楼宇设备控制及应用实例
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1.2 楼宇设备自动化系统的主要内容

1.2.1 BAS的功能要求

BAS的整体功能可概括为四个方面。

(1)设备控制自动化

设备控制的自动化应以对各种设备实现优化控制为目的,主要控制对象和控制任务如下。

①变配电设备及应急发电设备

a.变电设备各高低压主开关动作状况监视及故障报警;

b.供配电设备运行状态及参数自动检测;

c.各机房供电状态监视;

d.各机房设备供电控制;

e.停电复电自动控制;

f.应急电源供电顺序控制。

②照明设备

a.各楼层门厅照明定时开关控制;

b.楼梯照明定时开关控制;

c.室外泛光照明灯定时开关控制;

d.停车场照明定时开关控制;

e.航空障碍灯点灯状态显示及故障报警;

f.事故应急照明控制;

g.照明设备的状态检测。

③通风空调设备

a.空调机组状态检测;

b.空调机组运行参数测量;

c.空调机组的最佳开/停时间控制;

d.空调机组预定程序控制;

e.室外温度、湿度测量;

f.新风机组开/停时间控制;

g.新风机组预定程序控制;

h.新风机组状态检测;

i.能源系统工作状态最佳控制;

j.排风机组的检测和控制。

④给排水设备

a.给排水设备的状态检测;

b.使用水量、排水量测量;

c.污物、污水池水位检测及异常警报;

d.地下、中间层屋顶水箱水位检测;

e.公共饮水过滤、杀菌设备控制、给水水质监测;

f.给排水设备的启/停控制;

g.卫生、污水处理设备运转监测、控制,水质测量。

⑤电梯设备

a.电梯运行状态监测;

b.停电及紧急状况处理;

c.语音报告服务系统。

⑥停车场管理

a.出入口开/闭控制;

b.出入口状态监视;

c.停车状态监视;

d.停车场送排风设备控制。

(2)设备管理自动化

通过对设备的运行状态进行监测,使其得以高效运行,包括如下内容。

①水、电、煤气等的使用计量和收费管理。

②设备运转状态记录及维护、检修的预告。

③定期通知设备维护及开列设备保养工作单。

④设备的档案管理。

⑤会议室、停车场等场所使用的预约申请、管理。

⑥各种资料、文件的汇总。

(3)防灾自动化

防灾自动化是指对建筑物和设备的防灾、防火、防盗的管理,以保证用户获得稳定的安全感,包括内容如下。

①防火系统

a.火灾的监测及报警;

b.各种消防设备的状态检测与故障报警;

c.消防系统有关水管的管路水压测量;

d.自动洒水、泡沫灭火、卤代烷灭火等设备的控制;

e.火灾时的供配电系统及空调系统的联动;

f.火灾时的紧急电梯控制;

g.火灾时的防排烟控制;

h.火灾时的避难引导控制;

i.火灾时的紧急广播操作控制。

②防盗系统

a.出入口控制系统;

b.出入口、主要通道和电梯的闭路电视监视;

c.停车场的闭路电视监视;

d.各区域、各部门防盗报警设备状态监测;

e.巡更值班系统。

③防灾系统

a.煤气及有害气体泄漏的检测;

b.漏电的检测;

c.漏水的检测;

d.避难时的自动引导系统控制。

(4)能源管理自动化

能源管理自动化是指在不影响用户舒适性的原则下,对设备机器实行效率化的运转管理,以节省无谓的能源消耗。能源管理自动化是以不降低环境条件为前提,并且利用传感技术和先进的运转控制技术来实现能源节省的目的,与过去的消极节省能源方法(如忽视舒适性效果,而将冷暖空调机组设定温度予以调整,不考虑照明灯具的寿命而做过度的开关操作等)是截然不同的。节省能源系统有以下功能:

①电力设备的契约用电控制;

②电力设备的功率因数改善;

③照明设备的自动调节;

④照明设备的自动点火控制;

⑤空调系统节省能源;

⑥自动冲洗设备的节水运行。

楼宇设备自动化系统监视、测量、控制、记录显示的功能见表1-1。

表1-1 楼宇设备自动化系统监视、测量、控制、记录显示功能

1.2.2 BAS的软件功能

楼宇自动化系统中的软件主要包括系统软件和分站软件。

(1)系统软件

系统软件应采用开放式、标准化、模块化设计,可以很方便地进行修改和扩充,而不需要调整或增加系统的硬件配置,系统软件包括以下功能。

①系统操作管理 对进行操作的人员赋予操作权限,记录访问系统人员的身份识别字、访问时间和内容。

②交互式系统界面 以WINDOWS为主的图形窗口人机界面,中文下拉菜单,仿真动画显示,具有综观、控制、流程图、联动图、建筑平面图、报警、文件报表、帮助等画面,具有最简易的可操作性。

③报警、故障的提示和打印 对于系统中设备的报警和故障具有音响提示,打印报警和故障发生的时间、地点、类别、设备类型等。

④警报的处理 当系统发生故障或异常警报时,系统控制软件除了记录、提示、打印警报信点以外,还将对警报进行处理。按照不同的故障、异常、紧急状态做出反应,自动控制相关设备的启停;发出指令切断必须关闭的电源、设备;发出投入备用设备等各种控制指令,避免事故扩大和尽可能地保证设施的正常运转。

⑤系统开发环境 系统给程序员提供进行系统设计、应用的工具软件,包括系统网络配置、系统参数设定、系统图形制作等。

⑥多种控制方式 系统软件提供多种控制方式,包括直接数字控制模式(该控制模式主要用于对空调系统、变配电系统、保安系统的逻辑判断和控制)和组合控制设定模式(该控制模式可将需要同时控制的若干不同控制对象组合在一起)。

⑦系统辅助功能设定 提供采样点信息数据库、控制流程、报表文件的资料复制或储存。

(2)分站软件

分站软件用于现场控制器,分站软件应包括以下系统功能模块。

①采样和数据处理功能 对模拟量和开关状态按一定的速率进行采样,具有线性化、单位量转换、数字滤波等功能。

②报警设定 对设备的状态、运行参数、上下限进行设定。

③控制程序 根据设定参数,自动进行各种控制程序的运行,包括时间/事件的控制、区域控制、PID控制、节能控制等。

④数学功能 提供供热、通风、空调系统各种不同类型的数学功能软件。

⑤通信控制 对现场控制器与其他设备(上位机)之间的通信进行管理。

1.2.3 BAS的技术基础

楼宇设备自动化系统(BAS)将各个控制子系统集成为一个综合系统,其核心技术是集散控制系统。利用集散技术将BAS构造成了一个庞大的集散控制系统,如图1-3所示。在这个系统中其核心是中央监控与管理计算机。中央管理计算机通过信息通信网络与各个子系统的控制器相连,组成分散控制、集中监控和管理的功能模式,各个子系统之间通过通信网络可以进行信息交换和联动,实现优化控制管理,最终形成由BAS运作的统一的整体。

图1-3 BAS的组成

随着微电子技术的进步和楼宇功能要求的日益多样化,BAS正在不断完善,并朝着多功能化、智能化方向发展。