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BAS在广州新电视塔智能化工程的应用

发布时间:2015-06-04 09:17

  建筑设备监控系统(BAS)是广州新电视塔智能化工程的重要组成部分,它包括冷热源系统、通风空调、给排水、电梯、变配电等系统。系统通过分布式的DDC对各区域建筑内的机电设备进行信号采集和控制,从而实现机电设备管理的自动化,起到改善系统运行品质、节约运行管理费用、降低劳动强度、节省运行能耗的作用。

  1.系统结构说明

  1.1 ADS数据管理软件

  数据管理软件是一种能够将个人计算机(PC)作为一个应用服务器在IP自动化网络中使用的软件包。数据管理服务器提供的主要网络功能包括:允许多用户单点访问网络;存储大量应用程序、操作及历史数据;支持Microsoft SQL Server 2000数据库软件包;作为多个网络控制引擎和网络集成引擎的系统配置工具的主机。

  1.2网络控制引擎(NAE)

  网络控制引擎负责监控安装在其现场总线上的直接数字控制器,内含一个嵌入式网络用户界面,通过该界面可以进行系统导航、系统配置及系统操作。当网络控制引擎与IP网络相连时,它还可以为其它网络控制引擎设备和数据管理服务器提供数据信息。

  1.3直接数字控制器(DDC)

  江森自控FEC系列DDC控制器,既可连入BACNET MS/TP协议标准网络,又可独立在现场控制。系统共配置相应数量的直接数字控制器和扩展模块,分布于各被控现场。DDC控制器与扩展模块也通过BACNET MS/TP协议进行通讯。

  2.系统监控范围及各子系统功能应用

  2.1 系统监控范围说明

  本建筑设备监控系统(以下简称BAS)是对建筑物内机电设备进行集散式监控,优化系统运行控制、收集分析运行数据、故障自动报警,以延长设备使用寿命、节省能耗、简化管理、确保安全。

  本BAS系统监控、监测范围如下:

  (1)冷热源系统;

  (2)新风处理机组系统;

  (3)空调处理机组系统;

  (4)送/排风系统;

  (5)联网式风机盘管系统;

  (6)给排水系统;

  (7)电梯系统;

  (8)楼宇变配电自动化系统。

  2.2 子系统监控功能说明

  METASYS智能管理系统专为各类建筑中所有设备的监测、控制和集中管理而设计,该系统的开放性、灵活性、可靠性及高质量,集中体现了楼宇管理与控制的最新潮流。

  METASYS完全符合工业标准,它的设计立足现在,面向未来,适应软件及硬件的不断发展。用户投资于江森公司的METASYS是明智及长远的选择。为保障BAS内所有设备(除中心机房内设备以外)正常工作运行,本方案采用应急回路中的弱电专用电源统一供电。

  2.3 BAS系统监控范围区域应用(以下简单举几个例子说明)

  (1)中央站监控功能

  我们配置了MS-ADS05U-0型号系统软件。ADS数据管理软件用于管理系统的数据收集和显示;还管理趋势数据、事件消息、管理员记录和系统设置数据的长期储存;为网络控制引擎(NAE)和网络集成引擎(NIE)所在的网络提供安全的通讯。

  ADS数据管理软件的用户界面具有灵活的系统浏览、用户图形、综合报警管理、趋势分析和总结报告功能。用户可以通过网络浏览器有效地管理舒适度和能源使用、对危急事件作出快速反应、并且使控制策略达到最佳。多用户可以访问设备监控系统的信息,该系统使用因特网协议和信息技术(IT)标准,并且与企业级别的通信网络兼容。

  (2) 风冷、热水系统

  本工程有1套风冷水系统、1套风冷热泵系统,分别是2组风冷机组(风冷热泵)、3台冷冻水泵、1个膨胀水箱组成。采用DDC方式实现,包括风冷机组,冷冻水泵、膨胀水箱等设备。

  a启停控制:

  根据预先编排的时间表,按“迟开机早关机”原则控制风冷机组的启停以达到节能的目的;控制系统将按照正确的顺序自动启/停设备,保证所有设备的安全可靠运行。——连锁启动顺序:

  冷冻水泵→冷冻水水流开关信号(作为连锁条件的返回信号)→风冷机组

  连锁停止顺序

  风冷机组→(延时,根据设备要求、系统负荷惯性、运行工况等条件判定和设定)→冷冻水泵→冷冻水水流开关信号(作为连锁条件的返回信号)

  b风冷机组台数控制:

