下面,通過原建立的一個樓宇系統工程介紹C-bus總線在樓宇自控系統工程中的應用。
1 工程概況
粵東信息大廈位于市區龍眼南路與海濱路交界處,是飛機進入市區航空港的必經地段,地理位置重要,環境優美。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的重要組成部分,其目的是對樓宇機電設備和能源進行智能化管理,來創造安全、舒適的生活與工作環境。所以BAS系統必須具備對樓宇內空調通風系統、變配電系統、給排水系統、電梯系統、照明系統、泛光照明、自動灌溉等大量機電設備進行有條不紊綜合協調、科學地進行管理及維護保養工作的能力。
2 系統功能
根據工程的技術要求,所選用的BAS系統既要具備技術先進性和經濟合理性,又要能夠滿足大廈對設備的群控和節能的要求。故BAS系統可實現如下控制功能:
(1)空調冷源系統
主要對4臺冷水機組、8臺冷凍/冷卻循環水泵、集水器、分水器、膨脹水箱、冷卻塔等進行控制。
1) 自動監測冷水機組、冷凍/冷支循環水泵的運行狀態、故障狀態、手自動選擇狀態、電動蝶閥的開關狀態以及水泵的水流狀態,并給出運行時間累計和維修警告。
2) 自動監測冷凍水供回水溫度、流量、壓力,并計算出大廈的冷(或熱)總負荷。
3) 自動監測冷卻塔進/出水的溫度,并確定冷卻塔冷卻風扇的啟動或停止要求。
4) 根據冷凍水供回水壓差,控制壓差旁通閥的開度,以維持供回水壓差平衡。
5) 根據大廈的冷負荷完成對冷水機組臺數控制,運行順序的轉換控制,并對相關的水閥和水泵進行聯鎖控制,即聯動起動順序:冷水機組電動碟閥開→判斷電動蝶閥狀態正確→冷卻水泵開→水泵狀態正確3分鐘后→冷凍水泵開→水泵狀態正確5分鐘后→冷水機組啟動;聯動停止順序:冷水機組關(5分鐘后)→冷凍水泵關(5分鐘后)→冷卻水泵關→電動蝶閥關。
6) 根據時間程序、各冷水機組運行時間累計等確定各機組的運行順序。
7) 自動監測膨脹水箱的高、低液位,并根據液位的高低產生相應的告警信號。
(2)空調機組和新風機組
1) 自動監測新風機組的送風溫度、風機的運行狀態、手自動狀態和故障信息。
2) 自動監測濾網兩邊的壓差,當兩端壓差加大,自動產生報警,以提醒更換濾網。
3) 根據業主的需要或時間表控制新風機組的最優化啟停,并可對設備進行遠程操作。
4) 根據回風溫度的監測,自動控制機組的調節閥的開度,來維持送風溫度的恒定。
5) 根據回風二氧化碳的濃度,自動控制機組的新風補充量。
6) 聯鎖控制:新風風閥與風機和水閥聯鎖控制,停風機時自動關閉新風閥及水代,風機啟動前,延時自動打開風閥。新風閥必須維持最小新風量以保持空氣清新。當回風防火閥門發生動作時,自動關閉風機,并發出告警信號。
7) 復位控制:在系統停機時或者在電網故障時,具有彈簧復位功能的執行器或通過DDC將使閥門關閉。
(3)送排風系統
主要實現自動監測送排風機運行狀態、故障信息和手自動狀態,并能夠遠程對電機進行控制,并按照業主需要,根據時間表自動控制風機的啟停,以節約能源。
(4)給排水系統:主要對地下水池、樓頂水箱的水位和各類水泵的工作狀態進行監控。
1) 監視水泵的啟停以及運行狀態,故障報警。
2) 監視樓頂水箱的高低液位狀態,與相應的水泵進行聯鎖控制。即:當水位降至低限時,聯鎖啟動相應的水泵,直到水位降至低限時,聯鎖停泵。
3) 水泵發生故障時,自動啟動備用泵。
(5)照明系統
1) 對大廈中公共照明、泛光照明系統的開關狀態和故障狀態進行監控。
2) 對公共區域的照明可根據時間表進行分區,分時控制,以節約能耗。
3) 對泛光照明系統根據要求改變照明模式。
(6)電梯系統:主要包括垂直電梯和自動扶梯的監控。監控電梯的運行狀態、故障報警,并根據消防系統和安防系統對電梯進行相應的聯鎖控制。
(7)變配電系統
1) 監測高/低壓的電壓、電流、頻率因數及有功功率、大容量開關狀態、故障情況等參數。
2) 監視變壓器和應急發電機的運行狀態和故障告警。
3) 監測發電機的電壓、電流和頻率等參數。
4) 監測發電機需要的柴油補充系統的工作情況。
5) 變壓器的狀態、故障告警和超溫告警。
3 系統組成
針對該大廈的特點和系統功能,我們為大廈的BAS系統選用美國Honeywell公司的EXCEL5000 EBI系統。該系統以標準以太網(IEEE802.3)作為物理標準,TCP/IP為網絡通訊協議,并采用Windows NT作為操作系統,是一種工業標準的基于現場總線的控制系統。
該系統由中央工作站、現場控制器和所需監控的機電設備組成。中心控制站用彩色圖形顯示監測參數,記錄狀態、報警、啟停時間、累計時間和其歷史參數。為了適用于大夏的先進的控制和管理要求,并根據大廈內機電設備分布較為分散的特點,工程共設一臺工作站,三條C-BUS總線,67臺直接數字控制器(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。全系統分3條C-BUS,BUS1主要負責主樓的新風機、電梯、生活水及泛光照明等的監控,全線共515個監控點;BUS2主要負責西機樓、及西營業廳的空調機、新風機、照明及電梯、室外照明、自動灌溉等監控,全線共530個監控點;BUS3主要負責東機樓及西營業廳、地下室的空調機、新風機、照明、電梯及冷凍站等的監控,全線共575個監控點。由于部分照明、防火閥等的變更,實際總監控點為1620點。全工程受監控的設備為:新風機、組合空調機、吊裝空調機共計133套,盤管空調20臺,冷凍機組4套,生活水系統1套,自動噴灌系統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場DDC串接在一起,并以9600波特的速率在DDC、設備裝置和中央工作站之間進行數據傳輸。同時現場DDC支持LONMARK技術,通過LON-BUS總線將擴展的I/O模塊直接設置在遠離控制器主機而放置在監控設備旁,具有靈活配置和分布模塊的特點,并可在總監控點數范圍內靈活方便地進行擴充。設備管理系統圖如下圖所示。

在該系統中,由于所有的設備不可能選用同一廠商的產品,為了實現對大廈內所有機電設備統一集中進行管理,以實現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、發電機組、高低壓變配電系統、機房內各恒溫恒濕機組等,我們針對設備廠商提供開放的BACnet智能接口和通訊協議標準,使用各通訊轉換器或轉換程序,將系統所要監測的參數,傳送給中央工作站;同時BAS系統開發平臺EBI對于ActiveX、DDE、ODBC、API、Access等標準技術均可實現無縫連接。在該平臺上,EBI Server提供API接口接口,安防系統(SA),提供API軟件接口,這樣EBI Server與SA系統工作站就可以實現資源的共享和集成;與消防系統(FA)可采用Advance DDE或OPC等方式接入,實現BA、FA、SA系統之間的通訊,從而產生相應的聯動控制以及方便物業管理和系統集成;如持卡人讀卡進入某個區域時,可自動打開相應區域的照明;如果發生火災時可關閉火災層的空調機組等。
----摘自工控網