淺析樓宇自控系統在智能建筑工程中的應用

摘 要：文章以智能建筑的概念及組成開始，詳細闡述樓宇自控系統的常用設備以及各子系統監測、控制內容，針對實際工程應用中應注意的問題進行具體分析，最后對于系統的穩定及開放性提出改進建議。

關鍵詞：智能建筑；樓宇自控；傳感器；執行器

1 智能建筑

1.1 智能建筑的概念

智能建筑是將4C技術（即Computer計算機技術、Control控制技術、Communication通信技術、CRT圖形顯示技術）綜合應用于建筑物之中，在建筑物內建立一個計算機綜合網絡，使建筑物智能化。通過對建筑物的4個基本要素，即結構、系統、服務和管理，以及它們之間的內在聯系，以最優化的設計， 提供一個投資合理又擁有高效率的幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間。

1.2 智能建筑的組成

智能建筑主要有樓宇自動化控制系統、通信自動化系統和辦公自動化系統三大系統組成。智能建筑往往是從樓宇自動化控制系統開始。

2 樓宇自控

樓宇自動化系統也叫建筑設備自動化系統，包括空調機組控制系統、冷凍站系統、熱交換系統、給排水控制系統、送排風控制系統（不含消防送排風機）、變配電監測系統、公共照明控制系統等子系統。常用設備由傳感器、現場控制器（DDC）以及中央監控站組成。

2.1 常用設備

2.1.1 傳感器。傳感器用來感受被測參數的變化，發出與之相適應的信號，傳輸給現場控制器。一般分為溫度傳感器，濕度傳感器，壓力傳感器，流量傳感器，液位傳感。

2.1.2 執行器。執行器用來接受控制器輸出的控制信號，實現過程參數的自動控制，包括風閥執行器，水閥執行器。

2.1.3 現場控制器（DDC）。現場控制器要求可編程，具備獨立運行或者聯網運行能力，不受到網絡或其它控制器故障的影響。具備通信功能，支持總線式或以太網通訊式。

2.1.4 中央監控站。中央管理工作站系統由PC主機、顯示器及打印機組成，是BAS系統的核心，它直接可以和以太網相連。整個大廈內所受監控的機電設備都在這里進行集中管理和顯示。

2.2 各子系統功能介紹

2.2.1 空調控制系統

對于空調機組系統的監控功能如下：

監測風機手/自動轉換狀態，同時可減少故障報警的誤報率；控制風機的啟停；風機裝有熱繼電器，結合電流測量繼電器通斷狀態并跳閘報警；監測過濾網淤塞報警狀態；監測送風機壓差狀態，可區別機械部分與電氣部分的故障報警；測量新風機水盤管表面溫度，當溫度低于設定值（可調整）時觸發報警并聯動一系列的防凍保護動作；回風溫濕度監測；送風溫濕度監測；通過測定回風溫濕度與設定點間的差值，實時計算并確定送風溫濕度的設定點；通過對安裝于水盤管回水側二通電動調節閥的自動調整，實現對送風溫度設定點（可調整）的控制；通過控制空調機組加濕閥的開度，實時調整機組加濕量，實現對送風濕度設定點（可調整）的控制；通過對測量所得新/回風溫濕度計算確定室內/外空氣焓值；控制新風風閥的開度，與新風風閥聯鎖控制回風風閥的開度，通過以上對風閥開度的控制，在過渡季節盡可能多的利用新風焓值，空調季節在保證滿足空調空間新風量需求的前提下，最大限度的利用室內焓值，以達到充分節能的目的；提供系統的運行報告，生成日、月報表，并打印各參數歷史記錄曲線，定時將統計資料傳至中央數據庫，以便其他職能部門共享。

2.2.2 冷凍站系統。冷凍站自動控制系統由冷凍機組的群控系統獨立控制，具體功能如下：

測量冷凍水總供/回水溫度；測量冷凍水供/回水間的典型壓差；控制冷凍水旁通閥的開度，以維持要求的壓差；測量冷凍水總流量；監測冷凍水、冷卻水的水流狀態；控制冷凍水、冷卻水蝶閥開關；控制冷凍泵、冷卻泵的開關，并監測其狀態與故障報警；控制冷卻塔的開關，并監測其狀態與故障報警；主機和輔機的程序控制和多臺機組的聯動控制。

