一、什么是楼宇自控系统?
楼宇自控系统(Building Automation System, BAS)是一种综合性控制系统,旨在实现建筑内部各种设施和设备的自动化管理和控制。该系统能够通过网络平台连接不同的子系统,实时采集和监控各类数据,进而提高建筑的舒适度、安全性和能源效率。随着科技的不断进步,楼宇自控系统逐渐成为现代建筑的“神经中枢”。
楼宇自控系统是将建筑物或者建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水、消防、安防等众多分散设备的运行、安全状况、能源使用以及节能管理实行集中监控、管理和分散控制的建筑物管理与控制系统。能够减少设备故障,降低维护和运营成本,提高建筑整体运营水平,提供健康、智能、舒适的环境,达到节能减排、低碳环保的目标。
二、楼宇自控系统的组成部分
楼宇自控系统一般由以下几个主要组成部分构成:
楼宇自控系统由中央控制室、传感器及执行调节机构、分站控制器等组成。中央控制室包括中央处理机、外围设备和不间断电源三部分。传感器是指装设在各监视现场和各种敏感元件、变送器、触点和限位开关,用来检测现场设备的各种参数(如温度、湿度、压差、液位等),并发出信号送到调节控制器(分站、数据中心等)。
执行调节机构是指装设在各监控现场接受分站调节控制器的输出指令信号,并调节控制现场运行设备的机构,如电动阀、电磁阀、调节阀等,包括执行机构。分站控制器是以微处理机为基础的可编程直接数字控制器(DDC),它接收传感器输出的信号,进行数字运算、逻辑分析、判断处理后自动输出控制信号、动作执行调节机构。
分站控制器是整个楼宇自控系统的核心,采用直接数字控制器(DDC),它具有AI、AO、DI、DO四种输入/输出接口。方便灵活地与现场的传感器、执行调节机构直接连接,对各种物理量进行测量,以及实现对被控系统的调节与控制。
三、楼宇自控系统的功能
1、实时控制
楼宇自控系统主要用于实时性较强,人工无法控制的设备,可以实现系统的最佳控制,使之工作于最优工况。如空调系统的温/湿度控制、焓值控制、压差旁通等。
主要用于实时性不强,人工可以控制但工作较繁重的设备,实现设备的自动最优管理,避免人工操作的失误。如:空调/照明/通风系统的定时开关、制冷站设备的顺序起动等。其特点为:人工可控但工作繁重,采用自动控制可自动进行,输入输出一般皆为数字量(DI/DO)。
2、状态监视
楼宇自控系统主要用于对各种设备运行状态的监视,以便于及时了解设备的故障状态,方便维修。如:空调机、风机、照明开/关、滤网状态等,其特点为:人员可通过巡视来了解其状态但工作繁重.皆为数字量输入(DI)。
3、数据统计
主要用于对各种设备运行参数进行采集、记录.存档及生成各种数据库.报表等,楼宇自控系统提供给决策者作为管理、维修、决策的依据。如:设备运行次数、运行时间、用电量统计等。
4、时间计划表控制
大部分的空调机及新风机根据其控制区域的作业要求和特点,都有启停方面的时间要求,这类设备就可以通过程序预先设定启停时间表,按照设定的启停时间启停设备,包括日常、周末及特殊节假日等不同的运行时间计划。
5、PID算法模块
PID算法模块主要完成模拟执行设备的开度调节,如水阀、压差平衡阀等。楼宇自控系统对算法的人工干预可以通过给定值SP、比例带PB、积分时间TI、控制死区等参数进行。这个算法的控制对象为各个空调机的水阀和冷、热站的压差旁通阀。由于压差旁通阀是冷热站共同调节的对象,其PID算法的终止和设备的关闭与其它设备有所不同,它是在冷站和热站均未运行时停止。
6、位式控制模块
