BAS在廣州新電視塔智能化工程的應用論文
摘 要：樓宇自動控制系統(tǒng)是智能型建筑的重要組成部分，是用先進的計算機技術和網(wǎng)絡通訊技術結合而構成的一整套自動控制系統(tǒng)，控制的對象是樓內(nèi)各類機電設備和設施，樓宇自控系統(tǒng)在我國的應用在八十年代才開始，但近年來，人們已經(jīng)越來越認識到樓宇自控系統(tǒng)的重要性。因此，本文對樓宇自控系統(tǒng)進行了論述。
關鍵詞：BAS ， 樓宇自動化， 樓宇監(jiān)控 ， 智能建筑
建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）是廣州新電視塔智能化工程的重要組成部分,它包括冷熱源系統(tǒng)、通風空調(diào)、給排水、電梯、變配電等系統(tǒng)。系統(tǒng)通過分布式的DDC對各區(qū)域建筑內(nèi)的機電設備進行信號采集和控制,從而實現(xiàn)機電設備管理的自動化,起到改善系統(tǒng)運行品質(zhì)、節(jié)約運行管理費用、降低勞動強度、節(jié)省運行能耗的作用。
1.系統(tǒng)結構說明
1.1 ADS數(shù)據(jù)管理軟件
數(shù)據(jù)管理軟件是一種能夠將個人計算機（PC）作為一個應用服務器在IP自動化網(wǎng)絡中使用的軟件包。數(shù)據(jù)管理服務器提供的主要網(wǎng)絡功能包括：允許多用戶單點訪問網(wǎng)絡；存儲大量應用程序、操作及歷史數(shù)據(jù)；支持Microsoft SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫軟件包；作為多個網(wǎng)絡控制引擎和網(wǎng)絡集成引擎的系統(tǒng)配置工具的主機。
1.2網(wǎng)絡控制引擎(NAE)
網(wǎng)絡控制引擎負責監(jiān)控安裝在其現(xiàn)場總線上的直接數(shù)字控制器，內(nèi)含一個嵌入式網(wǎng)絡用戶界面，通過該界面可以進行系統(tǒng)導航、系統(tǒng)配置及系統(tǒng)操作。當網(wǎng)絡控制引擎與IP網(wǎng)絡相連時，它還可以為其它網(wǎng)絡控制引擎設備和數(shù)據(jù)管理服務器提供數(shù)據(jù)信息。
1.3直接數(shù)字控制器(DDC)
江森自控FEC系列DDC控制器，既可連入BACNET MS/TP協(xié)議標準網(wǎng)絡，又可獨立在現(xiàn)場控制。系統(tǒng)共配置相應數(shù)量的直接數(shù)字控制器和擴展模塊，分布于各被控現(xiàn)場。DDC控制器與擴展模塊也通過BACNET MS/TP協(xié)議進行通訊。
2.系統(tǒng)監(jiān)控范圍及各子系統(tǒng)功能應用
2.1 系統(tǒng)監(jiān)控范圍說明
本建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱BAS）是對建筑物內(nèi)機電設備進行集散式監(jiān)控，優(yōu)化系統(tǒng)運行控制、收集分析運行數(shù)據(jù)、故障自動報警，以延長設備使用壽命、節(jié)省能耗、簡化管理、確保安全。
本BAS系統(tǒng)監(jiān)控、監(jiān)測范圍如下：
(1)冷熱源系統(tǒng)；
(2)新風處理機組系統(tǒng)；
(3)空調(diào)處理機組系統(tǒng)；
(4)送/排風系統(tǒng)；
(5)聯(lián)網(wǎng)式風機盤管系統(tǒng)；
(6)給排水系統(tǒng)；
(7)電梯系統(tǒng)；
(8)樓宇變配電自動化系統(tǒng)。
2.2 子系統(tǒng)監(jiān)控功能說明
