楼宇控制系统篇1

本设计书是为重庆皇冠假日酒店智能化弱电系统工程做的设计方案，关于本方案的设计目的、标准、内容、系统

造价以及设计工作当中的其它相关事宜现总体表述如下：

1.设计目的

根据五星级宾馆的弱电系统设计规范而定，依据甲方要求，我们的建设目标是为使用者提供在一个高效、舒适、便捷和安全的前提下，降低大厦的运行费用和提高运行管理的智能水平，并随着大厦业务的发展，进一步增强市场竟争能力和提供增值服务。该系统运行标准化、模块化以及系列化的开放型设计，以中央管理层、部门监控层和现场信息采集与控制层组成的模式，通过系统一体化的公共高速通信网络，同时采用计算机平台，运行和操作在统一的人性界面环境下，实现大厦内信息、资源和任务的综合共享，从而实现合理运用大厦物力、逻辑资源。达到设计的最终目的是使用户得到满足其要求的最佳方案。

2.设计标准

《民用建筑电气设计院标准》（JGJ/T16-92）

《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）

《国际商用建筑物电信布线标准》（EIA/TIA568A/606/607）

《电气及电子工程师学会标准》（IEE802.3/805.5）

《商用建筑线缆标准》（EIA/TLA-568A）

《30MHZ-1GHZ声音和电视信号的电缆分配系统》（GB/T6510-1996）

《30MHZ-1GHZ声音和电视信号的电缆分配系统验收规则》（SJ2846-88）

《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）

《涉外宾馆监视电视系统设计规范》（DBJ08-16-90）

《有线广播录音、播音室声学设计规范和用户技术要求》（GYJ26-86）

《综合布线工程设计规范》（CFECS72-97）

《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79-85）

《通信光缆的一般要求》（GB/T7424-87）

《信息技术互连国际标准》（ISO/IEC11801-95）

3.设计说明

重庆皇冠假日酒店的设计指导思想和设计特点是世界一流的高档次的智能化建筑群体。在本次系统集成中，分为三个层次：

第一层次为子系统纵向集成，目的在于各个子系统具体功能的实现，包括各个子系统设备的调试运行开通和设备运转的流程优化；

第二层次为横向集成，设计中体现各子系统的联动和优化组合，在确定各个子系统重要性的基础上实现各子系统软件功能，便于几个关键子系统的协调优化运行；

第三层次为一体化集成，即在横向集成的基础上建立智能集成管理系统，即建立一个实现网络集成、功能集成、软件界面集成的高层次监控管理系统。

楼宇控制系统设计方案

1.需求分析

项目概述

重庆皇冠假日酒店地处重庆市商业中心地带――重庆市渝中区，是一座现代化的五星级酒店。

本方案针对重庆皇冠假日酒店空调、通风、变配电、电梯、照明、给排水系统等设备的自动控制进行了设计，自动控制系统采用了西门子楼宇科技的S600APOGEE楼宇自控系统。

BAS系统将对皇冠假日酒店中建筑物的各种机电设备的运行及开关状态实行全时间的自动监测或控制，并同时收集、记录、保存及管理有关系统的重要信息及数据，达到提高运行效率、节能、节省人力、安全延长设备寿命的目的。

我们使用了西门子楼宇科技S600APOGEE的MEC、MEC模块化控制器进行点对点通讯，组成一个完整的统一配套的楼宇控制系统。

系统设计范围包括冷源系统、变配电系统、通风及防排烟系统、新风处理机、空调器、吊顶式空调机等空调末端设备。控制系统采用了S600APOGEE系统中的最新控制器MEC（模块化设备控制器）对风柜、新风机进行控制。另外相应配置了温湿度传感器、压力传感器、阀门、风门驱动器等传感执行设备。

系统特点

S600APOGEE是以集散理论为基础的成熟的楼宇自动化系统。它具有结构灵活、适应性强、扩展方便、软件优化设备运行、操作简单等特点。

S600APOGEE基于WINDOWSNT平台的系统软件包可直接进入假日酒店的计算机网络集成系统，与其他进入集成系统的各子系统进行信息交换，是集成系统中重要的环节，这也是该系统开放性的充分表现。

系统特点

SIEMENS-LANDIS&STAEFA的产品是按照国际质量标准生产和制造的，选购的设备也同样是符合这一标准，完全能够满足业主的技术要求。

S600APOGEE是与全球同步投放市场的最新一代楼宇自动化控制系统，是在WINDOWSNT平台上运行的全新系统，开放性和兼容性是这套系统开发之初的主导思想，是适应楼宇控制市场网络化这一方向的必然产物。能够与智能酒店的诸多系统进行通讯或参与整个酒店的管理。

楼宇自动化系统能够自动控制建筑物内的机电设备。通过软件，系统地管理相互关联的设备，发挥设备整体的优势和潜力，提高利用率，优化设备的运行状态和时机（但并不影响设备的工效），从而延长设备的服役寿命，做到降低能源消耗、减低维护人员的劳动强度和工时数量。最终，降低了设备的运行成本。

