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1、第 I 页楼宇用电智能测控系统摘要测 控 系 统 主 要 由 传 感 器 、 测 量 控 制 电 路 （ 简 称 测 控电 路 ） 和 执 行 机 构 三 部 分 组 成 。 在 测 控 系 统 中 电 路 是 最灵 活 的 部 分 ， 它 具 有 便 于 放 大 、 便 于 转 换 、 便 于 传 输 、便 于 适 应 各 种 使 用 要 求 的 特 点 。 测 控 系 统 乃 至 整 个 机 器和 生 成 系 统 的 性 能 在 很 大 程 度 上 取 决 于 测 控 电 路 。 测 控电 路 主 要 包 括 信 号 放 大 电 路 、 信 号 调 制 解 调 电 路 、 信 号分 离 电
2、 路 、 信 号 运 算 电 路 、 信 号 转 换 电 路 、 信 号 细 分 与辨 向 电 路 、 电 量 测 量 电 路 、 连 续 信 号 控 制 电 路 、 逻 辑 与数 字 控 制 电 路 等 。 实 际 上 ， 测 控 电 路 是 模 拟 电 子 技 术 和数 字 电 子 技 术 的 进 一 步 延 伸 与 扩 展 ， 主 要 讨 论 一 些 典 型常 见 的 电 路 。 因 此 学 好 模 电 和 数 电 是 基 础 ， 其 中 运 算 放大 器 是 测 控 电 路 的 一 个 核 心 部 件 。关键词：自动化控制系统；电气自动化；楼宇自动化；智能建筑；第 II 页目录1绪论
3、.11.1 现状发展及前景 .11.2 概述 .21.3 论文工程背景介绍 .31.4 本论文主要完成的工作 .32.1 系统 .42.1.系统概述 .42.1.2 基本组成 .42.1.3 组成形式 .72.2 子系统 .82.2.1 子系统概述 .8第 III 页2.2.2 系统基本组成及特点 .92.2.3 系统报警原理 .112.3 控制系统 .112.3.1 控制系统概述 .112.3.2 常见的控制的方式 .122.3.3 系统结构原理图 .132.4 系统概述 .133.类型 .143.1 控子系统硬件设计 .143.1.1 系统硬件选型原则 .143.1.2 系统硬件选型设计
4、.153.2 系统硬件设计与选型 .173.2.1 无功优化的目标函数系统工作原理 .17致谢 .27参考文献 .28第 1 页1.绪论楼宇自动化是运用一定的电子技术、计算机技术、自动化控制技术、网络 通讯技术及消 防、安全防范、建筑电气、给水排水、通风与空调等系统专业知 识对现代化建筑及住宅小区 进行安装、调试及维护其设备自动化系统、办公自 动化系统、通讯网络系统。楼宇自动化系统是智能建筑的重要组成部分，而电 气自动化 系统控制又是楼宇自动化的核心内容。智能建筑中的空调系统、新风 机组、制冷机组、冷却 塔、风机盘管、水箱水位、给排水、变配电、照明回路 等系统是通过电气自动化系统进行信 号采集
5、和控制的，进而实现了大厦设备管 理自动化，起到集中管理、分散控制、节能降耗的 作用。下面就浙江某一大厦的楼宇自动化控制系统来展示楼宇自动化控制的应 用 。 2. 工程概况 浙江某大厦总建筑面积 51250m 2， 总投资为 6.15 亿元， 楼宇自动控制投 资 为 295 万元。 大厦地上 20 层， 地下 2 层。 其中， 地下 2 层为停车场， 地上 1 3 层 为门市， 49 层为办公及会议， 1020 层为高级写字间。 3. 第 2 页需要控制的机电设备情况 3.1 冷冻/冷却水系统。 冷冻站系统共有 5 台冷水机组、5 台冷却泵、5 台冷冻泵、1 个分 水器、1 个集水器位于地下 2
6、 层；还有 5 台冷却水塔（每台有 3 个风机）位于楼顶屋面。 3.2 换热站在地下 2 层，有 2 台平板式换热器，2 台空调热水循环泵。 3.3 给排水。 有 2 个生活水池,7 台生活水泵位于地下 2 层，个积水坑 12（每个积水坑有 2 个污水泵，一用一备） ，分布于地下 1 层和地下 2 层。 3.4 空调机组共 24 台， 分布于 19、 层、 层和地下 1 层。 15 16 采用组合 式空调机， 室内回风与新风混合， 经过滤器加热 （或冷却）加湿后送入室内。 3.5 新风机组共 24 台， 、 分布于 9-20 层， 将新风经过滤器加热 （或冷却） 、 加湿后送人室内。 3.6