METASYS智能管理系統(tǒng)專為各類建筑中所有設備的監(jiān)測、控制和集中管理而設計，該系統(tǒng)的開放性、靈活性、可靠性及高質(zhì)量，集中體現(xiàn)了樓宇管理與控制的最新潮流。
METASYS完全符合工業(yè)標準，它的設計立足現(xiàn)在，面向未來，適應軟件及硬件的不斷發(fā)展。用戶投資于江森公司的METASYS是明智及長遠的選擇。為保障BAS內(nèi)所有設備（除中心機房內(nèi)設備以外）正常工作運行，本方案采用應急回路中的弱電專用電源統(tǒng)一供電。
2.3 BAS系統(tǒng)監(jiān)控范圍區(qū)域應用（以下簡單舉幾個例子說明）
(1)中央站監(jiān)控功能
我們配置了MS-ADS05U-0型號系統(tǒng)軟件。ADS數(shù)據(jù)管理軟件用于管理系統(tǒng)的.數(shù)據(jù)收集和顯示；還管理趨勢數(shù)據(jù)、事件消息、管理員記錄和系統(tǒng)設置數(shù)據(jù)的長期儲存；為網(wǎng)絡控制引擎（NAE）和網(wǎng)絡集成引擎（NIE）所在的網(wǎng)絡提供安全的通訊。
ADS數(shù)據(jù)管理軟件的用戶界面具有靈活的系統(tǒng)瀏覽、用戶圖形、綜合報警管理、趨勢分析和總結報告功能。用戶可以通過網(wǎng)絡瀏覽器有效地管理舒適度和能源使用、對危急事件作出快速反應、并且使控制策略達到最佳。多用戶可以訪問設備監(jiān)控系統(tǒng)的信息，該系統(tǒng)使用因特網(wǎng)協(xié)議和信息技術（IT）標準，并且與企業(yè)級別的通信網(wǎng)絡兼容。
(2) 風冷、熱水系統(tǒng)
本工程有1套風冷水系統(tǒng)、1套風冷熱泵系統(tǒng)，分別是2組風冷機組（風冷熱泵）、3臺冷凍水泵、1個膨脹水箱組成。采用DDC方式實現(xiàn)，包括風冷機組，冷凍水泵、膨脹水箱等設備。
a啟停控制：
根據(jù)預先編排的時間表，按“遲開機早關機”原則控制風冷機組的啟停以達到節(jié)能的目的；控制系統(tǒng)將按照正確的順序自動啟/停設備，保證所有設備的安全可靠運行�！B鎖啟動順序：
冷凍水泵→冷凍水水流開關信號（作為連鎖條件的返回信號）→風冷機組
——連鎖停止順序
風冷機組→（延時，根據(jù)設備要求、系統(tǒng)負荷慣性、運行工況等條件判定和設定）→冷凍水泵→冷凍水水流開關信號（作為連鎖條件的返回信號）
b風冷機組臺數(shù)控制：
根據(jù)冷凍水供、回水溫度和供水流量測量值，自動計算所需冷負荷量，調(diào)節(jié)冷水機組運行臺數(shù)。
負荷計算：Q＝K×M×(T1－T2) 其中：
Q：負荷
K：常數(shù)
M：流量
T1：冷水回水總管溫度
T2：冷水供水總管溫度
c聯(lián)鎖控制：
冷凍泵啟動后，水流開關監(jiān)測水流狀態(tài)，若無水流則不能啟動風冷機組。
冷凍水差壓控制：根據(jù)冷凍水供回水壓差，自動調(diào)節(jié)旁通閥，維持供回水壓差恒定。
d故障報警監(jiān)測：
監(jiān)測冷凍水泵設備故障報警；
監(jiān)測膨脹水箱水位故障報警；
監(jiān)測風冷機組故障報警；
在有任何報警時，以聲光報警形式在操作站上顯示，以提醒操作人員安排有關人員做檢修工作。
e自動啟動備用設備
控制系統(tǒng)全面監(jiān)測所有設備的運行狀態(tài)，如果某一部分設備出現(xiàn)故障，將自動切換合適的備用設備投入運行，保證整個系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。
f平衡各設備的運行時間
