淺議樓宇自動控制系統的應用

1．應用樓宇自動控制系統的意義

1.1 有利于樓宇的節能管理

樓宇自動控制系統具備對整個樓宇的設備進行監視和控制的功能，通過智能控制，統籌調配所控制設備的用電，通過監控空調系統的使用，可以實現各類設備用電負荷的最優控制，最大效率的節省電能，避免不需要的浪費。

當前，越來越多的建筑部分或全部使用樓宇自動控制系統，在這些智能建筑中，據不完全統計，大約可以達到節省電能15～20%，要達到這樣的節能效果，僅僅通過人工操作是幾乎無法達到的。

1.2 有利于節約人力成本

對于沒有樓宇自動控制系統的建筑，各類設備的日常管理都需要大量的人員去進行操作和管理，這樣造成建筑需配置大量的管理人員，而樓宇自動控制系統主要由主機及配套末端設備等組成，由主機電腦集中自動智能控制，運行過程中幾乎不需要管理人員，僅需要個別維護人員及時處理設備出現的問題，這樣大量的人力成本將被節約，據不完全統計，對于設計樓宇自動控制系統的建筑，可以節約大致三分之二的日常運行、維護管理人員。

1.3 有利于延長建筑物內設備的使用壽命

建筑物配置了樓宇自動控制系統之后，各類設備的日常運行狀態二十四小時始終處于自控系統的監視和管理之中，建筑物設備運行的狀況將被完整的由樓宇自動控制系統記錄，并定期提醒對設備進行維護、保養以及記錄信息，這樣更加規范及確保維護人員及時對設備進行保養。通過高效、規范的對設備進行維護、保養，提高了設備的運行壽命，相應地必將一定程度降低建筑的運行成本。

1.4 有利于提高建筑日常安全管理的能力

樓宇自動控制系統通過將停車管理、安保監控管理等統籌管理，且與消防系統形成聯動，通過減少各系統的協調管理，提高了樓宇的管理水平，更有利于建筑及建筑物內人員的安全。

2． 建筑樓宇自動控制系統的應用實例

北京林業大學綜合樓工程位于北京市清華東路35號，地上十四層，地下三層，總建筑面積89989.7m2，地下室總面積24662.1m2，地上總面積65327.6m2，鋼筋混凝土框架-剪力墻結構，抗震設防類別：乙類，抗震設防烈度：八度。該工程于2011年1月18日開工，2013年8月30日竣工。該工程使用功能主要是教學、科研、辦公及實驗室等用途。

北京林業大學綜合樓工程的樓宇自動控制系統網絡配置設計的基本原則是：一是中控設備集中監視，二是末端設備分散控制，三是實現信息和資源共享，該工程采用的系統是西門子APOGEE的集散型控制系統。根據綜合樓工程使用功能的特點，該工程選用樓宇自控系統采用以太網標準的BACnet通訊協議。根據該工程需求主要針對建筑的以下幾個設備進行監控：1、冷源系統設備；2、空調機組設備；3、新風機組設備；4、送排風系統設備；5、給排水設備；6、風機盤管設備；7、照明燈具設備，總共1609個控制點，其中DI點889個，AI點187個，DO點340個，AO點193個。

下面對以上部分設備通過樓宇自控系統的應用進行分析介紹。

2.1 冷熱源自控系統

冷熱源自控系統主要由冷卻塔、冷水機組、冷卻水泵、冷凍泵、供熱循環泵等設備組成。該系統根據各設備的自動控制功能要求進行相應的末端監控配置。該系統由一臺模塊化的控制器(西門子PXC Modular)進行監控。

監測的內容主要有以下6個方面：1、監測冷凍水系統供水回水的溫度、供回水壓力及回水流量；2、檢測制冷量和制熱量；3、監測冷卻水、冷凍水的水流狀況；4、監測冷凍冷卻水泵、冷水機組、冷卻塔以及熱水鍋爐的運行情況；5、檢測供熱供回水溫度；6、檢測熱水循環泵運行狀態。

