写字楼设备监控和能源管理系统应用案例

写字楼设备监控和能源管理系统应用案例
研华绿能事业部袁亚周宋洪
法
摘要：介绍了研华iBAS楼宇自控及能源管理系统在上海研华大楼的成功应用。

系统采用研华提供的整体解决方案，包括上位机软件、能耗分析软件、网络通讯设备、现场控制器DDC、传感器和阀门执行机构等，实现各类机电设备，如通风空调、给排水、照明、电扶梯、应急照明、变配电等设备的监视和控制，达到节省能源、节省人力、提高安全水平和管理水平的目的。

关键字：楼宇自控，组态软件，直接数字控制器，能源管理，分项计量
引言：
上海研华大楼位于上海市北工业园区内，市北工业园区东起共和新路，西临彭越浦，南起汶水路，北至走马塘，园区距离上海的中心商务区——南京路不足8公里，距离虹桥国际机场不足20公里，具有十分便捷的交通条件。

对于大楼的中央空调等设备科学的进行自动监视、控制和管理，就能达到节省能源、节省人力、提高安全水平和管理水平的目的。

1、系统概述
上海研华大楼共有四层，在四层的屋顶，装有三台风冷热泵机组，通过三台循环水泵，将主机在制冷或制热模式工况下运行时的冷水或热水送往其它楼层，在一层到四层，每层都设有风机盘管和新风机组，新风机组负责提供室外新风量，风机盘管将室内的空气处理后达到人们设定的温度值。

2、系统方案描述
目前中央空调形式的灵活多变，对于楼宇自控系统也提出了更高的不同要求，而对于近几年兴起的热泵中央空调系统，其控制策略和方法也在不断研究中，上海研华大楼采用屋顶风冷热泵系统，其中的设计与控制可以对小高层办公大楼起到示范作用。

2.1、风冷热泵系统
风冷热泵机组的厂家多数都有开发自己机组的就地控制系统，有些还带有远程操作面板，我们只需通过通讯接口将其运行参数取到即可，但对于中央空调系统需要考虑整个系统的运行效果，才能起到节省能源、延长设备寿命、科学化管理等目标。

对于提供冷热源部分的风冷机组和循环水泵，我们将采用一台我们的BAS-3520,其点数配置如下：
名称数量监控点名称
热泵机组 4 通过通讯接口监测其运行状态
循环水泵 3 运行状态、手/自动状态、启停控制
水管温度 2 循环水供水温度、循环水回水温度
水管压力 2 循环水供水压力，循环水回水压力
压差旁通阀 1 旁通阀启停控制
2.2、新风机组
在大楼的每一个楼层，设置有一个单独的新风机房，配置一台新风机组，其控制系统采用一台BAS-3520 DDC控制器,其点数配置如下：
名称数量监控点名称
新风机组 1 运行状态、手/自动状态、启停控制
风管温度 1 送风温度
两通调节阀 1 两通阀调节
新风阀 1 新风阀启停控制2.3、风机盘管
该大楼共有57台风机盘管，各层大空间的风机盘管采用一台网络型的温控器，这样避免了大空间办公室里面有太多的面板，方便维护和管理，也节约了成本。

网络型温度控制器除了提供可调的加热、制冷、通风模式控制、三速和自动风速控制功能外，并且提供了RS485通讯和MODBUS接口，支持系统通讯和本地通讯，允许显示控制器/温控器的温度、时间和状态、设定值和时间表的修改，强制干涉控制器/温控器操作。

2.4、能耗计量
大楼能耗计量采用智能电表进行电量采集，智能电表的种类繁多，包括单相电表、三相电表、多回路电表、多功能电表等。

各种类型电表的设计和配置如下：
楼层照明、插座系统：安装多回路电能表（1个表可监测9个回路）和单项电能表，一层安装1块多回路电表，计量特殊用电；2块单项电能表；计量楼层插座和照明总用电；二层安装2块单项电能表，计量楼层插座和照明总用电；三层安装2块单项电能表，计量楼层插座和照明总用电；四层安装1块多回路，计量特殊用电；2块单项电能表；计量楼层插座和照明总用电。

