C-bus總線在樓宇自控中的應(yīng)用
2008/3/21 10:34:00
C-Bus系統(tǒng)是一個二線制的管理系統(tǒng)。所有的單元器件(除電源外)均內(nèi)置微處理器和存儲單元,由一對信號線(UTP5)連接成網(wǎng)絡(luò)。每個單元均設(shè)置唯一的單元地址并用軟件設(shè)定其功能,通過輸出單元控制各回路負(fù)載。輸入單元通過群組地址和輸出元件建立對應(yīng)聯(lián)系。當(dāng)有輸入時,輸入單元將其轉(zhuǎn)變?yōu)镃-Bus信號在C-Bus系統(tǒng)總線上廣播,所有的輸出單元接收控制信號并作出判斷,控制相應(yīng)回路輸出。 C-Bus系統(tǒng)是由計算機設(shè)定的,一旦系統(tǒng)設(shè)置完成后電腦即可移走。所有的系統(tǒng)參數(shù)被分散存儲在各個單元中,即使系統(tǒng)斷電也不會丟失。一旦電腦接入C-Bus系統(tǒng)中,則可實現(xiàn)時監(jiān)控,定時控制等功能。 下面,通過原建立的一個樓宇系統(tǒng)工程介紹C-bus總線在樓宇自控系統(tǒng)工程中的應(yīng)用。 1 工程概況 粵東信息大廈位于市區(qū)龍眼南路與海濱路交界處,是飛機進入市區(qū)航空港的必經(jīng)地段,地理位置重要,環(huán)境優(yōu)美。總建筑面積94180平方米,包括主樓、機樓和裙樓三部分。 樓宇自控作為智能化系統(tǒng)的重要組成部分,其目的是對樓宇機電設(shè)備和能源進行智能化管理,來創(chuàng)造安全、舒適的生活與工作環(huán)境。所以BAS系統(tǒng)必須具備對樓宇內(nèi)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、泛光照明、自動灌溉等大量機電設(shè)備進行有條不紊綜合協(xié)調(diào)、科學(xué)地進行管理及維護保養(yǎng)工作的能力。 2 系統(tǒng)功能 根據(jù)工程的技術(shù)要求,所選用的BAS系統(tǒng)既要具備技術(shù)先進性和經(jīng)濟合理性,又要能夠滿足大廈對設(shè)備的群控和節(jié)能的要求。故BAS系統(tǒng)可實現(xiàn)如下控制功能: (1)空調(diào)冷源系統(tǒng) 主要對4臺冷水機組、8臺冷凍/冷卻循環(huán)水泵、集水器、分水器、膨脹水箱、冷卻塔等進行控制。 1) 自動監(jiān)測冷水機組、冷凍/冷支循環(huán)水泵的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、手自動選擇狀態(tài)、電動蝶閥的開關(guān)狀態(tài)以及水泵的水流狀態(tài),并給出運行時間累計和維修警告。 2) 自動監(jiān)測冷凍水供回水溫度、流量、壓力,并計算出大廈的冷(或熱)總負(fù)荷。 3) 自動監(jiān)測冷卻塔進/出水的溫度,并確定冷卻塔冷卻風(fēng)扇的啟動或停止要求。 4) 根據(jù)冷凍水供回水壓差,控制壓差旁通閥的開度,以維持供回水壓差平衡。 5) 根據(jù)大廈的冷負(fù)荷完成對冷水機組臺數(shù)控制,運行順序的轉(zhuǎn)換控制,并對相關(guān)的水閥和水泵進行聯(lián)鎖控制,即聯(lián)動起動順序:冷水機組電動碟閥開→判斷電動蝶閥狀態(tài)正確→冷卻水泵開→水泵狀態(tài)正確3分鐘后→冷凍水泵開→水泵狀態(tài)正確5分鐘后→冷水機組啟動;聯(lián)動停止順序:冷水機組關(guān)(5分鐘后)→冷凍水泵關(guān)(5分鐘后)→冷卻水泵關(guān)→電動蝶閥關(guān)。 6) 根據(jù)時間程序、各冷水機組運行時間累計等確定各機組的運行順序。 7) 自動監(jiān)測膨脹水箱的高、低液位,并根據(jù)液位的高低產(chǎn)生相應(yīng)的告警信號。 (2)空調(diào)機組和新風(fēng)機組 1) 自動監(jiān)測新風(fēng)機組的送風(fēng)溫度、風(fēng)機的運行狀態(tài)、手自動狀態(tài)和故障信息。 