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樓宇自動化系統(BAS)的應用

發布時間:2004-09-22被閱次數:12945 來源:

一座現代化、智能型的樓宇,應采用樓宇自動化控制系統。本著系統既要先進、實用、可靠,又要做到投資合理、效益最佳的目的,樓宇自控系統依據暖通空調、給排水及電氣等專業要求,對樓內的機電設備和其它裝置進行集中監視、控制和管理,使這些設備安全、可靠、高效地運行,最大限度地滿足業主對現代化樓宇管理的需求,創造安全、健康、舒適宜人和能提高工作效率的優良環境,節約能源,減少維護人員。 本文章介紹樓宇自動化系統在給排水系統、變配電系統、照明系統及電梯系統中的使用。
一. 給排水系統的控制 給排水系統是智能大廈內不可缺少的組成部分,它由生活供水系統、中水系統、污水系統組成。
1. 生活給水系統的控制 大廈內的供水系統有兩種:
   一是傳統的供水方式,既高位水箱方式;
   二是恒壓供水方式,隨著科學技術的進步及人們對供水要求的提高,近年來出現了這種供水方式,它最大的特點是取消了水箱,并采用變頻調速技術,實現大廈內恒壓供水。本篇文章針對第一種供水方式,既傳統的水箱式供水方式展開介紹,因為目前國內還是這種供水方式多。 通常的供水系統從原水池取水,通過水泵把水注入高位水箱,再從高位水箱靠其自然壓力將水送到各用水點。
那么系統的控制要點如下:
l 水泵的控制 供水系統有兩臺水泵(一用一備),平時它們是處于停止狀態,當高位水箱水位低到下限位水位時,下限位水位開關發出信號送入樓宇自控系統的DDC控制器內,DDC通過判斷后發出開水泵信號,開啟水泵,開始向高位水箱注水;當高位水箱水位達到上限水位時,上限位水位開關發出信號送入樓宇自控系統的DDC控制器內,DDC通過判斷后發出停水泵信號,停止水泵運行,停止向高位水箱注水。
l 其它監測要點 樓宇自控系統對水泵的運行狀態及故障狀態信號實時監視,若水泵故障,系統將 自動切換到備用水泵。 高位水箱還設有上上限及下下限水位開關,當高位水箱水位到達上上限水位時, 說明水泵在水箱水位到達上限時沒有停止,此時上上限水位開關發出報警信號送到 樓宇自控系統報警,提示值班人員注意,并做緊急處理。當高位水箱水位到達下下 限水位時,說明水泵在水箱水位到達下限時沒有開啟,此時下下限水位開關發出報 警信號送到樓宇自控系統報警,提示值班人員注意,并做緊急處理。 系統對水泵運行時間及累計運行時間進行記錄,為維護人員提供數據,使他們便 于對設備進行維護、維修。 原水池的水是由城市供水網提供的。原水池中設有水位計,樓宇自控系統實時監 視水位的情況,若水位過低,則應避免開啟水泵,防止水泵損壞。 原水池的水位信號送入樓宇自控系統,系統可對水位連續記錄,這樣可以知道大 廈的用水情況,為物業管理人員提供數據。
2. 排水系統的控制 排水系統包括中水系統、污水系統。中水是指普通的下水,如衛生間洗手盆的下水,或其它下水;而這里所說的污水是指從座便器出去的臟水。中水與污水的排水管道是分開的,這樣污水難聞的氣味不會進入到中水系統。中水通過中水管道排入地下中水池,然后排出至城市污水管網。有的中水系統設計成半循環系統,就是將中水簡單處理一下,然后利用處理后水沖洗座便器,這樣做可以節省不少的水。污水通過污水管道排入地下化糞池中,經過化糞處理后再排入城市污水管網。這里對普通的排水系統的控制作一個介紹。 控制要點:當污水水位達到高水位時 ,液位開關發出信號給自控系統DDC,DDC發出開啟水泵命令,打開水泵;若水位低于低水位時,液位開關發出信號給自控系統DDC,DDC發出停泵信號;如果污水位超過高高水位時,液位開關發出報警信號給DDC,通知維護人員處理。 KMC公司開發的KMC KMDigital系統KMD-5801系列控制器,它有8個通用輸入點,8個通用輸出點,每個點可以是DI點,也可以是AI點,完全按用戶要求自由組合。并且它可存儲10個報警點,8個記錄曲線,8個運行時間記錄及運行時間累計,非常適合適合這種控制對象。 另外,好的控制系統如果沒有好的一次檢測元件,那么系統也不能發揮應有的效用。KMC公司的L系列液位開關很好的為水位的可靠檢測提供了保證。它的主要特點是:密封性好、使用壽命長、維護費用低、浮體采用聚苯撐硫,抗化學腐蝕性強、安裝簡便迅速。

