3BA控制對象及監(jiān)控原理ppt課件

1、BABA系統(tǒng)主要監(jiān)控對象系統(tǒng)主要監(jiān)控對象及監(jiān)控原理及監(jiān)控原理同濟大學(xué)社區(qū)信息化與智同濟大學(xué)社區(qū)信息化與智能建筑研究中心能建筑研究中心BA系統(tǒng)的主要監(jiān)控對象l冷熱源設(shè)備子系統(tǒng)l空調(diào)設(shè)備子系統(tǒng)l送排風(fēng)設(shè)備子系統(tǒng)l給排水設(shè)備子系統(tǒng)l照明設(shè)備子系統(tǒng)l電力設(shè)備子系統(tǒng)l電梯設(shè)備子系統(tǒng)等BA系統(tǒng)監(jiān)控對象的分布變配電系統(tǒng)n民用樓宇中的變配電及應(yīng)急發(fā)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要以監(jiān)視為主。n各類控制、保護及聯(lián)動功能一般在各開關(guān)柜、變壓器、配電箱內(nèi)部實現(xiàn)或由人工就地控制。n無論是樓宇自控系統(tǒng)直接監(jiān)控還是采用專業(yè)能源管理系統(tǒng)，變配電及應(yīng)急發(fā)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)仍然是集散控制系統(tǒng)，通過現(xiàn)場總線連接各傳感器、變送器及執(zhí)行機構(gòu)

2、，現(xiàn)場信號送入上位機后進行統(tǒng)一監(jiān)視、管理。變配電系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容n高壓測監(jiān)視 n低壓測監(jiān)視 n變壓器監(jiān)視 n應(yīng)急發(fā)電機監(jiān)視n直流操作電源監(jiān)視 高壓測監(jiān)控內(nèi)容n高壓進線主開關(guān)的分合狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測； n高壓進線三相電流監(jiān)測； n高壓進線AB BC CA線電壓監(jiān)測； n高壓進線頻率監(jiān)測 ；n功率因數(shù)監(jiān)測 ；n電量計量等。低壓測監(jiān)控內(nèi)容n變壓器二次側(cè)主開關(guān)的分合狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測； n變壓器二次側(cè)AB、BC、CA線電壓及電流監(jiān)測； n變壓器二次三相功率因素；n母聯(lián)開關(guān)的分合狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測； n母聯(lián)的三相電流監(jiān)測； n各低壓配電開關(guān)的分合狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測； n各低壓配電出線三相電壓、電流、功率及功

3、率因數(shù)監(jiān)測 ；n電量管理與分析等 。變壓器及發(fā)電機監(jiān)控n變壓器溫度監(jiān)測；n風(fēng)冷變壓器風(fēng)機運行狀態(tài)監(jiān)測；n油冷變壓器油溫及油位監(jiān)測；n發(fā)電機線路電氣參數(shù)的監(jiān)測，如電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率等；n發(fā)電機運行狀況監(jiān)測，如轉(zhuǎn)速、油溫、油壓、進出水溫、水壓、排氣溫度、油箱油位等；n發(fā)電機及相關(guān)線路狀態(tài)檢測等。 直流操作電源監(jiān)控直流蓄電池組的作用是產(chǎn)生直流220V、110V、24V直流電。它通常設(shè)置在高壓配電室內(nèi)，為高壓主開關(guān)操作、維護、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，變配電及應(yīng)急發(fā)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視各開關(guān)的狀態(tài)，尤其要對直流蓄電池組的電壓及電流進行監(jiān)視，及記錄，若發(fā)現(xiàn)異常

