樓宇設備自控系統也稱BA系統。樓宇設備自控系統主要包括:冷熱源系統、空調通風系統、風機盤系統、照明系統、電梯系統、給排水系統等系統的一個集成統稱。系統主要通過運行狀態監控與故障監測,對建筑物內各類設備進行高效率的管理與控制,在提供最佳舒適環境、現代化管理模式的同時,大大降低能量消耗。
樓宇自控(Ba系統)這十大系統組成,以及樓宇自控系統的設計步驟,一文徹底了解樓宇自控系統。
一、BA系統設計流程
一、設計階段
一般設計分為四個階段:
1、初步設計
2、招標投標圖設計
招投標過程中的設計。本階段的施工招標圖一般僅作為管線預留預埋和招標用。
3、深化設計
由在智能化系統工程招標中標的系統集成商,根據施工圖設計文件的內容、投標文件和建設單位的具體要求制作。
4、設計審查
二、技術標書
建設單位(甲方)給予樓控專業的技術設計任務書(或稱標書),至少應該包括以下內容:
1、工程項目簡介(項目名稱、工程概況,建設單位、功能布局、地理位置、計劃進度和特別說明等)。
2、工藝系統介紹(暖通系統配置、給排水系統配置、供配電及照明系統配置、電梯系統設置及其它系統構成)。
3、基本設計要求(需求定位、功能規格要求、技術應用標準、信息集成化程度、區域檢測與控制分布和中控室/弱電間布局)。
4、圖紙(暖通、給排水、電氣專業設計圖紙,以及其它必要的圖紙)。
三、圖紙查閱
1、弱電圖紙(包含BA設計)
根據弱電圖紙,可以獲得以下信息:BA系統規模,被控設備內容、數量及位置、中控室位置、弱電豎井位置。
參考圖紙名稱:設計說明、系統圖、點表及設備清單、原理圖、平面圖等。
2、暖通圖紙
根據暖通圖紙,可以獲得以下信息:暖通設計形式、被控設備數量、設備位置、細節信息。
參考圖紙名稱:設計說明、設備表、水系統圖、風及水平面圖、大樣圖等。
設計說明-首先直觀了解暖通規模、設計形式。例如:冷熱源及末端的形式。
設備表-空調機組、新風機組、送排風機的數量、位置。
水系統圖-冷熱源水系統原理、各支路管徑。
平面圖-設備位置。
大樣圖-機組盤管管徑。
3、給排水圖紙
根據給排水圖紙,可以獲得以下信息:給排水系統設計形式、被控設備數量、設備位置、細節信息。
參考圖紙名稱:設計說明、設備表、給排水系統圖、平面圖等。
設計說明-首先直觀了解給排水系統設計形式。
設備表-給水、中水、排水系統的數量。
給排水系統圖-給排水系統原理、設備數量及分布。
平面圖-設備位置。
4、強電圖紙
根據強電圖紙,可以獲得以下信息:變配電系統設計形式、被控數量、設備位置及機電設備強電箱位置。
參考圖紙名稱:設計說明、高低壓配電系統圖、動力及照明平面圖等。
設計說明-可以了解配電規模,變配電系統回路設備數量。
高低壓配電系統圖-高、低壓回路數量、機電設備強電箱名稱、公共照明電控箱名稱。
動力平面圖-機電設備電控箱位置。
照明平面圖-照明電控箱位置、回路分布。
四、投標技術文件
樓控分包商或自控廠家根據標書所作的投標技術文件至少應該包括以下內容:
樓控設計方案(設計依據、范圍、目標,各個被監控的工藝系統概況及要設置的自控系統說明)
樓控設備材料表:(應列明設備的名稱、型號、規格、數量 )可分類羅列:如現場設備類:傳感器、變送器、調節閥和執行器;控制系統設備類:DDC控制器、上位計算機、打印機、網關、接口和軟件等;其它盤、柜、箱、線等。
BA系統監控點數匯總表(包括監控對象、監控內容和所有監控點的總統計—AI,DI,AO,DO)。
BA監控系統結構圖
BA監控系統原理圖
二、空調機組配置設計
控制邏輯:
送回風機按時間表啟停,風閥、水閥與風機啟停聯鎖。
回風溫度與設定值的偏差進行PID運算,調節盤管水閥的開度。
自動控制加濕器開閉,保持回風濕度于設定值。
監測過濾器狀態,過濾器堵塞產生報警。
監測防凍狀態,當產生防凍報警時,關閉新風閥、風機,盤管水閥開到最大。
冬夏季運行時,采用最小新回風比,即新風電動閥為最小開度,回風電動閥開度控制風量平衡。
