一，概述

近年來在不少城市中各種高層建筑不斷建起，建筑內的各種設備品種多分布廣如何搞好這些設備的運行管理，為客戶提供一個舒適的環境又能合理利用能源便于管理，降低運行費用是業主最為關心的，因此不少大型建筑都設計了樓宇智能系統對樓宇中的設備進行集中管理。樓宇自動控制系統（BAS）其實質就是現代計算機集散控制系統在現代化多功能建筑中的應用，它將建筑內的各種設備如配電設備，給排水設備，暖通設備等在各自的現場控制器控制下按預定的控制策略使各個系統相互協調，工作在最佳狀態下，達到節能、舒適的效果。BA系統通常設有1至2個中央控制主站，在中央主站可以監控各個被控設備的運行情況和重要的運行參數，記錄運行狀態的歷史趨勢和設備的累計運行時間、報警類型和次數等，為設備管理分析制定維修計劃提供可靠依據。目前國外不少著名的公司如美國HOneywell，JOHOSOH和西門子公司等都推出了一些專門樓宇智能控制系統。這些系統雖然功能較強，但系統投資較大。我們針對樓宇控制系統的特點，采用了基于三菱現場總線C-CLINK技術，用可編程控制器（PLC）組成的集散型控制系統，具有運行可靠，修改控制軟件簡單，成本低等特點，中央站應用亞控自動化軟件科技有限公司開發的組態王軟件，這是一種運行在Windows 95/NT上的組態軟件。具有多任務、多線程及良好的實時性，已運用于電力、制冷、化工、機械制造、交通管理等多種工程領域，構造有效的監控和數據采集系統。整套控制系統已成功地在浙江印刷廠新廠房中應用，實踐證明該系統性能穩定，靈活，非常適合在一些中小規模的智能建筑樓宇自控系統中使用。

二，系統硬件構成：

（一） CC-Link簡介

CC-Link是CONTROL&COMMUNICATION LINK的簡稱，它通過簡單的三芯屏蔽線，提供156KBPS至10MBPS的通訊速率（視系統通訊距離而定），最大通訊距離可達1200M（156KBPS速率）。CC-Link網絡上可掛的各種模塊（包括開關量I/O和模擬量I/O）以及子站控制器，可方便地組成各種類型的控制系統，并可大大簡化控制學系統的布線。

（二） 三菱FX2n系列可編程控制器簡介

三菱FX2n系列可編程控制器具有體積小，運行指令速度快（0.08us/基本指令）內置8K步的RAM和時鐘，具有PID運算指令，是FX系列中性能最高的， 并且擁有模擬量控制、系統通訊的各種特殊用途組件，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。該系列PLC具有較強的通訊功能，可通過FX2n-CCL通訊模塊直接掛在CC-Link網絡上，組成集散控制系統，通過CC-Link網絡可與主站交換數據，通過主站PC機對整個系統進行集中管理監視和控制。

（三） 整個系統的框圖如圖：

三，系統功能和控制策略

（一）、供配電系統：

安全、可靠供電是智能建筑正常運行的先決條件。本系統根據需要將電壓、電流、功率因數和頻率傳感器將電壓、電流信號等統一轉換成4-20ma信號送至現場控制器的A/D轉換模塊讀入控制器，實現能量管理。如配電系統采用先進的微機檢測空氣斷路器并能提供RS232或RS485通訊接口和通訊協議，可用PLC的專用模塊代替A/D轉換器獲取電量數據，以提高精度和實時性、降低成本。本系統還可并對重要回路開關開關狀態與變壓器的溫升情況進行檢測，監視各種異常情況。

（二）、空調子系統

空調系統在建筑物中能源消耗最大，約占45%左右，樓宇自控系統在保證提供舒適環境的條件下盡量降低能耗。根據杭州地區凍夏季換季時間不定且時間較長的氣候條件，在冷凍機房設計了以PLC和液晶觸摸屏組成的智能操作臺，該操作臺省去了其他各種儀表盤，使盤面標準化、小型化，節省布線。通過冷凍機房操作臺操作者可以直觀地監視大樓內各有關參數如各采樣點的溫度，室外溫濕度，各水池水位等，為操作者提供信息，并能在氣候不適合自控操作時，如換季時或設備檢修時切換至手動操作，還可以通過本操作臺對各個設備有關參數進行設置，使設備運行在最佳狀態。

