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中国科学院上海技术物理研究所红外光电试验大楼楼宇自控（BA）系统是采用美国奥莱斯公司的产品设计施工的。对大楼内的中央空调、新风空调、水电计费系统、热泵系统、冷水主机系统、排风设备、换热系统设备进行监视和控制。<br/> 监控点数共1360点。<br/> 在监控上可以按照时间表对相应系统进行设备启停控制，或手动对设备进行强行启动或停止控制；依据设计院提供的温湿度控制要求对各中央空调服务区域进行温湿度控制，以达到设计控制范围要求。操作者可浏览各系统页面对各设备运行状况有总体了解，浏览各层空调平面页面可以知道各空调服务区域的当时实际温湿度情况，浏览各空调或其他系统设备可以了解到单体设备的运行情况以及各现场参数的实际值。<br/><br/> <strong>此套楼宇自控系统监控内容主要包括：<br/></strong> 1. 下室冷热源系统<br/> 2. 屋顶冷热源系统<br/> 3. 变配电系统<br/> 4. 恒温恒湿空调机组系统<br/> 5. 新风处理机组系统<br/> 6. 排风系统<br/> 7. 水电计费系统<br/><br/><strong> 本楼宇自控系统特性：</strong><br/> 1.网络协议：BACnet、MODBUS、SNMPT及私有通讯协议<br/> 2.网络通讯：ARCnet 156k<br/> 3.操作界面：全中文图形化操作界面，基于JAVA语言设计而成的系统<br/> 4.系统操作：具备多台电脑操作功能<br/> 5.系统编程：具备图形化编程<br/> 6.系统维护：具备远程维护功能<br/> 7.远程监控：具备远程监控功能<br/> WebCTRL是一个前端的，设计用来支持多标准和无标准协议的楼宇自控行业的工作站软件包，是一个基于JAVA的系统，具有中、英文两种界面，可供不同的操作者选择使用，其功能如下：<br/> 1. 具有性能状态显示的设备图<br/> 2.被控制的各个楼层图<br/> 3.建筑物设备状态的连续更新<br/> 4.任何输入、输出和中间值的趋势图<br/> 5.对整个系统，或建筑物，操作员可以重定义，指定区域时间预设定功能<br/> 6.报警和信息报告<br/> 7.自适应最优启动<br/> 8.最优化利用外部空气<br/> 9.掉电后自动重启动控制序列<br/> 图1为WebCTRL系统网络图，包含两层的网络结构：<br/> 1. 局域网络LAN<br/> 可为10Mbyte的以太网络，支持TCP/IP协议。以太网络路由器及工作站可连结在其上。<br/> 2. 控制器网络CMnet<br/> EIA485总线结构，支持BACnet在ARCnet平台，156Kbaud的传输速度。一般型控制器、Se-line控制器、终端网络接口及集成接口控制器可在其上连结。<br/><br/><strong> 楼宇自控系统的作用</strong><br/> 1. “一次设备”的使用效果<br/> “一次设备”是指具体体现使用功能的设备，比如冷水主机、空气处理机组、水泵、电梯、电灯等直接带给用户使用功能的设备，而楼宇自控系统的设备是通过控制这些设备为用户服务，所以也可称为“二次设备”。<br/> 以中央空调系统为例，冷水主机、空气处理机组、冷却塔、水泵等设备的使用目的就是为客户提供舒适的（或要求的）空气温湿度环境。但他们本身的功能只是使用区域的冷、热源，他们本身的容量也使设计师根据该建筑的最大使用要求确定的（甚至还包括很大的设计余量），这样就不可避免地存在一次设备的固定型（或阶梯型）供给与使用环境随时变化的差异，造成“吃力不讨好”的尴尬局面。<br/> 2. 降低设备运行能耗<br/> 现代建筑中，为满足日益增加的用户的使用要求，机电设备在整个建筑中的份额比例越来越大，而他们的能耗也是该建筑在运行过程中的主要支出，据统计，单是中央空调在现代建筑运行中能耗就占到整个建筑的60%以上。