楼宇电子自控系统的智能化应用分析

孔玲玲

【摘 要】本文将对楼宇控制系统的功能及工作方式予以介绍。

【关键词】BAS；智能大厦；应用

【Abstract】This article will be building control system and work to be introduced.

【Key words】BAS；Intelligent Building；Application

1. 前言

（1）楼宇自控系统（Building Automation System，简称BAS）是智能大厦的一个重要的组成部分。BAS是基于现代计算机技术、自动控制技术、通信技术及网络技术，通过网络将分布在各监控现场的系统控制器连接起来，共同完成集中操作、管理和分散控制功能的综合自动化系统。BAS通过对大厦内的机电设备采用现代计算机技术进行自动化监控和有效的管理，控制大厦内的温、湿度，创造舒适、安全的工作环境，并以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常运行，以求取得最低的大厦运作成本。同时，BAS极大的方便了设备的操作与维修，减少管理和维护人员，达到节约能源和人力资源的目的，为业主创造了更高的经济效益。

（2）楼宇自控系统将建筑电气设备与控制子系统、进行分散控制、集中监视、管理，实现一体化控制、检测和管理，创造舒适、安全的工作环境，以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常运行，取得最低的大厦运作成本。同时，通过优化控制提高管理水平，极大的方便了设备的操作与维修，减少管理和维护人员，达到节约能源和人力资源的目的，为业主创造更高的经济效益。

2. 系统功能

（1）通过对楼内冷热源系统、空调系统的最佳控制，温、湿度的自动调节，新风量的控制，以及供排水、照明等合理设计从而保证各个区域的环境和满足各个区域的功能要求，楼宇自控系统可以根据不同区域进行日程安排，自动设定设备控制策略，使设备运行数量与环境控制要求相匹配，并提供最佳的能源供应方案。

（2）建筑电气设备的能源消耗巨大，尤其是空调机组，系统采取运用优化运行方式，确保节能，使这些设备高效运行，从而降低运行费用。楼宇自控系统的主要任务之一是管理建筑设备使其管理现代化，包括管理功能、显示功能、设备操作功能、实时控制功能、统计分析功能及故障诊断功能，并使这些功能自动化，从而实现物业管理现代化，降低人工成本。

（3）利用楼宇自控系统的软件功能，自动累计各种机电设备的运行时间，在可以利用备用设备的情况下，自动循环使用，平衡常用设备和备用设备使用时间，延长设备的使用寿命。

3. 系统控制功能

3.1 新风系统监控。

（1）送风温度自动控制：冬季时，根据传感器实测的温度值自动对热水阀开度进行PID运算控制，保证新风机送风温度达到设定温度的要求；反之，夏季根据传感器实测的温度值自动对冷水阀开度进行PID运算控制。通过调节水阀的开度，使送风温度达到用户的设定值。

（2）送风湿度控制：根据湿度传感器的实测值自动对加湿阀进行PID运算控制，保证送风湿度达到用户的湿度设定值。过滤网堵塞报警：空气过滤器两端压差过大时报警，并在图形操作站上显示及打印报警，并指出报警时间。

（3）新风机启停控制：根据事先设定的工作时间表及节休息时间表，定时启停新风机，自动统计新风机运行时间，提示定时对新风机进行维护保养。

（4）连锁保护控制：风机停止后，新风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭；风机启动后，其前后压差过低时故障报警，并连锁停机；当温度过低时，进行防冻保护，开启热水阀，关闭风门，停风机。

（5）节能运行，包括：

——间歇运行：使设备合理间歇启停，但不影响环境舒适程度。

——最佳启动：根据建筑物人员使用情况，预先开启空调设备，晚间之后，不启动空调设备。

——最佳关机：根据建筑物人员下班情况，提前停止空调设备。

——调整设定值：根据室外空气温度对设定值进行调整，减少空调设备能量消耗。

——夜间风：在凉爽季节，用夜间新风充满建筑物，以节约空调能量。

3.2 空调系统监控。

（1）回风温度自动控制：冬季时，根据传感器实测的回风温度值自动对热水阀开度进行PID运算控制，保证空调机组回风温度达到设定温度的要求；反之，夏季根据传感器实测的回风温度值自动对冷水阀开度进行PID运算控制。通过调节水阀的开度，使回风温度达到用户的设定值；在过渡季节则根据室外送入新风的温湿度自动计算焓值，并与室内回风的焓值进行PID运算，其结果将自动控制新风阀、回风阀、排风阀的开度，以达到自动调节混风比的作用。