S600APOGEE已经解决了计算机时钟跨越两千年问题。由此而来的后果将不复存在。

系统开通后，将使得酒店的能耗降低10%-25%，管理水平和效率大幅提高。

为提高系统的可靠性，本系统采用了单层网络，无主从结构。随着系统的提升，所提供的功能和服务将明显加强。

2.设计依据

S600APOGEE通过了国际上欧洲、美国行业标准的认证，根据实际，我们会参照和严格执行国家民用建筑电气设计规范。

重庆皇冠假日酒店电施图、空施图

重庆皇冠假日酒店设计方案

《民用建筑电气设计规范》（JBJ/T16-92）

《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）

《工业企业通信设计规范》（GBJ42-81）

《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79-85）

《电气装置安装工程施工及验收规范》（CBJ232-92）

《建筑设计防火规范》（CBJ16-97）

《火灾自动报警系统设计规范》（GBJl16-92）

《商用建筑线缆标准》（EIA/TIA-568A）

《信息技术互连国际标准》（ISO/IECl1801-95）

《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）

《中国采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）

《中国室内给水排水热水供应设计规范》（15-74）

《火灾自动报警系统安装使用规范》（中国工程标准化委员会标准）

3.控制范围

一所现代化的酒店需要由多元化的空气处理设备来满足差异极大的环境要求。酒店通常通过特定的空调设备来满足下列环境：

节约能源的耗用

应急能源的储备

系统使用率的可伸缩性

温度与湿度在不同功能区域的不同要求

酒店的HVAC系统，不仅仅为客人和酒店员工提供了一个舒适的环境，它更必须满足客人的要求。严格的温度、湿度、压力以及空气过滤所营造的舒适能够增加客源及固定客人，从而为酒店谋利。例如，客人需要在23-25℃和相对湿度65-75%的环境条件下，可以感受舒适。因此，我们在进行针对酒店的环境控制方案设计时，将以客人环境的健康及舒适要求标准作为最重要的设计依据。

同时，酒店也是一个高能耗的建筑，在不以牺牲环境条件为前提下，所有节能手段同样需加以着重考虑。

我们通常以三个典型标准对酒店环境进行控制：

客房

客房需要的是一个温/湿度要求极高的环境。因客房的环境不好，直接影响酒店的客源量，这也是能源耗费最大的地方。

商场

商场需要特殊的通风与空气处理方式来保证将因客流量不同而造成的环境温/湿度不适的可能性降至最低，以及室内对空气质量的控制。与此同时，还需要保证顾客的舒适性。虽然商场对于室内新风量的要求没有超市其他区域那么严格，但是相对于商用场合而言，仍然十分重要。对于不同楼层的商场，其对于室内环境的要求各不相同，因而各自独立的空气系统才能够满足独立的功能区域需求。

办公区

对于办公区域，最为重要的控制因素是排风的处理与工作人员的舒适性，以提高工作效率。

本方案控制范围包括下列子系统：

冷冻系统

空调系统

新风机系统

风机盘管控制系统

中央供热系统

排风系统

变配电监测系统

照明监控系统

电梯监控系统

给排水系统

计费系统

4.系统设计

空调冷热源系统

通过BA系统可以实现以下控制：

（1）针对空调系统的2台离心水冷机组、1台风冷螺杆机组、3台风冷热泵机组实施台数群控。

（2）在机组发生故障时的群控方式：当某一台冷冻机故障停机时，通过S600系统采集故障信号，按开机程序来开启其他冷冻机。首先打开冷却塔风机――冷却水蝶阀开启――开冷却水泵――冷冻水蝶阀开启――开冷冻水泵――最后开冷冻机。

（3）S600与特灵冷水机组软件联网兼容。

（4）压差旁通监控内容：在总进水管和总回水管之间设置压差传感器，通过电动两通阀调节压差，使压差保持在

1.0Kg。为了确保该系统的可靠性和安全性，在安装方面采用Y型过滤器安装压差开关，在过滤器堵塞并发出信号。选用液压驱动器，实践证明采用这种阀门可以保持在PID的调节方式下数十年无磨损。所有电动阀将设置现场手动控制箱、手动信号及阀门开关状态信号返回。

（5）冷冻水总回水流量计的技术指标

精度不低于1%；

具有高可靠性、高稳定性；

无需经常维护检修方便、检修时不影响系统运行；

阻力损失在工艺允许范围之内；

4-2Oma标准输出信号。

（6）冷却水系统

系统供回水温度、压力；

冷却塔风机启停控制、状态监视；

冷却水循环泵启停控制、状态监视。

空调系统

（1）新风处理机

硬件设备控制

风机开/关（DO）

风机开/关状态（DI）

风机运行故障（DI）

过滤网堵塞报警（DI）

新风温度（AI）

送风温度（AI）

水阀比例调节（AO）

新风风门调节(DO)

室外温湿度(AI)

软件控制内容

于预定时间程序和最佳启/停程序下控制空调箱，具有任意周期的实时时间控制功能。（可根据室外焓值自动调整时间表）

根据室内温度，PID调节冷热水二通阀，使室内温度保持在设定范围内。

风机、风门、盘管水阀连锁程序：

A）启动顺序：开盘管水阀、开风阀、启风机，调冷热水阀；

B）停机顺序：停风机、关风阀、关水阀。

自动监测过滤网两端压差，堵塞时报警，提示清洗过滤网，提高过滤效率。

新风机与各设备进行联锁控制：新风机停止时，关闭各二通阀。新风机与消防报警信号连锁，火灾信号确认后，将关闭新风机。

显示不同的状态和报警，显示每个参数的值，通过修改设定值，以求达到最佳工况。

通过远程工作站，机组的每一点都有列表汇报，趋势显示图，报警显示和警铃。

远程工作站打印机自动记录空调机的连续运行状态。

达到最佳的节能效果和营运环境。

（2）空调柜机

硬件设备控制

风机开/关（DO）

风机开/关状态（DI）

风机开/关故障（DI）

过滤网堵塞报警（DI）

回风温度（AI）

送风温度（AI）

冷水阀比例调节（AO）

新风风门调节（DO）

室外温湿度（AI）

空气质量监测（AI）

软件控制内容

于预定时间程序和最佳启/停程序下控制空调箱，具有任意周期的实时时间控制功能。（可根据室外焓值自动调整时间表）

根据室内温度，PID调节冷水二通阀，使室内温度保持在设定范围内。

风机、风门、盘管水阀连锁程序：

A）启动顺序：开盘管水阀、开风阀、启风机，调冷水阀；

B）停机顺序：停风机、关风阀、关水阀。

自动监测过滤网两端压差，堵塞时报警，提示清洗过滤网，提高过滤效率。

根据回风温度、新风温度，对新、回风阀进行调节，控制混风比例，达到控制送风温度的最佳效果。

空调机通过CO2浓度水平控制新风风阀及回风风，调节风阀开度。在保证必要的新风量的前提下，充分利用回风冷量，对室内温度进行调节。当室外温度新风满足条件的情况下，利用新风对室内温度进行调节，这样可以大大降低能源的消耗。

