什么是楼宇自控BA系统

什么是楼宇自控BA系统？如今，中国各地的大厦管理部门为了使其客户拥有更舒适的环境而正在寻找创建完美室内环境的方法，他们越来越注重于通过优化控制提高管理水平和环境质量的可调性。

智能大厦向人们提供全面的、高质量的、快捷的综合服务功能，它是现代高科技的结晶，是建筑艺术与信息技术完美的结合。

楼宇自控系统(Building Automation System，简称BAS )是智能大厦的一个重要的组成部分。

它的监控范围通常包括冷热源系统、空调系统、送排风系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯系统等。

高新信息技术和计算机网络技术的高速发展，对建筑物的结构、系统、服务及管理最优化组合的要求越来越高，要求建筑物提供一个合理、高效、节能和舒适的工作环境。

节能是一项基本国策，也是建筑电气设计全面技术经济分析的重要组成部分。

楼宇自控系统正是顺应了这一潮流，它的建立，对于大厦机电设备的正常运行并达到最佳状态，以及大厦的防火与保安都提供了有力的保证。

同时，依靠强大软件支持下的计算机进行信息处理、数据分析、逻辑判断和图形处理对整个系统作出集中监测和控制；通过计算机系统及时启停各有关设备，避免设备不必要的运行，又可以节省系统运行能耗。

楼宇自控系统监控内容：冷热源系统、空调系统、送排风系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯监测等。

某大厦，总建筑面积41700m2，建筑高度为99.7m，建筑层数地上18层，地下2层，是一座集酒店、办公、商务、娱乐、宾馆为一体的综合性智能化建筑。

该系统能够提高某大厦的整体管理水平，节约能源，提供更为舒适的室内环境，将大厦内制冷站、供热站、空调、新风机组、公共区照明部分、给排水、送排风等系统纳入大厦自动化管理系统，APOGEE是以集散理论为基础的成熟的楼宇自动化系统。

它具有结构灵活、适应性强、扩展方便、软件优化设备运行、操作简单等特点。

一、楼宇自控系统的设计思想和原则某大厦楼宇自控系统是一套将冷热源、空调、通风、给排水、变配电、照明、电梯等设备或系统以集中监视、控制和管理为目的而构成的综合系统，以安全、可靠、节能、节省人力和综合管理为目的。

为了建成一个优良的建筑设备监控系统，在系统的设计上着重考虑了三个方面的要素。

其一是确定服务于设备或各个子系统的控制器I／O点数及点的类型，同时确认I／O点数的接口技术处理；其二是现场仪器、仪表、传感器、变送器和执行器等元件的正确选择与配置；其三是中央操作站和通讯网络的配置。

APOGEE楼宇自控系统是新一代楼宇自控／系统集成平台，完整的系统由INSIGHT监控软件、DDC控制器、传感器、阀门及执行机构四大部分组成。

根据某大厦机电设备和弱电系统设计方案的具体情况，着重对如下几个问题做了细化处理：1、根据某大厦弱电系统的总体要求，选用了西门子的INSIGHT监控软件，该系统采用了Client ／Server系统结构，并且支持WindowsNT／Windows2000／WindowsXP操作系统，支持OPC 等多种协议和开放接口，并且提供了丰富的功能选项，是一套运用成熟的系统；2、按受控设备的要求选用不同处理能力的DDC控制器，控制器的搭配对于系统的合理配置有着重要的作用，各自控厂商的控制器都有多种不同点数的产品可供选择，合理的选择控制器对于优化网络拓扑和控制系统造价有着不可忽视的作用。

其基本原则是控制器尽量靠近控制对象，空间距离较远的设备不宜合用同一个DDC控制器；3、为了保证系统稳定可靠，楼宇自控系统的控制器、传感器、执行器电源均独立与受控设备集中供电。

二、楼宇自控系统的控制内容和目标总体上来讲，楼宇自控系统应该向用户提供如下功能：(1)通过配置系统的硬件和软件，实现测量各类工艺、设备状态的参数，设置并控制设备启停、提供设备运行报告等功能；(2)监视并显示系统监控设备的工作状态，故障时自动报警；(3)现场自动控制组织的安全调整功能；(4)根据系统记录，管理分析当前和过去运行过程；(5)提供计算和预测工具，用于优化操作参数并组合，实现设备优化使用；(6)实现楼宇自控系统与其他系统数据交换；为此，我们对每一个子系统都进行了相应的需求分析，最终确定了某大厦项目中纳入楼宇自动化系统监控对象的具体内容和目标。

1、冷冻站系统的监控监控设备包括：冷水机组、冷却水循环泵、冷冻水循环泵、冷却塔、自动补水泵、电动蝶阀等。

(1)根据事先排定的工作及节假日时间表，定时启停冷水机组及相关设备。

完成冷却水循环泵、冷却水塔风机、冷冻水循环泵、电动蝶阀、冷水机组的顺序连锁启动及冷水机组、电动蝶阀、冷水循环泵、冷却水循环泵、冷却塔风机的顺序连锁停机。

启动顺序为：对应冷却水、冷冻水管路上的阀门立即开启；冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵的启动延迟2~3min启动；制冷主机延迟3~4min执行。

停止顺序为：立即切断主机电源；冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵的启动延迟2-3min关闭；对应冷却水、冷冻水管路上的阀门立即关闭。

