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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 扭矩傳感器

樓控自控系統的主要內容及產品選型

發布日期：2022-04-27 點擊率：109

北京碩人時代科技有限公司的HOMS-BAS樓控系統是基于現代控制論中分布式控制理論而設計的集散型系統，具有集中操作、管理和分散控制功能的綜合監控系統。系統的目標是致力于實現建筑物內的暖通空調、變配電、給排水、冷暖源、照明及其他各類系統機電設備管理自動化、智能化、安全化、節能化，同時為大樓內的工作人員提供最為舒適、便利和高效率的工作環境。HOMS-BAS是以集散理論為基礎的先進的樓宇自動化系統。它具有網絡化、使用便捷、結構靈活、適應性強、擴展方便、軟件優化設備運行、操作簡單等特點。碩人時代的產品在技術上特點是，軟件平臺建立在簡單熟悉IE WEB界面上，有著相對獨立、友好的軟件平臺，是樓控產品的發展趨勢，在世界上比較前衛。

一、樓宇自控系統的設計思想和原則
樓宇自控系統是一套將冷熱源、空調、通風、給排水、變配電、照明、電梯等設備或系統以集中監視、控制和管理為目的而構成的綜合系統，以安全、可靠、節能、節省人力和綜合管理為目的。為了建成一個優良的建筑設備監控系統，在系統的設計上著重考慮了三個方面的要素。其一是確定服務于設備或各個子系統的控制器I／O點數及點的類型，同時確認I／O點數的接口技術處理；其二是現場儀器、儀表、傳感器、變送器和執行器等元件的正確選擇與配置；其三是中央操作站和通訊網絡的配置。
HOMS-BAS樓宇自控系統是碩人時代公司推出的新一代樓宇自控／系統集成平臺，完整的系統由HOMS監控軟件、PAC和DDC控制器、傳感器、閥門及執行機構四大部分組成。根據大廈機電設備和弱電系統設計方案的具體情況，著重對如下幾個問題做了細化處理：
1、根據大廈弱電系統的總體要求，選用碩人時代的HOMS監控軟件，該系統采用了Browser／Server系統結構，支持通過掌上電腦、手機等設備訪問，支持WindowsNT／Windows2000／WindowsXP操作系統，支持OPC等多種協議和開放接口，并且提供了豐富的功能選項，是一套運用成熟先進的系統；

2、按受控設備的要求選用不同處理能力的PAC和DDC控制器，控制器的搭配對于系統的合理配置有著重要的作用，各自控廠商的控制器都有多種不同點數的產品可供選擇，合理的選擇控制器對于優化網絡拓撲和控制系統造價有著不可忽視的作用。其基本原則是控制器盡量靠近控制對象，空間距離較遠的設備不宜合用同一個PAC或DDC控制器；

3、為了保證系統穩定可靠，樓宇自控系統的控制器、傳感器、執行器電源均獨立與受控設備集中供電。

二、樓宇自控系統的控制內容和目標
系統提供如下功能：
(1)通過配置系統的硬件和軟件，實現測量各類工藝、設備狀態的參數，設置并控制設備啟停、提供設備運行報告等功能；
(2)監視并顯示系統監控設備的工作狀態，故障時自動報警；
(3)現場自動控制組織的安全調整功能；
(4)根據系統記錄，管理分析當前和過去運行過程；
(5)提供計算和預測工具，用于優化操作參數并組合，實現設備優化使用；
(6)實現樓宇自控系統與其他系統數據交換；