空调机与各设备进行联锁控制：空调机停止时，关闭各二通阀。空调机与消防报警信号连锁，火灾信号确认后，将关闭空调机。

显示不同的状态和报警，显示每个参数的值，通过修改设定值，以求达到最佳工况。

通过远程工作站，机组的每一点都有列表汇报，趋势显示图，报警显示和警铃。

远程工作站打印机自动记录空调机的连续运行状态。

达到最佳的节能效果和营运环境。

风机盘管控制

（1）在墙壁上安装RAB10恒温控制器，其设定温度可设置旋钮在10-30度范围内调节。

夏季运行时，系统供冷水，转换开关置于冷挡。当室温升高并超过设定点温度时，恒温器RAB10动作，打开电动二通阀MVE，通过风机向房间送冷风，使室温降低，回到控制范围内；

冬季运行时，系统供热水，转换开关置于热挡。当室温下降并低于室内设定温度时，恒温器RAB10动作，打开电动二通阀MVE，通过风机向房间送热风，使室温上升，回到控制范围内。

（2）当恒温器RAB10的转换开关置于关挡时，风机停止运转，电动阀也因失电而关闭。

（3）风机有高/中/低三挡转速，可通过风速开关调节。

中央供热系统

（1）根据程序或业主的日程安排（例如节假日、上下班等）自动开关热交换器。

（2）测量系统供回水温度、压力。

（3）根据系统负荷，调节蒸汽调节阀，控制蒸汽流量从而控制汽水交换器的出水温度。

（4）自动记录及打印系统负荷，并可根据物业管理部门技术要求书以不同时段累计负荷情况并打印。

（5）在指定管道位置安装电动蝶阀，远程控制冬季、夏季切换。

送排风系统

（1）硬件设备控制

风机开/关控制（DO）

风机开/关状态（DI）

风机手自动转换状态（DI）

风机故障报警状态（DI）

楼梯间加压监测（AI）

（2）软件控制内容

时间程序自动启/停送风机，具有任意周期的实时时间控制功能。

监测送排风机的运行状态和故障信号，并累计运行时间。

排烟风机与消防报警信号连锁，火灾信号确认后，将开启排烟风机。

在车库设置CO（一氧化碳）浓度传感器，通过监测CO浓度启停送/排风机，并相应开启新风门，可达到有效节能并保证空气质量。

中央站彩色图形显示，记录各种参数，包括状态、报警、启停时间、累计运行时间及其历史数据等。

变配电系统

（1）硬件监控设备

高压部分

监测各高压进线电流、电压（AI）

监测各高压进出线柜真空断路器开/关状态及故障报警（DI）

监测联络柜、电容柜开关状态及故障报警（DI）

监测变压器超温报警（DI），开/关状态及故障报警（DI）

监测变压器出线电流、电压、功率因数（AI）

低压部分

监测各低压进线柜电流、电压、功率因数、功率（AI）

监测各低压进线柜空压开关状态（DI）

监测各低压进线柜故障状态（DI）

监测发电机电流、电压、频率

监测发电机开/关状态（DI）

监测发电机故障报警（DI）

（2）软件监控内容

当建筑区出现负荷峰值时，按照优先次序切断不重要的负荷，保证电力系统正常工作。

计算机软件对用电量进行累计计算，并打印报表，以供酒店管理部门利用。

对低压配电、发电机的电流、电压、功率因素进行监察，与计算机内的参数进行比较，有5%以上的误差将会报警。

楼宇自控系统考虑与变配电自身监控设备（包括开关柜、变压器等）联网，直接通过软接口与采集变配电信息。但变配电系统需留有接口。

监视发电机的内部参数，发电机供应商提供通讯接口及开放通信协议。

给排水系统

（1）硬件监控设备

监测污水池/集水池的高低水位报警。

水箱的高低水位报警。

生活水泵启停，故障报警，运行状态。

污水泵/排水泵启停，故障报警，运行状态。

生化处理装置运行状态。

（2）软件功能

在发生液位超过或者不到预定液位时，自动产生报警信号并打印。

水箱液位低时自动启动水泵。

在污水坑产生高液位报警信号时，如果无相应潜水泵运行状态反馈，则产生相关报警信号。

监视生化处理装置的内部参数，生化处理装置供应商提供通讯接口及开放通信协议。

照明监控系统

（1）监控范围

1层下，3-6层商场照明开/关控制（DO）

-3F-1F停车库照明开/关控制（DO）

室外照明开/关控制（DO）

公共走道照明开/关控制（DO）

泛光照明开/关（DO）

楼层照明箱开/关控制（DO）

（2）软件控制内容

按照酒店管理部门要求，程序时间控制各种照明设备的开关，以达到最佳管理、最节能的效果。

统计各照明回路的工作情况，动力设备运行时间并打印成报表，以供物业管理部门利用。

电梯监控系统

（1）硬件设备监控

客梯

扶梯

电梯启/停状态（DI）

电梯故障报警（DI）

（2）软件监控系统

中央站彩色图形显示，记录各种参数如状态、报警、启停时间、累计运行时间及其历史数据等。

电梯系统与消防联动系统连锁启停。

与电梯联网监视其内部运行参数，电梯供应商应提供通讯接口及开放通信协议。

楼宇控制系统篇2

中图分类号：P258文献标识码：A

第一部分智能数字机电控制系统的构成

在当今楼市如雨后春笋般崛起的市场形势下，小区业主对园区品质有了更高的要求。小区以及楼宇的综合智能化项目工程，也越来越受到重视。再加上当今第三代移动通信标准的确定，移动通信引入小区综合弱点网络已成为当今关注的问题。