<br/> 采用楼宇自控系统（中的能量管理系统）可以极大的降低能耗，保守的估计是在15-20%，而有的项目中出现过当年收回全部设备投资的情况，由于没有进行过专门的实验，而且各个项目情况又有所不同，所以这里无法提出一个准确的数字，但任何有空调常识的工程师都会理解这方面的节能潜力。<br/> 3. 提高物业管理水平<br/> 现代建筑的机电设备数量巨大，而且由于使用的原因分布比较分散，这些设备的管理（包括开关、调节、检查、维护）是一件很困难的事，采用楼宇自控系统可以使系统管理人员在管理这些设备（系统）时可以非常方便地进行远程操作、监视。而且对于使用比较规律的用户，可以采用全部由电脑时间程序管理的方式。<br/> 采用楼宇自控系统，不仅可以提高物业管理水平，而且可以大量的减少实际操作人员数量，节约人工开支。<br/> 地下室冷源系统监控<br/> 地下室冷源系统包括2台冷水机组、2台冷却水泵、2台冷冻水泵、2台冷冻水二次泵、4台冷却塔及4台换热机组。<br/> 现场控制器DDC对其进行群控，实现监视控制功能：<br/> 1. 配电柜监控 <br/> 通过配电柜，现场控制器对冷水机组、换热机组、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机进行开关控制，回收开关状态、故障报警、手动自动（水泵、风机）等信号。<br/> 通过配电柜，现场控制器对二次冷冻水泵进行开关控制、变频控制，回收开关状态、故障报警、手动自动等信号。<br/> 通过水泵、冷却塔风机配电柜内的手动/自动选择开关，在必要时可进行就地控制。<br/> 自控系统可按正常/假日时间程序及事故程序自动起停机组。<br/> 2. 设备连锁控制 <br/> 冷却/冷冻水泵、冷却塔风机、冷冻机连锁控制。<br/> 3. 机组次序控制 <br/> 正常工作状态，若有使用末端发出需制冷的信号，中央监控站即向冷源系统发出制冷信号，也可以设定适当的延时开启。<br/> 现场控制器会按日期／累计运行时间设定冷水机组、冷冻水泵、冷却水塔风机的起停程序, 以保证2套冷水机组、2台冷冻水泵、4台冷却水塔风机的运行时间趋于一致, 减少设备损耗。<br/> 4. 系统优化控制 <br/> 现场控制器根据测量冷冻水供回水压差与设定值的偏差，控制二次冷冻水泵的变频器频率，使系统压差保持在设定范围内。<br/> 屋顶冷热源系统监控<br/> 屋顶冷热源系统包括3台热泵机组、3台冷/热水泵、2台冷冻水二次泵、2台温水二次泵。<br/> 现场控制器DDC对其进行群控，实现以下监视控制功能：<br/> 1. 配电柜控制<br/> 通过现场DDC控制器对热泵机组、冷/热水泵进行开关控制，回收开关状态、故障报警、手动自动（水泵）等信号。<br/> 通过DDC现场控制器对二次冷冻水/温水泵进行开关控制、变频控制，回收开关状态、故障报警、手动自动等信号。<br/> 通过配电柜内的手动/自动选择开关，在必要时可进行机组的就地控制。<br/> 自控系统可按正常/假日时间程序及事故程序自动启停机组。<br/> 2. 设备连锁控制<br/> 热源系统启动程序：启动相应的二次温水泵。启动相应的冷/热水泵。检测冷冻水水流状态，当水流稳定后，启动热泵机组。<br/> 热源系统停机程序：停止热泵机组。停止相应的冷/热水泵。停止相应的二次温水泵。<br/> 3. 机组次序控制<br/> 正常工作状态，若有使用末端发出需制冷/制热的信号，中央监控站即向冷热源系统发出制冷/制热信号开启热泵主机等。<br/> 4. 系统优化控制<br/> 现场控制器根据测量冷冻水/温水的供回水压差与设定值的偏差，控制二次冷冻水泵/温水泵的变频器频率，使系统压差保持在设定范围内。<br/><br/><strong> 恒温恒湿空调机组监控</strong><br/> 现场控制器DDC将实现以下监视控制功能：<br/> 1. 现场DDC控制<br/> 通过现场DDC控制器对送风机进行开关控制、变频控制（部分机组）, 回收开关状态、运行状态、故障报警、手动/自动等信号。<br/> 现场DDC控制器可按正常/假日时间程序及事故程序自动起停机组。<br/> 2. 