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山西太原奥林百合楼宇自控项目

2014-08-08

伴随着我国正在大规模的进入城镇化的建设,未来将会有越来越多的建筑拔地而起,而相对于能源的日益减少和人工成本的上升,这就对建筑的智能化程度要有很大的要求。

楼宇自动控制系统(BAS Building Automation System),简称为楼控系统,又称为建筑设备自动化系统,是建筑智能的重要组成部分,将对整座建筑的空调系统、新风机组、制冷机组、冷却塔、风机盘管、水箱水位、照明回路等系统进行信号采集和控制,实现大厦设备管理自动化,起到集中管理、分散控制、节约能耗的作用。

1、工程概况

山西奥林百合北方君威财富中心位于山西省太原市长风街中心地带,总建筑面积为5.8万平方米,大厦地上 37层,地下 2层。其中,地下两层为停车场,1-7层为商业商铺,8-37层为办公层,是一座对办公环境要求较高的现代化建筑。

现场大楼图

2、需要控制的机电设备统计

1)新风机组共 47台,分布于 1~37层,将新风经过滤器过滤,加热(或冷却)、送入室内。

2)空调机组共 12台,分布于 3~5层,采用组合式空调机,室内回风与新风混合,经过滤器过滤,加热(或冷却)送入室内。

3)冷冻/冷却水系统:冷冻站系统共有 2台冷水机组、3台冷却泵、4台冷冻泵、2个分水器、2个集水器位于地下 1层,还有 3台冷却水塔(每台有 1风机)位于 7层裙楼屋面。

4)给排水:15个积水坑(每个积水坑有两个污水泵,一用一备),分布于地下 1层和地下 2层。

5)照明:照明分为楼内照明和场外照明,楼内照明控制 69个回路,场外照明控制 3个回路。

6)排风机:共有 16台排风机,分布于地下 1层和地下 2层。

综合所述山西奥林百合楼宇自动化工程共有 1151个受控点,其中 DI 776AI 76DO 226 AO 73

3、楼宇自控项目工程实施

我们选择施耐德的 Continuum产品来完成山西奥林百合北方君威的楼宇控制工作,购置了 1 BCX1-CR-1272 BCX1-CR-0-X121 B-LINKAC97B385114 B38102 B3624及若干模块。其中 2 BCX1-CR-0-X12分别用于冷站变电所。97 B385114 B38102 B3624及若干模块分别用于空调机、新风机、冷/热站、积水坑排污泵、照明回路、排风机等处,为了便于对各种设备的集中管理,我们在楼宇控制中心安装了 1台联想电脑、1Epson LQ300K打印机。

按有关标准和规定完成布线和设备安装工作以后,就可以实施对各种设备的监控了。下面分别说明各种设备的监控情况。

1)空调机组当空调机组工作时,控制程序将利用风道温度和湿度传感器VER-HD3XVSTH采集的回风温度和湿度与设定的温度和湿度进行比较,利用先进的比例积分微分(PID)算法闭环调节盘管供水阀门的开度(按冬季模式和夏季模式分别调节)和加湿器。由于算法先进,可使振荡较小,并保持精密的控制,始终使室内的温度和湿度接近于 设定值。因为室外新风温度在大多数情况下都与设定值相差较多,无论升温还是降温,都要消耗能量:为此,我们根据空气质量检测的结果,由程序自行调节新风阀 的开度,既可保证室内空气质量,又可避免能量的浪费。在春秋过渡季节,因无需温度调节,可将新风阀全开,以获得尽可能多的新鲜的空气。通过网络和软件,可 以实现在中央控制室对各空调机组进行控制和管理。还可以将各空调机组的风机运行状态、风机故障报警、过滤阻塞报警、盘管低温报警等传到中央控制室的控制主 机上,一旦有报警发生,程序将使现场控制器做出关机和开水阀等保护动作,以免设备受损。

2)新风机组因为新风机组和送风机组无回风,所以风道温度和湿度传感器VER-HD3XVSTH安装在送风管道上。对新风机组和送风机组来说,只要机组工作,新风阀就得全开,不需要调节,所以选用开关式风阀驱动器。因为进来的都是新风,所以不用监测空气质量。其它情况与空调机组相同。

大楼上位机主页和新风机组的控制页面

3)送风机组送风机组工作情况与新风机组大体相同。区别只有两点:其一,送风机是为地下车库送新风的,不需要调节湿度;其二,送风机组在发生火灾事故时必须启动,当消防系统启动送风机时,新风阀必须随之全开。为此,我们使用控制风机启/停的主接触器的辅助触点的开/闭来控制新风阀的开/关。

4)冷冻与冷却水系统由冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、分水器、集水器和冷冻机组等要监控的数据点数量多、类型复杂。我们利用 1 BCX1-CR-0-X12完成两台直燃机组设备的监控工作。具体控制情况如下:冷冻/冷却水系统由软件控制,严格按规定的顺序和时间间隔启/停各种设备,我们的控制顺序如下:

开机:开冷却塔风机开冷却水泵——开冷冻水循环泵开冷冻机组。

关机:关冷冻机组关冷冻水循环泵关冷却塔风机关冷却水泵。

冷冻机组运行时,随时检测冷冻/冷却水的水流状态,一旦有冷冻或冷却水停止流动,立即发出报警警告,以免结冰,造成冷冻机组损坏的严重后果。我们的程序不但可以控制每台冷冻/冷却水泵的启/停,而且还可以使整个冷站达到较低能耗,达到较低的主机折旧率。在管道的适当位置设置温度传感器,以测量空调水供/回水温度,根据程序或管理的日程安排自动开关冷冻/冷却水泵;根据管理的要求自动切换 2台冷冻/冷却水泵的运行次序,累计每台机组运行时间,自动选择运行时间较短的机组运行,使每台机组运行时间基本相等,以延长机组使用寿命。自动监测各关键设备的运行状态,故障报警,并按照实际情况自动启动备用设备;根据总管水流量及供/回温度,计算系统总负荷来控制空调机组的运行台数。当负荷大于一台机组的 15%,则第二台机组运行。

我们在分水器和集水器之间安装了旁通调节阀,并在供/回水管路上分别安装了压力传感器,根据冷冻机组供/回水压力差来调节冷冻水旁通阀开度。确保冷冻水系统供水压力稳定。

我们在冷却水的供/回水总管之间安装了旁通调节阀,通过调整冷却塔风机运行台数和冷却水供/回水旁通阀开度,使冷却水供/回水温度保持在设定的范围内。

冷冻站监控示意图

5)给排水用水位开关监测生活水池的水位,根据设定的高低水位控制供水阀的开/关。水位降到低水位时开阀,升到高水位时关阀,并做到超低水位(水池将无水)和超高水位(水将溢 出)报警。根据供水管路的压力,控制供水泵的启停,监测供水泵的运行状态,故障时报警。用水位开关监测各积水坑的水位高/低,当达到高水位时启动排污泵, 当水位下降到低位时停泵。为防止因排污泵等故障,造成污水溢出,我们监测了超限报警水位,当达到此水位时,系统将报警,以便工作人员及时处理。

水泵工变频控制和日程时间表安排

6)照明我们利用 B3851DI8模块与软件配合,对每一回路按预先设定的时间表进行控制。必要的时候,在现场和楼控计算机上都可对每一路灯进行手动开/关。对公共走廊和泛光照明也实现了光控制。每一路灯的状态可在计算机上显示,并可累计开灯时间。为防止突然灯灭,我们用数字输出点的常闭触点控制灯回路。

7)变配电我们监测了全部变压器的输出功率、功率因数、用电量和次级回路每相电压、电流,并可按时间累计这些数值。当出现过压、欠压、过流等异常情况时报警。所监测的各项参数均可在楼控计算机上显示。

8)排风机这些排风机平时用作排风,火灾时用作排烟。为了便于设备的集中管理,我们在不影响消防系统的情况下,对每台排风机进行启停控制,使其按一定的时间间隔定时启/停。必要的时候,在现场和楼控计算机上都可让每台风机进行手动启/停。计算机上可对每台风机的运行状态和故障状态进行监视,累计运行时间。

4、楼宇自控中央管理计算机

楼控中央控制计算机上安装了楼控管理软件,我们在此软件基础上进行了二次开 发,使其和各控制器实现通讯,完成对各控制器的管理。各种机电设备都是在现场控制器的程序控制下工作的,但必要时,在楼控中央控制计算机上可以随时改变任 意设备的启停状态。在屏幕上可以实现显示每台设备的系统图,如:冷水机组、水泵、空调机组等。现场控制器随时与楼控中央控制计算机交换数据,楼控中央控制 计算机可显示所有测量点如温度、流量、压力、压差等动态趋势图,可监视各设备的工作状态和故障报警。一旦有报警发生,现场控制器将做好保护动作,计算机发 出声音,同时在屏幕上显示出报警位置和性质,以提醒工作人员及时处理。可打印输出自动记录及空调系统负荷,并可根据管理部门要求以不同时段累计负荷情况并 打印。

5、所取得的效果与同等规模,不采用楼宇自动化控制的大厦相比

1)可节约电能 30%以上;

2)可节约 60%人力;

3)延长设备使用寿命;

4)可以更充分地满足用户需求。


以上就是我们根据山西奥林楼宇自动化项目工程的要求所做的一个实例,由于水平有限,难免不了有所遗漏和疏忽之处,欢迎各界人士批评指正,同时我司也欢迎各界人士莅临指导与洽谈业务。


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