一IP综合网络的组成：

首先我们将IP主干网络应用到楼宇通信主干，实现多线合一，无需像现在一样分为电话线，宽带线，电视线等等，节约了成本。

1、IP系统有六个关键部分组成：（如下图）

彩图-1

代替PBX的CallManager，是基于Windows2000的软件。在IP信号连接到网络时，IP信号通过DHCP与CM建立初始化，获得自己的IP地址和位码；当IP终端呼叫其他终端时，由CM提供拨号音并完成信号的路由交换。所以CallManager是IP网中必不可少的部分。

代替传统模拟电话的IP电话，其有MAC地址，可通过DHCP动态获得一IP地址；IP电话有二个以太网接口，一个连接到以太网交换机，另一个连接到PC，以减少对布线系统的影响。

连接到传统电视网的网关，若本项目不考虑这些节点与PSTN相连，可不考虑网关。

用于大型H.323网络中的关守(Gatekeeper)，完成信号到IP地址的解析及各网关/CM间的带宽管理。

支持IP电话的局域网交换机。该交换机配有可给IP电话提供电源的以太网交换模块；完善的QoS机制；可提供语音压缩编码的转换和电话会议的服务模块。

第二部分数字信号处理试验

测试目的

结合工作中的具体案例，从RC、RL一阶电路的响应中正确区分零输入响应、零状态响应、冲激响应和阶跃响应。

测试原理及方法

描述线性非时变连续时间系统的数学模型是线性常系数微分方程。为了确定一个线性非时变系统在给定激励下的完全响应y(t),就要对该系统列写微分方程表示式，并求出满足初始条件的解。

完全响应y(t)可分为零输入响应与零状态响应，零输入响应是激励为零时仅由系统初始状态y(0-)所产生的响应，用y(t)表示；零状态响应是系统初始状态为零仅由激励e(t)所引起的响应，用yzs(t)表示。于是，可以把激励信号与初始状态两种不同因素引起的响应区分开来分别计算，然后叠加，即：

本测试以一阶RL(或RC)电路为例，讨论微分方程的建立和求解问题。

如图所示电路，电压源e(t)作为激励，电感上流过的电流i(t)作为响应，描述该系统的微分方程为：

只要给定激励e(t)和初始状态i(0-)的值，就可以求出完全响应i(t)及其零输入响应与零状态响应分量。本测试中激励电压源可有下列四种形式：,参数a由键盘输入。

利用微分方程的数值解法，可让计算机完成上述计算工作并给出图形显示。

在线性系统的时域分析方法中，卷积是个极其重要的概念，占有重要地位，只要知道了系统在单位冲激信号作用下的零状态响应即系统的单位冲激响应h(t),就可以利用卷积积分求出系统在任何激励x(t)作用下的零状态响应yzs(t).

通过选择适当的参数可以形象地说明卷积的物理意义及主要性质。完全响应由零输入与零状态响应组成。本测试以一阶RL电路为例。如右图：

电压源为e(t)作为激励，电感上的电流i(t)为响应，则系统微分方程为：

L+Ri(t)=e(t)

三.物理原理

描述线性移不变离散时间系统的数学模型是常系数差分方程，它与系统的结构流图之间可以相互推导。迭代解法（也称递推解法）是求差分方程的最简单也最适合用的方法，也是实现数字滤波器的一种基本方法，因此应该很好的掌握。

本测试适用的差分方程通式为

NN

Σa[k]y(n-k)=Σb[r]x(n-r)

k=0r=0

x(n)与有y(n)分别为系统的激励和响应。

离散系统的响应可分为零输入响应和零状态响应分量，零输入分量仅由系统的初始状态有y(-1),y(-2),……y(-N)引起，外激励x(n)=0;而零状态分量仅由外激励x(n)引起，初始状态y(-1),y(-2),……y(-N)均为零。

本测试差分方程解法中只限于激励是单位阶跃信号u(n),即x(n)=u(n)的情况，通过选择输入N和系数a[k],b[r]以及初始值y(0),y(1),……，y(-N)。如果已知y(-1),y(-2),……y(-N)，欲求y(0),y(1),……，y(-N)，可利用迭代法逐一导出这样我们可以由给定的差分方程以及已知的初始状态找到所需的初始值（包括零输入初始值，零状态初始值，全响应初始值），进而求出零输入响应，单位冲激响应h(n)以及u(n)激励下的全响应和零状态响应。至于其它激励下的零状态响应，可以用它的单位冲激响应h(n)与输入信号x(n)的离散卷积求出。

离散卷积的计算公式如下：

+∞

y(n)=x(n)*h(n)=∑x(m)h(n-m)

-∞

序列x(n),h(n)可以是有限长或无限长，但为了在计算机上绘图观察方便，我们主要讨论有限长序列。如果x(n)和h(n)长度分别为M和N,则响应序列y(n)也为有限长序列，其长度为L=M+N-1。于是，上式可以“形象”地描述为两个有限长序列的反褶，移位，相乘，累加过程，这使计算机编程十分方便。

3．差分方程迭代解法

（1）本测试要求首先键入方程两端系数的个数和需要输入y(n)的样点个数，然后依次输入a[0]~a[N],b[0]~b[N]这些系数的数值和y(n)的初始值y(0)~y(N-1),h(n)的初始值h(0)~h(N-1),运行后既得冲激响应h(n)和阶跃信号激励下的响应y(n)的结果和图形显示。

（2）对于下列离散系统，已知（-1）=2，（0）=0，利用本测试系统零输入响应

（n），单位冲激响应h(n)以及u(n)作用下的零状态响应与全响应y(n).

