指令的操作指示。
可提供多种途径查看设备状态,如通过平面图或流程图,通过下拉式菜单或功能键进行常用功能操纵,以单击鼠标的方式可逐及细化地查看设备状态及有关参数。
控制功能:
能在中央站上通过对图形的操作即可对现场设备进行手动控制,如设备的ON/OFF控制;通过选择操作可进行运行方式的设定,如选择现场手动方式或自动运行方式;通过交换式菜单可方便地修改工艺参数。
对系统的操作权限有严格的管理,以保障系统的操作安全。对操作人员以通行字的方式进行身份的鉴别和管制。操作人员的根据不同的身份可分为从低到高5—10个安全管理级别。
先进的报警功能:
当系统出现故障或现场的设备出现故障及监控的参数越限时,均产生报警信号,报警信号始终出现在显示屏最下端,为声光报警,操作员必须进行确认报警信号才能解除,但所有报警多将记录到报警汇总表中,供操作人员查看。报警共分4个优先级别。
报警可设置实时报警打印,也可按时或随时打印。
综合管理功能:
对有研究与分析价值、应长期进行保存的数据,建立历史文件数据库:采用流行的通用标准关系型数据库软件包和硬盘作为大容量存储器建立数据库,并形成曲线图等显示或打印功能。
提供汇总报告,作为系统运行状态监视、管理水平评估、运行参数进一步优化及作为设备管理自动化的依据,如能量使用汇总报告,记录每天、每周、每月各种能量消耗及其积算值,为节约使用能源提供依据;又如设备运行运行时间、起停次数汇总报告(区别各设备分别列出),为设备管理和维护提供依据。
可提供图表式的时间程序计划,可按日历定计划,制订楼宇设备运行的时间表。可提供按星期、按区域及按月历及节假日的计划安排。
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