酒店工程鍋爐自動化控制系統(tǒng)深化設(shè)計與施工的相關(guān)研究

劉源 武祥磊 呂鶴鵬 郭永帥 蘭文場

摘要：鍋爐自動化控制系統(tǒng)屬于BA系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，是對鍋爐的給水、燃燒等熱工過程變量的自動調(diào)節(jié)。實現(xiàn)鍋爐的自動控制，對安全運行、節(jié)能具有重要的經(jīng)濟意義。酒店擁有一套完善優(yōu)質(zhì)的鍋爐自動化控制系統(tǒng)，不僅能讓客戶有更加舒適高端的體驗，也會簡化酒店管理公司的工作，大大降低管理成本，同時提升整個酒店的品質(zhì)，贏得客戶的認可，最終實現(xiàn)酒店的蓬勃發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動化；深化設(shè)計；酒店工程；鍋爐控制

引言：

隨著中國經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，中國的酒店行業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，為人民的生活帶來了時尚便捷的服務(wù)。隨著中國酒店行業(yè)的逐步飽和，酒店運營想要持續(xù)高速發(fā)展的勢頭，關(guān)鍵就是要讓客戶有更加好的住店體驗，而好的住店體驗就意味著酒店自身相關(guān)的硬件技術(shù)的升級完善。本文就BA系統(tǒng)中鍋爐的控制系統(tǒng)設(shè)計做了深入的專項研究，為酒店的鍋爐建設(shè)提供一定的參考性建議和方案。

一、鍋爐控制系統(tǒng)

（一）概念

鍋爐控制系統(tǒng)是指由鍋爐、水泵、板式換熱器等組成的暖通設(shè)備和由傳感器的數(shù)據(jù)參加及DDC控制器進行精準控制的節(jié)能、高效控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的精準、節(jié)能、高效的控制系統(tǒng)能給酒店提供溫度的熱水，提高酒店的舒適性。

（二）設(shè)計原理

鍋爐的手動控制時是由操作人員手動完成，主要通過操縱電機、閥門來實現(xiàn)[1]，實施自動控制時則由傳感器采集數(shù)據(jù)，接入到DDC控制器分析計算，按照DDC內(nèi)編輯的邏輯程序進行預(yù)設(shè)控制，并對設(shè)備控制、發(fā)出報警、存儲數(shù)據(jù)記錄等一系列的工作。

（三）鍋爐控制系統(tǒng)和鍋爐設(shè)計之間的設(shè)計配合

鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計和鍋爐設(shè)計選型是直接影響鍋爐使用效果的兩個關(guān)鍵因素，控制系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)計選型必須密切配合，只有兩者密切配合才能實現(xiàn)最好的控制效果，兩者配合主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

1、控制系統(tǒng)設(shè)計時必須充分考慮鍋爐的設(shè)計溫度、管路的分布走向、水泵設(shè)備選型和啟動方式等因素，按照鍋爐暖通設(shè)計布置數(shù)據(jù)采集點位；

2、鍋爐設(shè)計選型時也要充分考慮到控制系統(tǒng)設(shè)計所需的接口，鍋爐需提供國際通用標準協(xié)議Modbus RTU的接口，水泵強電控制柜需提供水泵的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、手/自動狀態(tài)、變頻控制及反饋（如有）、啟停控制等控制接口，以方便控制系統(tǒng)對接。

（四）監(jiān)測設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計及位置確定

控制系統(tǒng)中的檢測設(shè)備主要包括水管溫度、水管壓力、水管流量、室外溫濕度，總管上設(shè)計水管溫度和水管壓力，用于監(jiān)測整個系統(tǒng)總管情況，在總管回水管上設(shè)計水管流量，用于監(jiān)測總管回水流量，室外溫濕度設(shè)置在避雨通風處的室外，用于監(jiān)測室外空氣情況，根據(jù)室外情況對鍋爐的運行工況進行判斷。

二、鍋爐控制系統(tǒng)的施工控制要點

（一）控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的確定

控制系統(tǒng)采用典型的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，管理層（人機界面）、控制層、設(shè)備層，