第三部分结论

楼宇控制系统篇3

关键词：建筑节能，楼宇自控，节能控制

Abstract:thispaperaimstopressingenergysituation,accordingtobuildingenergyefficiencyinbuildingsandequipmentcontrolwaysofsavingenergycontrolmethodfortheanalysis,italsosummarizestheconstructionequipmentautomaticcontrolusuallyadoptsomeenergysavingcontroltechnologyandstrategy,andengagedintheindustrytosharepersonnel,andpromotethedevelopmentofthecauseofbuildingenergyefficiency.

Keywords:buildingenergyefficiency,buildingautomation,energycontrol

中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：

1大型建筑运行能耗的构成分析

下表是从某资料获取美欧国家建筑物能耗分配比例综合统计表，从中可以看出：一栋建筑内，暖通空调是最大的耗能大户。所以采用良好的节能控制措施，对节约能源，降低运行费用十分重要。

耗能课目通风、空调生活热水动力、照明厨房炊事

耗能比例%6515146

2楼宇自控系统节能控制措施

楼宇自控系统主要的功能之一就是可以尽可能地节约能源，针对不同的受控设备，采用相应的节能控制技术或控制策略实现节能运行，随着技术的不断进步，有的楼宇自控系统厂家，为了更好地保护客户利益，已经将一些整理的节能控制程序内置在控制器中，具体节能程序包括如下：

􀁸自动日光节约时间切换

􀁸基于日历的计划列表

􀁸计划表

􀁸经济节能控制

􀁸设备计划列表、优化和顺序列表

􀁸事件计划列表

􀁸假日计划列表

􀁸夜间低温设定控制

􀁸尖峰需求显示（PDL）

􀁸启停事件最优控制（SSTO）

􀁸临时强制计划表

控制器内置节能控制算法是对用户非常好的一个功能，而且目前作为一种技术发展趋势，相信越来越多的厂家会采用这一技术。

2.1空调控制系统可以采用的节能控制策略

空调系统是建筑中的能耗大户。合理地控制空调设备的运行，在保证建筑物内舒适环境的前提下最大程度地降低能耗。在自控系统工程商在实施中，一般需要根据空调系统的工艺要求，结合工艺要求采用一定的节能控制策略，这样，可以在满足空调系统运行工艺要求的前提下进行节能，常见的节能控制策略主要包括如下：

2.1.1最优启停控制

在启动暖通空调系统工作时，在最短的时间内达到所需要的舒适度。而最优停止控制是最优启动的逆过程，在工作区域停止使用前的合适时刻停止空调设备的运转，仍能达到最低的舒适度要求，其目标是使设备系统工作时间最短、能耗最低。空调制冷系统往往是建筑能耗最大的地方。

2.1.2室内温度浮动（新风补偿）控制

一般来讲，维持室内恒定的温湿度（如夏季26℃、50%RH）不变，往往导致室内外较大的温差。人长时间停留在不变的低温环境和遇到室内外温差的较大突变，往往会引起皮肤汗腺收缩、血流不畅、神经功能紊乱等“空调适应不全症”（俗称“空调病”），同时空调系统的运行能耗也会大大的提高。采用室外新风温度补偿调节策略，随着室外空气温度的变化适当提高夏季室内空气温度和降低冬季的室内空气温度，为室内提供健康、舒适的动态热环境，同时为空调制冷系统带来显著的节能效果。

2.1.3最小新风量控制

为符合卫生标准，空调系统需要引进室外新鲜的空气，称为最小新风量。新风量一般定在送风量的20%~30%，可以检测室内二氧化碳的浓度，对比允许浓度，减少新风量的输入。

2.1.4提前预冷关闭新风

对于办公楼类建筑，为使工作人员到达室内时温度较为舒适，要提前开机，开机时要关闭所有新风阀，减少新风负荷的消耗。

2.1.5夏季工况的夜间吹洗

在夏季，可利用凌晨清新的凉空气，开大新风阀，关闭冷冻水阀门，对整栋建筑进行吹洗，可以冷却建筑结构所吸收的热量，使得建筑物降温，减少开机时的冷负荷量。

2.1.6焓差控制

通过设置室内外温湿度传感器测量室内外空气的焓，根据室内空气质量与焓值来控制送、排风量。

在夏季，由于在黎明前室外空气比室内空气温度低，空气品质也较好，系统自动适时地引入较为凉爽的室外新风，最大限度地利用自然能量和清洁的大气来置换建筑物内污浊的空气。当室外空气焓值小于室内空气焓值时，干球温度低于室内干球温度，开大新风阀，转至变新风量控制，直至最大新风量。

2.1.7冷冻站设备台数控制

根据对自控系统深入的研究以及长期的施工经验，在冷冻站设置冷冻水回水流量变送器、供、回水温度传感器，可以计算出空调系统末端实际消耗冷负荷QL=CG（t2-t1）

QL——冷负荷KW；

C——冷冻水的比热，4.186KJ/Kg.℃；

G——冷冻水流量，kg/s；

t1•t2-——冷冻水供、回水温度，℃；

冷机的额定制冷量为QNO，则冷机工作的台数和冷负荷的关系如下：

一台工作QL≤1QNO

两台工作QL=1QNO~2QNO

由于机械制冷的冷机（本工程冷水机组属于这种情况）的装机容量都在几十到几百千瓦，启动时对电网冲击很大，所以在增减冷机台数时，必须延迟一定的时间，比如10min~30min。为避免频繁启、停，需要启动第二台冷机为1QNO+ΔQ。由两台减至一台时，其冷量为1QNO-ΔQ，设计一个不灵敏区。