4、情況及時處理。 變配電監(jiān)控主要設(shè)備n電壓、電流互感器n電壓、電流、功率、功率因數(shù)、相位、頻率等變送器n有功電度變送器電度脈沖發(fā)生器）n溫度傳感器n油位傳感器或油位開關(guān)變配電監(jiān)控工程實施n變配電監(jiān)控系統(tǒng)屬于建筑物重要設(shè)備系統(tǒng)，其監(jiān)控功能往往由專業(yè)設(shè)備提供商提供成套設(shè)備EMS完成。BA系統(tǒng)不一定需要直接進行監(jiān)控，只需增配網(wǎng)關(guān)讀取數(shù)據(jù)。n如果BA系統(tǒng)直接進行監(jiān)控需注意與電力部門及設(shè)備供應(yīng)商的協(xié)調(diào)。照明系統(tǒng)n照明系統(tǒng)是提供良好、舒適環(huán)境的重要手段，同時也是能源消耗的重要組成部分。n照明設(shè)備自動控制能保證建筑物內(nèi)部的良好光環(huán)境控制并起到節(jié)能效果。 n在現(xiàn)代化樓宇中，利用照明設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)合理地安排各區(qū)域的

5、照明方式和照明時間，既可以滿足正常生活、工作的需要，方便物業(yè)管理流程；又能起到節(jié)能作用，同時交替使用不同回路作為長明燈，保證同一區(qū)域燈泡壽命基本相同，延緩燈泡老化，增加其壽命。 不同區(qū)域的照明需求n辦公室及酒店客房等區(qū)域就地、時間表、照度、占用情況、遠程）。n門廳、走道、樓梯等公共區(qū)域時間表、回路、照度、占用情況）。 n大堂、會議廳、接待廳、娛樂場所等區(qū)域場景）。n泛光照明遠程、區(qū)域）。n災(zāi)難及應(yīng)急照明設(shè)備聯(lián)動）。n其他區(qū)域照明時間表、照度）。 照明控制模式n時間表控制模式n情景切換控制模式n動態(tài)控制模式照度、聲感、紅外）n遠程強制控制模式n聯(lián)動控制模式 n混合優(yōu)先級）EIB智能照明控制系統(tǒng)n

6、是BA直接照明控制的主要競爭對手nEIB系統(tǒng)的主要特點是照明設(shè)備及相應(yīng)程序類型全，許多開關(guān)、調(diào)光、傳感器都直接連在總線上。nEIB設(shè)備安裝方便、造型豪華，在高級場館、家居照明控制中具有較大優(yōu)勢。n目前，許多工程中將部分區(qū)域照明獨立出來應(yīng)用EIB控制，然后再通過網(wǎng)關(guān)與BA系統(tǒng)相連，有BA系統(tǒng)提供上層管理方案。冷熱源系統(tǒng)n冷源設(shè)備包括冷水機組、冷卻塔、熱泵、水泵等。主要為建筑物空調(diào)系統(tǒng)提供冷量。n熱源設(shè)備包括鍋爐機組或熱泵機組等，除為建筑物空調(diào)系統(tǒng)供熱外，還包括生活熱水系統(tǒng) 冷水機組工作原理冷凝器蒸發(fā)器節(jié)流減壓閥壓縮機制冷劑循環(huán)冷卻水循環(huán)冷凍水循環(huán)低溫低壓氣態(tài)高溫高壓氣態(tài)常溫高壓液態(tài)低溫低壓氣液共

7、存冷水機組監(jiān)控內(nèi)容民用建筑中，冷水機組的監(jiān)控一般由自帶控制器完成，BA系統(tǒng)通過通訊接口或干節(jié)點方式監(jiān)控以下內(nèi)容：冷水機組啟/?？刂萍盃顟B(tài)監(jiān)視冷水機組故障報警監(jiān)視冷水機組的手/自動控制狀態(tài)監(jiān)視冷水機組進出水溫度、流量或水流狀態(tài)等這些監(jiān)控也可由BA系統(tǒng)安裝傳感器自行完成） 工程中具體獲取那些數(shù)據(jù)需與廠商進行協(xié)調(diào)。除對冷水機組本身的控制外。樓宇自控系統(tǒng)還要對各冷水機組的冷凍水、冷卻水進水閥進行控制，還根據(jù)需要測量冷凍水、冷卻水進/回水的溫度、流量等參數(shù)。冷凍水回路水泵不變頻監(jiān)控內(nèi)容n冷凍水泵監(jiān)控n冷凍水泵的啟/停及狀態(tài)監(jiān)視n冷凍水泵故障報警監(jiān)視n冷凍水泵的手/自動控制狀態(tài)監(jiān)視等n蝶閥控制及水流狀態(tài)n

