樓宇自控系統(BA)的監控內容和設備配置
一、制冷系統監控
1.1 冷水主機
1) 設備配置
冷水主機,每臺有一個內置的控制盤,控制盤通過硬線與DDC I/O 接口,還可以要求冷水主機供應商提供串行鏈路接口并開放協議)。接口提供主機系統內部運行參數,如: 出水溫度、回水溫度、蒸發壓力、冷凝壓力、負荷比例等。
接口提供運行狀態、故障狀態和手自動狀態。冷水機接收遠程啟動信號。
每臺冷水機組的冷凍、冷卻水管道上設有一個水流開關,冷凍水總管設有溫度傳感器、水壓力傳感器及一個流量傳感器,冷卻塔出水總管道設有溫度傳感器。溫度傳感器、壓力傳感器及流量傳感器提供模擬信號,而水流開關則提供數字輸入信號給DDC I/O 。
通過冷水機的水流由一個控制閥門的開和關控制,控制信號由DDC 發出。
2) 設備啟動
冷水機組根據時間表運行。
早上冷水機啟動時,要運行的冷水機按預先設置的數量及預先設定的時段進行。在這種方式下運行的冷水機數量和要求的時間在系統調試前確定。
冷水機啟動:開啟冷卻塔風機,開啟冷卻水蝶閥,開啟冷卻水泵,開啟冷凍水蝶閥,開啟冷凍水泵,待水流感測裝置確認冷凍水泵運行后,冷水機才啟動運行檢查(冷水機停機順序則相反)。
冷水機停機后,冷凍水泵維持運行一段時間,然后關閉冷凍水蝶閥。
3) 冷水機臺數控制
一旦完成早晨啟動控制時段,需要的冷水機數量根據系統的負載要求確定。
確定冷水機組運行臺數:根據冷凍水管道的水流量和冷凍側供回水溫差計算系統負荷,以此確定所需運行的冷水機組數量;同時根據冷水機組實際運行負荷與相應臺數機組額定負荷進行比較確定機組運行臺數;取二者較大值為實際運行臺數。
冷水機組運行臺數能夠在工作站上進行修改。下一階段冷水機組的運行或者關閉的設定值能在工作站上修改。
在冷水機組啟動和關閉設定值(如上述計算的)間提供一個靜帶(deadband ),靜帶可在維護工作站上修改。
時間延遲包括在邏輯中,防止兩臺或者更多的冷水機同時啟動。這個時間延遲能在工作站上調整的。
4) 控制要求
冷水機組裝備自動轉換控制和循環控制,按冷水機組的累積運行時間進行計算。
計算和記錄每一臺冷水機組的累積運行時間,按順序第一臺冷水機組是下一臺要啟動的冷水機組,一旦啟動,這一臺冷水機組的位置排在順序的最后。下一臺要停機的是運行最長時間的冷水機組。一旦新的運行順序被BAS 工作站下載,冷水機組的運行將按新的順序設定進行。
在BAS 工作站上可以查看和編輯冷水機組運行順序的設定。操作員可以在BAS 工作站上選擇按順序運行還是按累積運行時間。
如果需要啟動的冷水機組故障或者不能自動控制,則在順序中的下一臺冷水機組將運行。
通過控制冷水管道和熱水管道上兩個蝶閥的開關,實現夏季工況和冬季工況的轉換。
5) 冷凍水壓差旁路
由暖通專業提供一個越過主供水管和回程冷凍水管的壓差控制器和調節閥。該控制維持主供水管和回水管的恒定的壓差。
壓差調節閥的控制經由一個獨立的壓差控制器實現。壓差控制器提供閥控制位置的模擬輸出給DDC。
在壓差控制器的位置,機電設備管理系統通過DDC 監視冷凍水的溫度和水流量。
1.2 冷凍水泵
1)設備配置
每臺冷凍水泵從配電柜進行供電。配電柜與DDC進行接口。接口提供運行、故障和就地/遠程狀態給DDC。配電柜接收DDC 的遠程啟動信號。
2)控制要求
將要運行的冷凍水泵數量設成與將要運行的冷水機數量相等。
冷凍水泵至少先于冷水機3 分鐘啟動(或冷水機制造商建議的時間)。
一旦運行的冷水機數量減少,冷凍水泵運行的數量5 分鐘或者冷水機制造商規定的時間內保持不變。