  根据冷冻水供、回水温度和供水流量测量值,自动计算所需冷负荷量,调节冷水机组运行台数。

  负荷计算:Q=K×M×(T1-T2) 其中:

  Q:负荷

  K:常数

  M:流量

  T1:冷水回水总管温度

  T2:冷水供水总管温度

  c联锁控制:

  冷冻泵启动后,水流开关监测水流状态,若无水流则不能启动风冷机组。

  冷冻水差压控制:根据冷冻水供回水压差,自动调节旁通阀,维持供回水压差恒定。

  d故障报警监测:

  监测冷冻水泵设备故障报警;

  监测膨胀水箱水位故障报警;

  监测风冷机组故障报警;

  在有任何报警时,以声光报警形式在操作站上显示,以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。

  e自动启动备用设备

  控制系统全面监测所有设备的运行状态,如果某一部分设备出现故障,将自动切换合适的备用设备投入运行,保证整个系统的连续稳定运行。

  f平衡各设备的运行时间

  控制系统将自动累计各台设备的运行时间,自动预测冷负荷需求,从而自动切换各台设备的运行状态,平衡各台设备的运行时间。而且用户也可以选定超前/滞后风冷机组,根据用户意愿对设备的运行顺序进行排序。

  g断电后自动重启

  当发生断电时,所有设备将停机一段时间,通电后,控制系统将根据每台风冷机组的状态,每台设备的运行时间等,决定重新开启的机组数量和机组顺序等。

  h降温时间需求限制

  为降低电器配置的投资,可以设定风冷机组的启动时间,逐步给机组加载,让风冷机组逐步达到满负荷状态运行,以减少风冷机组启动对电网的冲击。

  (3)空调系统

  BAS通过DDC控制器实现对空调处理机组的监控。

  a监控内容

  空调机组监控表

  b监控功能

  1)开关控制

  可根据事先设定的时间程序表自动启停机组;在某些特别情况下(如加班)风机有需要在预先设定时间程序表之外的时间启动, 用户可选择在BAS操作站上手动点击鼠标来实现对机组的启停。

  2)冷热水阀控制

  根据温度传感器采集到的回风温度,

  --------- 采用PID控制算法,调节电动水阀的开度;并可根据室外温湿度变化自动改变回风温度设定点,实现在满足舒适环境要求的前提下节约能源。水阀可与风机实现联锁控制,当风机停止时自动关闭水阀;反之则开启水阀。

  3)滤网堵塞报警

  风机启动后,过滤网前后将建立起一个风压差值,当风压差值大于某一个设定值时,表明过滤网堵塞,则压差开关将输出报警信号,用于提醒有关工作人员及时清洗过滤网,以长期保持空调机组的工作效果。

  4)联锁控制

  风机停止后,电动调节冷水阀自动关闭。

  5) CO2浓度监测

  通过在空调机组的回风管装设CO2传感器,监测室内的CO2浓度。根据CO2浓度,自动调节新、回风阀开度,保证新风量满足要求。

  6)季节设定

  在夏季空调季节,关闭最小新风阀,开启全新风阀和回风阀;过渡季节,关闭全新风阀,开启最小新风阀和回风阀。

  c节能措施

  1)预冷

  根据使用情况和日常工作时间表,提前开启空调机组对相应区域进行预冷,或提前对空调机组进行关闭,充分利用空调的余冷。

  2)晚间重设定

  通过在晚间重新调整温度的设定值来达到节能的目的,该功能的设置可以防止在夏季温度过低/在冬季温度过高。

  3)冬夏转换设定

  由软件设定系统按冬季工况或夏季工况运行。空调系统冬夏季为最小新风运行,由回风温度控制冷水阀开度;过渡季时充分利用室外新风,节约空调能耗。

  3.结语

  建筑设备监控系统BAS(Building Automation System的任务就是创造一个安全、舒适与便利的工作环境,同时尽量减少能源消耗。它可以监控大厦内各种机电设备的运行情况和故障状况,并控制这些机电设备。它不仅可以根据需要随时打印各种报表,而且对机电设备的实时监控,更方便于人员对设备的维护、维修和管理。在节能的同时,又节省了人力、物力,大大降低了管理成本。

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