一體化設備管理裝置的工程應用

陳丁劍， 吳義兵， 王 通， 孟 力

（1. 蘇州萬龍電氣集團股份有限公司，蘇州215123； 2. 湖南省建筑設計院有限公司，長沙410012）

0 引言

建筑設備主要包括風機、水泵、空調機組、電梯、配電設備、照明等。 除供配電源外，還涉及電動機驅動、電動閥和電磁閥控制。 目前，工程通常采用BA 系統實現對建筑設備的控制。 為了簡化控制系統、節約投資，蘇州萬龍電氣集團股份有限公司研制了集配電元件、電力儀表、電機保護控制器、DDC 控制器以及二次控制回路元器件為一體的新型“YSK2S 系列一體化設備管理裝置”。 由YSK2S、現場總線和遠程集中監控平臺組成的“WKS?BDMS2000 建筑設備一體化監控管理系統”可實現對建筑設備控制與管理。

與傳統多種單一配電、監測或自動控制功能的系統方案，以及把獨立的配電電器和DDC 控制裝置集中安裝的控制箱柜等方案相比，YSK2S 系列一體化設備管理裝置有以下突出優點。

（1）多系統、多元件集成：YSK2S 系列裝置創新性地把多種配電、控制元件，以及多系統功能優化集成到一路一體化裝置中，實現風機或水泵等設備回路的保護、控制、測量、通訊與管理一體化。

（2）設計、安裝、使用簡單可靠：系統設計簡單，無需增加DDC 控制器等自動化裝置，無繁雜的一次接線和二次接線，安裝維護簡單方便，解決了一直以來建筑電氣配電及控制中元器件功能重復、資源浪費、接線復雜、建成后維護不便的問題。

（3）節能降耗、減少投資：可節省控制柜內設備的材料，減小控制柜的尺寸，節省設計、安裝、調試、維護的人力成本；節能降耗效果顯著，大幅度減少了智能樓宇控制系統的投資，低于傳統建筑樓宇控制系統投資的50%。

1 主要功能

YSK2S 系列一體化設備管理裝置具有主回路隔離開關、斷路器、接觸器、熱繼電器的功能；可以測量風機或水泵等設備回路的三相電流、三相電壓、漏電電流、有功功率、有功電能、功率因數和頻率等；具備風機或水泵等設備的過流、過載、堵轉、阻塞、電流不平衡、漏電、過壓、欠壓、相序等保護功能；同時具有多組輔助觸點和故障報警輸出，復位或權限位置信號輸入。

同時集成了多路DI／DO、AI／AO，單臺或多臺YSK2S 系列裝置電量和非電量輸入／出可集中編程，通過預置程序實現工藝關聯的電氣設備就地分散自動化控制；支持梯形圖邏輯編程功能，實現DDC 的所有控制功能。

該裝置具有遠程通訊功能，支持Modbus 通訊協議，可選擇Profibus?DP、Device?Net 等多種通訊協議。 具有顯示模塊接口，通過顯示模塊可實時監測顯示各種電參數、故障報警信號和事件記錄查詢，可進行各種定值設置和調試操作。

2 選型

（1） 產品型號為YSK2S 的分類，其代號有“YSK2S” 的 基 本 型、 “YSK2S?K” 的 開 關 量 型、“YSK2S?M”的模擬量型和“YSK2S?KM”的綜合型四種代號，每種型號的IO 數量詳見表1。

（2）電機額定電流范圍的代號表示電機額定電流調節范圍的最大值，代號“5”的電流在1.25 ～5A間可調節，例如1.5kW 的風機額定電流3A 左右，則選用代號“5”。

（3）電機極數指單相電機或三相電機，單極電機選擇代號“2P”，三極電機選擇代號“3P”。

（4）消防功能是指裝置是否具有消防保護功能，若不需要消防功能則為“空”，“空”可省略；若需要消防功能則選擇代號“F”。

選型詳見圖1。

圖1 選型參考圖

各型號開入開出量 表1

另有兩種附加模塊可選型。

（1）WKEC?K 開關量控制組件：包含10 路DI、3路DO、1 路AI、1 路DC24V 電源和1 路Modbus通訊。

（2）WKEC?M 模擬量控制組件：包括7 路DI、4路AI、3 路AO、1 路DC24V 電源和1 路Modbus通訊。

3 項目應用

3.1 項目介紹

新長安國際婦產醫院是一家集醫療、預防、保健為一體，以婦產科、國際醫療服務、婦幼健康管理為中心的中高端婦女兒童醫療健康服務綜合體，占地21ha，建筑面積6.5 萬m2。

3.2 各子系統監控的內容

3.2.1 制冷系統

監控的主要內容包括：設備啟／停控制和運行狀態顯示；冷凍水進、出口溫度、壓力測量；冷卻水進、出口溫度、壓力測量；過載報警；水流量測量及冷量紀錄；水泵的啟／停控制、運行狀態顯示、故障報警；液位顯示及報警。

