樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)講義_第1頁
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樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計(初學(xué)者必讀)樓宇自控系統(tǒng)設(shè)計樓宇自控系統(tǒng)是建筑設(shè)備自動化控制系統(tǒng)的簡稱。建筑設(shè)備主要是指為建筑服務(wù)的、那些提供人們基本生存環(huán)境(風(fēng)、水、電)所需的大量機電設(shè)備,如暖通空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備、變配電設(shè)備以及給排水設(shè)備等,通過實現(xiàn)建筑設(shè)備自動化控制,以達到合理利用設(shè)備,節(jié)省能源、節(jié)省人力,確保設(shè)備安全運行之目的。前些年人們提到樓宇自控系統(tǒng),主要所指僅僅是建筑物內(nèi)暖通空調(diào)設(shè)備的自動化控制系統(tǒng),近年來已含蓋了建筑中的所有可控的機電設(shè)備,并成為“智能建筑”不可缺的基本環(huán)節(jié)。樓宇自控系統(tǒng)的發(fā)展也是經(jīng)歷了從無到有,從低級到高級這一過程,實際上就是一個工業(yè)自動化控制系統(tǒng)發(fā)展的縮影。隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、顯示技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、控制技術(shù)、表面安裝技術(shù)及其他高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,樓宇自控系統(tǒng)也將得到長足的發(fā)展,可以預(yù)見:1)集散控制系統(tǒng)是現(xiàn)階段樓宇自控系統(tǒng)的主流;2)現(xiàn)場總線技術(shù)是集散控制系統(tǒng)發(fā)展方向;3)VLAN、TCP/IP等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在樓宇自控系統(tǒng)應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)Web化;4)通用控制器與智能儀表共存;5)廣泛采用以狀態(tài)空間方法為基礎(chǔ)的現(xiàn)代控制理論解決樓宇自控問題,取得成效;6)系統(tǒng)集成技術(shù)取得進展,OPC、ODBC等技術(shù)被廣泛應(yīng)用;7)人機界面、操作環(huán)境改善,符合人機工程學(xué)基本機理。按建設(shè)部設(shè)計深度要求,一般民用建筑(對于具有特殊工藝要求的建筑物可能不完全適用)樓宇自控系統(tǒng)(BAS)設(shè)計,設(shè)計院至少應(yīng)做下列工作:1)充分了解受控對象的工藝要求,作出相應(yīng)的控制原理圖;2)受控對象控制種類統(tǒng)計(或稱控制器輸入/輸出狀態(tài)點表);3)控制網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計;4)平面布線規(guī)劃設(shè)計;5)設(shè)計說明。承包商(或供貨商)應(yīng)按設(shè)計院的設(shè)計內(nèi)容要求,做進一步的深化施工圖設(shè)計,包括提供產(chǎn)品的規(guī)格、材料、接線、安裝與維護等技術(shù)文件,并負責最終的安裝(或指導(dǎo)安裝)、調(diào)試及驗收申請。烈但從目前蟻眾多實施的工駁程來看效果不幕理想.有調(diào)查壇顯示:顧客對膊樓宇自控系統(tǒng)派運行情況評價殺,仰“凈滿萬意濫”貴的思占宇3霞0霜%咳,鴨“數(shù)一筑般滿”慚的犧占撐4購0本%尚,礦“所差意”紐的夜占甩3名0忌%。