通过冷机台数控制策略动态的决定投运的冷机台数，避免低负荷运行，同时根据冷水机组台数合理控制设备的台数（冷冻泵、冷却泵、冷却塔等）。这样既起到节能的效果又可以对冷机系统起到合理的保护作用，延长其使用寿命。当然，冷水机组台数控制策略还应结合各台冷水机组最佳制冷能效比（COP）进行合理编排。

本建筑设备中制冷、换热系统的耗能最大，其运行监控管理直接影响到每日消耗的电量，所以对其节能控制应给予重视。利用实测所需冷（热）负荷控制冷机运行台数，这是当今比较好的节能措施，经验统计，可节约运行费用10~25%左右。

2.1.8水泵变频控制

在空调系统设计过程中，泵的选型是根据系统的最大负荷来选择的，泵的额定功率往往要大于设计的最大功率，这样就导致了设备选型所造成的能量浪费。另外，由于受到内、外界干扰等不定因素的影响，系统的实际负荷总是不断变化的，大部分时间系统都工作在部分负荷状态。为使循环水量与负荷变化相适应，冷冻、冷却泵变频控制系统则摒弃传统的采用阀门节流调节流量，避免大量能量被阀门消耗，而是充分考虑建筑负荷状况、管网状况、室外气象参数等多种变化的因素，对水泵采用变频处理，调节水泵转速，使水泵的流量与实际负荷相适应，达到降低泵耗、提高空调品质的目的。当然，变频系统的最低运行频率需要根据冷水机组允许的最小流量限制水泵的最低运行频率。水泵变频控制一般可节省40~60％的水泵能耗，节省的泵耗主要包括设备选型过大引起的泵耗和变频后减少的流量所消耗的泵耗。

生活供水系统目前大部分都已经采用成套的恒压变频供水控制方式，已经普遍考虑了节能。

2.1.9室内温度分层控制

对于大型公共建筑，例如政府办公大楼或机场、火车站、大型商场类建筑，由于考虑到人员流动通道需要，在建筑内内上下层自动扶梯处存在大面积的空间连通现象，由于空气对流造成热气流上升、冷气流下沉，影响空调系统的舒适性效果。

这种情况下，通过设置在屋顶、室内或地面的设置温度传感器可检测到室内不同空间内的温度，从而指导不同楼层空调系统改变其系统运行设定温度，例如，降低靠上楼层的设定温度，适当提高靠下楼层的设定温度；

另外，对于不同空调系统，如位于大空间定风量空调系统，可改变末端风口的送风方向，例如，对于有电动球形喷口送风末端，在夏季和冬季应调整到不同的送风方向，夏季冷风尽可能向上吹出，冬季热风尽可能吹向地面，这样可尽量减少垂直方向温度不均匀的问题。

2.2通风系统节能控制

楼宇自控系统是通过控制通风系统每小时送排风量的大小从而达到节能的要求。

通过现场DDC控制器对建筑内的通风设备实现联网集中控制，实现最佳启停和最佳节能控制。

对于大功率送排风机，可采用根据室内或回风空气质量变频或定时间歇开关的工作模式，避免长期连续运行，这样不经可满足通风工艺要求，有节约了大量能源。

3结束语

楼宇控制系统篇4

随着时代的不断发展，楼宇的设计中也逐渐加入了智能的因素，在智能化发展的趋势下，楼宇自动化控制系统在建筑行业得到了广泛的应用。在实际的建工工程中，自动化系统不断走向发展与完善，但是关于楼宇自动化控制系统的失败案例也有不少，这就要求我们在实际工作中对自动控制系统进行进一步的完善。本文就对楼宇的自动化控制系统进行了深入浅出的分析与探讨，希望能为楼宇建设的自动化系统控制的相关设计提供一些参考。

【关键词】自动化控制系统完善

近年来我国的经济建设得到高速的发展，楼宇的建设开始全面开展，同时也带动了楼宇自动化系统控制建设的发展。楼宇自动化控制系统主要包括四大部分，包括主机、现场监控器、通信网络和仪表。楼宇自动化系统对建筑内的何磊设备进行监控，保证了运行的安全、可靠，同时还能节省人力和物力。但是，因为我国的楼宇自动化控制的发展比较晚，在设计和施工等方面还只是处于初级发展阶段，在具体的设计和施工方面还存在着很多不合理的地方，所以会有运行不良、使用寿命短等问题的出现。所以，根据实际情况，我们要针对楼宇自动化设计的特点对相关的管理功能进行选择，同时还要在实际的工作中积累关于自动化控制的相关经验，使系统设计得到相应的完善，使楼宇自动化控制系统真正的发挥出相应的功能。

1简述自动化控制系统有哪些基本的功能

在楼宇自动化系统设计中采用的数据通常情况下都是根据自动采集而来的数据，这些数据可以作为系统运行的一种参数，对运行情况进行自我监控，对系统中的各个指标进行全方位的调动，进而实现和创造经济效益和相应的社会效益。

1.1自动化系统具有数据自动采集的功能

对现地控制单位之间传送的数据进行的处理和存储要建立在系统数据库的基础之上，用上位计算机对系统的相关参数进行分析，从而形成系统运行的参数。在数据库中提取的数据资料可以对自动控制进行调节，通过本身的记录、检索等功能为系统的工作人员的灵活调用作为参考。

1.2自动化系统具有自动监控与调节的功能

想要提高系统的监控水平和调节水平，可以达到减少对系统操作失误的目的。但是，系统具有本身的复杂性，人工的监控是难以达到要求的，所以就需要自动监控和调节功能的开发与利用。对各种功能设置模拟操作系统，这个系统的设置要建立在数据科学合理的基础上。将自动系统的指令设置在屏幕显示器上，根据计算机屏幕显示执行的步骤，这样就可以对系统运行进行一目了然的监控了。

