電子發(fā)燒友App
近年來在不少城市中各種高層建筑不斷建起，建筑內(nèi)的各種設備品種多分布廣如何搞好這些設備的運行管理，為客戶提供一個舒適的環(huán)境又能合理利用能源便于管理，降低運行費用是業(yè)主最為關心的，因此不少大型建筑都設計了樓宇智能系統(tǒng)對樓宇中的設備進行集中管理。樓宇自動控制系統(tǒng)（BAS）其實質就是現(xiàn)代計算機集散控制系統(tǒng)在現(xiàn)代化多功能建筑中的應用，它將建筑內(nèi)的各種設備如配電設備，給排水設備，暖通設備等在各自的現(xiàn)場控制器控制下按預定的控制策略使各個系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，工作在最佳狀態(tài)下，達到節(jié)能、舒適的效果。BA 系統(tǒng)通常設有 1 至 2 個中央控制主站，在中央主站可以監(jiān)控各個被控設備的運行情況和重要的運行參數(shù)，記錄運行狀態(tài)的歷史趨勢和設備的累計運行時間、報警類型和次數(shù)等，為設備管理分析制定維修計劃提供可靠依據(jù)。目前國外不少著名的公司如美國 HOneywell，JOHOSOH 和西門子公司等都推出了一些專門樓宇智能控制系統(tǒng)。
這些系統(tǒng)雖然功能較強，但系統(tǒng)投資較大。我們針對樓宇控制系統(tǒng)的特點，采用了基于三菱現(xiàn)場總線 C-CLINK 技術，用可編程控制器（PLC）組成的集散型控制系統(tǒng)，具有運行可靠，修改控制軟件簡單，成本低等特點，中央站應用亞控自動化軟件科技有限公司開發(fā)的組態(tài)王軟件，這是一種運行在 Windows 95/NT 上的組態(tài)軟件。具有多任務、多線程及良好的實時性，已運用于電力、制冷、化工、機械制造、交通管理等多種工程領域，構造有效的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。整套控制系統(tǒng)已成功地在浙江印刷廠新廠房中應用，實踐證明該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，靈活，非常適合在一些中小規(guī)模的智能建筑樓宇自控系統(tǒng)中使用。
二，系統(tǒng)硬件構成：
（一） CC-Link 簡介
CC-Link 是 CONTROL&COMMUNICATION LINK 的簡稱，它通過簡單的三芯屏蔽線，提供 156KBPS 至 10MBPS 的通訊速率（視系統(tǒng)通訊距離而定），最大通訊距離可達 1200M（156KBPS 速率）。CC-Link 網(wǎng)絡上可掛的各種模塊（包括開關量 I/O 和模擬量 I/O）以及子站控制器，可方便地組成各種類型的控制系統(tǒng)，并可大大簡化控制學系統(tǒng)的布線。
（二） 三菱 FX2n 系列可編程控制器簡介
三菱 FX2n 系列可編程控制器具有體積小，運行指令速度快（0.08us/ 基本指令）內(nèi)置 8K 步的 RAM 和時鐘，具有 PID 運算指令，是 FX 系列中性能最高的， 并且擁有模擬量控制、系統(tǒng)通訊的各種特殊用途組件，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的 PLC。該系列 PLC 具有較強的通訊功能，可通過 FX2n-CCL 通訊模塊直接掛在 CC-Link 網(wǎng)絡上，組成集散控制系統(tǒng)，通過 CC-Link 網(wǎng)絡可與主站交換數(shù)據(jù)，通過主站 PC 機對整個系統(tǒng)進行集中管理監(jiān)視和控制。
（三） 整個系統(tǒng)的框圖如圖：
三，系統(tǒng)功能和控制策略
（一）、供配電系統(tǒng)：
安全、可靠供電是智能建筑正常運行的先決條件。本系統(tǒng)根據(jù)需要將電壓、電流、功率因數(shù)和頻率傳感器將電壓、電流信號等統(tǒng)一轉換成 4-20ma 信號送至現(xiàn)場控制器的 A/D 轉換模塊讀入控制器，實現(xiàn)能量管理。如配電系統(tǒng)采用先進的微機檢測空氣斷路器并能提供 RS232 或 RS485 通訊接口和通訊協(xié)議，可用 PLC 的專用模塊代替 A/D 轉換器獲取電量數(shù)據(jù)，以提高精度和實時性、降低成本。本系統(tǒng)還可并對重要回路開關開關狀態(tài)與變壓器的溫升情況進行檢測，監(jiān)視各種異常情況。
（二）、空調(diào)子系統(tǒng)
空調(diào)系統(tǒng)在建筑物中能源消耗最大，約占 45%左右，樓宇自控系統(tǒng)在保證提供舒適環(huán)境的條件下盡量降低能耗。根據(jù)杭州地區(qū)凍夏季換季時間不定且時間較長的氣候條件，在冷凍機房設計了以 PLC 和液晶觸摸屏組成的智能操作臺，該操作臺省去了其他各種儀表盤，使盤面標準化、小型化，節(jié)省布線。通過冷凍機房操作臺操作者可以直觀地監(jiān)視大樓內(nèi)各有關參數(shù)如各采樣點的溫度，室外溫濕度，各水池水位等，為操作者提供信息，并能在氣候不適合自控操作時，如換季時或設備檢修時切換至手動操作，還可以通過本操作臺對各個設備有關參數(shù)進行設置，使設備運行在最佳狀態(tài)。