7、送风机组 共 9 台，分布于地下 1 层和地下 2 层，夏天送自然风，冬天 送热风，将新风经过滤器加 热 （仅限于冬天） 后送人室内。 3.7 风机盘管共有 363 个， 分布于 920 层。 3.8 排 风机共有 17 台， 分布于地下 1 层和地下 2 层。 3.9 热风幕共 35 台， 分布于地下 第 3 页1 层、 地 2 层和 4 层。 3.10 照明分为楼内照明和泛光照明，楼内照明控制 87 个回路，泛光 照明 控制 21 个回路。 3.11 变配电。 变电所在地下 1 层，共有 4 台变压器。需要监 测每台参数。 4. 电气自动化控制的具体情况 本工程选用了两台 MBC、 台 M
8、EC、 台 28 22 DPU 及若干模块和前端设备。 中 MBC 和模块分别用于冷站和变电所， 其 每台 MEC 用来控制 两台空调机组。DPU 用来控制排污泵、照明回路、排风机等。前端设备分别用于空调机、新 风机、 冷热站、积水坑等处。为了便于对各种设备的集中管理，在楼宇控制中心安 装了 一台电脑、一台打印机。 按有关标准和规定完成布线和设备安装工作以后，就可以实施对 各种设备 的监控了，下面分别说明各种设备的监控情况。 4.1 冷冻冷却水系统的监控。 冷冻岭却水系统由冷却塔、冷却水泵、冷冻水泵、分水 器、集水器和冷冻 机组等组成。要监控的数据点数量多、类型复杂。我们利用一台 MEC-40
9、、 若干 模块、 若干前端设备加上我们在 Insigh 基础上开发的软件完成这些设备的监控 工 作，具体控制情况如下： 4.1.1 冷冻岭却水系统由软件控制，严格按规第 4 页定的顺序和时间间 隔启停 各种设备，控制顺序如下： 开机：开冷却水阀门开冷却塔风机开冷却水泵 开冷冻水阀门开冷 冻水循环泵开冷冻机组； 关机：关冷冻机组关冷冻水循环泵 关冷冻水阀门关冷却塔风机关 冷却水泵关冷却水阀门。 4.1.2 冷冻机组运行时， 随时检测冷冻/冷却水的水流状态，一旦有冷冻或 冷却水停止流动， 立即停止冷冻机组运行， 以免结冰，造成冷冻机组损坏的严 重后果。我们的程序不但可以控制每台冷冻机组的启停， 而
10、且还可以使整个冷 站达到最低能耗， 达到最低的主机折旧率。 在管道的适当位置设置温 度传感器， 以测量空调水供回水温度， 根据程序或管理的日程安排自动开关冷冻机组， 根 据管理的要求自动切换 4 台机组的运行次序，累计每台机组运行时间，自动 选择运行时间 最短的机组运行，使每台机组、运行时间基本相等，以延长机组 使用寿命。自动监测各关键 设备的运行状态，故障报警，并按照实际情况自动 启动备用设备。根据总管水流量及供回 温度，计算系统总负荷来控制空调机 组的运行台数。当负荷大于一台机组的 15%，则第二台 机组运行。第 5 页我们在分水器和集水器之间安装了旁通调节阀， 并在供回水管路上分别 安装
11、了压力传 感器， 根据冷冻机组供回水压力差来调节冷冻水旁通阀开度。 确保冷冻水系统供水压力稳 定。 我们在冷却水的供/回水总管之间安装了旁通调节阀， 通过调整冷却塔风机 运行台 数和冷却水供回旁通阀开度， 使冷却水供回水温度保持在设定的范围内。 补水泵的启停 也是由程序控制的。监测膨胀水箱水位，当水位降到低限时 启动补水泵，当水位上升到标准 水位时停补水泵。 在实现自动控制的同时， 中央控制计算机上显示膨胀水箱的水位和补水 在 泵的运行状态，并可做到超低水 位报警。 4.2 热换站的监控。 热换站与冷冻系统共用一 个 MBC-40，在管路的适当位置安装了温度传感器 和热水调节阀。监测热换器二次测的供水 温度， 程序将此温度和设定值进行比 较， 采用比例积分微分算法闭环调节换热器一次测的供 水流量。在保证供热要 求的情况下，尽可能地节约能量。 4.3 给排水系统的监控。 用水 位开关监测生活水池的水位，根据设定的高低水位控制供水阀的开/ 关。水位降到低水位时 开阀，升到高水位时关阀。并做到超低第 6 页水位（水池将无 水）和超高水位（水将溢出）报警。
