自动化走进楼宇以后……
如今人们的生活富裕了,电梯、空调、电脑等设备成了家家户户的必需品。这些设备只要接通电源,就在工作,至于工作状态、进程、能耗等,无法在线及时得到数据,更谈不上合理使用和节约能源。但是,自动化在楼宇的应用,解决了这个问题。
你知道自动化如何在楼宇中发挥它的作用吗?
近年来国内高层建筑不断兴建,它的特点是高度高、层数多、体量大。面积可达几万平方米到几十万平方米。这些建筑都是一个个庞然大物,高高的耸立在地面上,这是它的外观,而随之带来的内部的建筑设备也是大量的,各种机电设备成了家家户户的必需品。为了提高设备利用率,合理地使用能源,加强对建筑设备状态的监视等,自然人们就想到了将自动化应用在楼宇中。即:利用自动化控制技术,对电器设备进行在线监控,通过设置相应的传感器、行程开关、光电控制等,对设备的工作状态进行检测,并通过线路返回控制机房的中心电脑,由电脑得出分析结果,再返回到设备终端进行调解。人们把它叫做楼宇自动化控制系统。
据有关报告显示,使用电子计算机的管理系统(如楼宇自动化控制系统的效果与不使用的效果相比,维修保养人员可减少约30%。这里讲的节能是在必要能源的最高利用率上所采用的节能方法。此运转控制所采用的方法主要有:机械的有效运转;变更室内温湿度的条件;控制照度;把设备运转时间控制在最小限度;减少室外空气的取人量等。
楼宇自动化控制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,提高设备利用率,优化设备的运行状态和时间(但并不影响设备的工效),从而可延长设备的服役寿命,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。
你知道楼宇中主要用到哪些自动化设备吗?
传感器 — 自控系统中的首要设备,它直接与被测对象发生联系。它的作用使感受被测参数的变化,并发出与之相适应的信号。在选择传感器时一般有三个要求:高准确性、高稳定性、高灵敏度。
1. 温度传感器 — 楼宇工程中应用的主要接触式温度传感器,如热电阻、热电偶、PTC硅感应器等,由于测温元件与被测介质需要进行充分的热交换,测量常伴有时间上的滞后。如Pt1000其在0℃时电阻为1000Ω,随着温度的升高电阻减小,灵敏度一般在3~4Ω/K,响应速度一般在15~30秒。
2. 压力传感器 — 常用的有电气式压力传感器,将被测压力的变化转换为电阻、电感等各种电气量的变化,从而实现压力的间接测量。常用的有压差开关、表压传感器、静压传感器等。
3. 流量传感器 — 常用的是电磁流量计,由法拉第电磁感应定律知,在磁场中运动并切割磁力线的导体中会有感应电动势产生,此感应电动势与流体的体积流量呈线性关系。
4. 湿度传感器 — 用于测量室内空气相对湿度。
5. 液位传感器 — 用于控制水箱、水池等的上限、下限液位。在自动控制系统中,它接受控制器输出的控制信号,并转换成直线位移或角位移,来改变调节阀的流通截面积,以控制流入或流出被控过程的物料或能量,从而实现过程参数的自动控制。
6. 风阀执行器 — 用于控制安装于新风、回风口的风阀,既可进行开关控制,也可进行开度控制。执行器设有万能夹具,可直接夹持在风阀的驱动轴上,设有手动复位钮,在故障时可手动调节。根据风管横截面的大小可选择不同钮矩的执行器。
7. 水管阀门执行器 — 与阀门配套使用,有开关式和调节式两种,开关式一般口径大,在冷热站中用于控制各系统工艺管道的开启和关闭、各种工况间的切换等;调节式主要用于控制流量,在空调机组中,根据控制器的温湿度设定值控制回水流量和蒸汽加湿的流量,使温湿度维持在设定值。
现场控制器(DDC)—DDC是用于监视和控制系统中有关机电设备的控制器,它是一个完整的控制器,有应有的软硬件,能完成独立运行,不受到网络或其它控制器故障的影响。根据不同类型的监控点数提供符合控制要求和数量的控制器。每处DDC 具有10-15%点数的扩充或余量。DDC具备以下功能:定时启停自适应启/停、自动幅度控制需求量预测控制、事件自动控制扫描程序控制与警报处理、趋势记录全面通信能力
中央监控站 —中央管理工作站系统由PC主机、彩色大屏幕显示器及打印机组成,是BAS系统的核心,它直接可以和以太网相连。整个大厦内所受监控的机电设备都在这里进行集中管理和显示,内装工作软件提供给操作人员下拉式菜单、人机对话、动态显示图形,为用户提供一个非常好的、简单易学的界面,操作简单,操作者无需任何先验软件知识,即可通过鼠标和键盘操作管理整个控制系统。
你知道楼宇自动化控制系统的发展过程吗?
