浅议楼宇自动控制系统的应用

1．应用楼宇自动控制系统的意义

1.1 有利于楼宇的节能管理

楼宇自动控制系统具备对整个楼宇的设备进行监视和控制的功能，通过智能控制，统筹调配所控制设备的用电，通过监控空调系统的使用，可以实现各类设备用电负荷的最优控制，最大效率的节省电能，避免不需要的浪费。

当前，越来越多的建筑部分或全部使用楼宇自动控制系统，在这些智能建筑中，据不完全统计，大约可以达到节省电能15～20%，要达到这样的节能效果，仅仅通过人工操作是几乎无法达到的。

1.2 有利于节约人力成本

对于没有楼宇自动控制系统的建筑，各类设备的日常管理都需要大量的人员去进行操作和管理，这样造成建筑需配置大量的管理人员，而楼宇自动控制系统主要由主机及配套末端设备等组成，由主机电脑集中自动智能控制，运行过程中几乎不需要管理人员，仅需要个别维护人员及时处理设备出现的问题，这样大量的人力成本将被节约，据不完全统计，对于设计楼宇自动控制系统的建筑，可以节约大致三分之二的日常运行、维护管理人员。

1.3 有利于延长建筑物内设备的使用寿命

建筑物配置了楼宇自动控制系统之后，各类设备的日常运行状态二十四小时始终处于自控系统的监视和管理之中，建筑物设备运行的状况将被完整的由楼宇自动控制系统记录，并定期提醒对设备进行维护、保养以及记录信息，这样更加规范及确保维护人员及时对设备进行保养。通过高效、规范的对设备进行维护、保养，提高了设备的运行寿命，相应地必将一定程度降低建筑的运行成本。

1.4 有利于提高建筑日常安全管理的能力

楼宇自动控制系统通过将停车管理、安保监控管理等统筹管理，且与消防系统形成联动，通过减少各系统的协调管理，提高了楼宇的管理水平，更有利于建筑及建筑物内人员的安全。

2． 建筑楼宇自动控制系统的应用实例

北京林业大学综合楼工程位于北京市清华东路35号，地上十四层，地下三层，总建筑面积89989.7m2，地下室总面积24662.1m2，地上总面积65327.6m2，钢筋混凝土框架-剪力墙结构，抗震设防类别：乙类，抗震设防烈度：八度。该工程于2011年1月18日开工，2013年8月30日竣工。该工程使用功能主要是教学、科研、办公及实验室等用途。

北京林业大学综合楼工程的楼宇自动控制系统网络配置设计的基本原则是：一是中控设备集中监视，二是末端设备分散控制，三是实现信息和资源共享，该工程采用的系统是西门子APOGEE的集散型控制系统。根据综合楼工程使用功能的特点，该工程选用楼宇自控系统采用以太网标准的BACnet通讯协议。根据该工程需求主要针对建筑的以下几个设备进行监控：1、冷源系统设备；2、空调机组设备；3、新风机组设备；4、送排风系统设备；5、给排水设备；6、风机盘管设备；7、照明灯具设备，总共1609个控制点，其中DI点889个，AI点187个，DO点340个，AO点193个。

下面对以上部分设备通过楼宇自控系统的应用进行分析介绍。

2.1 冷热源自控系统

冷热源自控系统主要由冷却塔、冷水机组、冷却水泵、冷冻泵、供热循环泵等设备组成。该系统根据各设备的自动控制功能要求进行相应的末端监控配置。该系统由一台模块化的控制器(西门子PXC Modular)进行监控。

监测的内容主要有以下6个方面：1、监测冷冻水系统供水回水的温度、供回水压力及回水流量；2、检测制冷量和制热量；3、监测冷却水、冷冻水的水流状况；4、监测冷冻冷却水泵、冷水机组、冷却塔以及热水锅炉的运行情况；5、检测供热供回水温度；6、检测热水循环泵运行状态。