因此,本琴文旨在從專業(yè)姿設(shè)計實際出發(fā)膽,檢討設(shè)計中時易出現(xiàn)的問題歐,以期舉一反參三。2若干問題陷2威.瓦1洪對受控對象的鵲工藝要求的了泛解不準確。舌目前,電師氣工程御師多(抓或自控工程倆師勁)便對其他專業(yè)受倘控對象的工藝梯要求理解上的皮膚淺,甚至存敬在認識上的錯洋誤,而導(dǎo)云致部BA草S倚運行效果欠佳捧的事例屢屢發(fā)桿生,其中暖通遠空調(diào)系統(tǒng)占較礦大比重,下面藥是一些工程中懷易出錯的實際緣問題,如:盈(1開)宅、設(shè)備專業(yè)規(guī)喪范《采暖通風(fēng)紡與空氣調(diào)節(jié)設(shè)美計規(guī)范巷》世(GBJl9牛-87送)妙中對舒適性空腸調(diào)的室內(nèi)參數(shù)尿曾作了總的規(guī)生定:寄干球溫度宅相對濕度亞空氣漉速捆冬季庸t=18嘴℃勉~22未℃扯≥錘4狹0傲%橫--6棟0遣%吧v納≤午0.2吹m耍/扇s牲夏季紫t=24稿℃浸~28偶℃為≥耗40%-6善5抬%飯v論≤紋0.3仁m述/店s汽注:當使用紊由件無特殊要求眉時。舒適性空哪調(diào)的相對濕漫全度可不受限制景。殃需要注意的是及,上述數(shù)據(jù)僅哲指設(shè)計基數(shù)的損取值范圍,不性是指受控對象仔允許變化波動憑的范圍,民用稼建筑舒適性空璃調(diào)設(shè)計一般也利不提空調(diào)精度遲要求??照{(diào)設(shè)吃計基數(shù)的選擇匹非常重要,實促際工程應(yīng)由設(shè)里備工程師結(jié)合濃我國氣候特點塊和國情分析研巖究慎重確定,諒選擇不利不但煤對投資、運行販、能源消耗起濁負面的影響,拘而且還危及人江員的健康。局(2得)仇、對夏季、冬綱季及過渡季的答認識深度不夠序??照{(diào)系統(tǒng)所蔽指的夏季、冬粥季及過渡季控預(yù)制參數(shù)是按照蒜夏季、冬季及沿過渡季三種狀障態(tài)劃分的三種堤工況,對應(yīng)相款應(yīng)的溫度、濕懂度或焓值等工塘作環(huán)境參數(shù),商如果僅僅按照艦夏季、冬季及廊過渡季的實際取季節(jié)變化來簡獅單的理解,往寨往使得空調(diào)系桌統(tǒng)最終獲得不食理想的控制效期果。扭(3劣)則、暖通空調(diào)自梁控系統(tǒng),其精剩髓在于把握空周調(diào)工藝中驚的已“察定搜”啦和壓“釘變棕”也兩字上。往往現(xiàn)未能根據(jù)不同常管路、不同工茫況下昆的尖“正定似風(fēng)艙(執(zhí)或定射流疲)跳量耐”牽或消“館變賓風(fēng)夠(族或變束流糊)憶量此”選的特性要求設(shè)范計自控系統(tǒng),究如制冷機冷凍良/冷卻循環(huán)水暗定流量;新風(fēng)獅處理機組一般形定新風(fēng)量;變犁風(fēng)量的空調(diào)機居組分變新風(fēng)左量狐(唇或定新風(fēng)打比紡)秧和定新風(fēng)甜量懇(柿或變新風(fēng)記比弄)躲等。軍(4沉)睬、新風(fēng)處理機爐組大都采休用在“翠定新風(fēng)咱量薄”跳的設(shè)計,這一普點往往沒有引骨起電氣控制工笨程師的足夠重革視,在新風(fēng)閥鏟的控制上一般稼僅要求位式控踢制,新風(fēng)閥多桌采用雙向單咬相草(AC22蔬0粘V項/氣AC24膨V嶼,三芹線唱)舅電機或電動執(zhí)叼行機構(gòu)位式控白制;為盤管防棍凍新風(fēng)閥設(shè)計陽成與送風(fēng)機聯(lián)管動;為防止風(fēng)地閥壓差過大無怕法開啟,通常惡先打開新風(fēng)閥醋,后開送風(fēng)機霞,停風(fēng)機即關(guān)竭閥。會(5捐)覆、只有設(shè)有新令風(fēng)預(yù)熱器的空趨氣處理機組,爐或混合邊點赤(瞎或加濕后的狀崇態(tài)壞點預(yù))雀有可能低倦于躁0周℃繭的空氣處理機摟組,或者冬季尋過渡季要求作怖全新風(fēng)運行且驅(qū)新風(fēng)溫度可能煮低治于暈0雄℃杜的空氣處理機簡組,才有必要倦考慮運行防凍仁問題,采取新削風(fēng)閥與機組聯(lián)逗動等防凍措施白。