1.3总动画系统具有现地控制单元的功能

这个功能应该在自动化操作系统中某个环节的后面，进行现地的现实和处理，同时将操作的具体情况传到主控层。主控等再根据指令对是否满足指令的条件进行分析。最后按照发出的指令将硬件运行到相应的位置上。现地控制一般都会设置权限开关，根据开关实现远程的切换，同时依然可以使用手动的方式进行辅的操作，手动操作还可以解决特殊情况下的燃眉之急。

2对数据采集的设计

在对自动化系统进行上述三项基本功能的设计的时候，一定要体现出系统基本功能之间的共通性，还要对这些功能进行合理的处理，使自动化控制功能的适用性能够得到相应的提高。

2.1对数据采集的设计

在对系统数据进行采集之前要做到有针对性的进行采集，对自动化控制系统数据进行采集之后，要及时将数据传送到上位计算机中，实现系统运行的实时监控，这些数据可以作为盘点系统运行是否正常的重要依据。对系统的数据采集可以用单端隔离的模拟量进行输入卡，用波形检测的方式对系统自动收集的数据进行分析与监控，同时，必须要设置好采集范围和输出通道。

对数据进行采集设计时要做到对数据保存情况的实时显示。在对软件进行设计的时候还要对校本程序进行编译，同时用人机界面对数据的几率、存储等情况进行显示，最后将软件和数据可连接起来。这种功能使数据记录和存取的便利性得到大大的提高，同时还完成了对数据可的属性设置。

值得一提的是，对数据进行采集的时候要遵循一个重要的原则，探测元件与要采集的内体要尽量靠近，以减少传导中的误差，避免这些误差对数据真实性的影响。在传输中还可以使用光纤等新技术，这种新技术的应用可以达到准确的目的同时又不会使误差造成系统的误动作。

2.2监控设计

在自动化系统中的监控最常见的方式有三种：远程监控方式、集中监控方式和现场总线监控方式。其中几种监控方式便于系统运行的维护管理，对系统的设计比较容易，也没有较高的要求和标准。远程监控方式的优点主要有对资源能够起到节约监控的目的，同时具有较高的可靠性，并且在实际的应用中可以体现出组态灵活的优势，还可以实现对电缆、附属材料的节约利用。现场总线监控方式是当今条件下一种比较符合时代特征的监控方式，它可以实现远程监控，使监控的连接线路缩短，在这种方式上可以很好的体现出智能化的特点。同时为网络控制系统的发展奠定了基础。

2.3现地控制单元

自动化系统现地控制单元的实际采用了计算机软件和硬件等先进的技术，确保了各项标准都能符合指标要求。随着科技的不断发展，计算机在不断的更新换代，系统的规模也应该随着计算机的更型换代得到扩展与升级，维护方面要具备自我诊断和自我恢复的功能，避免因为人员操作失误造成的损失。现地控制单元的设计主要包括对机组设备的调节和将控制；对机组控制单元顺序的控制；数据通信要保持通畅；要有自我诊断的功能。

3结语

综上所述，对自动化控制系统进行设计的时候，要将采集到的数据及时的输送到上位计算机中，对整个运行流程实现实时监控，根据数据对系统运行状况进行判断。还要根据各种方式的运用，使系统工作的效率得到提高，减少维护故障率，在新技术的帮助下，实现计算机对整个系统的配置与设计。

参考文献

[1]张雪峰.楼宇自动化控制系统的IP化发展分析[J].智能建筑电气技术，2012（6）.

[2]杨慕铁.浅析如何完善楼宇自动化控制系统设计[J].福建建材，2013（6）.

[3]何宇红.楼宇自动化控制系统工程设计探析[J].科技与企业，2012（10）.

作者简介

汪诗雯（1985-），女，安徽省歙县人。大学本科学历。现为柳州市人民医院助理工程师。主要研究方向为电子信息工程。

楼宇控制系统篇5

【关键字】智能化，中央空调，集散控制系统

中图分类号：G623文献标识码：A

前言

中央空调的集散控制系统主要就是为了空气温度的调控，实现远程操作。由于现在空调的大量使用，温度调控的不协调，对污染物的排放以及气流组织的协调都有一定的问题，因此为了改善这种状况，中央空调的集散调控系统就被应用于此。我们通过集散控制系统的实施，进行了如下的讨论和研究。

二、中央空调集散控制系统

1.中央空调集散控制系统———新风自动控制系统主要实现净化房间的温、湿度控制。操作工作站以计算机为核心，提供操作者图形界面和基本过程控制功能及人机接口，完成设备的监视、控制、调节。

空调房间集散控制系统的组成如图1所示。

图1中央空调温度控制系统的组成风道温度传感器TI设于回风处，输出4-20MA的电流信号给控制器TC,控制器将传感器检测的温度与设定值相比较，并根据比较结果输出相应的电流信号控制电动调节阀的开启度，调节冷（热）水的流量，使送风温度随之变化，最终使房间温度保持在设定值范围内。

（一）被控对象在自动控制系统中，工艺变量需要控制的生产设备或机器为被控对象，简称对象。空调温度控制系统中房间就是被控对象。

（二）执行器在过程控制中，执行器大多采用阀的形式，控制各种气体或液体的流量与流速，是过程控制系统的一个重要组成部分，其特性好坏对控制质量的影响是很大的。它接受调节器送来的信号，自动地改变阀门的开度，从而改变输送给被控对象的能量或物料量。我们选用的电动执行器接受0-10V的连续信号，进行连续的PID控制。

