智能樓宇技術(shù)工程就是對(duì)整個(gè)建筑的所有公用機(jī)電設(shè)備,包括建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、弱電系統(tǒng) .電梯系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)和遙控來(lái)提高建筑的管理水平,降低設(shè)備故障率,減少維護(hù)及營(yíng)運(yùn)成本。
(21世紀(jì)產(chǎn)品)隨著企業(yè)網(wǎng)Intranet建立,
建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)必然采用Web技術(shù),并力求在企業(yè)網(wǎng)中占據(jù)重要位置,BAS中央站嵌入Web服務(wù)器,
融合Web功能,以網(wǎng)頁(yè)形式為工作模式,使BAS與Intranet成為一體系統(tǒng)。
網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)(EDI)是采用Web技術(shù)的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng),它有一組包含保安系統(tǒng)、機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)和防火系統(tǒng)的管理軟件。
EBI系統(tǒng)從不同層次的需要出發(fā)提供各種完善的開(kāi)放技術(shù),實(shí)現(xiàn)各個(gè)層次的集成,從現(xiàn)場(chǎng)層、自動(dòng)化層到管理層。EBI系統(tǒng)完成了管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的一體化。
規(guī)模和影響較大的樓宇設(shè)備供應(yīng)公司有美國(guó)霍尼維爾公司、江森公司、KMC公司、德國(guó)西門(mén)子公司 等。廣州白云工商高級(jí)工學(xué)校(技師學(xué)院)培訓(xùn)智能樓宇管理師。
主流品牌:
設(shè)計(jì)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的主要目的在于將建筑內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備的信息進(jìn)行分析、歸類(lèi)、處理、判斷,采用最優(yōu)化的控制手段,對(duì)各系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控和管理,使各子系統(tǒng)設(shè)備始終處于有條不紊、協(xié)同一致和高效、有序的狀態(tài)下運(yùn)行,在創(chuàng)造出一個(gè)高效、舒適、安全的工作環(huán)境中,降低各系統(tǒng)造價(jià),盡量節(jié)省能耗和日常管理的各項(xiàng)費(fèi)用,保證系統(tǒng)充分運(yùn)行,從而提高了智能建筑的高水平的現(xiàn)代化管理和服務(wù),使投資能得到一個(gè)良好的回報(bào)。樓宇機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng),作為智能建筑樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)非常重要的一部分,擔(dān)負(fù)著對(duì)整座大廈內(nèi)機(jī)電設(shè)備的集中檢測(cè)和控制,保證所有設(shè)備的正常運(yùn)行,并達(dá)到最佳狀態(tài)。
系統(tǒng)可靠性影響成本最明顯的方式是,當(dāng)需要更換網(wǎng)絡(luò)中的DDC時(shí),且如果DDC很容易失效時(shí),更換成本將會(huì)提高。DDC的配置在整個(gè)系統(tǒng)的可靠性方面也起著至關(guān)重要的作用。在早些年的控制應(yīng)用中,通常在接線(xiàn)允許范圍內(nèi)將大部分或全部任務(wù)分配到一個(gè)處理能力強(qiáng)的大型DDC中。這種做法常會(huì)將相互無(wú)關(guān)的功能分配至同一個(gè)通用控制器。這就意味著一旦該DDC失效,與此相關(guān)的所有功能也將喪失,從而影響多個(gè)設(shè)備正常工作。多個(gè)功能分配至一個(gè)大型DDC也意味著發(fā)現(xiàn)并修理故障是費(fèi)時(shí)的過(guò)程,因系統(tǒng)配置無(wú)功能的邏輯分組,而且更換大型DDC的成本也比小型DDC為高。
基于上述因素,現(xiàn)今的做法已向更模塊化方向發(fā)展,為克服使用大型 DDC的缺陷,出現(xiàn)了專(zhuān)用DDC(Application Specific DDC)的概念。即每臺(tái)AS DDC 專(zhuān)用于某一邏輯相關(guān)的特定功能,如一臺(tái)DDC專(zhuān)用于一臺(tái)變風(fēng)量終端箱,一臺(tái)風(fēng)機(jī)盤(pán)管,一個(gè)區(qū)域照明控制等等。這種一臺(tái)DDC專(zhuān)注于一種特定功能即為模塊化,且一旦故障,發(fā)現(xiàn)并修理故障將很容易。某一設(shè)備故障將立刻被發(fā)現(xiàn)并找到相應(yīng)控制器,更換小型控制器也會(huì)更便宜。因其實(shí)現(xiàn)“單一”功能,一臺(tái)大型多功能DDC實(shí)現(xiàn)多功能任務(wù),一旦故障需要整個(gè)更換,這就是導(dǎo)致成本提高所在。