位式调节是一种ON/OFF控制,主要针对通断类型的阀门,应用于被控对象控制精度要求较低的场合。位式控制主要是通过两个过程的状态进行控制。位式控制的对象为各个水箱的水位调节,楼宇自控系统的控制是通过高水位报警和低水位报警来决定控制动作的,并且它们的控制动作不取决于任何系统的运行状态。
7、负荷控制
楼宇自控系统在制热和制冷模式中,根据大楼总体负荷的情况,对所投入的热交换机及冷机的台数进行控制,以达到节能降耗的目的,称之为负荷控制。负荷计算是按周期,并且在新启动或停止的设备稳定30分钟以后进行。
8、密码系统
楼宇自控系统提供多个级别的密码保护,不同的级别允许完成不同权限的操作,提高系统的安全性,为建管系统提供一个全面的保护功能,是操作员达到操作站及网络终端(NT)。在操作站中,密码有以下功能:
(1) 通过密码控制用户使用系统;
(2)容许操作员增加、取消或修改密码;
(3)储存个别人士的密码,使用的水平及使用的组别。
9、报警管理
当紧急报警状态发生时,工作站立即把通知提供给操作员。操作员在对报警进行确认的同时有两种选择,一是把报警记录放进提醒文件(再次提醒操作员,报警状态依然存在);二是放进跟踪文件(对报警报告和改正情况进行跟踪)。这就防止一个报警状态完全被忘记的危险。非紧急报警被保存在工作站上,操作员可以方便的进行处理。
10、趋势分析
楼宇自控系统通过表格的或者图形的趋势图,用户可以从一个集成数据库中检查任意数据源的组合。图形显示可以是单个的或层叠的,具有可选择的显示特性。另外,使操作员可以快速获得详细的趋势源焦点窗口信息并把任一图形显示放大,以便进行精确的分析。
四、楼宇自控系统的优势
1. 提高舒适度
通过精确的环境调控,楼宇自控系统有效提升了建筑内的舒适度。自动化的温度调节、照明控制与空气质量监测,为使用者提供了良好的居住和工作环境。
2. 降低运营成本
楼宇自控系统在节能减排方面表现显著。系统通过智能调度,使得能源消耗降至最低,降低了建筑的整体运营成本。同时,故障预测与维护功能也减少了设备的停机时间和维修费用。
3. 增强安全性
安全性是现代建筑不可或缺的部分。楼宇自控系统通过集成多种安全子系统,提升了整体的安全防护能力,对建筑内外的潜在危险进行了有效管理。
4. 数据驱动决策
楼宇自控系统能够实时收集到建筑内的各类数据,为决策提供支持。通过分析这些数据,管理者可以获得更深入的洞察,从而基于数据做出科学、合理的决策。
五、楼宇自控系统的未来发展趋势
1. 智能化与物联网
随着物联网技术的快速发展,楼宇自控系统将愈加智能化。通过将建筑内的各种设备连接到互联网,系统将变得更加灵活和自适应,从而实现更高效的管理与控制。
2. 人工智能与大数据
人工智能和大数据技术的应用,将进一步推动楼宇自控系统的发展。这些技术可以帮助系统分析历史数据,预测未来需求,从而不断优化建筑运行的效率和舒适度。
3. 可再生能源的融合
未来,楼宇自控系统将越来越多地与可再生能源技术融合。系统可以实时监测建筑的能源生产与消耗,实现自给自足,推动绿色建筑的发展。
4. 关注用户体验
在追求功能与效率的同时,楼宇自控系统也将更加关注用户体验。定制化的控制界面和智能助手的加入,使得使用者在享受自动化便利的同时,也能获得更好的互动体验。
六、结语
楼宇自控系统作为现代建筑的重要组成部分,其发展潜力不可小觑。通过将最新的科技与建筑结合,楼宇自控系统不仅提升了建筑运行的效率和安全性,更为使用者创造了更加舒适与健康的居住环境。随着智能化技术的不断创新,未来的楼宇自控系统将迎来更加广阔的发展空间,为城市的可持续发展贡献自己的力量。更多楼宇自控信息关注官网!
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