控制系統(tǒng)將自動累計各臺設備的運行時間，自動預測冷負荷需求，從而自動切換各臺設備的運行狀態(tài)，平衡各臺設備的運行時間。而且用戶也可以選定超前/滯后風冷機組，根據(jù)用戶意愿對設備的運行順序進行排序。
g斷電后自動重啟
當發(fā)生斷電時，所有設備將停機一段時間，通電后，控制系統(tǒng)將根據(jù)每臺風冷機組的狀態(tài)，每臺設備的運行時間等，決定重新開啟的機組數(shù)量和機組順序等。
h降溫時間需求限制
為降低電器配置的投資，可以設定風冷機組的啟動時間，逐步給機組加載，讓風冷機組逐步達到滿負荷狀態(tài)運行，以減少風冷機組啟動對電網(wǎng)的沖擊。
(3)空調(diào)系統(tǒng)
BAS通過DDC控制器實現(xiàn)對空調(diào)處理機組的監(jiān)控。
a監(jiān)控內(nèi)容
空調(diào)機組監(jiān)控表
b監(jiān)控功能
1)開關控制
可根據(jù)事先設定的時間程序表自動啟停機組；在某些特別情況下（如加班）風機有需要在預先設定時間程序表之外的時間啟動, 用戶可選擇在BAS操作站上手動點擊鼠標來實現(xiàn)對機組的啟停。
2)冷熱水閥控制
根據(jù)溫度傳感器采集到的回風溫度，采用PID控制算法，調(diào)節(jié)電動水閥的開度；并可根據(jù)室外溫濕度變化自動改變回風溫度設定點，實現(xiàn)在滿足舒適環(huán)境要求的前提下節(jié)約能源。水閥可與風機實現(xiàn)聯(lián)鎖控制，當風機停止時自動關閉水閥；反之則開啟水閥。
3)濾網(wǎng)堵塞報警
風機啟動后，過濾網(wǎng)前后將建立起一個風壓差值，當風壓差值大于某一個設定值時，表明過濾網(wǎng)堵塞，則壓差開關將輸出報警信號，用于提醒有關工作人員及時清洗過濾網(wǎng)，以長期保持空調(diào)機組的工作效果。
4)聯(lián)鎖控制
風機停止后，電動調(diào)節(jié)冷水閥自動關閉。
5) CO2濃度監(jiān)測
通過在空調(diào)機組的回風管裝設CO2傳感器，監(jiān)測室內(nèi)的CO2濃度。根據(jù)CO2濃度，自動調(diào)節(jié)新、回風閥開度，保證新風量滿足要求。
6)季節(jié)設定
在夏季空調(diào)季節(jié)，關閉最小新風閥，開啟全新風閥和回風閥；過渡季節(jié)，關閉全新風閥，開啟最小新風閥和回風閥。
c節(jié)能措施
1)預冷
根據(jù)使用情況和日常工作時間表，提前開啟空調(diào)機組對相應區(qū)域進行預冷，或提前對空調(diào)機組進行關閉，充分利用空調(diào)的余冷。
2)晚間重設定
通過在晚間重新調(diào)整溫度的設定值來達到節(jié)能的目的，該功能的設置可以防止在夏季溫度過低/在冬季溫度過高。
3)冬夏轉換設定
由軟件設定系統(tǒng)按冬季工況或夏季工況運行。空調(diào)系統(tǒng)冬夏季為最小新風運行，由回風溫度控制冷水閥開度；過渡季時充分利用室外新風，節(jié)約空調(diào)能耗。
3.結語
建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)BAS(Building Automation System的任務就是創(chuàng)造一個安全、舒適與便利的工作環(huán)境，同時盡量減少能源消耗。它可以監(jiān)控大廈內(nèi)各種機電設備的運行情況和故障狀況，并控制這些機電設備。它不僅可以根據(jù)需要隨時打印各種報表，而且對機電設備的實時監(jiān)控，更方便于人員對設備的維護、維修和管理。在節(jié)能的同時，又節(jié)省了人力、物力，大大降低了管理成本。
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