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1、力控在大庆市人民医院楼宇智能化系统中的应用力控在大庆市人民医院楼宇智能化系统中的应用gengwt导语：建筑设备自动化系统BAS是智能建筑的重要组成局部。由于智能建筑中大量电子设备的应用使得智能建筑的电力负荷远远大于传统建筑物，而空调及照明系统因其耗电量大又成为BAS所控制的核心设备。智能建筑源于美国，随后在世界各地蓬勃开展。我国虽起步较晚，但开展迅猛。建筑设备自动化系统BAS是智能建筑的重要组成局部。由于智能建筑中大量电子设备的应用使得智能建筑的电力负荷远远大于传统建筑物，而空调及照明系统因其耗电量大又成为BAS所控制的核心设备。建立完善的楼宇自控系统，可以有效地降低能耗，同时将所有设备信息聚
2、集到操纵站，便于集中监控治理。下面以大庆市人民医院楼宇自控系统为例，介绍楼宇自控系统的实现方法。一、工程大概情况及主要控制内容大庆市人民医院建于2000年七月，总建筑面积六万五千七百五十平方米。共有大型中央空调机组十四台。冷水机组两台。空调系统包括6台万级空调机组、5台百级空调机组及3台新风机组。万级空调机组效劳于万级及十万级手术室，百级空调效劳于百级手术室及辅助区域，所有机组分布于大楼内各空调机房内。除对空调系统进展控制外，还要求对门诊大厅及工作区的日常照明进展统一治理和控制。1、空调系统空调系统的主要作用是维持室内的恒温、恒湿。对于干净空调还要担负起区域内空气净化的重任。空调系统主要是控制
3、对制冷、预热、加热、加湿阀门的开度来调节温度和湿度。由于空气的升温顺降温经过缓慢，要留意不能出现超调。另外对温度、湿度、压力等数值要进展监视和记录，便于通过对长期曲线的分析，找到最正确运行方式。另外，本系统效劳于医院，具有工作性质上的特殊性。对空调机组的控制，主要实现如下的功能：控制送风机的启停；通过常开无源触点监测送风机电气局部运行状态及故障报警；监测初效及中效过滤器淤塞报警状态，确保机组正常运行，节省日常巡检人力；监测送风机压差，确定送风机机械局部运行状态；监测换热器外表温度，过低温度报警并联动相关设备，确保换热器使用平安；监测送/回风温/湿度；根据回风温度控制预热盘管水阀的开度，将新回风
4、混合后温度维持为一定值；通过对加热盘管及表冷盘管二通电动调节阀的自动调整，实现对送风温度设定点可调整的控制；通过控制加湿蒸汽阀的开度，实现对送风湿度设定点可调整的控制；监测手术室中的环境压力，当低于所要求正压值时向工作人员发出报警；控制预处理新风风阀及回风风阀的开度；2、冷水机组冷水机组在夏季为空调系统提供冷水，在空调系统所消耗的冷量中，冷水机组所消耗的能量占有很大比重，因此，冷水机组是空调系统的耗能大户，控制系统设计的优劣将直接影响节能效果。冷水机组共有2台冷冻机组，2台冷却风扇，3台冷却泵，3台冷冻泵。冷水机组常规监控功能有：控制冷冻机启停，监测运行状态及故障报警；控制冷冻水泵启停，监测水
5、泵的运行状态及故障报警；控制冷却水泵启停，监测水泵运行状态及故障报警；测量冷冻水管的总供/回水压力；控制冷却塔风机启停，监测运行状态及故障报警；控制补水泵启停，监测运行状态及故障报警；监测膨胀水箱高/低液位；监测冷冻/冷却水水流状态；监测冷冻水、冷却水供/回水温度；监测冷冻水回水流量；冷冻机、冷冻水泵、冷却水泵、补水泵、冷却塔运行时间累积；通过计算冷冻水的总供回水温度和回水流量，计算出空调系统的冷负荷；根据实际冷负荷来决定冷冻机的启停组合及台数，以便到达最正确的节能效果；根据冷却水供回水温度，控制冷却塔风机的启停及运行数目；控制冷冻水旁通阀的开度，以维持要求的供回水压差。3、照明系统医院的照明
