醫(yī)院樓宇控制系統(tǒng)的故障處理及分析

王 平

（柳州市工人醫(yī)院，廣西柳州 545005）

0 引言

樓宇控制系統(tǒng)（Building Automation System，BAS）是針對(duì)樓宇內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備進(jìn)行集中管理和監(jiān)控的綜合系統(tǒng)，主要包括空調(diào)新風(fēng)機(jī)組、送排風(fēng)機(jī)、集水坑與排水泵、電梯、變配電、照明等。在整個(gè)樓宇范圍內(nèi)，通過(guò)整套樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)及其內(nèi)置最優(yōu)化控制程序和預(yù)設(shè)時(shí)間程序，對(duì)所有機(jī)電設(shè)備進(jìn)行集中管理和監(jiān)控。在滿足控制要求的前提下，實(shí)現(xiàn)全面節(jié)能，用控制器的控制功能代替日常運(yùn)行維護(hù)的工作，大大減少日常的工作量，減少由于維護(hù)人員的失誤而造成的設(shè)備失控或損壞。在該系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)了較多故障，影響人們的生活質(zhì)量，因此很必要對(duì)其故障以及處理方法進(jìn)行分析。

1 探究樓宇控制系統(tǒng)的重要意義

應(yīng)用樓宇控制系統(tǒng)不僅具有較強(qiáng)的社會(huì)效益，還具有一定的經(jīng)濟(jì)效益，主要體現(xiàn)在以下3 個(gè)方面。

（1）有效節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。相關(guān)工作人員可以通過(guò)樓宇控制系統(tǒng)對(duì)時(shí)間程序進(jìn)行設(shè)定，對(duì)耗電設(shè)備進(jìn)行管理，在不必要的時(shí)候自動(dòng)斷電，避免電力能源浪費(fèi)。例如，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，可以滿足節(jié)約能源的要求，建設(shè)綠色環(huán)保，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

（2）有效降低成本。應(yīng)用該系統(tǒng)之后，不再需要大量的人力資源對(duì)建筑進(jìn)行管理，降低了人力成本。該系統(tǒng)集合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等技術(shù)，不僅能最大限度地避免管理偏差，還具有實(shí)時(shí)監(jiān)控的能力，主要是對(duì)房間溫度、濕度、照明以及各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制，一旦出現(xiàn)故障就能立即斷電，避免故障擴(kuò)大。這些都是人工管理無(wú)法做到的，所以在建筑中應(yīng)用樓宇控制系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)意義極高。

（3）較高的安全可靠性。這主要得益于該系統(tǒng)使用的技術(shù)，能夠降低人工管理導(dǎo)致的判斷失誤以及相關(guān)單位的經(jīng)濟(jì)損失，并有效延長(zhǎng)相關(guān)設(shè)備的使用年限。

2 樓宇控制系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障

2.1 空調(diào)系統(tǒng)故障

樓宇控制系統(tǒng)中的空調(diào)系統(tǒng)涵蓋了建筑物內(nèi)部的空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組以及變風(fēng)量末端等，良好運(yùn)作的空調(diào)系統(tǒng)能夠?qū)ㄖ飪?nèi)部的溫度和濕度進(jìn)行合理調(diào)整，并降低電力等能源的消耗，從而使該系統(tǒng)在節(jié)能、環(huán)保的基礎(chǔ)上為人們提供舒適的生活和工作環(huán)境。但是，從目前現(xiàn)狀來(lái)看，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平會(huì)導(dǎo)致存在一些缺陷，從而出現(xiàn)一些故障。常見(jiàn)故障如下：

（1）被測(cè)點(diǎn)的溫度靈敏度較低，溫度調(diào)節(jié)不合理。由于樓宇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的工藝流程了解較少，再加上空調(diào)系統(tǒng)較為復(fù)雜，導(dǎo)致該系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障。樓宇控制系統(tǒng)中的空調(diào)系統(tǒng)主要是控制建筑物內(nèi)部的溫度和濕度，但由于建筑物的規(guī)模較大，導(dǎo)致該系統(tǒng)存在一定滯后性，還具有時(shí)變性以及非線性的特點(diǎn)，在各項(xiàng)因素的共同作用下空調(diào)系統(tǒng)的整體調(diào)控過(guò)程較為復(fù)雜：對(duì)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行溫度檢測(cè)時(shí)，取樣位置不合理極易導(dǎo)致檢測(cè)靈敏程度下降，無(wú)法掌握準(zhǔn)確的溫度和濕度參數(shù)；樓宇控制系統(tǒng)主要通過(guò)溫度傳感器來(lái)采集溫度數(shù)據(jù)，一旦該設(shè)備出現(xiàn)故障該系統(tǒng)則無(wú)法合理調(diào)節(jié)溫度，故障原因往往是電源線和信號(hào)線出現(xiàn)斷路或線路中存在短路點(diǎn)。