小型控制器并不意味著其能力弱于大型控制器,技術(shù)發(fā)展到今天,小型控制器具有與大型控制器相同的決策能力,其能力來(lái)自于固化在每臺(tái)專(zhuān)用控制器上的軟件(也稱(chēng)為固件)的更智能的控制策略。每臺(tái)模塊式控制器能夠監(jiān)測(cè)輸入量并獨(dú)立做出適當(dāng)?shù)目刂戚敵龅绞芸卦O(shè)備,即為智能化DDC,這種智能及不依賴(lài)系統(tǒng)服務(wù)器的決策能力對(duì)系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要。只要電源不中斷,不依賴(lài)服務(wù)器而獨(dú)立決策的DDC能夠繼續(xù)工作,確保設(shè)備的控制不受影響。即使服務(wù)器工作異?;蚓W(wǎng)絡(luò)通訊中斷。
當(dāng)考慮簡(jiǎn)單的設(shè)備諸如風(fēng)機(jī)盤(pán)管和照明等,專(zhuān)用的一對(duì)一DDC是一理想的應(yīng)用。許多廠(chǎng)商生產(chǎn)用于簡(jiǎn)單設(shè)備如VAV終端的控制器,但只有為數(shù)不多的廠(chǎng)商愿意生產(chǎn)較大型HVAC設(shè)備如冷水機(jī)及相關(guān)水泵、冷卻塔的專(zhuān)用控制器。部分原因是相比大樓內(nèi)所需的照明或風(fēng)機(jī)盤(pán)管DDC數(shù)量而言,一對(duì)一應(yīng)用會(huì)需要較多的實(shí)現(xiàn)冷水機(jī)組內(nèi)不同控制功能的DDC,但數(shù)量較少,達(dá)不到一定數(shù)量自然意味著大型設(shè)備的專(zhuān)用DDC 很昂貴,因此許多冷水機(jī)組的控制依然是通用DDC(與 專(zhuān)用DDC相反)的領(lǐng)地。由系統(tǒng)集成商根據(jù)需要在現(xiàn)場(chǎng)編程實(shí)現(xiàn)控制。
此種做法的結(jié)果是成本依然較高,這并非對(duì)DDC廠(chǎng)商,而是對(duì)業(yè)主而言。專(zhuān)門(mén)編程的通用DDC并非模塊化。直接的一對(duì)一更換有可能出問(wèn)題,如果已完成的編程邏輯未做完整詳細(xì)的文件記錄,DDC失效的代價(jià)是昂貴的。因更換通用DDC將是一個(gè)恢復(fù)從前配置的復(fù)雜過(guò)程,其編程并未遵循特定標(biāo)準(zhǔn)而是集成商工程師根據(jù)情況編制,這意味著每個(gè)配置的系統(tǒng)可能是不同的。如果原來(lái)的系統(tǒng)集成工程師不再承擔(dān)替換工作,遇到的問(wèn)題將直接導(dǎo)致昂貴的修理費(fèi)用。
專(zhuān)用 DDC將有所不同,由于更換簡(jiǎn)單直接且是模塊化,因而是即插即用的做法。此外,如果新建系統(tǒng)選擇了普遍應(yīng)用的開(kāi)放通訊協(xié)議,例如LonWorks網(wǎng)絡(luò),更換DDC甚至可以選擇不同品牌從而節(jié)省成本,因業(yè)主可從中選擇具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品。
缺乏大型設(shè)備的專(zhuān)用DDC的主要原因是未能深入研究不同設(shè)備組的模塊劃分。邁科智控UCP2484L采用的新穎的做法是根據(jù)邏輯功能分組劃分模塊,而不是分配給冷水機(jī)組的每套設(shè)備一臺(tái)DDC。
每臺(tái)冷水機(jī)須配備相應(yīng)的水泵,這些設(shè)備邏輯上關(guān)聯(lián)且按一定順序操作。將這些設(shè)備分組,稱(chēng)為“每套冷水機(jī)組”,意味著模塊化的確是可能的。具有該特點(diǎn)的DDC,邁科智控的UCP2484L采用該方式而成為專(zhuān)用DDC,該DDC控制每套冷水機(jī)組內(nèi)的所有設(shè)備,包括冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔。
此處重要的是需注意邏輯分組是垂直而非水平的。也就是說(shuō),分組跨越了不同類(lèi)型設(shè)備。相同類(lèi)型設(shè)備的水平分組也可達(dá)到邏輯功能分組并專(zhuān)用的目的。但代價(jià)是犧牲了可靠性。因存在DDC失效的可能性,盡管作為工業(yè)用數(shù)字化產(chǎn)品這種可能性很低。設(shè)備水平分組意味著任意一個(gè)DDC失效后整個(gè)冷凍機(jī)房自動(dòng)工作失效。例如,負(fù)責(zé)冷凍水泵操作的DDC失效時(shí),所有冷水機(jī)組將無(wú)法開(kāi)動(dòng),整個(gè)冷熱源系統(tǒng)不能自動(dòng)工作,故障率相當(dāng)于冷凍機(jī)房所有監(jiān)控冷水機(jī)組設(shè)備的DDC的總故障率。