（2）回风湿度控制：根据湿度传感器的实测值自动对加湿阀进行PID运算控制，保证回风湿度达到用户的湿度设定值。过滤网堵塞报警：空气过滤器两端压差过大时报警，并在图形操作站上显示及打印报警，并指出报警时间。空气质量调节：在重要场所设置二氧化碳测量点，根据测量值的浓度自动调节新风比。空调机组启停控制：根据事先设定的工作时间表及节休息时间表，定时启停空调机组，自动统计空调机组的运行时间，提示定时对空调机组进行维护保养。连锁保护控制：风机停止后，新回排风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭；风机启动后，其前后压差过低时故障报警，并连锁停机；当温度过低时，进行防冻保护，开启热水阀，关闭新风门，停风机，并在图形操作站上显示报警。

3.3 冷热水系统监控。

根据实际热水量需求控制热交换器及水泵运行台数，以达到节能效果。热水供水温度控制：由热水温度设定值与供水管的温度值比较作PID运算，控制电动蒸汽阀的开度，保持热水供水温度。温度监测：监测蒸汽温度、热水供水温度及总管供水温度，确保系统操作正确。水泵的监测与控制：监测水泵的运行状态、故障状态，控制水阀的启停。可根据程序安排，每次启动不同的热交换器及水泵，从而增加设备寿命。

3.4 给排水系统监控。

3.5 环境参数测量：室外温度/室外湿度、室内空气质量检测。

3.6 送排风系统监控。

3.7 变配电系统监控。

3.8 电梯系统监控。

通过BMS系统与BAS系统的通讯实现，对电梯设备进行运行状态和故障报警的监视。

VIP及其他电梯（客梯、员工电梯、服务电梯等）控制装置预留与读卡机及安全防范管理系统连接的接口板插槽，可以采用读卡机控制方式控制电梯的运行与安全防范管理系统联锁，收发保安报警信号，使电梯停至程序控制的指定层。与消防报警及联动控制系统联锁满足火灾自动报警系统设计的要求。

3.9 公共照明系统的监测与控制。

智能照明系统由专业的照明公司设计并实施，本系统仅预留与智能照明系统的连接接口；该接口为上位机的网络互连，RJ45接口，利用TCP/IP、OPC Server等技术实现连接和信息交互。系统按每天预先编排的时间程序及照度来进行开关控制及监视其开关状态。

（1）停车库的照明定时/控制；户外照明的定时/照度变化的控制；

（2）户外装饰照明：标志牌、彩灯、广告灯进行程序控制灯光图案，开启时间，过流保护回路状态监视（具体方案应在室外照明方案确定后进行细节设计）；

（3）外立面泛光照明的定时/控制和建筑物轮廓照明的控制；

（4）航空障碍灯定时/控制，状态显示及故障报警；

（5）楼内公共照明进行节能照明控制；

（6）其它有特殊要求场所的照明控制，如会议室、新闻发布中心等场所待今后整体设计方案确定后再根据设计方案确定控制要求和方式。

（7）事故照明：该系统是用于城市电力供应故障或火灾等事故情况下的照明，其中包括安全照明、应急照明与疏散标志照明。系统能够对应急照明进行必要的监测，但不对其进行控制。

4. 系统组成

系统网络结构模式为分布式控制的方式，由管理层网络和监控层网络组成。

管理层网络：为TCP/IP的网络传输。这层网络中的设备包括：

系统服务器/操作站；

网络编程工作站；

网络控制器；

以太网交换机等相关BMS专用局域网网络设备。

控制层网络：以使用LonWorks技术的DDC为主，包括：网络控制器

通用设备现场控制器（DDC）其他可能集成的第三方LonWorks设备。

5. 软件平台

（1）框架平台是自动化控制系统中第一个通过软件技术把LonWorks、BACnet和多种Internet标准集成到通用对象模型的应用程序环境并嵌入到控制器层级；并且支持标准的Web浏览界面。能集成各种设备，支持多种标准或非标准协议（Lonwork、Modbus等），提供API接口，能根据其它设备的协议开发相应驱动基于Internet及分布的网络管理，通过Internet实现实时监控与企业系统共享监控信息。

（2）最后，通过先进的管理技术——楼宇管理集成系统，将各子系统管理工作站通过网络，利用开放的工业标准接口、通过接口和接口管理软件统一集成到集成管理平台上，以方便整体监管。

（3）BA系统在智能大厦的应用，实现现场就地控制，发挥分布系统的稳定性，同时也降低管线投资，降低实施成本。再以LonWorks总线连接各DDC模块至中央监控中心，在中央监控中心，可以查看到各种电气设备运行状态、相关参数，并能使用各种合理有效的管理方式和节能策略控制设备，实施有效的管理，达到节能效果，并提供了一个舒适、安全的生活和工作环境。

6. 结束语

综上所述，BA系统在智能大厦的应用，实现了现场就地控制，有效的发挥了分布系统的稳定性，同时也降低管线投资，降低实施成本。

[文章编号]1619-2737（2015）06-20-620