第一代:CCMS中央监控系统(20世纪70年代产品)
BAS从仪表系统发展成计算机系统,采用计算机键盘和CRT构成中央站,打印机代替了记录仪表,散设于建筑物各处的信息采集站DGP(连接着传感器和执行器等设备)通过总线与中央站连接在一起组成中央监控型自动化系统。DGP分站的功能只是上传现场设备信息,下达中央站的控制命令。一台中央计算机操纵着整个系统的工作。中央站采集各分站信息,作出决策,完成全部设备的控制,中央站根据采集的信息和能量计测数据完成节能控制和调节。
第二代:DCS集散控制系统(20世纪80年代产品)
随着微处理机技术的发展和成本降低,DGP分站安装了CPU,发展成直接数字控制器DDC。配有微处理机芯片的DDC分站,可以独立完成所有控制工作,具有完善的控制、显示功能,进行节能管理,可以连接打印机、安装人机接口等。BAS由4级组成,分别是现场、分站、中央站、管理系统。集散系统的主要特点是只有中央站和分站两类接点,中央站完成监视,分站完成控制,分站完全自治,与中央站无关,保证了系统的可靠性。
第三代:开放式集散系统(20世纪90年代产品)
随着现场总线技术的发展,DDC分站连接传感器、执行器的输人输出模块,应用LON现场总线,从分内部走向设备现场,形成分布式输入输出现场网络层,从而使系统的配置更加灵活,由于LonWorks技术的开放性,也使分站具有了一定程度的开放规模。BAS控制网络就形成了3层结构,分别是管理层(中央站)、自动化层(DDC分站)和现场网络层(LON)。
第四代:网络集成系统(21世纪产品)
随着企业网Intranet建立,建筑设备自动化系统必然采用Web技术,并力求在企业网中占据重要位置,BAS中央站嵌入Web服务器,融合Web功能,以网页形式为工作模式,使BAS与Intranet成为一体系统。 网络集成系统(EDI)是采用Web技术的建筑设备自动化系统,它有一组包含保安系统、机电设备系统和防火系统的管理软件。
楼宇自动化控制的未来
现在楼宇自动化控制主要包括以下几个系统:
1、供配电监控系统 —— 对变配电机组的电压,电流,功率因数,频率的数值进行显示和计量,过线报警以及高低压状态控制柜切换开关的状态监视,变压器的温度监视;2、照明监控系统 —— 对部分照明回路,动力设备进行必要的控制;3、暖通空调监控系统 —— 主要对空调系统的空气处理器,信封机组,变风量末端,冷水机组,换热器等设备运行状态的监视,故障报警和启停控制,以及相应的节能管理;4、给水排水统监控系统 —— 主要对排水系统的水泵运行状态进行监视和启停控制;水箱和水池的水位进行检测,以及过线报警;5、电梯与停车场监控系统 —— 对电梯与停车场的运行状态进行监视和控制,以及故障报警;6、防雷与接地系统。
在今天,楼宇自控子系统如门禁、闭路电视、电梯、空调暖通、保安和消防中的智能产品都已问世了。你能想到我们未来的楼宇管理会是什么样子的吗?
自动化在楼宇中的应用使机电设备和能源实现智能化的管理,对楼宇内的大量设备进行有条不紊的管理及维护保养,为人们创造一个舒适、环保、节能的工作生活环境。小甄认为,未来楼宇自动化控制系统将会更加智能化、节能化,同时会向无线网络、开放性方向发展。小甄相信,楼宇自动化控制系统会更加完善成熟,在不久的将来,我们身边的每一幢楼都会实现自动化管理。
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