2.2.3 熱交換系統。對采暖熱水及生活熱水進行監測。

測量采暖熱水供回水溫度；測量采暖熱水供水流量；測量采暖熱水供水壓力；測量兩路生活熱水供水溫度；測量兩路生活熱水供水壓力；測量兩路生活熱水供水流量。

熱水溫度調節：生活熱水泵聯動控制，按用水量大小控制熱水泵投入臺數的增減，水泵故障自動投切備用泵。

2.2.4 給排水監控系統

給排水系統包括：集水坑、污水坑、污水處理系統、變頻給水設備、生活水池、屋頂消防水箱及市政給水流量的監測。

系統按預先編定的程序進行控制，具體的監控功能如下。監測消防水箱及消防水池的溢流水位及超水位報警；監測2路市政給水流量、水壓流量，并打印日、月、年計量記錄和圖表；監測生活水池低水位報警及溢流水位報警；監測生活給水泵的運行狀態；監測給水泵的故障狀態和停止運行的控制，使用成套自動控制箱，具有水位（或壓力）控制定時與切換主備泵運行，故障水泵自動撤出，備泵自動投入，控制箱具有BAS通訊接口。

2.2.5 送、排風機（除消防送、排風機）。對送、排風機組的運行監控監視送、排風的運行狀態，手動/自動控制狀態。控制送、排風機啟停，包括遠程控制和定時自動啟停。

2.2.6 變配電監測系統。系統主要對該系統中的設備運行狀態及運行參數進行監視，具體的監視功能如下：

進戶線三相電流、電壓，功率因數；高壓進線開關狀態；高壓出線開關狀態；變壓器低壓側饋路開關狀態；饋電回路開關狀況，監測，事發跳閘報警；變壓器溫度監測（變壓自帶溫度監測，報警，超高溫跳閘）自帶風機，應設50℃時風機開啟；低壓母聯開關狀態；自備發電機系統停電時自動開啟低壓切換，系統來電時自動解到低壓切換；監測發電機電壓、電流，頻率超值報警，監測發動機油壓、油溫，冷卻水水位，超限報警，直流電壓。

2.2.7 公共照明控制系統。地下停車場以及其他公共區域照明受DDC集中控制，精裝修部分一般由智能照明控制廠家深化設計，自成系統，最終通過網關接入到樓宇自控系統中。

3 解析與建議

3.1 問題與解析

3.1.1 溫、濕度傳感器信號線容易受外界電磁信號干擾，施工過程中對于控制線的選擇，應優先選用屏蔽型信號線。

3.1.2 風閥執行器既可進行開關控制，也可進行開度控制。一般暖通專業不設計電動風閥，故很多時候需要更換或者加長風閥驅動軸。也可后期配置設有萬能夾具的執行器，可直接夾持在風閥的驅動軸上，設有手動復位鈕，在故障時可手動調節。

3.1.3 原有暖通專業設計的冷熱水閥門一般為開關控制，有些水閥需要開度控制，故在設計或者施工過程中，應優先選用樓宇自控專業配套的水閥執行器。

3.1.4 DDC的采集精度要求與傳感器的精度相匹配，程序的編寫、修改既可在中央站上進行，也可通過便攜機進行，每處DDC具有10-15%點數的擴充或余量。

3.2 建議

傳統的樓宇控制系統是封閉式的，通常從一家公司購買并由他們安裝。由于這種系統是主從式的控制結構，安裝和維修成本都較高，且將來的增減、改造和維修都有一定的局限性。任何在子系統層上的集成都需要有昂貴的網關硬件和專業人員專用的編輯程序來完成，而不少的控制系統生產商并不愿意提供真正的開放平臺。建議業主或者工程商呼吁廠家提供真正的開放性產品，以利于樓宇自動化系統集成。

參考文獻

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