對每一個子系統都進行了相應的需求分析，最終確定了大廈項目中納入樓宇自動化系統監控對象的具體內容和目標。

1、冷凍站系統的監控

監控設備包括：冷水機組、冷卻水循環泵、冷凍水循環泵、冷卻塔、自動補水泵、電動蝶閥等。
(1)根據事先排定的工作及節假日時間表，定時啟停冷水機組及相關設備。完成冷卻水循環泵、冷卻水塔風機、冷凍水循環泵、電動蝶閥、冷水機組的順序連鎖啟動及冷水機組、電動蝶閥、冷水循環泵、冷卻水循環泵、冷卻塔風機的順序連鎖停機。
啟動順序為：對應冷卻水、冷凍水管路上的閥門立即開啟；冷卻塔風機、冷卻水泵、冷凍水泵的啟動延遲2~3min啟動；制冷主機延遲3~4min執行。
停止順序為：立即切斷主機電源；冷卻塔風機、冷卻水泵、冷凍水泵的啟動延遲2-3min關閉；對應冷卻水、冷凍水管路上的閥門立即關閉。
(2)測量冷卻水供回水溫度，以冷卻水供水溫度及冷水機的開啟臺數來控制冷卻塔風機的啟停的數量。維持冷卻水供水溫度，使冷凍機能在更高效率下運行。
(3)監測冷水總供回水溫度及回水流量，由冷水總供水流量和供回水溫差，計算實際負荷，自動啟停冷水機、冷凍水循環泵、冷卻水循環泵及相對應的電動蝶閥；
(4)根據膨脹水箱的液位，自動啟停自動補水泵；
(5)監測冷水總供回水壓力差，調節旁通閥門開度，保證末端水流控制能在壓差穩定情況下正常運行。在冷水機系統停止時，旁通閥自動全關；
(6)監測各水泵、冷水機、冷卻塔風機的運行狀態、手／自動狀態、故障報警，并記錄運行時間；
(7)水泵保護控制：在每臺水泵的出水端管道上安裝水流開關，水泵啟動后，水流開關檢測水流狀態，如故障則自動停機；水泵運行時如發生故障，備用泵自動投入運行；
(8)中央站彩色動態圖形顯示、記錄各種參數、狀態、報警，記錄累計運行時間及其他的歷史數據等。

2、新風／空調機組的監控
監控設備包括：新風／空調機組。
(1)時間程序自動啟／停送風機，具有任意周期的實時時間控制功能；
(2)監測送風機的運行狀態、手／自動狀態、故障報警、累計運行時間；
(3)防凍保護：在冬季，當溫度過低時，開啟熱水閥，關新風門、停風機、報警提示；
(4)由風壓差開關測量空氣過濾器兩側壓差，超過設定值時報警；
(5)風機、風門、冷水閥狀態連鎖程序；
①啟動順序：開冷水閥、開風閥、啟風機、調冷水閥；
②停機順序：停風機、關風閥、關水閥；

(6)對于新風機組，測量新風溫度和送風溫度，并根據送風溫度PID調節二通水閥的開度，維持送風溫度為設定值；對于空調機組，測量新風溫度和回風溫度，并根據回風溫度PID調節二通水閥的開度，維持回風溫度為設定值；
(7)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數、狀態、報警，記錄累計運行時間及其歷史數據等；

3、給排水系統的監控
監控設備包括：給排水泵、生活水池、污水池、集水坑。

(1)監測生活水泵、污水泵的運行狀態，手／自動狀態和故障信號，故障時報警，并累計運行時間；
(2)實現就地控制和遠程控制的轉換；
(3)監測生活水池液位，對超限水位報警，防止溢流，對超低液位也進行報警；
(4)根據生活水箱液位，啟停生活水泵，并進行超限報警；
(5)根據污水池、集水坑液位，啟停污水泵，并對超高液位進行超限報警；
(6)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數、狀態、報警，記錄累計運行時間及其歷史數據等。

4、給排風系統的監控
監控設備包括：送／排風機。
(1)監測各風機的運行狀態、手／自動狀態；
(2)在自動狀態下按時間程序自動啟／停風機；
(3)監測送／排風機的故障信號，故障時報警，并累計運行時間；
(4)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數、狀態、報警，記錄累計運行時間及其歷史數據等。

5、照明系統的監控
監控設備包括：公共照明配電箱。
(1)對于各照明回路，根據時間程序自動開／關各照明回路；
(2)對于各照明回路，監控各回路的開關狀態、故障報警、手／自動狀態；
(3)以上時間，程序可根據用戶需要任意修改，可自定義節假日工作模式，降低大廈運行中的電能消耗；
(4)中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數、狀態、報警，記錄累計運行時間及其歷史數據等。

6、變配電系統的監控

對變配電系統的監控主要包括對高壓、低壓、變壓器、發電機設備的相關運行參數的監視。
由供配電設備廠商預留連接供配電系統的監測接口，通過高級接口采集下列信號：
(1)高壓進線柜：三相電流、有功功率、無功功率、功率因數、有功電度；
(2)所有高壓開關的開關狀態、故障跳閘狀態；
(3)變壓器溫度；
(4)低壓進線柜：三相電壓、三相電流；
(5)所有低壓進出線開關的開關狀態及故障跳閘狀態；
(6)低壓主要配電回路電能計量；

7、電梯系統的監控
本項目樓宇自控系統對電梯系統實行只監不控的方式，電梯系統提供高級接口給樓宇自控系統集成，樓宇自控對電梯的運行狀態、故障報警、電梯的上升、下降進行監視；對自動扶梯的運行狀態、故障報警進行監視，并對電梯系統的運行時間進行累積記錄。