2) 自動監(jiān)測濾網(wǎng)兩邊的壓差,當(dāng)兩端壓差加大,自動產(chǎn)生報警,以提醒更換濾網(wǎng)。 3) 根據(jù)業(yè)主的需要或時間表控制新風(fēng)機組的最優(yōu)化啟停,并可對設(shè)備進行遠(yuǎn)程操作。 4) 根據(jù)回風(fēng)溫度的監(jiān)測,自動控制機組的調(diào)節(jié)閥的開度,來維持送風(fēng)溫度的恒定。 5) 根據(jù)回風(fēng)二氧化碳的濃度,自動控制機組的新風(fēng)補充量。 6) 聯(lián)鎖控制:新風(fēng)風(fēng)閥與風(fēng)機和水閥聯(lián)鎖控制,停風(fēng)機時自動關(guān)閉新風(fēng)閥及水代,風(fēng)機啟動前,延時自動打開風(fēng)閥。新風(fēng)閥必須維持最小新風(fēng)量以保持空氣清新。當(dāng)回風(fēng)防火閥門發(fā)生動作時,自動關(guān)閉風(fēng)機,并發(fā)出告警信號。 7) 復(fù)位控制:在系統(tǒng)停機時或者在電網(wǎng)故障時,具有彈簧復(fù)位功能的執(zhí)行器或通過DDC將使閥門關(guān)閉。 (3)送排風(fēng)系統(tǒng) 主要實現(xiàn)自動監(jiān)測送排風(fēng)機運行狀態(tài)、故障信息和手自動狀態(tài),并能夠遠(yuǎn)程對電機進行控制,并按照業(yè)主需要,根據(jù)時間表自動控制風(fēng)機的啟停,以節(jié)約能源。 (4)給排水系統(tǒng):主要對地下水池、樓頂水箱的水位和各類水泵的工作狀態(tài)進行監(jiān)控。 1) 監(jiān)視水泵的啟停以及運行狀態(tài),故障報警。 2) 監(jiān)視樓頂水箱的高低液位狀態(tài),與相應(yīng)的水泵進行聯(lián)鎖控制。即:當(dāng)水位降至低限時,聯(lián)鎖啟動相應(yīng)的水泵,直到水位降至低限時,聯(lián)鎖停泵。 3) 水泵發(fā)生故障時,自動啟動備用泵。 (5)照明系統(tǒng) 1) 對大廈中公共照明、泛光照明系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)和故障狀態(tài)進行監(jiān)控。 2) 對公共區(qū)域的照明可根據(jù)時間表進行分區(qū),分時控制,以節(jié)約能耗。 3) 對泛光照明系統(tǒng)根據(jù)要求改變照明模式。 (6)電梯系統(tǒng):主要包括垂直電梯和自動扶梯的監(jiān)控。監(jiān)控電梯的運行狀態(tài)、故障報警,并根據(jù)消防系統(tǒng)和安防系統(tǒng)對電梯進行相應(yīng)的聯(lián)鎖控制。 (7)變配電系統(tǒng) 1) 監(jiān)測高/低壓的電壓、電流、頻率因數(shù)及有功功率、大容量開關(guān)狀態(tài)、故障情況等參數(shù)。 2) 監(jiān)視變壓器和應(yīng)急發(fā)電機的運行狀態(tài)和故障告警。 3) 監(jiān)測發(fā)電機的電壓、電流和頻率等參數(shù)。 4) 監(jiān)測發(fā)電機需要的柴油補充系統(tǒng)的工作情況。 5) 變壓器的狀態(tài)、故障告警和超溫告警。 3 系統(tǒng)組成 針對該大廈的特點和系統(tǒng)功能,我們?yōu)榇髲B的BAS系統(tǒng)選用美國Honeywell公司的EXCEL5000 EBI系統(tǒng)。該系統(tǒng)以標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)(IEEE802.3)作為物理標(biāo)準(zhǔn),TCP/IP為網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,并采用Windows NT作為操作系統(tǒng),是一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)。 該系統(tǒng)由中央工作站、現(xiàn)場控制器和所需監(jiān)控的機電設(shè)備組成。