二. 供配電系統的控制
  供配電系統是智能大廈不可缺少的重要組成部分,它包括高壓部分、變壓器部分、低壓配電部分、直流電池組部分、應急發電機部分。大廈內高壓進線,通常為兩路10KV獨立電源,兩路可自動切換,互為備用。應急發電裝置通常是由柴油發電機組成的,在兩路電源都有故障時,柴油發電機組自動啟動,保證消防,事故照明,電梯等的緊急用電。 電力的管理是大廈內最重要的部分之一?;谀壳暗募夹g水平,管理水平,自動控制系統對變配電系統是只監視不控制。
下面分部分對變配電系統的監視進一步說明。
1. 高壓供電部分 高壓側檢測項目 l 高壓進線主開關的分合狀態及故障狀態檢測 l 高壓進線三相電流檢測 l 高壓進線AB BC CA線電壓檢測 l 頻率檢測 l 功率因數檢測 l 電量檢測 l 變壓器溫度檢測 以上參數送入樓宇自控系統中,由系統自動監視及記錄,為電力管理人員提供高壓運行的數據,便于管理及分析。監視主開關的狀態,發生故障及時報警。監視大廈的用電情況。負荷的變化情況,便于管理人員分析。
2. 低壓供電部分 低壓側檢測項目 l 變壓器二次側主開關的分合狀態及故障狀態檢測 l 變壓器二次側呆板、AB、BC、CA線電壓檢測 l 母聯開關的分合狀態及故障狀態檢測 l 母聯的三相電流檢測 l 各低壓配電開關的分合狀態及故障狀態檢測 l 各低壓配電出線三相電流檢測 樓宇自控系統采集以上供配電系統的信息,作用如下: 監視運行參數,如電壓、電流、電量等等。特別對于低壓配電部分來說,由于低壓的每個供電回路,其供電對像比較具體,如供冷水機用電、供照明用電、供水泵用電等等,因此,這些參數對大廈的管理人員非常有用,基于這些參數,可以分析大廈內各主要用電設備的用電情況,為更有效率的用電,或科學的用電提供幫助。 監視各主要開關的分合狀態及故障狀態,可以使管理人員在中央控制室就能看到整個供配電的狀況,知道各個開關的狀態及哪個開關是在故障狀態。中央控制室樓宇自控系統的顯示器上以圖形的方式畫出了供配電的系統圖,如果供配電系統中有什么問題,管理人員可立即發現,并很快確定故障位置,從而及時處理問題。 3. 應急發電部分 通常為避免正常外部電網供電出現問題,造成大廈停電,因此大廈內要設置柴油發電機。在故障時由柴油發電機供電,保證消防設施、電梯、應急照明等設施的用電。樓宇自控系統通常對發電系統及切換系統并不控制,但為保障應急發電裝置正常運行,樓宇自控系統對一些有關參數進行監視,如油箱油位,各開關的狀態,電流,電壓等。
4. 直流供電部分 直流蓄電池組的作用是產生直流220V、110V、24V直流電。它通常設置在高壓配電室內,為高壓主開關操作、保護、自動裝置及事故照明等提供直流電源。 為保證直流正常工作,樓宇自控系統監視各開關的狀態,尤其要對直流蓄電池組的電壓及電流進行監視,及記錄,若發現異常情況及時處理。 由于供配電系統的參數是只監不控,因此使用KMC公司的KMD-5210網絡控制器,配用KMD-5220輸入卡最為合適。這樣的配置最多可有128個輸入點,并且其輸入的A/D轉換可達16位,因此可以非常精確的采集數據。它還可存儲256個報警、96個曲線記錄。它的輸入卡的每個輸入點可通過軟件及撥碼開關任意改變,可設定為DI、0-5V、4-20mA等等。 KMC公司還提供各種各樣的電量轉換器或變送器,如電壓變送器、電流變送器、功率變送器等,它們將電量信號轉換為標準信號,如0-5V、4-20mA,便于DDC接受。