(2)测量冷却水供回水温度，以冷却水供水温度及冷水机的开启台数来控制冷却塔风机的启停的数量。

维持冷却水供水温度，使冷冻机能在更高效率下运行。

(3)监测冷水总供回水温度及回水流量，由冷水总供水流量和供回水温差，计算实际负荷，自动启停冷水机、冷冻水循环泵、冷却水循环泵及相对应的电动蝶阀；(4)根据膨胀水箱的液位，自动启停自动补水泵；(5)监测冷水总供回水压力差，调节旁通阀门开度，保证末端水流控制能在压差稳定情况下正常运行。

在冷水机系统停止时，旁通阀自动全关；(6)监测各水泵、冷水机、冷却塔风机的运行状态、手／自动状态、故障报警，并记录运行时间；(7)水泵保护控制：在每台水泵的出水端管道上安装水流开关，水泵启动后，水流开关检测水流状态，如故障则自动停机；水泵运行时如发生故障，备用泵自动投入运行；(8)中央站彩色动态图形显示、记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其他的历史数据等。

2、换热站系统的监控监控设备包括：热交换器、冷凝泵等。

换热站控制(1)监测各热交换器二次水出水温度，依据出水温度按PID调节一次热水(或蒸汽)调节阀，保证出水温度稳定在设定值范围内，温度超限时报警；(2)测热水循环泵的运行状态和故障信号，故障时报警，并累计运行时间；(3)中央站彩色动态图形显示、打印、记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其他历史数据等。

3、新风／空调机组的监控监控设备包括：新风／空调机组。

如下图：(1)时间程序自动启／停送风机，具有任意周期的实时时间控制功能；(2)监测送风机的运行状态、手／自动状态、故障报警、累计运行时间；(3)防冻保护：在冬季，当温度过低时，开启热水阀，关新风门、停风机、报警提示；(4)由风压差开关测量空气过滤器两侧压差，超过设定值时报警；(5)风机、风门、冷水阀状态连锁程序；①启动顺序：开冷水阀、开风阀、启风机、调冷水阀；②停机顺序：停风机、关风阀、关水阀；(6)对于新风机组，测量新风温度和送风温度，并根据送风温度PID调节二通水阀的开度，维持送风温度为设定值；对于空调机组，测量新风温度和回风温度，并根据回风温度PID调节二通水阀的开度，维持回风温度为设定值；(7)中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等；4、给排水系统的监控监控设备包括：给排水泵、生活水池、污水池、集水坑。

(1)监测生活水泵、污水泵的运行状态，手／自动状态和故障信号，故障时报警，并累计运行时间；(2)实现就地控制和远程控制的转换；(3)监测生活水池液位，对超限水位报警，防止溢流，对超低液位也进行报警；(4)根据生活水箱液位，启停生活水泵，并进行超限报警；(5)根据污水池、集水坑液位，启停污水泵，并对超高液位进行超限报警；(6)中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等。

5、给排风系统的监控监控设备包括：送／排风机。

(1)监测各风机的运行状态、手／自动状态；(2)在自动状态下按时间程序自动启／停风机；(3)监测送／排风机的故障信号，故障时报警，并累计运行时间；(4)中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等。

6、照明系统的监控监控设备包括：公共照明配电箱。

(1)对于各照明回路，根据时间程序自动开／关各照明回路；(2)对于各照明回路，监控各回路的开关状态、故障报警、手／自动状态；(3)以上时间，程序可根据用户需要任意修改，可自定义节假日工作模式，降低大厦运行中的电能消耗；(4)中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等。

7、变配电系统的监控对变配电系统的监控主要包括对高压、低压、变压器、发电机设备的相关运行参数的监视，本楼宇控制系统对变配电系统只监视不控制。

由供配电设备厂商预留连接供配电系统的监测接口，通过高级接口采集下列信号：(1)高压进线柜：三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度；(2)所有高压开关的开关状态、故障跳闸状态；(3)变压器温度；(4)低压进线柜：三相电压、三相电流；(5)所有低压进出线开关的开关状态及故障跳闸状态；(6)低压主要配电回路电能计量；(7)测量柴油发电机三相电压、三相电流、频率及运行或故障信号；(8)监测变压器室、高／低压配电室、发电机房内温度。

(9)为无缝集成，本项目均要求厂家提供国际标准通讯协议：MODBUS、OPC。

如下图：变配电8、电梯系统的监控本项目楼宇自控系统对电梯系统实行只监不控的方式，电梯系统提供高级接口给楼宇自控系统集成，楼宇自控对电梯的运行状态、故障报警、电梯的上升、下降进行监视；对自动扶梯的运行状态、故障报警进行监视，并对电梯系统的运行时间进行累积记录。

三、系统构架关于西门子APOGEE系统，简要说明如下：1、中央工作站中央工作站系统由PC主机、彩色液晶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，内装中／英文Insight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。

操作者无需专业软件知识，即可通过鼠标和键盘操作管理整个控制系统。

2、操作系统操作系统为楼宇自控系统提供了强大的工作平台，通过系统程序操作员可以在楼宇自控系统内进行各项资料的存取及监控。

(1) 指令输入及菜单选择的方式操作员除了可以通过常规的键盘进行操作外，亦可以通过“鼠标”进行操作，包括启停、更改设定点、选择菜单等各项操作。

(2) 图形及文字显示操作员可以将楼宇自控系统内的每一个监控点用图形或文字方式显示出来。

(3) 多方面资料的显示操作系统有能力在同一时间内以“窗口”式的方法显示多方面的资料，以便容易对不同表现进行分析，真正做到了实时和多任务。