文｜浙江中控研究院有限公司 孫 全 姚 健

1 背景介紹

隨著中國經(jīng)濟(jì)實力與高新技術(shù)的騰飛，普通建筑已遠(yuǎn)不能滿足降低能源損耗與浪費(fèi)的要求，使用樓宇自控系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能已是近幾年政府推廣“綠色建筑”、“節(jié)能減排”、“低碳生活”必不可少的有效手段之一，智能建筑這一新產(chǎn)業(yè)已經(jīng)得到了國家的大力支持。通過加強(qiáng)建設(shè)管理和優(yōu)化設(shè)備控制的措施，達(dá)到節(jié)能、減排、降碳的目的，營造安全、高效、舒適、便利、靈活、綠色的環(huán)境已經(jīng)是當(dāng)前建筑時尚和節(jié)能的體現(xiàn)，更不必說國家對節(jié)能減排杰出的團(tuán)體及個人都會授予高額的獎勵與經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助了。

上海是個國際化的大都市，其瞬息萬變的時尚潮流、高科技產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、政府強(qiáng)力的政策吸引著來自世界各地的投資商，位列世界500強(qiáng)企業(yè)之一的伊頓公司的亞太區(qū)總部就坐落在這里。公司總部為了營造一種舒適、高效、安全、綠色節(jié)能的智能化辦公環(huán)境，采用了目前較先進(jìn)的樓宇控制系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，并選用了浙江中控電子技術(shù)有限公司自主研發(fā)、生產(chǎn)的OptiSYS PCS-300樓宇自控系統(tǒng)系列產(chǎn)品。

2 建設(shè)目標(biāo)

項目建設(shè)目標(biāo)如下：

依托目前智能建筑行業(yè)的科技成果，結(jié)合伊頓亞太區(qū)總部的控制要求，通過采用現(xiàn)代智能化管理技術(shù)，即互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化控制技術(shù)，以及數(shù)字化技術(shù)，經(jīng)過精密考慮、優(yōu)化組合，滿足辦公數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的要求；

在結(jié)構(gòu)合理、使用高效、投入成本低的原則下，建設(shè)一個多功能、現(xiàn)代化、低維護(hù)管理的樓宇自控系統(tǒng)；

保證室內(nèi)辦公環(huán)境舒適、節(jié)能，采用先進(jìn)的控制策略，按需求定時控制設(shè)備的運(yùn)行；

按建筑物內(nèi)空氣流動性的要求對樓內(nèi)的送排風(fēng)設(shè)備進(jìn)行定時的開啟，保證室內(nèi)環(huán)境的舒適；

為靈活實現(xiàn)對每臺室內(nèi)空調(diào)機(jī)的單獨(dú)控制，提高效率，降低能耗，通過LON通信網(wǎng)關(guān)對VRV變冷媒流量空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行集成統(tǒng)一管理。

3 系統(tǒng)特點

（1）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

OptiSYS系統(tǒng)采用了單層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和先進(jìn)的現(xiàn)場總線控制技術(shù)，使得OptiSYS集散系統(tǒng)無論在可靠性還是技術(shù)先進(jìn)性上都擁有世界領(lǐng)先的水平。中央控制室單獨(dú)設(shè)立中央工作站，通過訪問現(xiàn)場控制器采集現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)，分析后反饋給現(xiàn)場控制器，通過控制器執(zhí)行相應(yīng)的動作，實現(xiàn)管理、控制一體化。

（2）系統(tǒng)硬件配置

整棟大廈的樓宇自控系統(tǒng)共配置10臺PCS-300系列DDC控制柜，通過以太網(wǎng)交換機(jī)組成控制主網(wǎng)絡(luò)，再分別通過CAN總線另行擴(kuò)展6臺DDC柜，以滿足空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、通風(fēng)排風(fēng)設(shè)備、VRV空調(diào)機(jī)組等的監(jiān)控、管理要求。