中心控制站用彩色圖形顯示監(jiān)測參數(shù),記錄狀態(tài)、報警、啟停時間、累計時間和其歷史參數(shù)。為了適用于大夏的先進的控制和管理要求,并根據(jù)大廈內(nèi)機電設(shè)備分布較為分散的特點,工程共設(shè)一臺工作站,三條C-BUS總線,67臺直接數(shù)字控制器(DDC),其中, EXCEL500大型DDC 14臺,EXCEL100中型DDC 2臺,XL10盤管控制DDC 1臺,EXCEL50小型DDC 50臺以及5套LON子站。全系統(tǒng)分3條C-BUS,BUS1主要負(fù)責(zé)主樓的新風(fēng)機、電梯、生活水及泛光照明等的監(jiān)控,全線共515個監(jiān)控點;BUS2主要負(fù)責(zé)西機樓、及西營業(yè)廳的空調(diào)機、新風(fēng)機、照明及電梯、室外照明、自動灌溉等監(jiān)控,全線共530個監(jiān)控點;BUS3主要負(fù)責(zé)東機樓及西營業(yè)廳、地下室的空調(diào)機、新風(fēng)機、照明、電梯及冷凍站等的監(jiān)控,全線共575個監(jiān)控點。由于部分照明、防火閥等的變更,實際總監(jiān)控點為1620點。全工程受監(jiān)控的設(shè)備為:新風(fēng)機、組合空調(diào)機、吊裝空調(diào)機共計133套,盤管空調(diào)20臺,冷凍機組4套,生活水系統(tǒng)1套,自動噴灌系統(tǒng)1套,泛光照明點55組,室外照明3組,地下室照明48組。在中央工作站計算機的ISA插槽中插入三塊XPC500卡,每卡提供一個C-BUSXD508通訊模塊,利用C-BUS總線將中央工作站與各現(xiàn)場DDC串接在一起,并以9600波特的速率在DDC、設(shè)備裝置和中央工作站之間進行數(shù)據(jù)傳輸。同時現(xiàn)場DDC支持LONMARK技術(shù),通過LON-BUS總線將擴展的I/O模塊直接設(shè)置在遠(yuǎn)離控制器主機而放置在監(jiān)控設(shè)備旁,具有靈活配置和分布模塊的特點,并可在總監(jiān)控點數(shù)范圍內(nèi)靈活方便地進行擴充。設(shè)備管理系統(tǒng)圖如下圖所示。 在該系統(tǒng)中,由于所有的設(shè)備不可能選用同一廠商的產(chǎn)品,為了實現(xiàn)對大廈內(nèi)所有機電設(shè)備統(tǒng)一集中進行管理,以實現(xiàn)真正意義上的智能化,我們采用了不同方法進行集成。如:對冷水機組、電梯、發(fā)電機組、高低壓變配電系統(tǒng)、機房內(nèi)各恒溫恒濕機組等,我們針對設(shè)備廠商提供開放的BACnet智能接口和通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),使用各通訊轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)換程序,將系統(tǒng)所要監(jiān)測的參數(shù),傳送給中央工作站;同時BAS系統(tǒng)開發(fā)平臺EBI對于ActiveX、DDE、ODBC、API、Access等標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)均可實現(xiàn)無縫連接。在該平臺上,EBI Server提供API接口接口,安防系統(tǒng)(SA),提供API軟件接口,這樣EBI Server與SA系統(tǒng)工作站就可以實現(xiàn)資源的共享和集成;與消防系統(tǒng)(FA)可采用Advance DDE或OPC等方式接入,實現(xiàn)BA、FA、SA系統(tǒng)之間的通訊,從而產(chǎn)生相應(yīng)的聯(lián)動控制以及方便物業(yè)管理和系統(tǒng)集成;如持卡人讀卡進入某個區(qū)域時,可自動打開相應(yīng)區(qū)域的照明;如果發(fā)生火災(zāi)時可關(guān)閉火災(zāi)層的空調(diào)機組等。
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