3.2.2 冷凍、冷卻水循環系統

監控的主要內容包括：水泵、冷卻塔風機的啟／停控制、運行狀態顯示、故障報警；水流狀態顯示；冷卻水進口水溫測量及控制。

3.2.3 新風空氣處理系統

監控的主要內容包括：風機的啟／停控制、運行狀態顯示、故障報警；送回風溫度、室內溫濕度、風道風壓測量；過濾器狀態顯示及報警；冷熱水流量調節；風門、風機、調節閥之間的連鎖控制。

3.2.4 排風系統

監控的主要內容包括：風機的啟／停控制、運行狀態顯示、故障報警。

3.2.5 給排水系統

監控的主要內容包括：水泵的啟／停控制、運行狀態顯示、故障報警；液位顯示及報警。

3.2.6 供配電系統

監控的主要內容包括：高壓與微機綜合保護裝置主機相連；低壓與低壓配電監控主機相連。

3.2.7 照明系統

監控的主要內容包括：與門廳、樓梯及走道照明控制的主機相連。

3.3 監控對象

本項目的監控設備數量如表2 所示，按監控對象是否帶通訊接口分為兩大類。

一類是不帶通訊接口控制回路監控對象，如空調機組（帶新風）、新風機組（帶壓差控制）、送排風機、排污泵、冷卻水和冷水循環泵等，需通過YSK2S來采集相應設備周邊傳感器和變送器信號，再通過執行器和閥門去執行。 設備信息則通過YSK2S 裝置的Modbus?RTU 通訊接口接入ST3000 通訊控制器再傳給后臺系統。

項目監控設備 表2

另一類是帶通訊接口控制回路的監控對象，如電梯、制冷機等。 此類設備已存在，只需通過自身的通訊接口接入ST3000 通訊控制器傳給后臺系統，或通過自帶的Modbus?TCP 通訊接口直接接入后臺系統。

3.4 系統組成

監控系統圖如圖2 所示。

3.5 選型應用

3.5.1 新風機組一體化設備管理裝置選型

本項目新風機組39 臺，單臺新風機組的送風機功率為2.2kW，其控制箱端子接線圖如圖3 所示，單臺風機控制點位如表3 所示。 結合表1 和表3，每臺新風機組YSK2S 選型為YSK2S?KM?5?3P。

新風機組控制點位表 表3

3.5.2 空調機組一體化設備管理裝置選型

本項目空調機組4 臺，單臺空調機功率為11kW，單臺空調機控制點位如表4 所示。 結合表1與表4，每臺空調機組YSK2S 選型為YSK2S?KM?323P。

3.5.3 熱水循環泵一用一備一體化設備管理裝置選型

本項目熱水循環泵共三套，每套熱水循環泵一用一備，單臺熱水泵功率為3kW，每套熱水循環泵控制點位如表5 所示。 結合表1 與表5，每臺熱水循環泵YSK2S 選型為YSK2S?K?12?3P。

空調機控制點位表 表4

熱水循環泵控制點位表 表5

冷卻塔控制點位表 表6

圖2 監控系統圖

3.5.4 冷卻塔一體化設備管理裝置選型

本項目冷卻塔4 臺，單臺冷卻塔的風機功率為15kW，單臺冷卻塔控制點位如表6 所示。 結合表1與表6，單臺冷卻塔YSK2S 選型為YSK2S?K?32?3P。

3.5.5 排風機一體化設備管理裝置選型

本項目排風機10 臺，單臺排風機最大功率為2.2kW，單臺排風機控制點位如表7 所示。 結合表1 與表7，單臺排風機YSK2S 選型為YSK2S?K?5?3P。

3.5.6 排污泵或提升泵監測信號傳輸

本項目排污泵和提升泵共14 套，每套2 臺泵一用一備，控制箱為成套設備，只需監視其運行狀態、故障狀態、控制權限等。 單套監視信息如表8，根據附加模塊選型選擇WKEC?K 一臺實現信息上傳即可。

本項目的鍋爐、換熱機組、高區生活泵、冷水循環泵、冷卻水循環泵、循環水機組與排污泵或提升泵一樣，控制箱為成套設備，選用一臺附件模塊WKEC?K 進行監視即可。

排風機控制點位表 表7

圖3 新風機組控制箱端子接線圖

排污泵或提升泵監測點位表 表8

4 結束語

新長安國際婦產醫院選用YSK2S 系列一體化設備管理裝置，應用建筑設備一體化監控管理系統實現了建筑物強弱電一體化和監控功能，簡化了復雜的二次接線和多系統操作控制的轉換配合，使得設計、施工和維護更簡便，經濟效益顯著，有利推動建筑設備一體化控制發展進程。