（3）系統(tǒng)軟件配置

系統(tǒng)運(yùn)行于Windows XP/2003中文平臺，擁有靈活的動態(tài)圖形操作界面，以及軟功能鍵、下拉式菜單，可用鼠標(biāo)完成大部分功能。

（4）設(shè)備功能

系統(tǒng)由PC主機(jī)、彩色屏幕顯示器及打印機(jī)組成，可直接與以太網(wǎng)相連，通過密碼訪問樓宇自動化管理軟件，對全動態(tài)窗口進(jìn)行監(jiān)測；能完成直觀的圖文操作、對歷史數(shù)據(jù)的保存和打印、故障診斷和報警，方便管理和系統(tǒng)備份。

4 系統(tǒng)功能和實現(xiàn)方式

（1） 空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)的功能如下：

對每臺新風(fēng)機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化控制，通過軟件進(jìn)行時間的累計、生成溫度曲線。

新風(fēng)機(jī)組設(shè)置手動／自動控制模式，每臺新風(fēng)機(jī)組都配有就地選擇開關(guān)以供選擇手動／樓宇自動化控制。在樓宇自動控制模式下，樓宇自控系統(tǒng)將按時間表來控制新風(fēng)機(jī)組，執(zhí)行相關(guān)的控制程序和連鎖。在手動模式下，樓宇系統(tǒng)控制功能失效，但監(jiān)視功能和新風(fēng)機(jī)末端風(fēng)量調(diào)節(jié)仍然保持。

新風(fēng)機(jī)組末端都配有電動風(fēng)閥和電動執(zhí)行器，以達(dá)到控制風(fēng)量的目的。

控制過程如下：

① 安裝在新風(fēng)門和末端送風(fēng)門處的電動新風(fēng)閥門接受就地安裝的DDC控制器的指令。當(dāng)DDC控制器接收到的室內(nèi)CO2濃度或者室內(nèi)壓力值與設(shè)定值有偏差時，現(xiàn)場DDC控制器內(nèi)置的控制算式，如比例控制P、比例加積分控制PI、比例積分微分控制PID和優(yōu)化PID即發(fā)出控制信號到電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥，調(diào)節(jié)末端送風(fēng)閥的開度，從而構(gòu)成閉環(huán)控制，保持室內(nèi)CO2濃度和室內(nèi)壓力在要求的控制范圍內(nèi)，達(dá)到空氣清新的環(huán)境要求。當(dāng)新風(fēng)機(jī)組停止運(yùn)行時，自動關(guān)閉新風(fēng)閥。

② 電動新風(fēng)閥門與送風(fēng)機(jī)連鎖控制，送風(fēng)機(jī)工作時，閥門保持打開狀態(tài)；送風(fēng)機(jī)組停止工作時，閥門保持關(guān)閉狀態(tài)。

③ 在新風(fēng)過濾段上設(shè)置壓差開關(guān)，監(jiān)測過濾器上的積塵所造成的氣阻，在積塵過多時進(jìn)行報警，提示清潔過濾器。

④ 每臺新風(fēng)機(jī)實時監(jiān)測送風(fēng)的溫度情況，DDC通過設(shè)定溫度與送風(fēng)溫度的比對，調(diào)整表冷器電動二通閥執(zhí)行器，嚴(yán)格控制表冷器內(nèi)的冷凍水流量，始終將送風(fēng)溫度控制在設(shè)定溫度范圍內(nèi)，以確保室內(nèi)環(huán)境的舒適性。

（2） 送排風(fēng)系統(tǒng)

送排風(fēng)系統(tǒng)的功能如下：

對每臺送排風(fēng)機(jī)進(jìn)行時間控制，通過軟件進(jìn)行時間的累計。

送排風(fēng)機(jī)設(shè)置手動／自動控制模式，每臺送排風(fēng)機(jī)都配有就地選擇開關(guān)以供選擇手動／樓宇自動化控制。在樓宇自動控制模式下，樓宇自控系統(tǒng)將按時間表來控制送排風(fēng)機(jī)，執(zhí)行設(shè)備的啟動和停止。在手動模式下，樓宇系統(tǒng)控制功能失效，但監(jiān)視功能仍然保持。