8、冷凍水供/回水的監(jiān)測參數(shù)n冷凍水供/回水溫度監(jiān)測n冷凍水供/回水總管壓力監(jiān)測n冷凍水循環(huán)流量監(jiān)測等 冷凍水供回水總管溫度及流量測取位置 特殊情況下冷凍水供回水總管溫度及流量的測取位置 冷卻水回路監(jiān)控內(nèi)容n冷卻塔監(jiān)控n啟?？刂萍盃顟B(tài)監(jiān)視n故障及手自動監(jiān)視n蝶閥控制n冷卻水泵監(jiān)控n啟?？刂萍盃顟B(tài)監(jiān)視n故障及手自動監(jiān)視n蝶閥控制及水流狀態(tài)n冷卻水供/回水監(jiān)測n回水溫度冷源系統(tǒng)啟停順序當需要啟動冷水機組時，一般首先啟動冷卻塔，其次啟動冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，然后是冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的啟動，當確定冷凍水、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)均已啟動后方可啟動冷水機組；當需要停止冷水機組時，停止的順序與啟動順序正好相反，一般首先停止冷水機

9、組，然后是冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，最后是冷卻塔。 冷熱源群控概念n冷水機組臺數(shù)控制：根據(jù)建筑物冷量需求決定冷水機組的啟動臺數(shù)及具體啟動哪一臺。n配套設(shè)備的啟動控制一一對應(yīng)、單獨控制、故障處理）選定冷水機選定冷水機啟動冷卻塔啟動冷卻塔確定風(fēng)機狀態(tài)確定風(fēng)機狀態(tài)啟動冷卻水泵啟動冷卻水泵確定水泵開動確定水泵開動啟動冷凍水泵啟動冷凍水泵確定水泵開動確定水泵開動啟動冷水機組啟動冷水機組確定冷水機狀態(tài)確定冷水機狀態(tài)停冷卻塔 報警 排序停冷卻塔 報警 排序停止水泵 報警 排序停止水泵 報警 排序停止水泵 報警 排序停止水泵 報警 排序停冷水機 報警 排序停冷水機 報警 排序冷水機開/停機后，延冷水機開

10、/停機后，延時30分鐘時30分鐘計算負荷，測量流量計算負荷，測量流量加機加機減機減機停冷水機停冷水機停冷凍水泵停冷凍水泵停冷卻水泵停冷卻水泵停冷卻塔停冷卻塔NONONONONONOYESYESYESYESNONO冷凍水回路水泵變頻控制方式 熱泵工作原理鍋爐系統(tǒng) 鍋爐系統(tǒng)設(shè)備包括鍋爐機組、熱交換器及熱水循環(huán)三部分：鍋爐機組一般由設(shè)備專業(yè)控制器控制，通過網(wǎng)關(guān)接入BA系統(tǒng)；熱交換器由BA系統(tǒng)直接控制；熱水循環(huán)系統(tǒng)的控制原理與冷凍水系統(tǒng)原理基本相同兩管制、四管制）。 當存在多臺鍋爐機組、多臺熱交換器時，同樣涉及到設(shè)備之間的聯(lián)動及群控問題 鍋爐機組監(jiān)控內(nèi)容n鍋爐機組啟/?？刂萍盃顟B(tài)監(jiān)視；n鍋爐機組故障報