控制的主要內容包括：1、由預先設定的時序，開啟或停止冷熱源系統；2、依據冷凍水供水回水的壓力差，調節電動旁通閥開度，使系統總體的壓力保持平衡；3、故障切換：一臺設備發生故障后，系統將自動切換到另一臺設備并及時投入運行，發生故障的設備及時報警；4、控制熱水循環泵啟停控制。

2.2 空調機組自動控制系統

根據樓宇控制點表，共設置了4臺空調機組，每臺空調機均采用DDC控制器進行控制，且為一對一控制。

監測的主要內容包括：1、回風溫度、濕度的監測；2、室外溫度、濕度的監測；3、對初效過濾網阻塞報警、低溫報警狀態的監測；4、送風壓力的監測；5、空調送風機的運行、故障報警及處于手動或自動等狀態，風機設備的相關氣流狀態以及故障報警的監測。

控制的主要內容包括：1、由預先設定的時序，開啟或停止送風機；2、根據季節變化或室外溫度的變化，調節各類閥門的開啟程度；3、當空調機組停機時，新、排風等閥門聯動處于關閉狀態；4、風機變頻頻率的控制；5、根據回風的不同溫度，相應地聯動調節電動水閥的開啟大小，確保回風的溫度能滿足預先設定值；6、根據回風的不同濕度，相應地聯動調節加濕器的開啟或關閉，確保回風的濕度能滿足預先設定值；7、當冬季處于低溫報警狀態時，控制系統聯動關閉新、排風閥，并同時關閉空調風機，熱水閥則全部打開；8、當建筑物出現消防報警情況時，系統聯動關閉相關區域的空調設備。

2.3 給水排水系統自控系統

監測給水泵、污水泵的手自動狀態，污水池超高液位報警。

主要監控內容：1、監測水池溢流/啟泵/停泵液位；2、監測集水坑溢流液位報警；3、根據控制要求當達到高液位時停止水泵；4、根據控制要求當低于低液位時啟動水泵；5、可計算給水泵累計運行時間；6、給水泵運行狀態。

2.4 風機盤管聯網控制自控系統

整個工程共有風機盤管1085套，除了要對風機盤管進行常規的控制以外，還需要對所有的風機盤管進行聯網控制，集中管理。

就地控制功能：1、房間溫度檢測；2、房間溫度設定；3、房間溫度控制（電動兩通電磁閥控制）；4、風速控制（風機三速控制）；5制冷/制熱轉換；6、遠程監視和控制功能；7、能夠在監視工作站上查看每個房間的溫度和設定溫度，并進行遠程的設定和對風機盤管進行啟停控制; 統一進行時間編程控制,以實現更節能的溫度控制。

采用SIEMENS的RDF301系列控制器實現對風機盤管的三速控制，同時實現對房間溫度的采集、溫度的設定以及制冷/制熱模式的選擇。

各RDF301控制器之間通過KNX總線進行連接，實現控制器與中央管理工作站之間的通訊，系統網絡結構圖如下：

FCU上位機軟件，將會用于集中顯示及控制聯網辦公樓的風機盤管，如果需要臨時加班的話，溫控器自身還具有符合加班應用的功能。

2.5 照明燈具自控系統

本系統的照明主要包括：公共區域的照明。自控系統為照明設備相應設計配置了擴展模塊箱，方便和附近的空調機組及新風機組共同使用一臺控制器，通過擴展模塊的I/O點進行監控。

監控的主要內容包括：1、照明回路狀態；2、控制照明開關；3、亦可按時間程序控制照明回路。

3． 結語

智能建筑是信息技術和建筑技術結合的產物，為人們提供舒適且便捷的工作環境，隨著全球信息化進程的不斷加快和信息產業的迅速發展，智能建筑作為信息社會的重要基礎設施，已受到越來越多的重視。我國智能建筑雖起步晚， 但發展迅猛， 呈現了巨大的市場潛力，如何又好又快的促進建筑智能化的發展，需要我們大家共同努力，實現智能建筑集建筑、通信、辦公自動化、建筑管理自動化四位一體, 構成有機統一的服務體系, 使之具有經濟性、效率性、舒適性、功能性、信賴性和安全性的特征。