對排煙風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和故障報警進(jìn)行監(jiān)測，并對故障進(jìn)行提醒。

（3） VRV空調(diào)機(jī)組通信

VRV空調(diào)機(jī)組采用的DAKIN空調(diào)，每臺VRV空調(diào)機(jī)都有一個控制面板，每64個控制面板以通信總線的形式，手拉手地連接到DAKIN的網(wǎng)關(guān)上。本工程VRV空調(diào)機(jī)組共使用了7個網(wǎng)關(guān)，各個網(wǎng)關(guān)也采用手拉手的通信總線的形式連接到電腦主機(jī)上，然后電腦主機(jī)通過接口軟件對DAKIN網(wǎng)關(guān)上的數(shù)據(jù)一一讀取，樓宇自控系統(tǒng)通過該電腦主機(jī)的OPC通信接口讀取數(shù)據(jù)。系統(tǒng)對大樓VRV空調(diào)的運(yùn)行、故障狀態(tài)、控制模式、房間溫度進(jìn)行監(jiān)測，遠(yuǎn)程對空調(diào)溫度進(jìn)行設(shè)定，對機(jī)組啟停加以控制，對故障報警信息做出提醒。

（4）溫濕度LED顯示

各個公共區(qū)域的溫濕度信號和室外的溫濕度信號，由相應(yīng)的DDC采集，然后通過MODBUS TCP網(wǎng)關(guān)傳送到電腦上，電腦主機(jī)通過通信接口，在LED屏上發(fā)布各溫濕度信息。

（5）BAS和電氣設(shè)備的I/O信號接口要求

按系統(tǒng)設(shè)計方案，BAS對大樓內(nèi)的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理，所以BAS和大樓內(nèi)的這些機(jī)電設(shè)備間要建立一定的I/O信號連接，這種信號連接對于電氣設(shè)備有一定的技術(shù)要求。

對風(fēng)機(jī)等電氣設(shè)備的電器控制盤（柜）的技術(shù)要求有：

◆ BAS的輸入信號：設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、過載報警、手動/自控狀態(tài)；

◆ BAS的輸出信號：設(shè)備啟停控制。

對照明燈光的電器控制箱（盤）的技術(shù)要求有：

◆ BAS的輸入信號：設(shè)備狀態(tài)、手動/自控狀態(tài)；

◆ BAS的輸出信號：開關(guān)控制。

BAS對電氣設(shè)備I/O信號的特別要求有：

◆ BAS和電氣設(shè)備之間傳送信號的接點都是獨(dú)立的，不帶電的，即“干接點”；

◆ 從電氣控制箱通往BAS的狀態(tài)接點的電阻小于1Ω；

◆ 從BAS的DDC控制盤通往電氣控制箱的開關(guān)控制接點的額定容量為230V或24V，2A；如啟動觸點功率過大，則采用隔離繼電器進(jìn)行隔離啟動。

（6）BA系統(tǒng)電源和接地

BA系統(tǒng)電源單獨(dú)設(shè)置，由機(jī)房內(nèi)的UPS統(tǒng)一供電，不與動力、照明等合用。BA系統(tǒng)電源箱設(shè)置在中央控制室內(nèi)，各現(xiàn)場控制器的電源均由BA系統(tǒng)電源箱集中供應(yīng)。樓宇自控系統(tǒng)接地采用綜合接地方式，接地電阻小于1Ω。

5 結(jié)束語

伊頓亞太區(qū)總部樓宇自控系統(tǒng)在充分考慮現(xiàn)有設(shè)備和環(huán)境結(jié)構(gòu)的同時，在優(yōu)化控制系統(tǒng)下實現(xiàn)了樓內(nèi)設(shè)備的自動化控制，降低了成本，節(jié)約了能源，為伊頓亞太區(qū)總部大樓創(chuàng)建了一個安全、舒適、便捷的辦公環(huán)境。