λ
空调系统：主机3块多功能电表；水泵3块多功能电表。

λ
动力系统：电梯1块多功能电表。

λ
总能耗:1λ块多功能电表。

3、系统软件介绍
3.1、逻辑编程软件
研华iBAS系统的图形化逻辑编程工具BASPro软件，将软件编程图形化和模块化，通过简单的堆积木式的模块连接与参数配置，就可以轻松完成复杂程序的编写，完全免除了对冗杂的计算机程序代码了解的必要性。

程序具有近百个基本功能模块和超过30个BA专用模块，包括：比例、比
例+积分、比例+积分+微分、开/关、时间加权、顺序、算术、逻辑比较、计数器等。

控制程序支持设备离线状态下的仿真模式，用户可以在不连接任何设备的状态下，模拟编程、下载和调试，学习起来非常方便。

其监控界面如下图所示：
3.2上位组态软件
WebAccess是研华科技具有自主知识产权、基于IE浏览器内核、B/S结构的组态软件，具有IE 浏览器的一切网络特性，包括工程的远程开发、浏览和维护，报警管理，趋势记录，报表打印等功能，具有无限量的免费的客户端，其中的监控界面如下所示：
3.3、能源管理系统
研华BEMS软件可以实现对采集的建筑能耗数据进行分析、比对和智能化的处理。

对经过数据处理后的分类、分项能耗数据进行分析、汇总和整合，通过静态表格和动态图表方式将能耗数据展示出来，为节能运行、节能改造、信息服务和制定政策提供信息服务。

展示层采用B/S 软件体系结构，有权限的用户可以通过大楼局域网直接利用IE浏览器方式访问能源中心服务器，查看数据报表和图表等信息，操作方便，免安装、维护。

数据图表是反映各项采集数据和统计数据的数值、趋势和分布情况的直观图形和对应表格，可分为数据透视表、饼图、柱状图、线图、仪表盘或动画等，格式灵活，可交互操作。

建筑节能监管平台通过实时动态能耗监测，解决了以往定期手工抄表带来的低效率和数据可靠性不高的问题。

以往的手工抄表基本上都是以月为单位进行，每月固定在某一天，因此根本无法得到每一天甚至每一个时刻的耗电量，这样就给能源审计带来了很大的难度，同时也给管理者带来了能耗管理上的盲点。

通过节能监测管理平台的建立，可以解决这些盲点。

针对不同的建筑类型、不同的用能子系统、不同的时间（平日和休日）给出不同的能耗指标，制定不同的能耗管理制度，以及制定不同的能耗设施运行策略。

这些工作的前提是该建筑必须具备完整的能耗数据的计量和积累，节能监测管理平台恰到好处地弥补了这一空白，使管理者有据可依，同时节能效果一目了然，从客观上刺激了能源管理者更加主动的做好节能减排工作，可谓一举两得。

4、结论
楼宇自控系统面对的是建筑物内所有的机电设备，设置楼宇自控系统的目的是使所有的机电设备在安全可靠的前提下科学、合理、有序地完成各自工作，并达到节约能源、提高设备使用寿命的目的。

研华将楼宇自控系统和能耗采集系统有效结合，放在一个平台上,并采用闭环控制,为我们节省了大量的能源，同时起到很好的示范作用。

研华自动化楼宇事业部
研华科技自1983年创立以来，致力于为客户提供高品质、高性能的产品和服务。

研华自动化作为研华科技第一个业务集团，重点关注大垂直行业：楼宇节能、机械制造、电力能源及智能交通。

研华自动化为客户提供先进的楼宇节能系统产品和专业及时的技术服务，针对楼宇自动化市场自主研发基于Web的建筑设备监控和能源管理系统。

整个系统以Web技术为核心，通过丰富的图形报告和数据解析的功能，帮助用户掌握和分析能源消耗情况，并利用回归分析和专家系统做出控制决策，通过设备控制系统对用电设备进行加载减载，达到节约能源的目的。