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绿色建筑控制技术.doc

花匠小妙招
2024-10-31 17:15

绿色建筑控制技术

绿色建筑BA控制技术 1 BA系统的概念、原理及组成 BA系统即楼宇自控系统（BAS—Building Automation System），又称为建筑设备自动化系统，它是在综合运用自动控制、计算机、通信、传感器等技术的基础上，实现建筑物设备的有效控制与管理，保证建筑设施的节能、高效、可靠、安全运行，满足用户的需求。 BA系统有广义与狭义之分：所谓广义BA系统是指智能建筑的BA系统，它涵盖了建筑物中所有机电设备和设施的监控内容（）DDC（直接数字控制器）或PLC（可编程逻辑控制器）对其采暖、通风、空调、电力、照明以及电梯等进行监控管理的自动化控制系统。BA系统主要实现设备运行监控、节能控制与管理以及设备信息管理与分析三大功能。设备运行监控是楼宇自控系统的首要和基本功能。BA系统采用集散控制系统，利用分散在控制现场的控制器完成设备本身的控制；通过现场总线实现设备之间的通信和互操作；中央控制站集中显示和管理各控制点的状态和参数，并对整个系统进行控制和配置。通过有效的设备运行监控，BA系统可以实现建筑设备的自动、远程控制，减少人力、加快系统响应时间和控制精度，同时方便物业人员对整个系统的把握和处理。节能降耗是全球环境保护和可持续发展的首要手段。BA系统通过冷热源群控、最优启停、焓值控制、变频控制等手段可以有效节约建筑设备运行能耗20%～30%。同时，BA系统通过减少设备运行时间或降低设备运行强度实现节能，可在一定程度上降低设备的磨损与事故发生率，大大延长设备的使用寿命，减少设备维护与更新费用。随着数据分析、数据挖掘等信息技术的发展，BA系统开始由单纯的自动控制功能，向自动控制、信息管理一体化发展。将BA系统采集的数据进行有效存储、分析，有利于发现建筑设备的设计缺陷或运行故障，为今后建筑设备改造及在线故障诊断提供依据。设备运行信息的综合分析有利于物业设施管理的设备故障诊断、设备运行状态优化、设备维护保养、降低设备能耗、提高服务质量等诸多工作项目。 BA系统属于一种集散控制系统（DCS，Distribute Contorl System如图１所示，对于BA系统而言： ◆ 所谓分散的过程控制装置就是各种DDC或PLC控制器。这些控制器安装在控制现场，具有较强的抗干扰能力，就地实现各种设备监控功能； ◆ 数据通信方面，DDC和PLC之间通过通信网络进行连接，使不同控制器之间可以相互交换数据，实现互操作。目前BA系统中的主流开放性通信协议为美国Echlon公司推出的LonWorks和美国ASHRAE协会提出的BACnet两种。如采用PLC进行控制，有时也会采用一些工业通信总线标准（如Modbus等），但并非BA系统主流。集中操作和管理设备即各种服务器、工作站、Web工作站等。通过这些设备，操作管理人员可以通过友好的人机界面实现设备状态查看及控制、数据信息收集和管理、报警管理、报表生成等。除以上三大组成部分外，BA系统还有两大接口界面：一是集中操作和管理设备与工作人员之间的人机界面，目前行业中对人机界面友好性的要求越来越高；另一个是BA系统与控制对象之间的过程界面，包括各种传感器、执行器、阀门、变频器以及表具等。这是一个非常容易被忽视的部分，而事实上这一界面的好坏直接影响BA系统监控效果，且就市场份额而言两大接口界面相比基本上为各占一半。 BA系统诞生至今已经有一个多世纪的历史，一百年来BA系统已从最初的单一设备控制发展到今天的集综合优化控制、在线故障诊断、全局信息管理和总体运行协调等高层次应用为一体的集散控制方式，已将信息、控制、管理、决策有机地融合在一起。但是，随着工业以太网、基于Web控制方式等新技术的涌现以及人们对节能管理、数据分析挖掘等高端需求的深化，BA系统仍然处在一个不断自我完善和发展的过程。应用IT化、通信开放化、网络扁平化、设备集成化和界面友好化将成为BA系统未来的发展方向。 2 BA系统与绿色节能 BA系统自产生以来，就一直与节能降耗密不可分BA系统的三大功能之一，节能降耗效果在BA系统中所占的比重也越来越大从基于就地单回路控制的闭环调节，到基于集散控制系统的冷热源群控VAV（Valiable Air Volume，变风量系统），以及基于系统集成的业务流程，系统通过对建筑设备的优化控制可为用户节约20%～30%的能源然而BA系统对节能降耗的作用还不仅限于此BA系统收集了大量建筑设备运行及能耗数据，通过对这些数据的分析利用，可以帮助用户发现建筑设备甚至建筑结构中存在的问题，指导用户进行维护，从而提高建筑结构由此可见，BA系统主要通过优化控制和指导设备改造两方面贡献于绿色节能3 通过BA系统基本功能减少能源浪费谈起BA系统绿色节能，人们往往首先想到各种先进/数据挖掘等高技术含量策略，BA系统节能降耗的第一步应