樓宇自動化系統在排水系統中的應用

摘要：簡要介紹樓宇自動化系統，著重講述樓宇自動化系統在排水系統中的應用，它是如何實現自動化處理過程，從而體現樓宇自動化系統的優越性。

關鍵詞：樓宇自動化系統DDC排水系統

0引言

智能建筑的概念，在20世紀末誕生于美國。第一幢智能大廈于1984年在美國康涅狄州哈特福德(Hartford)市建成。這座大廈不僅提供舒適、安全、方便的辦公環境，而且還具有極高的靈活性和經濟性。它的特點很快引起各國的重視，智能建筑由此興起。我國于90年代才起步，但迅猛發展勢頭令世人矚目。

1樓宇自動化系統簡介

樓宇自動化系統也叫建筑設備自動化系統(BuiIding Automa-tion System簡稱BAS)，是智能建筑的主要系統，也是智能建筑的重要標志。樓宇自動化系統是利用計算機及其網絡技術、自動控制技術和通信技術構建的高度自動化的綜合管理和控制系統，將大樓內部各種設備連接到一個控制網絡上，通過網絡對其進行綜合控制，這些設備包括空調，照明設備、電梯等。它確保建筑物內的舒適和安全的辦公環境，同時實現節能的要求。

樓宇自動化系統通常包括暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯等子系統。

2樓宇自動化系統的優越性

2.1高度集成化將建筑設備、子系統、功能、信息通過計算機網絡集成為一個相互關聯的統一協調的系統，實現信息、資源、任務的重組和共享。

2.2節省設備運行維護和人工費用采用樓宇自動化系統的智能化管理功能，可降低機電設備的維護成本，同時由于系統的高度集成，系統的操作和管理也高度集中，人員安排更合理，使得人工成本降到最低。

2.3安全、舒適和便捷的環境樓宇自動化系統有強大的自動監測與控制系統，具備對災害和突發事件的快速反應能力。這樣大大提高建筑物使用人員的工作效率與生活得舒適感，安全感和便利感，使建造者與使用者都獲得很高的經濟效益。

3樓宇自動化系統在排水系統中的應用

一般大樓的排水系統。傳統的做法是納入強電專業統一控制，由污水池中的液位計根據水位情況發出信號，由相關配電盤對污水泵進行啟停控制。樓宇自動化系統應用于污水監控系統后，可以對建筑內污水泵的運行狀態和參數進行實時監視，對于水泵等機電驅動設備，監控系統可以通過監測斷路器和熱繼電器的輔助觸點來判斷電機是否發生短路和過載故障，同樣監控系統還可以通過液位傳感器對污水池液位監測來判斷排水監控設備運行正常與否。當這些機電設備發生故障時，監控系統可以及時報告故障發生的部位，原因及類型，排除故障后，恢復設備正常運行。

3.1排水系統的設備本文以污水泵2臺(一用一備)、污水池1個為基本單元進行論述。

3.2排水系統具有下列基本功能①監測污水泵的運行狀態，手／自動狀態和故障信號，故障時報警；②實現就地控制和遠程控制：③污水泵啟停控制i④根據污水池液位，啟停污水泵，并對超限水位進行報警，防止溢流；⑤與其它系統通信；⑥監控界面彩色圖形顯示，記錄各種參數、狀態、報警，及其歷史數據等。

3.3排水系統的軟件部分和硬件部分本系統采用集散控制系統，通過通信網絡轉送各種信息協調地工作，各個分散的DDC(直接數字控制器)在統一集中操作管理和協調下各自分散工作，對被控設備的實時監測、保護與控制任務，以完成控制系統的總體功能和優化處理。樓宇控制室計算機監控軟件具有很強的數字通信，裝有豐富監控軟件功能的管理計算機，完成集中操作，顯示報警，優化控制功能，避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難與無法統一管理的缺點，充分體現了集中操作管理、分散控制的思想，實現了實用而便捷的人機會話系統。

樓宇控制室內計算機的監控軟件軟件對現場被控設備進行運程協調控制，經網絡傳送到DDC(直接數字控制器)，由DDC負責執行各種操作命令，并采集命令執行期間的操作信息返回給監控軟件。它們之間的數據傳遞由通信網絡完成。

3.3.1監控軟件監控軟件操作界面它能顯示手自動開關狀態、啟停狀態、啟停控制、污水泵是否處在故障停泵狀態，以及污水池高液位報警等。

監控軟件提供了用戶對樓宇自動化系統的三大功能：①監視能力：用戶可能通過圖形界面，對污水泵的運行狀態、控制手，自動開關狀態進行實時和歷史的監視。②控制功能：用戶可通過監控頁面控制命令、程序控制等應用程序控制污水泵的啟停。③管理功能：用戶帳戶管理、系統設備管理、程序上下載管理，還能通過系統活動記錄、報表等應用程序了解排水監控系統自身的狀態。④報警功能：有故障時，監控界面自動彈出報警條，顯示故障報警時間、故障所處的位置等。

3.3.2 DDC控制器DDC控制器是用于監視和控制有關現場機電設備的控制器，它是一個完整的控制器，它包含軟硬件，能完成獨立運行，不受到網絡或其他控制器故障的影響。DDC具有可靠性高、控制能力強、可編寫程序等優點，智能大樓中各類設備均已普遍使用。

