上海伊頓亞太區總部的樓控應用探析

文｜浙江中控研究院有限公司 孫 全 姚 健

1 背景介紹

隨著中國經濟實力與高新技術的騰飛，普通建筑已遠不能滿足降低能源損耗與浪費的要求，使用樓宇自控系統實現節能已是近幾年政府推廣“綠色建筑”、“節能減排”、“低碳生活”必不可少的有效手段之一，智能建筑這一新產業已經得到了國家的大力支持。通過加強建設管理和優化設備控制的措施，達到節能、減排、降碳的目的，營造安全、高效、舒適、便利、靈活、綠色的環境已經是當前建筑時尚和節能的體現，更不必說國家對節能減排杰出的團體及個人都會授予高額的獎勵與經濟補助了。

上海是個國際化的大都市，其瞬息萬變的時尚潮流、高科技產業結構、政府強力的政策吸引著來自世界各地的投資商，位列世界500強企業之一的伊頓公司的亞太區總部就坐落在這里。公司總部為了營造一種舒適、高效、安全、綠色節能的智能化辦公環境，采用了目前較先進的樓宇控制系統節能技術，并選用了浙江中控電子技術有限公司自主研發、生產的OptiSYS PCS-300樓宇自控系統系列產品。

2 建設目標

項目建設目標如下：

依托目前智能建筑行業的科技成果，結合伊頓亞太區總部的控制要求，通過采用現代智能化管理技術，即互聯網絡技術、自動化控制技術，以及數字化技術，經過精密考慮、優化組合，滿足辦公數字化技術應用的要求；

在結構合理、使用高效、投入成本低的原則下，建設一個多功能、現代化、低維護管理的樓宇自控系統；

保證室內辦公環境舒適、節能，采用先進的控制策略，按需求定時控制設備的運行；

按建筑物內空氣流動性的要求對樓內的送排風設備進行定時的開啟，保證室內環境的舒適；

為靈活實現對每臺室內空調機的單獨控制，提高效率，降低能耗，通過LON通信網關對VRV變冷媒流量空調系統進行集成統一管理。

3 系統特點

（1）系統網絡結構

OptiSYS系統采用了單層網絡結構和先進的現場總線控制技術，使得OptiSYS集散系統無論在可靠性還是技術先進性上都擁有世界領先的水平。中央控制室單獨設立中央工作站，通過訪問現場控制器采集現場設備的數據，分析后反饋給現場控制器，通過控制器執行相應的動作，實現管理、控制一體化。

（2）系統硬件配置

整棟大廈的樓宇自控系統共配置10臺PCS-300系列DDC控制柜，通過以太網交換機組成控制主網絡，再分別通過CAN總線另行擴展6臺DDC柜，以滿足空調系統設備、通風排風設備、VRV空調機組等的監控、管理要求。

（3）系統軟件配置

系統運行于Windows XP/2003中文平臺，擁有靈活的動態圖形操作界面，以及軟功能鍵、下拉式菜單，可用鼠標完成大部分功能。

（4）設備功能

系統由PC主機、彩色屏幕顯示器及打印機組成，可直接與以太網相連，通過密碼訪問樓宇自動化管理軟件，對全動態窗口進行監測；能完成直觀的圖文操作、對歷史數據的保存和打印、故障診斷和報警，方便管理和系統備份。

4 系統功能和實現方式

（1） 空調系統

空調系統的功能如下：

對每臺新風機組進行優化控制，通過軟件進行時間的累計、生成溫度曲線。

新風機組設置手動／自動控制模式，每臺新風機組都配有就地選擇開關以供選擇手動／樓宇自動化控制。在樓宇自動控制模式下，樓宇自控系統將按時間表來控制新風機組，執行相關的控制程序和連鎖。在手動模式下，樓宇系統控制功能失效，但監視功能和新風機末端風量調節仍然保持。