冷水機啟動前和冷水機關閉后的水泵最小運行時間可在BAS 工作站上編輯。
如果水泵在運行,但30 秒或在一個水泵制造商推薦的時間內,沒有檢測到水泵的運行狀態,則會出現一個設備故障信息,水泵控制將被關閉,然后啟動備用水泵。
如果水泵故障或者自動控制失效,則按順序下一臺水泵將投入運行。
冷凍水泵根據冷凍水供回水壓力進行變頻調節控制,并提供變頻器頻率反饋信號。
空調熱水泵根據空調熱水供回水壓力進行變頻調節控制,并提供變頻器頻率反饋信號。
1.3 冷卻塔組
1)設備布置
冷卻塔組主要由冷卻塔、電動蝶閥(供冷卻塔)、冷卻水泵組成。當冷卻供回水管上的溫差過低,首先減少冷卻塔風機的運行臺數;如水溫繼續下跌,則冷卻塔風機停開以節省能源,此時單靠冷卻水泵循環灑水,自然風冷。如果多臺冷卻塔并行工作,則下臺冷卻塔的關停次序同前所述。
各設備與DDC 進行接口。按監控點表提供運行、故障和就地/遠程狀態信號給DDC ,以及接收DDC 的遠程啟動信號。
2)控制要求
早晨啟動控制時段,將要運行的冷卻水塔和冷卻水泵數量設成與將要運行的冷水機數量相等。之后,需要的冷卻塔及單/雙風機運行數量根據系統的負載要求確定。
冷卻塔啟動前和關閉后的冷卻水泵最小運行時間可在BAS 工作站上編輯。
如果冷卻水泵在運行,但30 秒或在一個水泵制造商推薦的時間內,沒有檢測到水泵的運行狀態,則會出現一個設備故障信息,水泵控制將被關閉,然后啟動備用水泵。
如果水泵故障或者自動控制失效,則按順序下一臺水泵將投入運行。
冷卻水泵根據冷卻水供回水溫度進行變頻調節控制,并提供變頻器頻率反饋信號。水溫過高時升高水泵運行頻率,加快換熱;水溫較低時降低水泵運行頻率。注意,通常水泵的工作頻率應該在20Hz-50Hz之間,運行頻率太低時,對水泵的使用壽命,能效比都有不利影響。
各冷卻塔水箱分別設有液位開關,當水位低于循環泵吸水需要水位時,發出報警并停循環泵,以免水泵電機過電流損壞。
二、空調及通風系統監控
2.1 變頻空調機組監控
――風機啟停控制 (DO)
――旁通閥開關控制(DO)
——風機運行狀態 (DI)
——風機故障報警 (DI)
——風機手/自動狀態(DI)
——風機前后壓差開關狀態(DI)
——過濾網壓差開關狀態監視 (DI)
——變頻器運行狀態(DI)
——變頻器故障狀態 (DI)
——送/回風閥調節控制(AO)
——冷水電動閥調節控制 (AO)
——變頻器變頻調節 (AO)
——變頻器頻率反饋(AI)
——二氧化碳濃度測量(AI)
——送風壓力測量(AI)
——送/回風溫度測量(AI)
每臺空調機組具體監控點,詳見BAS監控點表。
控制系統的現場元件由風管溫度傳感器、壓差開關、壓力傳感器、二氧化碳濃度傳感器、風閥執行器、電動調節水閥組成。
系統實現的監控功能:
回風溫度自動控制:根據傳感器實測的回風溫度值自動對冷水閥開度進行PID運算控制。通過調節水閥的開度,使回風溫度達到用戶的設定值;如果回風溫度低于預設值則關閉冷水閥,直接利用風機進行送風,節約能量。
回風CO2濃度自動控制:根據傳感器實測的CO2濃度值,自動調節新風閥、回風閥的開啟度,維持室內二氧化碳濃度低于設定上限。
變頻控制:根據送風管壓力調節風機的轉速,改變送風風量。
過濾網堵塞報警:空氣過濾器兩端壓差過大時報警,并在圖形操作站上顯示,提示工作人員進行清洗。
空調機組啟停控制:根據事先設定的工作時間表及節假日休息時間表,定時啟停空調機組,自動統計空調機組的運行時間,提示定時對空調機組進行維護保養。