6、系统分13个区域。要求对各区域的照明可以单独控制，并可在控制室内监视各区照明状态。按预定时间自动开启和关闭照明；按照日历上确定的程序，区分工作与非工作时间。二、控制方案及实现方法1.控制方案目前空调控制系统主要有直接数字控制器DDC和现场总线两种控制方式。基于DDC控制的简便、灵敏，结合本系统控制点数较少，而各空调系统及冷冻机组距中央控制室较远最远为1100米的实际情况，我们采用了DDC控制方式。固然1个DDC的输入输出点数不能知足每个系统的要求，但是由于DDC具有较强的扩展才能，可以挂接不同类型的扩展模块，I/O点数目也能知足要求，完全可以知足DDC联网的要求。DDC分配方案：每个空调机组使
7、用一台DDC来控制本机组的运行；冷水机组和照明系统各使用一台DDC进展控制。除照明系统外，在各机房内都安装了DDC控制柜。特殊要求：方案设计时要考虑到医院工作的一些特殊性。照明区域划分要适当，过大不利于控制，过小又会增加控制本钱。公道的区域划分能有效地节约能源。对急诊等重要部位不要进展自动控制。在东北地区，外界环境对空调系统的影响比拟大。向阳面和背阳面有较大的温度差异，十分在较大区域面积使用同一空调机组时尤为明显，在设计时，要考虑到一样环境使用同一空调机组。另外，面积较大时温度变化缓慢，冷热空气混合不均，控制时速度要适当放慢。在不得已出现手动控制的情况下，应及时屏蔽掉时间表控制方式，防止手术期
8、间出现净化空调停运的情况。在冬季运行时，可能会因发生防冻报警而停机，而在进展手术时又不能停顿净化。所以采取了在新风入口处增加一个混合箱，将回风引入混合箱的措施，这样使新风和回风得到充分混合，再进入机组时，就不会因新风温度过低而引起报警。2.空调机组以往的楼宇自控系统中，要使用通讯控制器NCU或者NCM来完成操纵站与直接数字控制器DDC间的通讯，再由NCU接入计算机，NCU中储存有历史数据和局部程序。由于DDC的存储器容量较小，不能储存大量的数据和复杂的程序，因此用脚本程序替换NCU中的程序，利用力控软件的人机界面和实时数据库保存数据，把DDC直接与计算机相连，直接将数据送入计算机操纵站，取代通
9、讯控制器NCU。DDC内要存储冬季和夏季两套程序，再相应季节进展手动转换。空调系统控制还要对一些机组的故障进展报警提示，对于某些特殊的报警还要自动进展紧急处理。例如，冬季发生低温断路报警时要紧急停机，并将预热、加热阀门翻开。并且报警不能自动复位，必须在现场进展复位。复位后风机恢复原运行状态。这主要针对北方冬季天气较冷，新风进入风机时并不是和回风均匀地混合，会发生换热器外表部分低温的现象，假如持续时间长，极易损坏换热器。3.冷水机组冷水机组的控制比空调系统要复杂，控制程序较大，另外还有数据的运算处理。在本系统中，2台冷冻机具备单独的控制和保护功能，是通过西门子PLC来完成的，固然提供了常开接点作
10、为自动启停控制的接入点和两对220V常开有源接点作为状态指示和故障报警，但DDC的接点是无源的，因此要使用220V中间继电器转换。冷水机组的控制重点是冷冻机的选择性启动、启停顺序控制和延时以及发生故障时的自动切换。为了延长设备的使用寿命，在启动的设备数目不是全部系统设备时，要进展选择启动，启动累计运行时间最短的设备。冷冻机启动时要求水必须是流动的，否那么会迅速结冰，损坏冷冻机。流入冷冻机的水还要有温度限制，一般控制在530之间。因此，冷水机组在启动时要遵循特定的顺序：冷却塔风扇冷却泵冷冻泵冷冻机组；关闭顺序相反。冷冻机关闭后，冷冻泵和冷却泵还要继续运行一段时间，充分利用系统的冷量。另外，冷水机