盆(6魯)哀、為了保證基遣本的室內(nèi)空氣錯品質(zhì),可采用彎測量與控制室速內(nèi)吧C油O揭:濃度的方法排來實現(xiàn)。但實企際上暖通空調(diào)溝專業(yè)往往是以絨設(shè)計確定最小匪新風(fēng)量或換氣丑次數(shù)來實現(xiàn)的布,若只是采用召簡單的啟停機家組的方式來控罵制室軋內(nèi)林C盈O么:濃度則沒有樓必要;否則涉藍及變風(fēng)量控制退,控制較復(fù)雜回,投資較大。休2啊.寒2犧控制原理描述梅不全面,受控耐對象控制種類罵統(tǒng)計不具體。頓設(shè)計圖中童見到的控制原麻理往往是千篇倆一律,不能根蹈據(jù)具體實際工磨程做到有的放止矢。受控對象耕的種類往往不歌能簡單的局限后于殼A性I緊、矛A賀O煙、慈D癥I處、已D抗O祖四種狀態(tài),尤案其是施工圖應(yīng)濕反映每種狀態(tài)持中不同信號特撇點的電特性,板以便控制模塊賴的選配。伸2飄.梅3IBM泳S標和求BA律S摩以及集成概念已模糊。嶼桿跟IBM壘S跟和婆BA孫S洽應(yīng)是兩個層次孫的概念壇,肅BA汽S爺體現(xiàn)在控制子杰系統(tǒng)間的網(wǎng)絡(luò)似通訊的互連禁;來IBM赴S炊則體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)較信息系統(tǒng)的整丹合,也就是級說櫻IBM游S包體現(xiàn)集成的概凳念比較準確。鍬一般在設(shè)計中固比較注重控制道子系統(tǒng)間控制頓功能聯(lián)動的描據(jù)述,這往往被陪理解稱集成設(shè)朋計,從信息系冶統(tǒng)集成來講。碌設(shè)計應(yīng)以用戶敗需求為基礎(chǔ),飄做運行維護管多理業(yè)務(wù)模型的俯規(guī)劃設(shè)計連,植IBM儉S知與晚BA淘S熔共用管理工作助站。析(1烈)酬、服務(wù)模箏塊堤—絡(luò)—矛提供性能優(yōu)越掀的服務(wù)環(huán)境。標現(xiàn)代智能狡大廈在應(yīng)用了帶樓宇自控系統(tǒng)輸之后,可根據(jù)工季節(jié)、空氣狀捆態(tài)情況的變化嚼,通過調(diào)節(jié)新孟風(fēng)閥的開度等陷方式,自動控裕制空調(diào)機組、虹新風(fēng)機組的送牧風(fēng)溫度,并可憶針對不同區(qū)域售提供最佳的溫鎮(zhèn)濕度控制,保穿證各區(qū)域環(huán)境巧參數(shù)。在中控莊室,提供給用華戶一個觀察整識個系統(tǒng)運行狀放態(tài)的窗口,通胃過測量實際信帳息,可對溫度主、壓力、流量遼等重要信息進炮行實時顯示和防存儲,操作人代員可以查看某歉個變量一段時劉間的變化統(tǒng)計惰曲線作出趨勢池預(yù)測,提前作某出有效響應(yīng),仰進而保障整個敢系統(tǒng)的平穩(wěn)遠嘉行。軟件規(guī)劃憤多種運行服務(wù)遲功能。比(2廚)息、節(jié)能模戚塊墻—個—另降低能耗和管止理成本。谷在滿足舒年適性的前提下扶,樓宇自控系購統(tǒng)通過合理組王織設(shè)備運行,清使大樓的運行浙費用為最低,助也就是進行系首統(tǒng)優(yōu)化控制,爹降低能耗值。瓜系統(tǒng)軟件設(shè)有狡節(jié)能程序,可劍以根據(jù)季節(jié)、爆人員和空氣流患動情況的變化申,將各區(qū)域的禮溫度加以合理內(nèi)調(diào)整,控制設(shè)醋備合理運行,啟使大樓的能耗更降至最低,而伏且系統(tǒng)可以在組運行一到兩年捕后分析歷史運宜行數(shù)據(jù),提供究優(yōu)化調(diào)整,使純大樓能耗進一已步下降。軟件捏規(guī)劃多種運行俯節(jié)能措施。洗(3研)遇、安全模春塊職—?!杼峁┩话l(fā)故障物的預(yù)防手段。管如果現(xiàn)代詢智能大廈的機繞電設(shè)備突然發(fā)傳生故障而停機衰,將對大廈產(chǎn)謙生嚴重后果。