本系統(tǒng)由冷凍機組、熱交換器和空調(diào)系統(tǒng)末端設備三部分組成：
控制策略與功能
A．根據(jù)冷凍機組運行要求對冷卻水泵、空調(diào)水循環(huán)泵、冷卻塔風機及冷凍機組啟動停止順序進行全自動、半自動和手動進行邏輯控制。
B．根據(jù)空調(diào)供回水溫差和空調(diào)水流量計算即時的系統(tǒng)制冷或制熱量，實時顯示系統(tǒng)負荷率，為冷凍機組、熱交換器半自動或全自動的啟停和臺數(shù)控制提供依據(jù)。
C．本系統(tǒng)通過檢測空調(diào)供回水壓差并與設定值比較進行 PID 運算來調(diào)節(jié)旁通閥以實現(xiàn)水系統(tǒng)流量恒定。
D．通過檢測冷卻水的溫度來控制冷卻風機的啟停和臺數(shù)控制，以保證冷水機組冷媒壓力在一定的范圍內(nèi)，并可達到節(jié)能的目的。
E．空調(diào)系統(tǒng)末端由空調(diào)機和分散的風機盤管組成?？照{(diào)機為現(xiàn)場申請或由時間程序控制開關，并根據(jù)印刷車間工藝要求的室溫采用 PID 算法控制空調(diào)機水閥開度；空調(diào)機組運行時間可根據(jù)季節(jié)程序設定。還可實現(xiàn)空調(diào)機累計運行時間；空氣濾網(wǎng)淤塞報警；夜間換風和防凍運行等功能。
F. 對各車間的空調(diào)機所消耗的冷量或熱量進行計量。冷量或熱量的計量公式為 E=△t * Q，這里△t 為空調(diào)供回水溫差，Q 為空調(diào)機的流量累計值?？紤]到流量傳感器成本較高，我們采用了大口徑脈沖水表來測量流量，在正常流量時其測量誤差小于 5 %，已能滿足工廠成本核算的精度要求。
G．冬季運行時，臺數(shù)控制按冬季程序執(zhí)行，同時熱交換器蒸汽閥與空調(diào)水泵連動，其余功能同夏季。
（三）、鍋爐和給排水控制子系統(tǒng)：
本子系統(tǒng)對鍋爐運行情況進行監(jiān)測，對鍋爐的輔機進行控制，對生活水箱、消防水箱、集水坑的水位進行監(jiān)測，高低水位報警；進水量檢測，并根據(jù)設定值對相應水泵進行自動啟?？刂?，也可由 BA 中心遙控或現(xiàn)場手動控制。
控制策略和功能
A. 本系統(tǒng)對燃油鍋爐的運行參數(shù)，如蒸汽壓力、溫度、鍋爐水位、煙道溫度等進行監(jiān)測，；對鍋爐系統(tǒng)的輔助設備包括：給水泵、除氧泵、油泵、日用油箱油位和溫度、大油箱油位、溫度，各水箱水位等都通過現(xiàn)場智能操作臺進行監(jiān)控，通過操作臺也可設置運行參數(shù)。
B. 對各水箱液位連續(xù)變化在 BA 中心屏幕上動態(tài)顯示，并根據(jù)生活水箱水位控制相應水泵。
C. 根據(jù)污水池水位控制污水泵的啟停。在現(xiàn)場監(jiān)控站和主站上顯示，通過軟件判斷污水泵的狀態(tài) / 故障和啟 / 停水泵。
D. 根據(jù)脈沖水表計量工廠日、月度用水量， 供大樓管理系統(tǒng)作能耗依據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)不正常用水量的情況。
E. 提供給排水系統(tǒng)設備累計運行時間，設備狀態(tài)，制定設備保養(yǎng)維修計劃和水池清洗計劃。
（四）、照明控制子系統(tǒng)：
照明系統(tǒng)點多面廣，在智能建筑中僅次于空調(diào)系統(tǒng)。能有效加以控制節(jié)能意義較大。
控制策略和功能
A. 公共照明按時間自動開關，在關燈時間內(nèi)，可手動申請開燈。
B. 節(jié)日、泛光照明可在任意時間內(nèi)定時開關，也可手動開燈后定時關燈。
C．可與保安服務系統(tǒng)聯(lián)動，當保安系統(tǒng)偵得非法入侵時開啟相應區(qū)域照明，以利于攝像及掌握入侵者情況。
四、系統(tǒng)軟件部分
由于樓宇控制系統(tǒng)中控制點數(shù)較多，為提高編程的效率，詳細制定 PLC 內(nèi)部元件的用途很重要，我們根據(jù)實際被控設備制定了如下 PLC 內(nèi)部參數(shù)表（部分）
2F PLC 32CCL 設置站號（Station No：）13~16 占用 4 站
主站 RWr（從站至主站）地址范圍：310H~31FH 共 16 點
主站 RWw（主站至從站）地址范圍：210H~21FH 共 16 點
主站 RX（從站至主站）地址范圍：F8H~FFH 共 112 點
主站 RY（主站至從站）地址范圍：178H~17FH 共 112 點
依據(jù)上述詳細的內(nèi)部參數(shù)表及功能要求，即可畫出梯形圖編制 PLC 程序，同時制定中央站組態(tài)王監(jiān)控軟件的數(shù)據(jù)詞典，根據(jù)數(shù)據(jù)的類型和特點進行動畫連接，達到對設備的實時監(jiān)測和控制。
應用 CC-Link 現(xiàn)場總線系統(tǒng)擴充點數(shù)靈活的特點，本系統(tǒng)還可根據(jù)需求采用脈沖電度表和脈沖熱水表對電量和對建筑物內(nèi)風機盤管空調(diào)量進行計量，可以較低的成本達到滿意的精度，大大提高智能大樓管理的水平。
工商網(wǎng)監(jiān)
評論