11、警監(jiān)視；n鍋爐機組的手/自動控制狀態(tài)監(jiān)視；n鍋爐機組進、出口蒸汽溫度、壓力及n流量監(jiān)視等。n如有必要還可要求廠商開放煙氣含氧量、燃燒消耗量等參數(shù)供樓宇自控系統(tǒng)讀取監(jiān)視。熱交換器監(jiān)控內(nèi)容熱交換器一端與鍋爐機組的蒸汽回路相連，另一端與熱水循環(huán)回路相連。其主要監(jiān)控內(nèi)容包括：熱水循環(huán)回路出水溫度監(jiān)測；蒸汽回路閥門開度調(diào)節(jié)；熱水循環(huán)回路蝶閥控制；熱水循環(huán)回路水流監(jiān)測等。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)n新風(fēng)機組n風(fēng)機盤管機組n空氣處理機組n定/變風(fēng)量末端n冷吊頂系統(tǒng)n送/排風(fēng)系統(tǒng)新風(fēng)機組監(jiān)控原理1新風(fēng)機組監(jiān)控原理2風(fēng)機盤管機組空氣處理機組1空氣處理機組2定風(fēng)量末端變風(fēng)量末端變風(fēng)量系統(tǒng)n通過改變末端風(fēng)量以達到節(jié)約送風(fēng)能源風(fēng)機

12、變頻）、冷熱源能源的目的。n滿足不同房間的個性化需求。VAV系統(tǒng)的控制難度 但由于變風(fēng)量控制系統(tǒng)中任何一個末端風(fēng)量的變化都會導(dǎo)致總風(fēng)管壓力的變化，如不能及時調(diào)整新風(fēng)機轉(zhuǎn)速或其他各風(fēng)口風(fēng)閥開度，其他各末端的風(fēng)量都將受到干擾，發(fā)生變化。 各末端的風(fēng)量準確測量也比較困難，尤其當風(fēng)量較小時 。 當空調(diào)機組總送風(fēng)量變化時，如何保證足夠的新風(fēng)量。 變風(fēng)量控制系統(tǒng)的控制要較定風(fēng)量系統(tǒng)要復(fù)雜的多。 VAV系統(tǒng)的控制內(nèi)容nVAV末端控制n風(fēng)管靜壓控制n空氣處理裝置控制控制區(qū)域控制區(qū)域控制區(qū)域控制區(qū)域控制區(qū)域P1P2VAV末端控制n壓力有關(guān)型VAV末端n壓力無關(guān)型VAV末端設(shè)定溫度VAV BOXPID需求風(fēng)量風(fēng)門

13、開度控制區(qū)域?qū)嶋H風(fēng)量室內(nèi)溫度PID+-+-風(fēng)機驅(qū)動型VAV末端n風(fēng)機串聯(lián)型n風(fēng)機并聯(lián)型風(fēng)機驅(qū)動型VAV末端比較串聯(lián)并聯(lián)風(fēng)機運行邊續(xù)運行，采暖和制冷時均運行間歇運行，只有采暖、低冷負荷和夜間才運行送入房間的風(fēng)量不變。包括末端裝置風(fēng)機和空氣處理機組的風(fēng)機在中、高冷負荷時變風(fēng)量；在低冷負荷，采暖時不變。送風(fēng)溫度變化。有制冷時，一次冷風(fēng)和回風(fēng)混合；采暖時，再熱器逐級加熱。在中、高冷負荷時不變，所有的風(fēng)量均來自空調(diào)機組；在低冷負荷和采暖時變，再熱器逐級加熱。末端裝置風(fēng)機尺寸按制冷設(shè)計負荷設(shè)計，風(fēng)機需克服風(fēng)閥、風(fēng)管和風(fēng)口的阻力損失，靜壓較高。按采暖負荷設(shè)計（一般是制冷負荷的60%），風(fēng)機需克服風(fēng)管和風(fēng)口的

14、阻力損失，因風(fēng)量減少，末端裝置風(fēng)機靜壓相應(yīng)減少。噪聲1.房間有人時，末端裝置風(fēng)機連續(xù)運轉(zhuǎn)，噪聲連續(xù)發(fā)生；2.末端裝置風(fēng)機靜壓較高；3.入口靜壓較低（25Pa100Pa ），只克服風(fēng)閥阻力損失，噪聲與入口靜壓成正比。1.在設(shè)計冷負荷時，末端裝置風(fēng)機不運轉(zhuǎn)，在采暖時，風(fēng)機間歇運轉(zhuǎn)，噪聲間歇發(fā)生；2.末端裝置風(fēng)機靜壓較低；3.并聯(lián)式需要較高的入口靜壓（100Pa180Pa），需克服風(fēng)閥，風(fēng)閥后風(fēng)管和風(fēng)口阻力損失。能耗風(fēng)機連續(xù)運轉(zhuǎn)，耗能大；入口靜壓較低，節(jié)約了集中空氣處理裝置的能量。風(fēng)機間歇運行，風(fēng)機風(fēng)量按采暖負荷確定，耗能低。風(fēng)機控制為防止壓力過高，與中央空氣處理機組連鎖。由溫控器信號控制，與中央空