2.2 新風機組監控
新風機組監控點:
――風機啟停控制 (DO)
——風閥調節控制(DO)
——風機運行狀態 (DI)
——風機故障報警 (DI)
——風機手/自動狀態(DI)
——風機前后壓差開關狀態(DI)
——過濾網壓差開關狀態監視 (DI)
——冷水電動閥調節控制 (AO)
——新/送風溫度測量(AI)
每臺空調新風機組具體監控點,詳見BAS監控點表。
控制系統的現場元件由風管溫度傳感器、壓差開關、風閥執行器、電動調節水閥。
系統實現的監控功能:
送風溫度自動控制:根據傳感器實測的送風溫度值自動對冷水閥開度進行PID運算控制。通過調節水閥的開度,使送風溫度達到用戶的設定值;如果送風溫度低于預設值則關閉冷水閥,直接利用風機進行送風,節約能量。
過濾網堵塞報警:空氣過濾器兩端壓差過大時報警,并在圖形操作站上顯示,提示工作人員進行清洗。
空調新風機組啟停控制:根據事先設定的工作時間表及節假日休息時間表,定時啟停空調機組,自動統計空調機組的運行時間,提示定時對空調機組進行維護保養。
2.3 空氣處理機組監控
空氣處理機組監控點:
――風機啟停控制 (DO)
——風機運行狀態 (DI)
——風機故障報警 (DI)
——風機手/自動狀態(DI)
——風機前后壓差開關狀態(DI)
——過濾網壓差開關狀態監視 (DI)
——新/回風閥調節控制(AO)
——冷水電動閥調節控制 (AO)
——新/回/送風溫度測量(AI)
——新/回風濕度測量(AI)
每臺空氣處理機組具體監控點,詳見BAS監控點表。
控制系統的現場元件由風管溫度傳感器、風管溫濕度傳感器、壓差開關、風閥執行器、電動調節水閥組成。
系統實現的監控功能:
回風溫度自動控制:根據傳感器實測的回風溫度值自動對冷水閥開度進行PID運算控制。通過調節水閥的開度,使回風溫度達到用戶的設定值;如果回風溫度低于預設值則關閉冷水閥,直接利用風機進行送風,節約能量。
全新風控制:當室外新風焓值低于回風時,進入全新風運行,以室外干球溫度代替焓值測量,當室外干球溫度低于22℃時,全開新風閥,全關回風閥,自動調節水閥開度,使回風溫度維持設定值;當室外干球溫度低于15℃時,關閉冷水調節閥,反比調節新風閥開度和回風閥開度,使回風溫度維持設定值。
過濾網堵塞報警:空氣過濾器兩端壓差過大時報警,并在圖形操作站上顯示,提示工作人員進行清洗。
空調機組啟停控制:根據事先設定的工作時間表及節假日休息時間表,定時啟停空調機組,自動統計空調機組的運行時間,提示定時對空調機組進行維護保養。
2.4 吊頂空調監控
吊頂空調監控點:
――風機啟停控制 (DO)
——風機運行狀態 (DI)
——風機故障報警 (DI)
——風機手/自動狀態(DI)
——風機前后壓差開關狀態(DI)
——過濾網壓差開關狀態監視 (DI)
——新/回風閥控制(DO)
——冷水電動閥調節控制 (AO)
——回風溫度測量(AI)
每臺吊頂空調具體監控點,詳見BAS監控點表。
控制系統的現場元件由風管溫度傳感器、壓差開關、風閥執行器、電動調節水閥組成。
系統實現的監控功能:
回風溫度自動控制:根據傳感器實測的回風溫度值自動對冷水閥開度進行PID運算控制。通過調節水閥的開度,使回風溫度達到用戶的設定值;如果回風溫度低于預設值則關閉冷水閥,直接利用風機進行送風,節約能量。
過濾網堵塞報警:空氣過濾器兩端壓差過大時報警,并在圖形操作站上顯示,提示工作人員進行清洗。