三. 照明系統的控制 智能大廈的照明可分為三類:辦公室照明、公共區域照明、泛光照明。辦公室照明指通常房間內的照明,這部分照明所用的電量是照明系統中最大的。公共區域照明指走廊、過道、樓梯間、車庫等區域的照明,包括應急照明。泛光照明指為了大廈的美觀,在晚間照射大廈外觀,使大廈在晚間呈現出色彩斑斕的照明。像上海浦東陸家嘴金融區內的建筑群的泛光照明,已使該區的夜景成為浦東乃至整個上海的一道獨特的風景線。
1. 辦公室的照明控制 l 燈光的開關控制 照明的用電量僅次于空調的用電量,因此對照明的控制是節約能源的重要問題。最簡單的控制方法是定時開關電燈,如下班后自動關燈,避免由于忘了關燈而浪費能源。上班時間自動接通照明電路。設定節假日時間表來控制開關照明電路,節假日休息,切斷照明回路電源,如遇加班情況,應向管理人員申請,由管理人員接通相應照明回路。 l 燈光的調光控制 燈光的另一種控制是調光控制,既根據自然光的亮度,來調節燈光的亮度。KMC公司的PSR-1型感光電阻可感應自然光的亮度,然后轉換為4-20mA信號,將其傳送給DDC控制器,DDC控制器處理該信號,再輸出控制信號給調光器,從而調節燈光亮度。這樣即可以使光線柔和,為房間內人員創造一個良好的視覺環境,又可以節約能源。 2. 泛光照明的控制 為使大廈晚間看上去更美麗,增加城市的色彩,為大廈裝飾彩色燈飾及各種顏色不同的泛光照明是必須的。樓宇自控系統采用定時開關的方法控制泛光照明。在DDC內制定時間表,如每天晚上幾點開燈,幾點關燈;甚至可以規定開哪些燈,不開哪些燈;節假日怎么開燈等等。這些方案存儲在DDC里,管理人員可隨時調整這些方案。
3. 公共區域照明的控制 公共區域既走廊、樓梯間、車庫等區域的照明的控制方法為定時控制法。既在下班后除保留必要的值班照明外,其它的照明應關掉,以節約能源。 照明的控制可用KMC公司的KMD-5801控制器,它可獨立運行,也可通過Peer-to-Peer方式連成網絡。它有8個通用輸入通道,8個通用輸出通道。一個這樣的控制器可控制最多8個照明開關點。它有5個用戶程序,4個周計劃表及2個特定日,2個年度計劃表。由于照明系統的控制點與監視點是成對出現的,既DDC控制照明開關的分和,同時DDC監視該開關的分和狀態,因此用KMD-5801控制器控制照明系統是非常合適的。

四. 電梯系統的監控
   大廈內電梯是由獨立的控制系統控制的,由電梯供應商提供。樓宇系統通常只是監視每部電梯的一些參數,如電梯所在樓層,電梯運行方向,故障信號等信息,操作人員可隨時監視這些信息,如遇緊急情況,可以及時發現,及時處理。 文章簡單介紹了樓宇自動化系統在給排水系統、變配電系統、照明系統及電梯系統中的使用,加上前一期中介紹的樓宇自動化系統在暖通空調系統中的應用,那么我們對樓宇自動化系統的使用有了一個認識。不同規模的大廈,有不同的結構,不同的設備設置,因此其各設備系統的控制要求也不同,檢測及控制點數差別也很大,少則幾十點,多則幾千點,甚至更多。而KMC公司的KMDigital控制系統,其無可匹敵的質量、性能、靈活性、擴展性、綜合集成性和兼容性很好地滿足了這些要求。 系統靈活性和經濟性是KMDigital系統所獨有的。KMC所有的控制器內部都實現"無主"(Peer-to-Peer)通訊,任一控制器均可獨立工作,因此KMC在規模小的工程上比其它系統更經濟。此項技術應用于大規模建筑中,優勢主要體現在,更快的響應時間及高水準的獨立控制。所有控制器的輸入、輸出點可用軟件設定數字與模擬信號,常規程序可以預裝,這些可大大縮短工程調試期。 KMDigital系統采用模塊化積木式結構,既可組成多達50萬點二級網絡大型系統,也可僅由就地控制器組成小到一個DDC的小型網絡,并可任意添加和刪減控制器而不對原系統造成影響,特別適合改擴建項目。
         
摘自:工程設計CAD與智能建筑

 

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