现代化大厦的楼宇自动控制

摘要：楼宇自动控制系统（BAS Building Automation System），简称为楼控系统，又称为建筑设备自动化系统，是建筑智能的重要组成部分，将对整座建筑的空调系统、新风机组、制冷机组、冷却塔、风机盘管、水箱水位、照明回路等系统进行信号采集和控制，实现大厦设备管理自动化，起到集中管理、分散控制、节约能耗的作用。

关键词：楼宇自动控制

Abstract: Building Automation Systems (BAS Building Automation System), referred to as floor control system, also known as the building automation system is an important part of intelligent building, will the entire building’s air conditioning system, new air handling units, refrigeration units,cooling towers, fan coil, water tank level, lighting circuits for signal acquisition and control to achieve the automation of building equipment management play a centralized management, decentralized control, and conservation of the role of energy consumption.

Keywords: building automation and control

1、工程概况某大厦总建筑面积53000m²，总投资为6.2亿元，楼宇自动控制投资为312万元。大厦地上19层，地下2层。其中，地下两层为停车场，地上1-9层为房地产交易市场，10-19层为高级写字间。是一座对办公环境要求较高的现代化建筑。

2、需要控制的机电设备统计

（1）空调机组，共23台，分布于1-10层、17层、18层和地下1层。采用组合式空调机，室内回风与新风混合，经过滤器过滤，加热（或冷却）、加湿后送入室内；

（2）新风机组，共22台，分布于9~19层，将新风经过滤器过滤，加热（或冷却）、加湿后送人室内；

（3）送风机组，共8台，分布于地下1层和地下2层，夏天送自然风，冬天送热风，将新风经过滤器，加热（仅限于冬天）后送人室内

（4）冷冻／冷却水系统：冷冻站系统共有4台冷水机组、4台冷却泵、4台冷冻泵、1个分水器、1个集水器位于地下2层，还有4台冷却水塔（每台有三个风机）位于楼顶屋面；

（5）换热站：在地下2层，有2台平板式换热器，两台空调热水循环泵；

（6）给排水：有一个生活水池、6台生活水泵位于地下2层，11个积水坑

（每个积水坑有两个污水泵，一用一备），分布于地下1层和地下2层；

（7）热风幕：共36台热风幕，分布于地下1层、地上1层和3层；

（8）照明：照明分为楼内照明和泛光照明，楼内照明控制84个回路，泛光照明控制20回路；

（9）变配电：变电所在地下1层，共有4台变压器。需要监测每台参数；

（10）风机盘管：共有362个风机盘管，分布于9~19层；（11）排风机：共有16台排风机，分布于地下1层和地下2层。

3、楼宇自控工程实施我们选择西门子的顶峰产品来完成沈阳房地产交易中心的楼宇控制工作，购置了2台MBC、28台MEC、22台DPU及若干模块和前端设备。其中MBC和模块分别用于冷站和变电所，每台MEC用来控制两台自主机组。DPU用来控制排污泵、照明回路、排风机等。前端设备分别用于空调机、新风机、冷／热站、积水坑等处，为了便于对各种设备的集中管理，我们在楼宇控制中心安装了1台康柏电脑、1台LQl600KⅢ打印机。

按有关标准和规定完成布线和设备安装I作以后，就可以实施对各种设备的监控了。下面分别说明各种设备的监控情况。

3.1 空调机组当空调机组工作时，控制程序将利用风道温度和湿度传感器cPM65采集的回风温度和湿度与设定的温度和湿度进行比较，利用先进的比例积分微分（PID）算法闭环调节盘管供水阀门的开度（按冬季模式和夏季模式分别调节）和加湿器。由于算法先进，可使振荡最小，并保持精密的控制，始终使室内的温度和湿度接近于设定值。因为室外新风温度在大多数情况下都与设定值相差较多，无论升温还是降温，都要消耗能量：为此，我们根据空气质量检测的结果，由程序自行调节新风阀的开度，既可保证室内空气质量，又可避免能量的浪费。

3.2新风机组因为新风机组和送风机组无回风，所以风道温度和湿度传感器GFM65安装在送风管道上。对新风机组和送风机组来说，只要机组工作，新风阀就得全开，不需要调节，所以选用开关式风阀驱动器。因为进来的都是新风，所以不用监测空气质量。其它情况与空调机组相同。

3.3 送风机组送风机组工作情况与新风机组大体相同。区别只有两点：其一，送风机是为地下车库送新风的，不需要调节湿度；其二，送风机组在发生火灾事故时必须启动，当消防系统启动送风机时，新风阀必须随之全开。为此，我们使用控制风机启／停的主接触器的辅助触点的开／闭来控制新风阀的开／关。

3.4 冷冻与冷却水系统冷冻／冷却水系统由冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、分水器、集水器和冷冻机组等组成。要监控的数据点数量多、类型复杂。我们利用一台MEC-40、若干模块、若干前端设备加上我们在Insigh基础上开发的软件

完成这些设备的监控工作。具体控制情况如下：冷冻／冷却水系统由软件控制，严格按规定的顺序和时间间隔启／停各种设备，我们的控制顺序如下：开机：开冷却水阀门—开冷却塔风机—开冷却水泵—开冷冻水阀门—开冷冻水循环泵—开冷冻机组。

关机：关冷冻机组—关冷冻水循环泵—关冷冻水阀门—关冷却塔风机—关冷却水泵—关冷却水阀门。

冷冻机组运行时，随时检测冷冻／冷却水的水流状态，一旦有冷冻或冷却水停止流动，立即停止冷冻机组运行，以免结冰，造成冷冻机组损坏的严重后果。我们的程序不但可以控制每台冷冻机组的启／停，而且还可以使整个冷站达到最低能耗，达到最低的主机折旧率。在管道的适当位置设置温度传感器，以测量空调水供／回水温度，根据程序或管理的日程安排自动开关冷冻机组；根据管理的要求自动切换4台机组的运行次序，累计每台机组运行时间，自动选择运行时间最短的机组运行，使每台机组运行时间基本相等，以延长机组使用寿命。自动监测各关键设备的运行状态，故障报警，并按照实际情况自动启动备用设备；根据总管水流量及供／回温度，计算系统总负荷来控制空调机组的运行台数。当负荷大于一台机组的15%，则第二台机组运行。

3.5热换站热换站与冷冻系统共用一个MBC-40.我们在管路的适当位置安装了温度传感器和热水调节阀。监测热换器二次侧的供水温度，程序将此温度和设定值进行比较，采用比例积分微分算法闭环调节换热器一次侧的供水流量。在保证供热要求的情况下，尽可能地节约能量。