如今,中國各地的大廈管理部門為了使其客戶擁有更舒適的環境而正在尋找創建完美室內環境的方法,他們越來越注重于通過優化控制提高管理水平和環境質量的可調性。那么,寫字樓如何設計樓宇自控系統呢?
某大廈樓宇自控系統是一套將冷熱源、空調、通風、給排水、變配電、照明、電梯等設備或系統以集中監視、控制和管理為目的而構成的綜合系統,以安全、可靠、節能、節省人力和綜合管理為目的。為了建成一個優良的建筑設備監控系統,在系統的設計上著重考慮了三個方面的要素。其一是確定服務于設備或各個子系統的控制器I/O點數及點的類型,同時確認I/O點數的接口技術處理;其二是現場儀器、儀表、傳感器、變送器和執行器等元件的正確選擇與配置;其三是中央操作站和通訊網絡的配置。
KITOZER樓宇自控系統是新一代樓宇自控/系統集成平臺,完整的系統由INSIGHT監控軟件、DDC控制器、傳感器、閥門及執行機構四大部分組成。根據某大廈機電設備和弱電系統設計方案的具體情況,著重對如下幾個問題做了細化處理:
1、根據某大廈弱電系統的總體要求,選用了KITOZER監控軟件,該系統采用了Client/Server系統結構,并且支持WindowsNT/Windows2000/WindowsXP操作系統,支持OPC等多種協議和開放接口,并且提供了豐富的功能選項,是一套運用成熟的系統;
2、按受控設備的要求選用不同處理能力的DDC控制器,控制器的搭配對于系統的合理配置有著重要的作用,各自控廠商的控制器都有多種不同點數的產品可供選擇,合理的選擇控制器對于優化網絡拓撲和控制系統造價有著不可忽視的作用。其基本原則是控制器盡量靠近控制對象,空間距離較遠的設備不宜合用同一個DDC控制器;
3、為了保證系統穩定可靠,樓宇自控系統的控制器、傳感器、執行器電源均獨立與控設備集中供電。
總體上來講,樓宇自控系統應該向用戶提供如下功能:
(1)通過配置系統的硬件和軟件,實現測量各類工藝、設備狀態的參數,設置并控制設備啟停、提供設備運行報告等功能;
(2)監視并顯示系統監控設備的工作狀態,故障時自動報警;
(3)現場自動控制組織的安全調整功能;
(4)根據系統記錄,管理分析當前和過去運行過程;
(5)提供計算和預測工具,用于優化操作參數并組合,實現設備優化使用;
(6)實現樓宇自控系統與其他系統數據交換;
為此,我們對每一個子系統都進行了相應的需求分析,最終確定了某大廈項目中納入樓宇自動化系統監控對象的具體內容和目標。
1、冷凍站系統的監控
監控設備包括:冷水機組、冷卻水循環泵、冷凍水循環泵、冷卻塔、自動補水泵、電動蝶閥等。如下圖:
(1)根據事先排定的工作及節假日時間表,定時啟停冷水機組及相關設備。完成冷卻水循環泵、冷卻水塔風機、冷凍水循環泵、電動蝶閥、冷水機組的順序連鎖啟動及冷水機組、電動蝶閥、冷水循環泵、冷卻水循環泵、冷卻塔風機的順序連鎖停機。
啟動順序為:對應冷卻水、冷凍水管路上的閥門立即開啟;冷卻塔風機、冷卻水泵、冷凍水泵的啟動延遲2~3min啟動;制冷主機延遲3~4min執行。
停止順序為:立即切斷主機電源;冷卻塔風機、冷卻水泵、冷凍水泵的啟動延遲2-3min關閉;對應冷卻水、冷凍水管路上的閥門立即關閉。
(2)測量冷卻水供回水溫度,以冷卻水供水溫度及冷水機的開啟臺數來控制冷卻塔風機的啟停的數量。維持冷卻水供水溫度,使冷凍機能在更高效率下運行。
(3)監測冷水總供回水溫度及回水流量,由冷水總供水流量和供回水溫差,計算實際負荷,自動啟停冷水機、冷凍水循環泵、冷卻水循環泵及相對應的電動蝶閥;
(4)根據膨脹水箱的液位,自動啟停自動補水泵;
(5)監測冷水總供回水壓力差,調節旁通閥門開度,保證末端水流控制能在壓差穩定情況下正常運行。在冷水機系統停止時,旁通閥自動全關;
(6)監測各水泵、冷水機、冷卻塔風機的運行狀態、手/自動狀態、故障報警,并記錄運行時間;
(7)水泵保護控制:在每臺水泵的出水端管道上安裝水流開關,水泵啟動后,水流開關檢測水流狀態,如故障則自動停機;水泵運行時如發生故障,備用泵自動投入運行;
(8)中央站彩色動態圖形顯示、記錄各種參數、狀態、報警,記錄累計運行時間及其他的歷史數據等。
2、換熱站系統的監控
監控設備包括:熱交換器、冷凝泵等。
(1)監測各熱交換器二次水出水溫度,依據出水溫度按PID調節一次熱水(或蒸汽)調節閥,保證出水溫度穩定在設定值范圍內,溫度超限時報警;
(2)測熱水循環泵的運行狀態和故障信號,故障時報警,并累計運行時間;
(3)中央站彩色動態圖形顯示、打印、記錄各種參數、狀態、報警,記錄累計運行時間及其他歷史數據等。
3、新風/空調機組的監控
監控設備包括:新風/空調機組。
(1)時間程序自動啟/停送風機,具有任意周期的實時時間控制功能;
(2)監測送風機的運行狀態、手/自動狀態、故障報警、累計運行時間;
(3)防凍保護:在冬季,當溫度過低時,開啟熱水閥,關新風門、停風機、報警提示;
(4)由風壓差開關測量空氣過濾器兩側壓差,超過設定值時報警;
(5)風機、風門、冷水閥狀態連鎖程序;
①啟動順序:開冷水閥、開風閥、啟風機、調冷水閥;
②停機順序:停風機、關風閥、關水閥;
(6)對于新風機組,測量新風溫度和送風溫度,并根據送風溫度PID調節二通水閥的開度,維持送風溫度為設定值;對于空調機組,測量新風溫度和回風溫度,并根據回風溫度PID調節二通水閥的開度,維持回風溫度為設定值;
(7)中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數、狀態、報警,記錄累計運行時間及其歷史數據等;
4、給排水系統的監控
監控設備包括:給排水泵、生活水池、污水池、集水坑。
(1)監測生活水泵、污水泵的運行狀態,手/自動狀態和故障信號,故障時報警,并累計運行時間;
(2)實現就地控制和遠程控制的轉換;
(3)監測生活水池液位,對超限水位報警,防止溢流,對超低液位也進行報警;
(4)根據生活水箱液位,啟停生活水泵,并進行超限報警;
(5)根據污水池、集水坑液位,啟停污水泵,并對超高液位進行超限報警;
(6)中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數、狀態、報警,記錄累計運行時間及其歷史數據等。
5、給排風系統的監控
監控設備包括:送/排風機。
(1)監測各風機的運行狀態、手/自動狀態;
(2)在自動狀態下按時間程序自動啟/停風機;
(3)監測送/排風機的故障信號,故障時報警,并累計運行時間;
(4)中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數、狀態、報警,記錄累計運行時間及其歷史數據等。