貞樓宇自控系統(tǒng)始可從以下幾個乞方面預(yù)防這種金局面的出現(xiàn):盞①釣、隨時檢查設(shè)抬備的實際負載瓜和額定負載,泄一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備營過載,立即自奶動卸載同時向諷中央控制室發(fā)暮出報警信號,尾以防損壞貴重丈設(shè)備。陵②斬、監(jiān)視設(shè)備運朝行狀況,一旦憑發(fā)現(xiàn)其中某臺碗設(shè)備運行異常腿,立即報警通床知檢修人員前固去檢查,以防勻引起更大范圍免的設(shè)備故障。重③鉛、自動記錄設(shè)掀備的累計運行罰小時數(shù)。當累襪計值達到規(guī)定追的維修時間時地,自動報告中磚央控制室,及困時提醒進行設(shè)弟備檢修。囑④永、當一組設(shè)備糊中的某臺設(shè)備樂出現(xiàn)故障不能皆繼續(xù)運轉(zhuǎn)時,雨自動切換到備冶用設(shè)備;同時螞,對于臨時停銳電的情況,當色恢復(fù)供電后,旺系統(tǒng)自動執(zhí)行搏順序啟動程序紀,可保證設(shè)備項投運順利,避哨免對設(shè)備的損問害。售通過上述釘檢測、報警和可處理方式,使辜現(xiàn)代智能大廈椅對機電設(shè)備突提發(fā)故障具備有霉效的預(yù)防手段概,以確保設(shè)備節(jié)和財產(chǎn)安全。睬(4偏)泳維護模嗽塊區(qū)—犧—扔提高設(shè)備運行荒效率、減少管勾理人員數(shù)量。正通過對設(shè)遲備運行狀況的盞監(jiān)測、診斷和萄記錄.早期發(fā)津現(xiàn)和排除故障陜,及時通知維先護和保養(yǎng),保租證設(shè)備始終處誼于良好的工作念狀態(tài)。州樓宇自控洪系統(tǒng)對設(shè)備的炒有效監(jiān)控,可鏟使設(shè)備的故障窩率大大降低,館同時也使維修臭工人可以更有斃效的工作,減扁少維修人員的弓數(shù)量;一體化便管理方式,使肉操作、值班和儲管理人員盡可若能地減少。聲(5梁)遮擴展模呢塊繭—階—訓(xùn)系統(tǒng)具有良好灘的擴展性,保喂證今后擴展的賤需要。灘系統(tǒng)選用鍬時應(yīng)始終遵循丈標準化、開放雖性的原則,系貢統(tǒng)容量可以有北適當?shù)娜哂?,宗以適應(yīng)日后的掛擴展。且應(yīng)保榨證與其它系統(tǒng)歐的兼容性,可城方便實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)桂的信息共享。懶(6延)錫、仿真模捧塊尿—駐—擊系統(tǒng)具有自學(xué)文習(xí)功能,可進踩行人員培訓(xùn)、溜資料管理等。橋2席.航4冤各系統(tǒng)設(shè)計界妹面不夠周到、邪清晰。類樓宇自控賺系統(tǒng)作為大樓貸內(nèi)的一個重要替組成系統(tǒng),其責實現(xiàn)自身的功并能設(shè)計已經(jīng)比理較成熟和完善奸,但在系統(tǒng)實撿施過程中,經(jīng)蔽常由于系統(tǒng)界貌面的問題而導(dǎo)術(shù)致系統(tǒng)的最終凈功能不夠完善野,丟項、甩項緣等事情經(jīng)常發(fā)稈生。局由于設(shè)計晌界面的問題牽未扯的面比較多碌,涉及到工程財實施中的暖通勸空調(diào)、給排水飛、變配電等多在個專業(yè)。因此憶,在工程的前撐期將設(shè)計界面溜的問題進行明株確,非常必要低。幣從另一個餐角度講,將設(shè)焰計界面的問題送進行明確,可尿以使業(yè)主在工膠程的前期或在絮設(shè)備定貨之前香,就明確提出葵界面接口要求策,從而可以實吵現(xiàn)樓宇自控系磁統(tǒng)的完整性。對◎凱明確各方的責對任及工作內(nèi)容禍,避免出現(xiàn)問碰題時,互相扯蝦皮。兄◎似確保實現(xiàn)系統(tǒng)稱設(shè)計的全部功巴能,避免資金朗的浪費。港(1麗)炸、與調(diào)節(jié)/控黃制的風(fēng)閥及水欲閥的設(shè)計界面慣一般系統(tǒng)遙中風(fēng)閥與水閥趟的規(guī)格及控制身模式,由設(shè)備余工程師根據(jù)工挨況條件計算確塞定。因此,風(fēng)膜閥與水閥調(diào)節(jié)宿/控制設(shè)計應(yīng)竟與設(shè)備工程師芽配合,了解風(fēng)良閥與水閥的電濤動操作機構(gòu),免配置相適應(yīng)控濟制器。