空調機組啟停控制:根據事先設定的工作時間表及節假日休息時間表,定時啟停空調機組,自動統計空調機組的運行時間,提示定時對空調機組進行維護保養。
2.5 送/排/補風機監控
風機由相應的配電柜供電。配電柜與DDC 連接。接口提供運行、故障和就地/遠程狀態給DDC 。配電柜接收DDC 的遠程啟動信號。
風機根據設定的時間表程序運行。
測量風機前后壓差開關狀態。
設定測量設備的累積運行時間, 以便維修人員在設備運行至一定時間后,進行維修工作。
地下室車庫設置一氧化碳濃度傳感器,根據一氧化碳濃度值自動控制相應送/排/補風機的啟停。
機電機房(如:水泵房、發電機房、配電房、網絡機房、及電梯機房等)設置室內溫度傳感器,以監測機房內溫度及時控制風機開關。
三、聯網風機盤管監控系統
公共區辦公室風機盤管納入BA系統,每臺風機盤管配置一臺聯網型溫控器(帶顯示面板),可實現遠程、本地控制功能。
定時啟停控制:根據工作及節假日作息時間表,定時(或手動強制)啟停機組,自動統計機組工作時間,提示定時維修。
風機控制:風機啟停控制、運行狀態檢測。
回風溫度自動控制:根據實測回風溫度與設定值進行對比計算,自動調整風機的高中低速開關,使送風工況接近于設定值。
聯鎖控制:風機啟動時,聯鎖打開電動二通水閥。風機停止時,聯鎖關閉電動二通水閥。
四、其它樓宇機電設備監控
4.1 給排水系統監控
1) 排水系統
該系統實現功能如下:
監視潛水泵的運行狀態、故障狀態。
監視集水井的溢流水位,超限報警。
2) 給水系統
該系統監控功能如下:
參數檢測及報警:生活水箱檢測超高液位、超低液位并自動報警;監視生活水泵的運行狀態、故障狀態、手自動狀態、頻率反饋。
監視市政供水壓力,根據高、中、低區供水壓力,記錄數據曲線,為物業管理提供數據依據。
4.2 照明監控
公共區域照明、車道照明、車位照明納入BA監控系統。監控功能如下:
根據預先設定的時間表啟動/停止各個照明回路。
監視各個照明回路的運行狀態。
累計各個照明回路的運行時間。
中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數、狀態和報警情況,記錄累計運行時間極其歷史數據等。
4.3 電梯系統監測
BA系統只對電梯運行狀態進行監視,不做控制。
監視電梯的運行狀態、故障狀態、上行/下行狀態;
電梯系統提供的其它監控參數。
中央站彩色圖形顯示,記錄各種參數、狀態和報警情況,記錄累計運行時間極其歷史數據等。
4.4 變配電系統監測
本子項由變配電系統供應商提供BA接口并開放通訊協議。BA系統通過通訊接口方式對變配電系統進行監控。
1) 多參數智能電表監測
高壓進線柜、低壓進線柜、低壓母聯柜、發電機的供電參數通過多參數智能電表進行檢測,并把數據傳輸給計算機系統。
由變配電系統提供商完成智能電表的安裝,并內部聯網。BAS通過集成接口方式采集變配電系統數據(變配電系統提供商須開放協議并提供BA接口)。經過數據交換及讀取,對變配電系統的三相電壓、電流、功率(有功/無功/視在)、功率因數、頻率、電度(有功/無功)等參數信息進行監視。系統管理員和操作員可以通過歷史曲線圖中見到每天的電壓、頻率、有功、無功的最大值、最小值、當前值及電壓、電流峰值。能清楚地知道三相電壓、電流是否均衡。
2)開關狀態監控
監視各支路的開關狀態(進線柜、母聯柜、出線柜及柴油發電機配電柜的斷路器分合閘狀態)。對于機房內重要的配電開關,對其分合閘狀態進行實時監視,系統一旦異常,會自動切換到報警界面,自動進行聲光報警。提醒有關人員進行處理并作相應的記錄。