過渡季時,根據焓值判斷,當室外空氣焓值低于回風焓值時,打開新風閥,關閉回風閥,充分利用室外新風。同時,還可在典型區域加設CO2傳感器,以感受人流變化情況,若空氣質量有所下降,可以適當開大空調機組的新風門。
三、新風機組配置設計
控制邏輯:
送風機按時間表啟停,新風閥與送風機啟停聯鎖。
送風溫度與送風溫度設定值的偏差進行PID運算,調節盤管水閥的開度。
自動控制加濕器開閉,保持回風濕度于設定值。
監測過濾器狀態,過濾器堵塞產生報警。
監測防凍狀態,當產生防凍報警時,關閉新風閥、送風機,盤管水閥開到最大。
四、冷源系統
控制邏輯:
冷水機組啟停控制
根據冷凍水供回水溫差和水流量來計算實際負荷,以此決定是否需要增加投入制冷機。
冷水機組的輪換
根據運行時間決定機組的輪換。即每次需要啟動冷水機組時,選擇運行時間相對最短的,而每次需要停止一臺冷水機組時,選擇運行時間相對最長的。
啟停順序
同時啟停其它冷源系統設備。啟停順序:
啟動:電動蝶閥→冷凍水泵→冷卻水泵→冷卻塔→冷水機組
停止:冷水機組→冷卻塔→冷凍水泵→冷卻水泵→電動蝶閥
旁通閥控制
根據空調水系統最不利點供回水壓差均值調節壓差旁通閥,以保證水系統供回水管的壓力平衡。
冷卻塔風機啟停控制
根據冷卻水供回水溫度控制冷卻塔風機的運行臺數。
當冷水機組自帶獨立的微機控制系統時,樓控BA系統還可通過第三方設備的通信接口進行監控。
五、熱源系統
控制邏輯:
熱源來源一般為城市熱力管網、鍋爐、熱水機組等。
作為一次熱源的熱水或蒸汽,一般是通過換熱器,進行熱量交換后,得到二次熱水再供給中央空調系統(空調機組、新風機組、風機盤管等),通常是60℃的熱水。或者是生活熱水系統。
DDC監測換熱器二次側水溫度,來調節一次側(水蒸汽、熱水)閥的開度,并根據換熱器二次側回水溫度,來確定熱水循環泵的啟停。
六、送排風系統
控制邏輯:
監測風機的運行狀態、故障報警和手自動狀態。
監測空氣質量,當該區域的空氣質量超過設定值時,系統自動運行相應的送風機和排風機,以使空氣質量達到合理的要求。
定時自動控制風機的啟停可避免由于人員操作不及時產生的能源浪費;各風機運行狀態信號在主機上集中顯示可使管理人員在樓層平面圖上方便地掌握各風機的工作狀況。
七、給排水系統
控制邏輯:
給水:
生活給水設計最為常見是恒壓變頻自動供水裝置。該裝置能實現根據供水壓力的監測值,自動調節生活給水泵變頻器的頻率。如選用該種設計方式,樓控一般僅監測給水泵及水箱液位狀態,而不再進行控制。
排水:
排水泵設計最為常見自帶就地液位控制裝置。該裝置能實現根據液位狀態控制排水泵的啟停。樓控一般僅監測排水泵及集水坑的液位狀態,而不再進行控制。
八、變配電系統
控制邏輯:
BA系統對建筑物的高壓配電、變壓器、低壓配電系統、備用發電機組的開關狀態和故障報警進行監測,并檢測進線回路的電壓、電流、有功功率、功率因數和電度數據等。
對供配電系統一般只監不控。
九、照明系統
控制邏輯:
BA系統對建筑物的公共照明設備,如公共區域照明、通道照明、園區照明、景觀照明、廣告燈照明和航空障礙燈照明等,按預定的時間表或照度進行開關控制,并監測其運行狀態和故障報警。
當照明系統自帶獨立的微機控制系統時,樓控系統還可通過第三方設備的通信接口進行監控。
十、電梯系統
控制邏輯:
建筑物的垂直升降電梯、自動扶梯、或自動步道等一般均由電梯生產廠家成套供應,包括電梯控制器、群控器和樓層顯示器等。BA系統只監測其運行情況(工作狀態、樓層位置)和故障信息。
電梯系統運行參數的監測,樓控系統還可通過第三方設備的通信接口進行監測。
十一、與強電接口
此圖為風機強電柜220V二次控制回路圖,該圖顯示了DDC控制器進行風機運行狀態、手自動狀態、故障報警及實現啟停控制的原理。
對于強電控制柜為樓控預留接點的要求如下:
風機、水泵等大型電機設備監控:
監視:
對于設備運行狀態、故障報警、手自動轉換開關各點,要求強電配電柜提供無源干接點信號。
控制:
設備啟動/停止控制:弱電樓控箱提供風機啟停控制干接點信號。