管理層是上位機工作站、打印機、聲光報警燈部分組成，主要是人機交互的作用，是設(shè)備管理的直接顯示層；管理層網(wǎng)絡(luò)TCP/IP（BACnet IP）的數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps，控制層主要是有DDC控制器組成，是系統(tǒng)控制的核心層，負責邏輯的執(zhí)行和數(shù)據(jù)的處理，采用BACnet&MS/TP現(xiàn)場控制層總線數(shù)據(jù)傳輸速率為76.8Kbps，設(shè)備層主要包括各種傳感器及執(zhí)行設(shè)備，負責數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)命令的執(zhí)行。

（二）鍋爐控制系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的選擇

1、中央管理系統(tǒng)選擇，簡體中文的3維真彩色現(xiàn)場仿真型圖形化操作界面監(jiān)視整個BA系統(tǒng)的運行狀態(tài)，提供動態(tài)圖形、工藝流程圖、實時曲線圖、記錄報表、監(jiān)控點表、繪制平面布置圖，以最貼近現(xiàn)場設(shè)備實際情況的直觀的3維動態(tài)圖形方式顯示設(shè)備的運行情況。可根據(jù)實際需要提供豐富的圖庫，繪制平面圖或流程圖并嵌以動態(tài)數(shù)據(jù)，顯示圖中各監(jiān)控點狀態(tài)，提供修改參數(shù)或發(fā)出指令的操作指示，提供多窗口顯示操作功能。矩陣打印機可連續(xù)記錄報警打印輸出，保證報警記錄的連續(xù)性。

2、DDC控制器選擇，控制器采用的工業(yè)標準為BACnet（美國國家標準協(xié)會的ANSI/ASHARE Standaed135-1995標準），BACnet的全名是建筑自動化和控制網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。遵循該協(xié)議開發(fā)的系統(tǒng)非常方便集成不同廠家的自動化系統(tǒng)和設(shè)備，能真正實現(xiàn)建筑物不同系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的共用和互操作。控制器內(nèi)置內(nèi)存及CPU，在網(wǎng)絡(luò)中斷的情況下能獨立工作，具有后備電池，掉電也能保持系統(tǒng)數(shù)據(jù)不丟失。

3、傳感器選擇：

1）溫度傳感器

溫度原件：NTC10K，類型2

測量范圍：-20℃～105℃

探針長度：100mm

探針材料：不銹鋼

響應(yīng)時間：t<45s

防護等級：IP23

盒體材料：塑料（PC-ABS），防火阻燃等級負荷UL94-V0

2）壓力傳感器

精度：≤±0.25%FS（包括非線性、遲滯、非重復性）

零點允差：±0.5%FS

滿程允差：±0.5%FS

長期穩(wěn)定性：±0.2%FS/年（零點、滿程漂移）

防護等級：IP65

壓力接口：304不銹鋼

傳感原件：17-4PH不銹鋼

壓力接口螺紋：G1/4外螺紋、1/4-18NPT

輸出信號：4-20mA/0-10VDC

電源：24VDC

（三）管線配線工程

鍋爐自控系統(tǒng)管線要安裝控制系統(tǒng)點位及現(xiàn)場設(shè)備分布敷設(shè)，敷設(shè)要求要美觀牢固，要嚴格安裝施工要求進行敷設(shè)，敷設(shè)時線纜需做好相應(yīng)的標記，為后期接線調(diào)試做好基礎(chǔ)。

（四）監(jiān)測設(shè)備安裝位置的要求

檢測設(shè)備需要在管道安裝時預(yù)留安裝位置，管道試壓后管道保溫前安裝，壓力傳感器應(yīng)選擇在直管段進行安裝，流量傳感器安裝需嚴格安裝流量計廠家的安裝使用說明書進行安裝。

三、結(jié)束語

酒店工程鍋爐自動化系統(tǒng)是對酒店的重要系統(tǒng)，該系統(tǒng)在設(shè)計施工調(diào)試過程中的質(zhì)量如何直接關(guān)系到酒店運營后的能耗和用戶體驗，所以我們項目開始后就要對系統(tǒng)進行充分的討論制定具體深化措施，努力將系統(tǒng)做到完善，為酒店的運營做好堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]朱長軍.鍋爐自動化控制的應(yīng)用[J].工程技術(shù)：文摘版，2015（6）：00269-00269.