（2）濕度傳感器故障。電源線和信號(hào)線出現(xiàn)短路或斷路情況，傳感器供電不正常等，均會(huì)導(dǎo)致樓控主機(jī)無(wú)法采集到相關(guān)信號(hào)。濕度傳感器顯示的參數(shù)極高的主要原因是濕度感應(yīng)片受到污染或保護(hù)套阻塞。

2.2 照明系統(tǒng)故障

照明系統(tǒng)主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)的位置信號(hào)進(jìn)行采集并控制，它整合了手動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制，相關(guān)人員能夠?qū)ζ溥M(jìn)行操作。由于人們對(duì)照明舒適度的要求逐漸提高，同時(shí)又要滿足節(jié)能、環(huán)保的要求，所以照明該系統(tǒng)出現(xiàn)的主要故障就是照度傳感器故障。具體體現(xiàn)為：當(dāng)光感出現(xiàn)變化時(shí)，傳感器無(wú)信號(hào)反饋；照度傳感器延遲，靈敏度較差[1]。

3 處理樓宇控制系統(tǒng)故障的有效措施

3.1 更新空調(diào)系統(tǒng)算法，科學(xué)選擇調(diào)節(jié)閥

對(duì)空調(diào)系統(tǒng)故障進(jìn)行處理時(shí)，主要有3 個(gè)方面內(nèi)容，分別是確定被測(cè)參數(shù)、對(duì)系統(tǒng)算法進(jìn)行更新以及科學(xué)選擇調(diào)節(jié)閥。

（1）在確定被測(cè)參數(shù)時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)確保取樣位置的合理性，合理安裝溫度傳感器。進(jìn)行安裝時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)該建筑的實(shí)際情況選擇，將其安裝在房間的中部或加設(shè)空調(diào)機(jī)組，以滿足各個(gè)房間的溫度需求，提高溫度檢測(cè)的科學(xué)性。另外，溫度傳感器也會(huì)發(fā)生故障，為使其穩(wěn)定運(yùn)作，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)其進(jìn)行分類處理。

第一類，當(dāng)溫度傳感器出現(xiàn)故障后，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)樓控主機(jī)進(jìn)行檢查，查看該主機(jī)是否能夠采集到的傳感信號(hào)，若是無(wú)法采集，需要對(duì)供電情況、線路接通情況進(jìn)行確認(rèn)，并對(duì)線路進(jìn)行斷路點(diǎn)檢驗(yàn)工作。同時(shí)，若是發(fā)現(xiàn)供電情況異常，應(yīng)對(duì)供電模塊進(jìn)行更換。

第二類，如果是控制主機(jī)參數(shù)異常，如溫度顯示在-50 ℃，可能是因?yàn)闇囟入娮枋艹被駾DC（Direct Digital Control，直接數(shù)字控制）導(dǎo)線故障，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)及時(shí)更換溫度電阻，并對(duì)DDC 導(dǎo)線進(jìn)行排查。在處理空調(diào)系統(tǒng)的濕度傳感器故障時(shí)：對(duì)于樓控主機(jī)無(wú)法采集到相關(guān)信號(hào)，處理方式基本與溫度傳感器故障的處理方式相同；對(duì)于濕度參數(shù)顯示異常，主要是檢查濕度感應(yīng)片是否被污染，如果出現(xiàn)污染等情況則應(yīng)對(duì)其進(jìn)行清洗，并對(duì)保護(hù)套進(jìn)行疏通。

（2）對(duì)空調(diào)控制系統(tǒng)算法進(jìn)行更新，主要是為了解決原系統(tǒng)的非線性、滯后性等特點(diǎn)。空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)具有延時(shí)性的控制系統(tǒng)，為提高其反應(yīng)速度，可以應(yīng)用PID（Proportional Integral Derivative，比例、積分、微分計(jì)算）以及模糊控制方法，并劃分該系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主要可分為網(wǎng)絡(luò)控制層、現(xiàn)場(chǎng)工作控制以及程序員操作控制3 層，進(jìn)而優(yōu)化該系統(tǒng)的整體效率，使其響應(yīng)輸出最大化，提升系統(tǒng)控制的精準(zhǔn)程度。