新風機組末端都配有電動風閥和電動執行器，以達到控制風量的目的。

控制過程如下：

① 安裝在新風門和末端送風門處的電動新風閥門接受就地安裝的DDC控制器的指令。當DDC控制器接收到的室內CO2濃度或者室內壓力值與設定值有偏差時，現場DDC控制器內置的控制算式，如比例控制P、比例加積分控制PI、比例積分微分控制PID和優化PID即發出控制信號到電動調節風閥，調節末端送風閥的開度，從而構成閉環控制，保持室內CO2濃度和室內壓力在要求的控制范圍內，達到空氣清新的環境要求。當新風機組停止運行時，自動關閉新風閥。

② 電動新風閥門與送風機連鎖控制，送風機工作時，閥門保持打開狀態；送風機組停止工作時，閥門保持關閉狀態。

③ 在新風過濾段上設置壓差開關，監測過濾器上的積塵所造成的氣阻，在積塵過多時進行報警，提示清潔過濾器。

④ 每臺新風機實時監測送風的溫度情況，DDC通過設定溫度與送風溫度的比對，調整表冷器電動二通閥執行器，嚴格控制表冷器內的冷凍水流量，始終將送風溫度控制在設定溫度范圍內，以確保室內環境的舒適性。

（2） 送排風系統

送排風系統的功能如下：

對每臺送排風機進行時間控制，通過軟件進行時間的累計。

送排風機設置手動／自動控制模式，每臺送排風機都配有就地選擇開關以供選擇手動／樓宇自動化控制。在樓宇自動控制模式下，樓宇自控系統將按時間表來控制送排風機，執行設備的啟動和停止。在手動模式下，樓宇系統控制功能失效，但監視功能仍然保持。

對排煙風機的運行狀態和故障報警進行監測，并對故障進行提醒。

（3） VRV空調機組通信

VRV空調機組采用的DAKIN空調，每臺VRV空調機都有一個控制面板，每64個控制面板以通信總線的形式，手拉手地連接到DAKIN的網關上。本工程VRV空調機組共使用了7個網關，各個網關也采用手拉手的通信總線的形式連接到電腦主機上，然后電腦主機通過接口軟件對DAKIN網關上的數據一一讀取，樓宇自控系統通過該電腦主機的OPC通信接口讀取數據。系統對大樓VRV空調的運行、故障狀態、控制模式、房間溫度進行監測，遠程對空調溫度進行設定，對機組啟停加以控制，對故障報警信息做出提醒。

（4）溫濕度LED顯示

各個公共區域的溫濕度信號和室外的溫濕度信號，由相應的DDC采集，然后通過MODBUS TCP網關傳送到電腦上，電腦主機通過通信接口，在LED屏上發布各溫濕度信息。

（5）BAS和電氣設備的I/O信號接口要求

按系統設計方案，BAS對大樓內的機電設備進行監視、控制和管理，所以BAS和大樓內的這些機電設備間要建立一定的I/O信號連接，這種信號連接對于電氣設備有一定的技術要求。

對風機等電氣設備的電器控制盤（柜）的技術要求有：

◆ BAS的輸入信號：設備運行狀態、過載報警、手動/自控狀態；

◆ BAS的輸出信號：設備啟停控制。

對照明燈光的電器控制箱（盤）的技術要求有：

◆ BAS的輸入信號：設備狀態、手動/自控狀態；

◆ BAS的輸出信號：開關控制。

BAS對電氣設備I/O信號的特別要求有：

◆ BAS和電氣設備之間傳送信號的接點都是獨立的，不帶電的，即“干接點”；

◆ 從電氣控制箱通往BAS的狀態接點的電阻小于1Ω；

◆ 從BAS的DDC控制盤通往電氣控制箱的開關控制接點的額定容量為230V或24V，2A；如啟動觸點功率過大，則采用隔離繼電器進行隔離啟動。

（6）BA系統電源和接地

BA系統電源單獨設置，由機房內的UPS統一供電，不與動力、照明等合用。BA系統電源箱設置在中央控制室內，各現場控制器的電源均由BA系統電源箱集中供應。樓宇自控系統接地采用綜合接地方式，接地電阻小于1Ω。

5 結束語

伊頓亞太區總部樓宇自控系統在充分考慮現有設備和環境結構的同時，在優化控制系統下實現了樓內設備的自動化控制，降低了成本，節約了能源，為伊頓亞太區總部大樓創建了一個安全、舒適、便捷的辦公環境。