15、氣處理機組無連鎖。機組風(fēng)機只需克服末端裝置風(fēng)閥阻力損失。需要克服風(fēng)閥、風(fēng)管和風(fēng)口阻損失。再加熱型VAV末端風(fēng)管靜壓控制n定靜壓控制n變靜壓控制n總風(fēng)量控制控制區(qū)域控制區(qū)域控制區(qū)域控制區(qū)域控制區(qū)域P1P2VAV的定靜壓控制 此方法是在送風(fēng)道的適當位置處設(shè)置靜壓傳感器，以保持該點靜壓固定不變?yōu)榍疤?，通過不斷調(diào)整送風(fēng)機輸入電力頻率來改變空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量。 該點一般設(shè)在靠近主風(fēng)道末端，離末端距離約為主風(fēng)道全長的三分之一處。 這種控制方式的不足之處是在管網(wǎng)較為復(fù)雜的情況下，靜壓傳感受器的設(shè)置位置及數(shù)量難以確定，且節(jié)能效果較差尤其是風(fēng)量需求較小時）。 定靜壓控制方式在歐美應(yīng)用較多。 VAV的變靜壓控制 此

16、方法是通過變風(fēng)量末端的風(fēng)閥開度反饋控制風(fēng)機運行頻率，使開度最大的末端風(fēng)閥處于接近全開的狀態(tài)。 當此閥門開度為100%時，認為風(fēng)量不足，即變風(fēng)量末端入口靜壓不足，應(yīng)增加風(fēng)機轉(zhuǎn)速； 當此閥門開度介于85%與100%之間時，認為風(fēng)量滿足需求，即變風(fēng)量末端靜壓適中； 當此閥門開度小于85%時，認為風(fēng)量滿足需求，但變風(fēng)量末端入口靜壓過高，應(yīng)降低風(fēng)機轉(zhuǎn)速。 變靜壓控制方式在日本應(yīng)用較多。 變靜壓控制的具體策略 總風(fēng)量控制1n各VAV末端的需求風(fēng)量之和即為對空氣處理設(shè)備的總風(fēng)量需求。n當風(fēng)道阻力不變時，總風(fēng)量與風(fēng)機轉(zhuǎn)速保持正比關(guān)系：G1/G2=a(N1/N2)。n當風(fēng)道阻力改變時，可表示總風(fēng)量與風(fēng)機轉(zhuǎn)速的關(guān)系為：G1/G2=a(bN1/N2)，其中b為修正參數(shù)?？傦L(fēng)量控制2n定義相對需求風(fēng)量Ri=Gsi/Gdi，其中Gsi表示實際運行時第i各末端的需求風(fēng)量，Gdi表示該風(fēng)口的設(shè)計風(fēng)量。n則b=1+Qk，其中Q為所有Ri的均方差，k為自適應(yīng)整定參數(shù)，默認為1。n這樣，n其中，Nd為風(fēng)機的設(shè)計轉(zhuǎn)速。niddinisisQKNGGN11)1 ()/(三種風(fēng)管靜壓控制方法比較n實現(xiàn)難度上，定靜壓總風(fēng)量變靜壓n建設(shè)成本，總風(fēng)量定靜壓變靜壓n節(jié)能效果，定靜壓總風(fēng)量變靜壓n末端之間的相互影響，定靜壓變靜壓總風(fēng)量n響應(yīng)速度，變靜壓定靜壓總風(fēng)量空氣處理