（3）空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥，主要是選用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和流量平衡閥，通過(guò)控制和保證閥門(mén)的開(kāi)度為空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)作提供保障。在選擇電動(dòng)調(diào)節(jié)閥時(shí)，應(yīng)以空調(diào)冷熱水管的管徑為基礎(chǔ)，選擇直徑相同的調(diào)節(jié)閥，并通過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)閥的流量進(jìn)行計(jì)算，從而選擇正確的調(diào)節(jié)水閥，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。具體公式為Q/Qmax=f（I/L），其中Q、I 和L 分別是相對(duì)流量、水閥開(kāi)度、閥芯位移。空調(diào)系統(tǒng)的流量平衡閥應(yīng)選擇動(dòng)態(tài)流量平衡閥，對(duì)閥門(mén)開(kāi)度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)水系同壓力與流量的自動(dòng)平衡[2]。

3.2 應(yīng)用智能燈光控制器，合理定值

照明系統(tǒng)是樓宇控制系統(tǒng)重要的組成部分，其最為重要的設(shè)備就是照明傳感器。在對(duì)照明傳感器進(jìn)行處理時(shí)，可采取兩種措施，一種是對(duì)現(xiàn)存的傳感器進(jìn)行維護(hù)，另一種是應(yīng)用智能燈光控制器并合理定值。第一種方法主要是對(duì)傳輸線路進(jìn)行排查或矯正靈敏度，在后續(xù)的使用過(guò)程中仍需要投入較多的人力成本，所以，為最大限度解決照明系統(tǒng)中存在的故障，可加設(shè)智能燈光控制器。目前可選擇LD-01 智能燈光控制器，它能夠在原來(lái)的樓宇控制系統(tǒng)上運(yùn)作，該措施成本較低且效果良好。在應(yīng)用該設(shè)備時(shí)，需要在系統(tǒng)的控制回路上增設(shè)開(kāi)關(guān)，使其能與總系統(tǒng)共同控制照明系統(tǒng)的主電源接觸器，這樣能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制開(kāi)關(guān)照明系統(tǒng)的目的，而且還能避免因天氣變化對(duì)其的影響。

在設(shè)計(jì)燈光控制定值時(shí)，可設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)照度值，一旦檢測(cè)到燈光照度低于該標(biāo)準(zhǔn)則燈光打開(kāi)，當(dāng)照度不斷上升超過(guò)上限后則燈光關(guān)閉。在安裝該設(shè)備時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)注意光傳感的安裝位置需要能夠體現(xiàn)該區(qū)域的平均照度水平，且不可直面光源、靠近燈具，并控制傳感器和控制器之間的距離，避免信號(hào)失真[3]。

3.3 構(gòu)建專業(yè)維護(hù)團(tuán)隊(duì)，熟悉系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式

在樓宇控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，還極易出現(xiàn)DDC 掉線、控制點(diǎn)頻繁跳動(dòng)等故障，這些故障可以通過(guò)加強(qiáng)定期維護(hù)等運(yùn)維管理措施解決。由于樓宇控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的先進(jìn)性，整合了較多的現(xiàn)代化技術(shù)，所以應(yīng)構(gòu)建專業(yè)的系統(tǒng)維護(hù)團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定每日、每周以及每月的保養(yǎng)計(jì)劃，對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的硬件和軟件進(jìn)行定期掃描，并加強(qiáng)對(duì)NCU（Network Control Unit，網(wǎng)絡(luò)控制器）的監(jiān)控，查看和維護(hù)各個(gè)設(shè)備的接線情況并記錄檢修、巡檢等內(nèi)容，為后續(xù)工作提供有效的數(shù)據(jù)支撐。此外，樓宇控制系統(tǒng)的工作人員應(yīng)全面掌握該系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)模式，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份和存儲(chǔ)，一旦出現(xiàn)相關(guān)故障就能及時(shí)進(jìn)行定位、展開(kāi)處理。此個(gè)，工作團(tuán)隊(duì)還應(yīng)對(duì)樓宇控制系統(tǒng)進(jìn)行責(zé)任劃分并落實(shí)到人，使其明確自身職責(zé)，定期檢測(cè)計(jì)算機(jī)的惡意病毒，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)和清理，從而降低故障概率。

4 結(jié)論

綜上所述，樓宇控制系統(tǒng)能夠有效節(jié)約資源，并為人們營(yíng)造舒適的生活環(huán)境和工作環(huán)境。因此，在應(yīng)用樓宇控制系統(tǒng)時(shí)，相關(guān)單位應(yīng)結(jié)合自身現(xiàn)狀總結(jié)該系統(tǒng)存在的故障，采取針對(duì)性措施進(jìn)行處理，從而保障樓宇控制系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行效率，促進(jìn)行業(yè)蓬勃發(fā)展。