自动预热温度控制<br/> 现场控制器根据预热后温度与设定值（5℃）的偏差，以PID(比例积分微分)方式调节预热电动二通阀的开度，使预热后温度保持在设定范围内。<br/>在非工作时间，若预热后温度低于设定值（5℃），则打开预热电动二通阀。<br/> 3. 自动送风温度控制<br/> 现场控制器根据测量送风温度与设定值的偏差，以PID（比例积分微分）方式调节冷水电动二通阀、热水二通阀门的开启度及电加热器的级数，使送风温度保持在设定范围内。<div> 当送风温度高于设定值时，先减少电加热器的级数、然后减少热水电动二通阀的开启度、最后再增加冷水电动二通阀的开启度。当送风温度低于设定值，而除湿要求信号小于降温要求信号时，先减少冷水电动二通阀的开启度、然后增加热水电动二通阀的开启度、最后增加电加热器的级数；当送风温度低于设定值，而除湿要求信号大于降温要求信号时，先增加热水电动二通阀的开启度、然后增加电加热器的级数。<br/> 现场控制器根据测量房间温度与设定值的偏差，对送风温度设定值作出适量调整，以便达到更佳的控制效果。<br/> 4. 自动房间温度控制<br/> 现场控制器根据测量房间温度与设定值的偏差，以PID(比例积分微分)方式调节电加热器的级数，使房间温度保持在设定范围内。<br/> 当房间温度高于设定值时，减少电加热器的级数。当房间温度低于设定值，增加电加热器的级数。<br/> 5. 自动送风湿度控制<br/> 现场控制器根据测量送风湿度与设定值的偏差，以PID(比例积分微分)方式调节表冷器冷水电动二通阀、加湿器喷汽阀门的开启度，使送风湿度保持在设定范围内。<br/> 当送风湿度高于设定值时，增加冷水电动二通阀的开启度。当送风湿度低于设定值，而除湿要求信号大于降温要求信号时，先减少冷水电动二通阀的开启度、然后增加加湿器喷汽阀门的开启度；当送风湿度低于设定值，而除湿要求信号少于降温要求信号时，增加加湿器喷汽阀门的开启度。<br/> 现场控制器根据测量房间湿度与设定值的偏差，对送风湿度设定值作出适量调整，以便达到更佳的控制效果。<br/> 6. 设备连锁控制<br/> 防火阀与送风机连锁。当防火阀关闭时，送风机同时停止运行。<br/> 新风阀、预热电动二通阀、冷水电动二通阀、热水电动二通阀、电加热器、加湿器与送风机连锁。当送风机停止时，各调节阀同时关闭。<br/> 排风机与送风机连锁。当送风机停止时，排风机同时停止。<br/> 排风设备监控子系统<br/> 现场控制器DDC将实现以下监视控制功能：<br/> 1. 设备开关控制<br/> 通过现场DDC控制器对排风机开关控制、变频控制（个别风机），回收开关状态、故障报警、手动自动等信号。<br/> 通过配电柜内的手动/自动选择开关，在必要时可进行机组的就地控制。 <br/> 现场控制器可按正常/假日时间程序及事故程序自动启停机组。<br/> 2. 自动风量调节（个别风机）<br/> 现场控制器根据测量相应的空调机组运行状态，自动调节风机变频器的的频率，使排风量保持在设定范围内。<br/> 3. 设备连锁控制<br/> 排风机与相应空调机组风机连锁，当空调机组风机停止时，排风机自动同时关闭。<br/> 4. 设备维护指示<br/> 现场控制器记录设备的累计运行时间，当运行时间达到某一限度时，中央监控站会显示维修指示信息。<br/> 5. 报警及数据记录<br/> 中央监控站会显示监控点表的信息。<br/> 当机组出现故障时，中央监控站会显示及打印报警信息，包括时间。<br/> 水电计费系统<br/> 现场控制器DDC将实现以下计费功能：<br/> 1. 现场控制器收集各脉冲水表、电表的脉冲信号，对每个脉冲水表、电表进行分时段（具体时段的划分由操作人员决定）的水量、电量计量。<br/> 2. 中央监控站根据每个脉冲水表、电表的月初和月末各时段的水量、电量，计算出当月的各时段的耗水量、耗电量。<br/> 3. 根据操作人员输入的各时段水价、电价，中央监控站将计算出每个脉冲水表、电表的当月费用。</div> |
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