体育馆楼宇自动控制系统
摘要:此文介绍某体育馆工程楼宇自动控制系统的设计。根据被控设备的功能划分系统,保证系统运行稳定,架构合理选择适合的组网方式。
1 楼宇自动化系统的概述
楼宇自动化系统简称BAS,是将建筑物或建筑群内的电力、照明、空调、给排水等,以集中监视、控制和管理为目的而构成的综合系统。楼宇自动化系统通过对建筑(群)的各种设备实施综合自动化监控与管理,为业主和用户提供安全、舒适、便捷高效的工作与生活环境,并使整个系统处在最佳的工作状态,从而保证系统运行的经济性和管理的现代化、信息化和智能化。
2 楼宇自动化系统的作用
楼宇自动化系统对整个建筑的所有公用机电设备,包括建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统进行集中监测和遥控来提高建筑的管理水平,降低设备故障率,减少维护及营运成本。
根据楼宇自动化系统的特点,本文以某体育馆楼宇自动化系统的设计进行分析。
2.1 工程概况
某体育馆建筑面积约27000㎡,地下一层,地上三层,檐口高度19.15m。地下一层为设备用房,一层为带看台的篮球比赛大厅、游泳馆、赛事管理用房、商业等场所;二层为观众主入口门厅、观众席、商业及健身等场所;三层为放映厅、游艺大厅、台球厅、设备用房等场所。
2.2 设计原则
2.2.1 直接数字控制器(DDC)的设置原则及布线方式
1)DDC的设置主要考虑系统管理方式,安装、调试维护方便和经济性;
2)每台DDC的输入、输出接口与种类应与所控制的设备要求相适应,并预留大于10%的裕量。
2.2.2 BAS中央控制室的要求
BAS中控室的位置应尽量靠近负荷控制中心,远离变配电室等电磁干扰源,并注意防潮、防震。BAS中控室可与消防中心、保安监控中心等合并组成楼宇控制中心。
2.2.3 BAS的电源要求
1)应由变配电所引出专门回路向中央控制室供电, 供电回路应采用安防电源供电。
2)中央操作站供电应设不间断电源,其容量应为自动控制设备的总和,并考虑预设的扩展容量。UPS供电时间不低于20min。
3)DDC的电源可从被控设备的配电箱内取电。
2.2.4 BAS的接地要求
一般采用建筑物共用接地方式,要求共用接地电阻≤1Ω。若BAS单独设置接地极,应采用一点接地方式,要求接地电阻≤4Ω,与建筑物防雷接地系统地极之间的距离≥20m。
3 本工程中所用到的楼宇自控设备
3.1 传感器
3.1.1 温度传感器
温度传感器是用来测量水管或风管中介质的温度,以此来控制相应的水泵、风机、阀门和风门等执行元件的开度。
3.1.2 湿度传感器
湿度传感器用于测量风道中介质的湿度,以此来控制相应的加湿阀的开度。
3.1.3 压力或压差传感器
压力或压差传感器主要用来检测水管或是风管中的压力和压差,以此来控制相应的变频器以调整水泵或风机的转速,或是调节比例阀门的开度。
3.1.4 流量传感器
流量传感器主要是检测水系统中液体的流量,以此来控制相应水泵阀的数量。
传感器通常用来控制模拟量,其输出模拟量是0~10V或是4~20mA。它们的结构是传感器和变送器的组合。
3.2 直接数字控制器(DDC)
DDC作为系统与现场设备的接口,它通过分散设置在被控设备的附近采集来自现场设备的信息,并能独立监控有关现场设备。它通过数据传输线路与中央监控室的中央管理监控计算机保持通信联系,接受其统一控制与优化管理。
DDC支持的监控点包括:模拟量输入(AI)/输出(AO);开关量输入(DI)/输出(DO)。
4 设计内容
本工程中,电力系统监测、热水循环系统、定压补水系统等自成体系,公共区域照明系统采用智能照明控制,均不纳入本次楼宇自动控制设计。
根据楼宇自动控制的设计原则,本工程BAS中央控制室位于一层西北侧,与消防、安防共用控制室;由于本工程横向跨度较大,被控设备分布比较分散,体育馆属于人员集中密集场所,必须保证各个被控系统能够长时间正常且稳定运行,经过与业主协商,本工程决定采用西门子APOGEE系统中的PXC系列控制器来保证运行的稳定性、架构的合理性,并确保在系统中任何一点出现故障时不会影响到系统中其他控制设备。
PXC控制器分为紧凑型和模块化控制器,紧凑型控制器自身带有输入/输出点PXC16、PXC24和PCX36(PXC后边的数字为输入/输出点个数),而且不可扩展,模块化控制器自身不带输入/输出点,可通过总线进行扩展。经核算本工程楼宇自动控制设备共计687个物理点。
4.1 系统网络结构设计
本工程BAS网络结构分为管理级网络层(MLN)、自控级网络层(ALN)、楼层级网络层(FLN),如图1所示。
图1 BAS网络结构图
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