從設(shè)備垂直分組可看出,任意一臺(tái)邁科智控UCP2484L或一套機(jī)組內(nèi)設(shè)備(如一臺(tái)冷卻塔)故障不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)工作失效。而只會(huì)影響某一套機(jī)組。在所有帶一臺(tái)以上冷水機(jī)組的建筑物內(nèi),可在冷凍機(jī)房使用一臺(tái)以上的邁科智控UCP2484L。另一種控制器UCL0882L是智能的群控控制器,它協(xié)調(diào)幾臺(tái)UCP2484L的操作并根據(jù)冷負(fù)荷需求量決定需開(kāi)動(dòng)的冷水機(jī)組臺(tái)數(shù)。與天氣逐漸變暖而按時(shí)間表啟動(dòng)各冷水機(jī)組,經(jīng)常導(dǎo)致提供過(guò)多冷量的做法相反,此種控制極大地減少能耗,因冷水機(jī)組的耗電量占整個(gè)建筑物空調(diào)系統(tǒng)的50%以上。該控制法在新加坡管理大學(xué)冷水機(jī)組的控制中取得了顯著的節(jié)能效果,其空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)為變風(fēng)量系統(tǒng)。
該群控器DDC也能夠順序(按固定排序或運(yùn)行小時(shí))啟動(dòng)各冷水機(jī)組,以保證各機(jī)組磨損率基本相同,盡量減少機(jī)器故障及方便安排維護(hù)。然而,在現(xiàn)實(shí)中冷水機(jī)組的配置經(jīng)常不會(huì)是一成不變的。這種時(shí)常存在的差別使得冷水機(jī)組專(zhuān)用DDC的概念變得困難。不同的情形很多,如:使用無(wú)冷卻塔的風(fēng)冷式機(jī)組、備用泵、二次泵及容量不同的冷水機(jī)等。以及在有些項(xiàng)目中,由于空間有限,冷卻水泵與冷卻塔一同置于屋頂、遠(yuǎn)離地下層的冷水機(jī)組等。還有的系統(tǒng)采用不帶旁通閥的平衡管配置。
第二幅管線(xiàn)圖取自實(shí)際工程配置,顯示邁科智控控制器UCP2484L及UCL0882L也能夠控制帶不同容量冷水機(jī)組和二次泵的水系統(tǒng)(大容量機(jī)組及水泵標(biāo)有字母”B”,而小容量者標(biāo)有”S”,帶相同號(hào)碼的設(shè)備接至同一DDC)。該設(shè)計(jì)還應(yīng)用了兩臺(tái)其它的專(zhuān)用DDC:邁科智控USP2484L,用于控制二次水泵組,一臺(tái)控制大容量泵組,另一臺(tái)控制小容量泵組。
即使對(duì)配置各異的冷凍水系統(tǒng)設(shè)計(jì),該應(yīng)用展示的靈活性也是實(shí)際和令人信服的,同時(shí)還保證了專(zhuān)用DDC的應(yīng)用。隨著當(dāng)前的教育趨勢(shì)集中于生物科技和信息技術(shù),尋找具有必要的設(shè)備自控專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的暖通工程師已變得困難。因此,選擇專(zhuān)用型的方式較從前更有意義。所有的智能控制策略寫(xiě)入DDC的固件中,讓DDC處理控制并節(jié)省人力。
可以肯定的是,冷水機(jī)組控制正逐漸走向?qū)S肈DC的方向,因其給使用者帶來(lái)的種種益處及可實(shí)現(xiàn)的成本節(jié)省。
△建筑設(shè)備運(yùn)行管理的監(jiān)控,包括
(1) 暖通空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控(HVAC);
(2) 給排水系統(tǒng)監(jiān)控;
(3) 供配電與照明系統(tǒng)監(jiān)控
△火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制、電梯運(yùn)行管制
△公共安全技術(shù)防范,包括:
1、電視監(jiān)控系統(tǒng);
2、防盜報(bào)警系統(tǒng);
3、出入口控制及門(mén)禁系統(tǒng);
4、安保人員巡查系統(tǒng);
5、汽車(chē)庫(kù)綜合管理系統(tǒng);
6、各類(lèi)重要倉(cāng)庫(kù)防范設(shè)施;
7、安全廣播信息系統(tǒng)。
諸多的機(jī)電設(shè)備之間有著內(nèi)在的相互聯(lián)系,于是就需要完善的自動(dòng)化管理。建立機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng),達(dá)到對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行綜合管理、 調(diào)度、監(jiān)視、操作和控制。
樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)也叫建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)(Building Automation System簡(jiǎn)稱(chēng)BAS),是智能建筑不可缺少的一部分,其任務(wù)是對(duì)建筑物內(nèi)的能源使用、環(huán)境、交通及安全設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制等,以提供一個(gè)既安全可靠,又節(jié)約能源,而且舒適宜人的工作或居住環(huán)
結(jié)束語(yǔ)
樓宇自動(dòng)化控制技術(shù)在我國(guó)還是一個(gè)新興的技術(shù)領(lǐng)域,隨著更多智能建筑的出現(xiàn),將有更加先進(jìn)的技術(shù)補(bǔ)充到這一領(lǐng)域中,使這一技術(shù)更加成熟、完善。