樓宇自控系統控制原理與實施論文

　　摘要:以實際工程為例，說明樓宇自控來統的組成及監控原理，介紹採用的系統及佈置方案.本文對樓宇自控系統的設計具有普遍參考價值.

　　關鍵詞:BA系統,DDC控制器,監瀏,製冷機

　　1系統組成

　　某電力排程資訊中心是一座綜合性辦公大樓. 大樓採用了美國HONEYwELL公司的XBS基本型建築物自動化系統(以下簡稱BA系統)對建築物內的裝置進行控制與管理.系統由一臺中央站、17臺DDC(直接數字控制器)、若干現場感測器及執行器等組成，如圖1所示.根據監控點的分佈情況，在裝置較集中的冷凍機房和水泵房處分別設定了兩臺XL500型DDC(大型控制器)，其它樓層空調機房內設定了15臺XL10。型DDC(中型控制器).這些DDC作為系統的分站，透過各監控點直接就近監控裝置. 系統中，17臺DDC透過一條C一BUS通訊匯流排與中央站通訊，形成一套集散控制系統:即中央站承擔集中管理功能，分站即DDC承擔實時性較強的控制和調節功能方案.在BA中央操作站不工作、BA中央操作站故障或C一BUS故障等情況下，DDC仍可根據預先編制好並存放在塊擦儲存器內的程式對其管轄範圍內的裝置進行自動控制.中央站由UPS供電，DDC及現場監測器件、執行器件由專用淨化電源供電.

　　2控制物件及監控原理分析

　　2.1空調水系統

　　空調水系統豎向分為兩個區即低區系統和高區系統. 由圖2看出，三臺製冷機、五臺冷卻泵及八臺冷卻塔構成了冷卻水迴圈系統.冷凍水迴圈系統則由三臺製冷機、三臺一次冷凍泵、兩臺集分水器及壓力平衡閥、兩臺二次冷水泵、兩臺冷水換熱器及空氣處理機組等構成.低區由製冷機及一次冷凍泵直接提供一次冷水(7℃一12C).高區則由兩個迴圈組成:冷凍水從製冷機出發經過冷水換熱器、一次冷凍泵然後再返回製冷機，構成了第一個迴圈;冷凍水從冷水換熱器出發，經過二次迴圈泵、空氣處理機組，然後返回冷水換熱器構成了第二個迴圈.冷水換熱器(置換出8℃~13C的二次冷水)藕合了這兩個迴圈系統.(1)製冷機的監控

　　從以上分析可以看出，本系統是一個單級泵變水量製冷系統川.正常執行時，製冷機、冷凍水泵、冷卻水泵一一對應.BA系統監測製冷機的執行狀態、故障狀態，同時對製冷機進行遠端啟停控制.

　　(2)單臺製冷機

　　同冷卻水泵、冷凍水泵的聯鎖控制.根據工藝要求聯鎖啟動順序為:冷卻水泵投入一根據冷卻水回水溫度判定冷卻塔風機投入~冷凍水泵投入~製冷機投入.聯鎖停止順序為:製冷機切除~冷卻水泵切除~冷卻塔風機切除~冷凍水泵切除.

　　(3)負荷計算BA系統

　　在低區分水器的冷凍水總進水管道設定流量感測器+變送器，用以計算冷水流，同時在低區分水器和集水器上分別設定水溫感測器用於檢測低區冷凍水溫度.

　　(4)製冷機臺數控制

　　BA系統根據冷負荷大小決定投入製冷機臺數.

　　(5)平衡閥的控制

　　採用負荷控制時，為保證製冷機水量的恆定，BA系統在高低區分設了兩個電動平衡閥.低區設立在總分水器與集水器之間，高區設立在供回水總管之間.現以低區為例說明平衡閥控制原理.總分水器與集水上各設定了壓力感測器，用以計算供回水壓差△P，分水器和集水器之間設定旁通平衡閥.控制原理如圖3所示.當實際所需冷負荷增大時，負荷側冷水流量增加，△p減小，此時透過減小平衡閥的'開度來達到補充平衡.最大旁通水量約為一臺一次泵的流通水量.同時，從旁通管道來的水返回回水總管，進入製冷機，因而製冷機蒸發器的水流量始終保持穩定，保證了傳熱效率，避免蒸發器凍裂的危險或製冷機工作不穩定. 本系統現場整定值如下:高區1.3MPa，低區2.5MPa.

　　(6)冷卻塔的監

　　冷卻水系統共設定了三組8臺冷卻塔.在每路冷卻水回水總管上加裝水溫感測器用以測量冷卻水回水溫度.冷卻塔組投入的數量取決於製冷機投入的臺數，根據製冷機與冷卻塔組的對應關係，當啟動製冷機時，應投入對應的冷卻塔組.現以一組為例說明冷卻塔投入與切除的原則. 當一號冷卻泵執行且冷卻水溫度超過29℃時，6“冷卻塔投入;當冷卻水溫度超過31C時，7“冷卻塔投入;當冷卻水溫度超過33“C時，8“冷卻塔投入.反之，當冷卻水溫度低於33℃時，8“冷卻塔切除;當冷卻水溫度低於31℃時，7“冷卻塔切除;當冷卻水溫度低於29℃時，6“冷卻塔切除.現場除錯應仔細設計溫度差並加以必要的延時，這樣才能保證製冷機正常執行並且避免冷卻塔頻繁啟停.

　　(7)冷凍水泵、冷卻水泵臺數控制

　　冷卻水泵、冷凍水泵採用同製冷機—對應的控制原則.當需要一臺製冷機時，先啟動一臺冷卻水泵再啟動一臺冷凍水泵.

　　(8)空呼叫膨脹水箱的監測系統

　　在低區和高區各設定一個膨脹水箱，分別為空調水系統高、低區進行定壓，保證空調水系統為閉式系統.BA系統對膨脹水箱的水位進行檢測，其具體報警水位現場整定.

　　(9)鍋爐及換熱器部分

　　本系統四臺電熱水鍋爐及四臺熱水迴圈泵由PLC進行聯鎖控制構成一個相對獨立的系統.因此BA系統只對其實施監測功能.監測內容為:每臺電熱水鍋爐PLC執行狀態、壓力報警、水溫報警、水位報警及鍋爐出水溫度;檢測集、分水器供回水溫度、壓力;檢測換熱器出水溫度.

　　2.2空氣處理系統

　　本系統共包括35臺新風機組、9臺櫃式空調器、564套風機盤管及31臺排風機.BA系統針對不同機組實施不同的監控方案.現以櫃式空調器為例說明控制原理.

　　(1)機組啟停控制

　　BA系統對機組實施時間控制或事件控制.對不同部位空調機組的時間控制根據大樓的實際情況可由操作人員進行修改.

　　(2)BA系統

　　透過壓差開關監測過濾器的狀態，當壓差開關兩端壓力升高到一定程度時(現場整定)，BA系統提示性報警表明過濾器需要進行清洗.