楼宇自控是指楼宇中电力设备,如电梯、水泵、风机、空调等,其主要工作性质是强电驱动。通常这些设备是开放性的工作状态,也就是说没有形成一个闭环回路。只要接通电源,设备就在工作,至于工作状态、进程、能耗等,无法在线及时得到数据,更谈不上合理使用和节约能源。
现在楼宇自控是将上述的电器设备进行在线监控,通过设置相应的传感器、行程开关、光电控制等,对设备的工作状态进行检测,并通过线路返回控制机房的中心电脑,由电脑得出分析结果,再返回到设备终端进行调解。
系统定义
智能建筑(Intelligent Buildings)是建筑技术与计算机信息技术相结合的产物,是信息社会与经济国际化的需要。智能建筑主要有楼宇自动化控制系统( BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。
智能建筑往往是从楼宇自动化控制系统开始,智能建筑内部有大量的电气设备,如:环境舒适所需要的空调设备、照明设备及给排水系统的设备等,这些设备多而散:多,即数量多被控制、监视、测量的对象多,多达上百到上万点;散,即这些设备分散在各层和角落。如果采用分散管理,就地控制,监视和测量难以想象。为了合理利用设备,节省能源,节省人力,确保设备的安全运行,自然提出了如何加强设备的管理问题
系统构成
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%。
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
常用设备
传感器
传感器是自控系统中的首要设备,它直接与被测对象发生联系。它的作用使感受被测参数的变化,并发出与之相适应的信号。在选择传感器时一般有三个要求:高准确性、高稳定性、高灵敏度。
1. 温度传感器:
楼宇工程中应用的主要接触式温度传感器,如热电阻、热电偶、PTC硅感应器等,由于测温元件与被测介质需要进行充分的热交换,测量常伴有时间上的滞后。如Pt1000其在0℃时电阻为1000Ω,随着温度的升高电阻减小,灵敏度一般在3~4Ω/K,响应速度一般在15~30秒。
2. 压力传感器:常用的有电气式压力传感器,将被测压力的变化转换为电阻、电感等各种电气量的变化,从而实现压力的间接测量。常用的有压差开关、表压传感器、静压传感器等。
3. 流量传感器:常用的是电磁流量计,由法拉第电磁感应定律知,在磁场中运动并切割磁力线的导体中会有感应电动势产生,此感应电动势与流体的体积流量呈线性关系。如果是改造还可以采用超声波流量计,方便安装和维护。
4. 湿度传感器:用于测量室内空气相对湿度。
5. 液位传感器:用于控制水箱、水池等的上限、下限液位。
在自动控制系统中,它接受控制器输出的控制信号,并转换成直线位移或角位移,来改变调节阀的流通截面积,以控制流入或流出被控过程的物料或能量,从而实现过程参数的自动控制。
6. 风阀执行器:用于控制安装于新风、回风口的风阀,既可进行开关控制,也可进行开度控制。执行器设有万能夹具,可直接夹持在风阀的驱动轴上,设有手动复位钮,在故障时可手动调节。根据风管横截面的大小可选择不同钮矩的执行器。
7. 水管阀门执行器:与阀门配套使用,有开关式和调节式两种,开关式一般口径大,在冷热站中用于控制各系统工艺管道的开启和关闭、各种工况间的切换等;调节式主要用于控制流量,在空调机组中,根据控制器的温湿度设定值控制回水流量和蒸汽加湿的流量,使温湿度维持在设定值。
现场控制器(DDC)
DDC是用于监视和控制系统中有关机电设备的控制器,它是一个完整的控制器,有应有的软硬件,能完成独立运行,不受到网络或其它控制器故障的影响。根据不同类型的监控点数提供符合控制要求和数量的控制器。每处DDC 具有10-15%点数的扩充或余量。
(1)控制器构成符合以下要求:
A) 以32位或16位微处理器的可编程DDC
B) 具有可脱离中央控制主机独立运行或联网运行能力
C) 具有电源模块
D) 具有通信模块
E) DDC 有在模板LED显示每个数字输入,输出点的实时变化状态。当外电断电时,DDC的后备电池可保证RAM中数据在60天不掉失。
F) 当外电重新供应时,在无需人工干预的情况下,DDC能自动恢复正常工作。
G) 当DDC存储的数据非正常丢失时,用户可通过现场标准串行数据接口和通过网络操作将数据重新写入DDC控制器。
H) DDC的操作程序与应用程序皆采用PPCL高级语言编写。
I) DDC程序的编写,修改既可在中央站上进行,也可通过便携机进行。
J) DDC在外电断时,同时后备电池丢失时,能存储其应有程序。
K) DDC的采集精度与传感器的精度相匹配。
L) 工作环境:温度0度到50度,相对湿度0-90%
M) 电源:AC220V, ±10%,50HZ。
(2)DDC具备以下功能:
定时启停自适应启/停
自动幅度控制需求量预测控制
事件自动控制扫描程序控制与警报处理
趋势记录全面通信能力
中央监控站
中央管理工作站系统由PC主机、彩色大屏幕显示器及打印机组成,是BAS系统的核心,它直接可以和以太网相连。整个大厦内所受监控的机电设备都在这里进行集中管理和显示,内装工作软件提供给操作人员下拉式菜单、人机对话、动态显示图形,为用户提供一个非常好的、简单易学的界面,操作简单,操作者无需任何先验软件知识,即可通过鼠标和键盘操作管理整个控制系统。