本系統由冷凍機組、熱交換器和空調系統末端設備三部分組成：

控制策略與功能

A．根據冷凍機組運行要求對冷卻水泵、空調水循環泵、冷卻塔風機及冷凍機組啟動停止順序進行全自動、半自動和手動進行邏輯控制。

B．根據空調供回水溫差和空調水流量計算即時的系統制冷或制熱量，實時顯示系統負荷率，為冷凍機組、熱交換器半自動或全自動的啟停和臺數控制提供依據。

C．本系統通過檢測空調供回水壓差并與設定值比較進行PID運算來調節旁通閥以實現水系統流量恒定。

D．通過檢測冷卻水的溫度來控制冷卻風機的啟停和臺數控制，以保證冷水機組冷媒壓力在一定的范圍內，并可達到節能的目的。

E．空調系統末端由空調機和分散的風機盤管組成。空調機為現場申請或由時間程序控制開關，并根據印刷車間工藝要求的室溫采用PID算法控制空調機水閥開度；空調機組運行時間可根據季節程序設定。還可實現空調機累計運行時間；空氣濾網淤塞報警；夜間換風和防凍運行等功能。

F. 對各車間的空調機所消耗的冷量或熱量進行計量。冷量或熱量的計量公式為 E=△t * Q，這里△t為空調供回水溫差，Q為空調機的流量累計值。考慮到流量傳感器成本較高，我們采用了大口徑脈沖水表來測量流量，在正常流量時其測量誤差小于5 %，已能滿足工廠成本核算的精度要求。

G．冬季運行時，臺數控制按冬季程序執行，同時熱交換器蒸汽閥與空調水泵連動，其余功能同夏季。

（三）、鍋爐和給排水控制子系統：

本子系統對鍋爐運行情況進行監測，對鍋爐的輔機進行控制，對生活水箱、消防水箱、集水坑的水位進行監測，高低水位報警；進水量檢測，并根據設定值對相應水泵進行自動啟停控制，也可由BA中心遙控或現場手動控制。

控制策略和功能

A. 本系統對燃油鍋爐的運行參數，如蒸汽壓力、溫度、鍋爐水位、煙道溫度等進行監測，；對鍋爐系統的輔助設備包括：給水泵、除氧泵、油泵、日用油箱油位和溫度、大油箱油位、溫度，各水箱水位等都通過現場智能操作臺進行監控，通過操作臺也可設置運行參數。

B. 對各水箱液位連續變化在BA中心屏幕上動態顯示，并根據生活水箱水位控制相應水泵。

C. 根據污水池水位控制污水泵的啟停。在現場監控站和主站上顯示，通過軟件判斷污水泵的狀態/故障和啟/停水泵。

D. 根據脈沖水表計量工廠日、月度用水量， 供大樓管理系統作能耗依據，及時發現不正常用水量的情況。

E. 提供給排水系統設備累計運行時間，設備狀態，制定設備保養維修計劃和水池清洗計劃。

（四）、照明控制子系統：

照明系統點多面廣，在智能建筑中僅次于空調系統。能有效加以控制節能意義較大。

控制策略和功能

A. 公共照明按時間自動開關，在關燈時間內，可手動申請開燈。

B. 節日、泛光照明可在任意時間內定時開關，也可手動開燈后定時關燈。

C．可與保安服務系統聯動，當保安系統偵得非法入侵時開啟相應區域照明，以利于攝像及掌握入侵者情況。

四、系統軟件部分

由于樓宇控制系統中控制點數較多，為提高編程的效率，詳細制定PLC內部元件的用途很重要，我們根據實際被控設備制定了如下PLC內部參數表（部分）

2F PLC 32CCL 設置站號（Station No：）13~16 占用4站

主站RWr（從站至主站）地址范圍：310H~31FH 共16點

主站RWw（主站至從站）地址范圍：210H~21FH 共16點

主站RX（從站至主站）地址范圍：F8H~FFH 共112點

主站RY（主站至從站）地址范圍：178H~17FH 共112點

依據上述詳細的內部參數表及功能要求，即可畫出梯形圖編制PLC程序，同時制定中央站組態王監控軟件的數據詞典，根據數據的類型和特點進行動畫連接，達到對設備的實時監測和控制。

應用CC-Link現場總線系統擴充點數靈活的特點，本系統還可根據需求采用脈沖電度表和脈沖熱水表對電量和對建筑物內風機盤管空調量進行計量，可以較低的成本達到滿意的精度，大大提高智能大樓管理的水平。

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