控制的主要内容包括：1、由预先设定的时序，开启或停止冷热源系统；2、依据冷冻水供水回水的压力差，调节电动旁通阀开度，使系统总体的压力保持平衡；3、故障切换：一台设备发生故障后，系统将自动切换到另一台设备并及时投入运行，发生故障的设备及时报警；4、控制热水循环泵启停控制。

2.2 空调机组自动控制系统

根据楼宇控制点表，共设置了4台空调机组，每台空调机均采用DDC控制器进行控制，且为一对一控制。

监测的主要内容包括：1、回风温度、湿度的监测；2、室外温度、湿度的监测；3、对初效过滤网阻塞报警、低温报警状态的监测；4、送风压力的监测；5、空调送风机的运行、故障报警及处于手动或自动等状态，风机设备的相关气流状态以及故障报警的监测。

控制的主要内容包括：1、由预先设定的时序，开启或停止送风机；2、根据季节变化或室外温度的变化，调节各类阀门的开启程度；3、当空调机组停机时，新、排风等阀门联动处于关闭状态；4、风机变频频率的控制；5、根据回风的不同温度，相应地联动调节电动水阀的开启大小，确保回风的温度能满足预先设定值；6、根据回风的不同湿度，相应地联动调节加湿器的开启或关闭，确保回风的湿度能满足预先设定值；7、当冬季处于低温报警状态时，控制系统联动关闭新、排风阀，并同时关闭空调风机，热水阀则全部打开；8、当建筑物出现消防报警情况时，系统联动关闭相关区域的空调设备。

2.3 给水排水系统自控系统

监测给水泵、污水泵的手自动状态，污水池超高液位报警。

主要监控内容：1、监测水池溢流/启泵/停泵液位；2、监测集水坑溢流液位报警；3、根据控制要求当达到高液位时停止水泵；4、根据控制要求当低于低液位时启动水泵；5、可计算给水泵累计运行时间；6、给水泵运行状态。

2.4 风机盘管联网控制自控系统

整个工程共有风机盘管1085套，除了要对风机盘管进行常规的控制以外，还需要对所有的风机盘管进行联网控制，集中管理。

就地控制功能：1、房间温度检测；2、房间温度设定；3、房间温度控制（电动两通电磁阀控制）；4、风速控制（风机三速控制）；5制冷/制热转换；6、远程监视和控制功能；7、能够在监视工作站上查看每个房间的温度和设定温度，并进行远程的设定和对风机盘管进行启停控制; 统一进行时间编程控制,以实现更节能的温度控制。

采用SIEMENS的RDF301系列控制器实现对风机盘管的三速控制，同时实现对房间温度的采集、温度的设定以及制冷/制热模式的选择。

各RDF301控制器之间通过KNX总线进行连接，实现控制器与中央管理工作站之间的通讯，系统网络结构图如下：

FCU上位机软件，将会用于集中显示及控制联网办公楼的风机盘管，如果需要临时加班的话，温控器自身还具有符合加班应用的功能。

2.5 照明灯具自控系统

本系统的照明主要包括：公共区域的照明。自控系统为照明设备相应设计配置了扩展模块箱，方便和附近的空调机组及新风机组共同使用一台控制器，通过扩展模块的I/O点进行监控。

监控的主要内容包括：1、照明回路状态；2、控制照明开关；3、亦可按时间程序控制照明回路。

3． 结语

智能建筑是信息技术和建筑技术结合的产物，为人们提供舒适且便捷的工作环境，随着全球信息化进程的不断加快和信息产业的迅速发展，智能建筑作为信息社会的重要基础设施，已受到越来越多的重视。我国智能建筑虽起步晚， 但发展迅猛， 呈现了巨大的市场潜力，如何又好又快的促进建筑智能化的发展，需要我们大家共同努力，实现智能建筑集建筑、通信、办公自动化、建筑管理自动化四位一体, 构成有机统一的服务体系, 使之具有经济性、效率性、舒适性、功能性、信赖性和安全性的特征。