實際工侍程設(shè)計中,設(shè)練備招標前風(fēng)閥這與水閥的電動島操作機構(gòu)往往紐難以準確確定樓,纖DD嚇C閱輸出類型。浸還存在另遺一種情況,調(diào)造節(jié)閥由控制工膝程師選配,這們時需設(shè)備工程失師提出控制工伙況要求,控制謀工程師應(yīng)根據(jù)職管徑計算選擇突調(diào)節(jié)閥規(guī)格及券控制模式。樣風(fēng)閥的控紅制應(yīng)根據(jù)工況猛要求選擇電動記操作機構(gòu)或配頌電子定位裝置舍。屢(2普)淘、與配電控制勢箱的設(shè)計界面察◎域配電控制箱內(nèi)偵設(shè)本地與遠程負轉(zhuǎn)換開關(guān)和控奧制用隔離中間地繼電國器鹽(竿無源或有長源雞AC220指V間,見下坐圖首)根,本地手動控煮制,遠程研靠蕩BA秀S爽的栽DD薯C醋向配電控制裝廚置發(fā)出遙控啟景/停信號,并直接收風(fēng)機運行參狀態(tài)、過負荷股及本地/遠程搭控制轉(zhuǎn)換開關(guān)門狀態(tài)信號。神◎?qū)O本保地脆DD憂C耽的電秧源凝(AC22形0V布)集由配電控制箱腸提供,上器圖濃DD貧C研有源控制和無認源控制兩種方孔式,筆者認為傾優(yōu)選有源控制靠,因有時配電烘控制回路并未多設(shè)控制隔離變擴壓器,這樣無囑源控制觸點有蘇可能直接接唐人么AC220附V宏回路,造成與焰其他控制線路抱不能共管敷設(shè)遲;另一方面,葬自控系統(tǒng)的控肥制電源宜由自疊己提供,避免辦造成扯皮現(xiàn)象她。玻以上這些需要歡在采購配電控沙制箱之前提出蹲來,便于廠家布加工。秩(3佛)育、與制冷機組初、電梯等自帶畢控制裝置的設(shè)鐮計界面小一種是將哲監(jiān)控信號采用呈干接點的方式園接豎人俯BA蒜S苗的熟DD哲C胸;一種是采用膜通信接口點對要點或總線的方恩式接叔入貫BA菊S紐。干接點的方徒式實現(xiàn)起來比嗚較簡單,也比哪較可靠,不足食之處是采集的怪信息量比較少季;采用通信接難口的方式可以蓋克服干接點的愁不足,但實現(xiàn)臭起來比較難,彈受通信協(xié)議是走否標準、廠家創(chuàng)是否開放編碼櫻表等因素的制杜約。震(4帽)鉤、與變配電、家照明等系統(tǒng)的壯設(shè)計界面系統(tǒng)親中的遙控單元嬸、智能化儀表混或開關(guān)、照明冤控制單元、電釋參數(shù)變送器等盲自動化器件,短應(yīng)配合強電設(shè)每計選配,預(yù)置褲在配電柜或照纖明箱中。容2勿.禁5某缺乏合理的網(wǎng)堵絡(luò)架構(gòu)規(guī)劃設(shè)篩計。秧在樓宇自證控系統(tǒng)未招標須選定設(shè)備前,釣設(shè)計院往往對泡樓宇控制網(wǎng)絡(luò)冷架構(gòu)規(guī)劃設(shè)計俘不是很明確竄,樸DD細C岔的布置比較隨身意,只注重控堪制原理及點表孟,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)形吩式、執(zhí)行標準慮、設(shè)備配置標者準選用等方面陳的設(shè)計相對來朱講比較薄弱。顫現(xiàn)在提概起句“信Bus遙(判總逗線厚)恭”步、降“翅Networ切k勺(錘網(wǎng)衛(wèi)絡(luò)娛)證”濕可謂名目繁多很,令人眼花燎尾亂。胡但勺“扎Field幣Bus鬼(貨現(xiàn)場總炸線功)競”曉因其對工控宮機乒(在包站括筍DC鳴S詠、口PL缸C用、工泄業(yè)揀P擾C欣、數(shù)控蔥等貢)嚇、自動化儀表啟和過程控制自線動化產(chǎn)生的巨齡大影響,已成嚴為世人囑遷目現(xiàn)“滲熱席點螞”棟。早已有人把獻現(xiàn)場總線描述煎成攪“堆2霧1慈世紀的過程控荒制總黑線牧”吵,竹“多自動控制領(lǐng)域按開創(chuàng)了一個新冠的時代一一現(xiàn)閥場總線控制系贏統(tǒng)御(FC公S付,拜Fieldb罵usCon塞trolS郊ystem

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