三、系統構架

碩人時代HOMS-BAS系統，簡要說明如下：

系統架構
1、中央工作站
中央工作站系統由中央服務器，操作員站PC機、工程師站PC機、及打印機等附屬設備組成，是BAS系統的核心，它直接可以和以太網相連。整個大廈內所受監控的機電設備都在這里進行集中管理和顯示，內裝HOMS監控中心系統軟件，提供給操作人員樹型瀏覽、下拉式菜單、人機對話、動態顯示圖形，為用戶提供一個非常好的、簡單易學的界面。操作者無需專業軟件知識，即可通過鼠標和鍵盤操作管理整個控制系統。

2、 HOMS軟件功能
HOMS軟件的核心功能包括控制軟件、報警管理、監控畫面、掌上電腦和手機的訪問模塊、歷史數據存儲與整理等方面內容。
(1)控制軟件完善且人性化的操作界面，提供設定點的修改和日程計劃的設定和執行等豐富功能；
(2)報警管理包括監察、緩沖、儲存及將報警顯示在操作站上。
a.所有報警應顯示有關報警監控點的詳細資料，包括發生的時間及日期；
b.報警根據嚴重性可分級報警，以便更有效、快速地處理嚴重的報警。用戶可以為不同級別的報警自行決定嚴重性的級別；
c.監控點歷史及動向趨勢記錄；
d.累積記錄，每個網絡控制器擁有下累積記錄，若累積記錄超過用戶所定下的限額，系統將自動把用戶指定的警告信息發放出來。
e. 掌上電腦和手機訪問支持。用戶可以用掌上電腦和手機訪問HOMS軟件，查看監控的數據，查看和確認報警等。

HOMS-BAS 監控畫面 – 樓層平面

樓層平面圖

放大了的樓層平面局部（HOMS-BAS支持無級縮放）

空調機組監控畫面

空調機組監控操作畫面

3、PAC控制器
PAC控制器是新一代多功能控制器，在具備了傳統控制器的功能的基礎上，PAC控制器具有通訊能力強，功能強大，可以實現復雜控制，容易接入各種通訊網絡等優點。
北京碩人時代的STEC系列PAC控制器采用32位的MCU作為核心處理單元，基于嵌入式實時LINUX操作系統。內置16M內存和16M的電子盤外存。設備掉電后存儲的內容不會丟失。STEC控制器直接內置以太網接口和TCP/IP通訊支持，可以很容易地與監控中心的軟件通訊。同時，STEC控制器本身可以掛DDC控制器，指揮和協調DDC控制器的動作，并將DDC控制器的數據傳到監控中心。由于STEC本身的較強的處理能力和較大I/O點數配置，其主要手于樓控系統的較集中的控制區域，如冷站的控制等。
應用于樓控中的STEC控制器具備下述功能：
(1) 本地的復雜控制功能，如實現對制冷機組的控制
(2) 協調功能，協調下屬的DDC控制器的動作
(3) 網關功能，建立上位監控中心和下屬DDC控制器的通訊能道
(4) 歷史數據存儲功能，長時間存儲運行的歷史數據，掉電后不會丟失

4、直接數字控制(DDC)
DDC是用于監視和控制系統中有關機電設備的控制器，它是一個完整的控制器，它包含軟硬件，能完成獨立運行，不受到網絡或其他控制器故障的影響。
北京碩人時代科技有限公司的ARKA控制器采用FREESCALE 的16位微處理器和不同類型點的點終端模塊，具有可脫離中央控制主機和上位PAC控制器獨立運行或聯網運行能力。
ARKA控制器支持CAN和RS485總線。CAN總線具有抗干擾能力強，通訊速度快，實時性好等優點，廣泛應用于包括汽車本體控制等各程工業控制環境的應用中。RS485是廣泛采用的簡單的總線，具有簡單易實現，兼容性好，支持設備廣泛等優點。
ARKA控制器具備以下功能：
(1)定時啟停、自適應啟／停；
(2)自動幅度控制、需求量預測控制；
(3)事件自動控制、掃描程序控制與警報處理；
(4)趨勢記錄、通信能力。

隨著政府強制推行各種節能設備和普及網絡化，帶有網絡功能的控制設備將會有越來越大的發展空間和應用前景，同時也會給終端用戶、集成商帶來更多的方便、實惠，給社會帶來更多的經濟效益。

北京碩人時代科技有限公司
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