DDC控制器的輸入輸出信號，根據物理性質通常分為四類：模擬輸入量(A1)、模擬輸出量(AO)、數字輸入量(DI)、數字輸出量(DO)

①排水系統的DDC接線圖如下，

②圖中各DDC控制器的作用DDCI控制器是以微處理器為基礎，由安裝在一起的端子部分和電子部分組成，通過I／O模塊與多種前端傳感器和被控裝置連接，該控制器本身無任何輸入與輸出點，需和I／O模塊配合使用，通常可作為10個I／O模塊的控制器。多個控制器可組成一個本地局域網及相互交換數據，它可直接連接到監控軟件。

DDC2為數字輸入模塊，它作為DDCI控制器的擴充模塊，通過網絡與DDCI控制器連接，具有10路數字輸入。

DDC3為數字輸入，輸出模塊，它也作為DDCI控制器的擴充模塊，通過網絡與DDC1控制器連接，具有4組數字輸入和5路數字輸出。

③排水系統的監測點、傳感器監測點污水泵的運行狀態為DI，污水泵動力柜主繼電器輔助觸點通過DDC箱輸出泵的運行狀態信號。

監測點污水泵的故障狀態為DI，污水泵動力柜主電路熱繼電器輔助觸點輸出泵的故障狀態信號，當泵運行過熱時，熱繼電器動作，常開觸點閉合，泵故障信號傳送到監控軟件。

監測點污水泵手、自動為DI，污水泵動力柜繼電器輔助觸點輸出手自動狀態，通過DDC箱送入監控軟件。

監測點污水泵運行控制為DO，當系統處在自動狀態時，由樓宇系統發出啟停泵信號，通過遠程控制按鈕達到啟停泵要求。

污水池水位監測點為Dl，水位開關，有高位、超高位、低位報警三個液位開關，傳感器采用浮球開關作為開關量的傳感器，對液位上限或下限進行監測，若需要對液位實時連續監測可改成壓力液位傳感器。

這些輸入輸出狀態都是通過DDC控制器傳送給計算機，用戶通過監控軟件監控軟件進行監控，實現人機對話。

3.3.3污水泵一用一備控制原理圖

3.3.4污水泵的控制工作原理污水泵控制有三種情況，即轉換開關SAC打到左邊自動(1#泵用2#泵備)，轉換開關SAC打到右邊自動(2#泵用1#泵備)，轉換開關SAC打到中間為手動。

轉換開關SAC打到中間為手動。轉換開關5、6接通和7、8接通，實現1#、2#污水泵手動控制。同時繼電器6KA得電，6KA的常開觸點閉合，傳送手動狀態信號到DDC箱再由DDC箱傳送到監控軟件。轉換開關SAC打到左邊或右邊，實現泵一用一備的自動控制。同時繼電器6KA都不得電，6KA的常開觸點沒閉合，傳送自動狀態信號到DDC箱再由DDC箱傳送到監控軟件。這樣通過繼電器6KA的常開觸點作為開關量傳送手自動狀態信號。

轉換開關SAC打到左邊時，轉換開關11、12接通和9、10接通，實現1#泵用2#泵備的自動控制。控制工作原理是當高液位時，液位計常開觸點吸合，中間繼電器3KA線圈得電，3KA常開觸點閉合，使1KM線圈得電，1#污水泵投入工作，進行排水。同時1KA線圈得電，1KA常開觸點閉合，1#污水泵的啟動信號通過DDC箱傳送到監控軟件：當水位達到低水位時，液位計常閉觸點斷開，使3KA線圈失電，3KA常開觸點斷開，1KM線圈失電，1#泵停止工作，同樣污水泵的停止信號通過1KA常開觸點斷開傳到DDC，再由DDC送入監控軟件，工作人員不用到現場就能通過監控界面看到污水泵的運行狀態。另外如果1 KM線圈沒吸合，1#污水泵不能正常工作，熱繼電器1KH線圈失電，1KH的常開觸點斷開，DDC收到由1KH常開觸點傳送1#污水泵的故障信號，再送入監控軟件，監控界面自動彈出報警條，提醒工作人員及時處理。同時1 KM常開觸點閉合使2KT線圈得電，延時一段時間后，2KT常開觸點吸合，使2#泵的2KM線圈得電，2#泵啟動，并使2KA線圈得電通過2KA常開觸點傳送2#泵的啟動信號達到監控軟件，這樣完成污水泵～用一備及信號傳送的功能。污水泵一用一備的詳細控制過程見圖3。

4結束語

總之，樓宇自動化系統的排水監控系統通過集散控制和優化管理，可以有效地節約能耗，提高設備工作效率，減輕人員勞動強度，還可以對大樓內的機電設備進行有效和精確的自動控制，能夠使這些機電設備運行在更合理的狀況下，保障設備穩定運行，更有效地發揮它們的作用。在發生故障時，該系統可以及時報告故障發生的部位，原因及類型，排除故障，恢復設備正常運行，避免故障的進～步擴大，保障設備與人身的安全，提高大樓整體安全水平，從而保護了設備的投資。另一方面，由自動化程度的提高，可以節省運行管理人員，全面提高設備管理水平。