（三）调节器又称控制器，它将检测元件或变送器送来的信号与其内部的工艺参数给定值信号进行比较，得到偏差信号；根据这个偏差信号的大小按一定的运算规律计算出控制信号，并将控制信号传送给执行器。

2.微机控制下的集散式系统

微机测控系统足以微型计算机为核心来检测和控制被对象生产过程的自动化系统。它主要包括硬件和软件两部分，目前在工业控制上面应用较多的是微机测控系统一种称为微机直接数字控制系统，简称为DDC。如上图2为集散系统结构图：

数转换后，变为数字量信息送给微机。微机则根据对应于一定控制规律的控制算式，用数字运行的方式，完成对工业参数若干回路的比例、积分、微分计算和比较分析，并通过操作台显示、打印输出结果，同时将运算结果经输出通道的数、模转换、输出扫描等装置顺序地将各路校正信息送到相应的执行器，实现对生产装置的闭环控制。

在整个生产过程中。由于生产过程复杂，设备分布又广，其中各工序、各设备同时并行地工作，而且基本上是独立的，故系统比较复杂。采用这样的系统可以实现从简单到复杂的调度，兼顾了集中式和分散式两者的部分优点，从而达到最佳控制。在这种系统中，基础的微机只把必要的信息送到主控计算机，而绝大部分时间都是各个微机并行地就地工作。这个分布式控制就称为“集散式控制系统(TDS)”。

在大型的建筑物或者生产厂房中，有可能会设置几套甚至十几套空调系统。这样在管理上面则不可避免的出现控制上的复杂性。在这种情况下，为了便于运行管理，在现场采用编程控制器(PLC)进行各空调系统的就地运行控制，然后用总线将可编程控制器的通信接口与中央控制总站内的监控微机实现通信。

三、智能化集散控制系统的构成

1.计算机监控管理软件

分散控制系统软件分为系统软件和应用软件，如下图3：

系统软件一般选WindowsNT。应用软件是用户根据要解决的控制问题而编写的多种程序，其中现场控制单元的软件多采用模块化结构设计，其执行代码部分固化在EPROM中，数据部分保留在RAM中，系统复位或开机时，数据初始值从网络装入。组态分为硬件组态和软件组态，硬件组态就是根据硬件的模块化结构对计算机及其网络系统进行管理配置；软件组态又包括基本配置组态和应用软件组态，前者是给系统一个配置信息，而后者则负责数据库的生成、历史库的生成、图形牛成、报表生成和控制系统组态等。采集中央空调智能监测系统中末端数据，并根据监测对象的要求，对现场监测节点的硬件和软件进行详细的分析和设计。要求实现智能仪表的作用，具体包括：现场数据测鼋、运行状态显示、按键控制与参数设定以及与上层部分的数据通信等。

2.PLC软件设计

如左图为软件设计示意图。每一栋楼的中央空调系统的控制只受控于各自的PLC，它们除接受中控室的计算机控制之外，彼此之间是独立的。下面以1号楼为例说明PLC软件程序的设计。PLC控制中央空调系统的起／停有手动和自动两种方式，当选择手动方式时，手动指示灯亮，在现场PLC操作台上可以任意选择机组、开／关冷却塔、起／停冷冻泵、冷却泵、空调主机等；也可以在中控室PC台上操作，通过鼠标点击控制界面上的控制按钮实现手动操作。当选择自动方式时，自动指示灯亮，通过在PLC或者PC操作台上按下自动起动按钮，中央空调系统自动起动，工艺顺序为：支部开关一冷却塔一冷却泵一冷冻泵一空调主机。按下停止按钮，系统按照起动逆序自动停止。

在中央空调变频调速集散控制系统中，第一级为中央监控工作站(即PC机)，是集中监控、远程控制、数据处理和中央管理的中心；第二级为直接数字控制器(DDC)变频器和可编程控制器PLC，能独立完成对现场机电设备的数据采集和控制；第三级为现场传感探测元件(如热电阻或者热电偶)及控制执行元件(继电器等)

四、中央空调系统采用集散控制的必要性

集散型计算机控制系统，实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的一种新的控制技术，是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通讯技术和人机接口技术相互渗透、相互发展而产生的，既不同于分散的仪表控制系统，也不同于集中式计算机控制系统，它是吸收了两者的优点，并在其基础上发展起来的一门新的系统工程技术。目前，集散型计算机控制系统已在工业各领域得到成功运用。

目前，大楼中央空调大都采用分散管理就地控制，整个系统不能统一协调，不能很好发挥整个系统协同工作的效果。如果采用集中控制，由于被控设备分散在大厦各个地方，中央主机到被控设备的连线较长，信号容易受到干扰产生故障，同时由于中央主机集中处理信号，如果中央主机产生故障则整个系统停止工作，可靠性较差。随着计算机技术的高速发展，采用集散型控制系统成为趋势。计算机集散控制系统就是中央主机主要进行报表处理，集中管理，被控对象由带计算机处理功能的现场控制器(主要是直接数字控制器，简称DDc)根据有关参数进行控制。各DDc和中央主机以及各DDc之间实现点对点通讯，传输数据和控制信号。集散控制系统可靠性高，当中央主机发生故障，把控制功能分散在DDc上而数据资料由中央主机集中管理的方法，加强了子系统的独立性、可靠性，并减少了中央主机的工作量，整个系统的性能得到了提高。

结束语

综上所述，随着我国集散控制系统的具体应用，其已经大大改善了我国中央空调的问题。这种技术不仅仅可以应用在简单的空调的调控上，而且还可以在大型的工程施工中得到有效的利用，也会颇有成效。相信我国的中央空调的调控监测技术会日臻成熟，同样的这些新技术也可以加工利用到其他的技术管理措施中去。

参考文献：

[1]侯文霞，陆述田．变频调速技术在中央空调系统中的应用．机床电器，2012.