11、组的各设备功率都较大，不能同时启动，要有一定延时。冷冻机组在启动30秒内假如没有启动状态返回，那么以为启动失败，在五分钟内不允许再次启动。在冷水机组运行中有设备意外停机时，系统可自动启动备用设备。另外，对已确认的故障设备还可在操纵站做出故障标记，这样系统在启动时会自动将此设备忽略。在冷水机组的控制中，DDC只进展顺序启停控制和故障报警发生时的停机控制。而所需冷量的计算、决定启动机组台数、各设备运行时间累计等功能都由力控来完成。4.照明系统一个DDC的DI及DO点数缺乏，但通过增加两组扩展模块，可使DI、DO点分别增加至16点。因此仍可采用DDC进展控制，将照明控制箱设在操纵室内，该控制箱只输出
12、220V。在各照明分区的照明就地控制箱内增加220V沟通接触器，防止强电进入控制箱。在就地控制箱还增加了自动/手动转换开关，这样在出现事故时，仍可正常供电。三、主要功能实现方法用力控软件代替NCU后，控制功能就通过脚本程序实现。定时控制按预设定好的时间表执行启停命令。使用力控软件的定时器函数Reachtime可以很轻易地实现定时功能。该函数语法ReachTime(hour，minute)，当时间到达后返回值为真，否那么为假。其中hour为小时值，取值为023，1那么表示任何一小时；minute是分钟值，取值为059。详细方法是：IFTimer=1Reachtime(k3_on_h,k3_on_
13、m)THENKS=1ENDIF;IFTimer=1Reachtime(k3_of_h,k3_of_m)THENKT=1ENDIF;Timer：值为“0时，系统时间表不生效,“1时生效；k3_on_h、k3_on_m；k3_of_h、k3_of_m均定义为中间变量，分别代表K3空调机组的启、停时间。KS、KT为系统的启动和停顿输出。冷水机组的选择启动要实现选择启动就要先累计各设备运行时间，再根据室温及外界环境温度算出冷量，再根据计算结果和设备的功率得出需要的设备数。每立方米的空气升高1度所需要的能量换算为功率值大约为3.3千瓦。在运行经过中，随时根据供回水的温度和水流量计算出系统消耗的冷量，当空
14、调系统消耗的冷量小于目前运行冷冻机所提供的冷量，并符合减少设备的条件时，自动关闭累计运行时间长的冷冻机组。冷水机组压差旁路系统为使冷水机组的供、回水压差保持在设定处，要采用PID控制的方式。我们使用DB的控制点来完成。首先进入数据库组态，创立新点时，点类型选择“控制点，在点组态中可输入相应参数。对于其他的PID控制经过也采用这种方式。设备无响在冷水机组控制中，系统每发出一个设备启、停命令都会对其计时，假如在规定时间内，设备状态回讯没有改变那么以为该设备无响应。系统会中止启动或者停顿经过。在编写脚本程序时，我们使用IF语句进展条件判定。例如启动1台冷冻机组的脚本程序：IF(PUMP1=1|PUM
15、P=1PUMP3=1)COOLER1S=1THENCOOLER1N=1；NDIF;有冷冻泵运行且有启动命令，那么发出启动输出IFCOOLER1=1COOLER1H=0CL1TM=90THENCL1TM=CL1TM+1；ENDIF;无状态回讯，一直计时FCL1TM90COOLER1=1THENCOOLER1F=1CL1TM=1；Display(启动失败)；BEEP(0)；ENDIF;超过计时时间，1#冷冻机停机IFCOOLER1H=1CL1TM=90ENDIF；正常启动，计时复位以上是1#冷冻机启动的局部程序，其中COOLER1S：启动命令；COOLER1N：启动输出；PUMP：冷冻泵的状态回讯
16、COOLER1H：1#冷冻机的状态回讯;COOLER1F：停机输出。脚本程序是控制的核心，画面的组态那么建立了人机界面。图3所示的是其中一幅新风处理机控制画面。历史数据和趋势对于空调系统历史数据及趋势至关重要，通过长期的趋势曲线，可以很好地反映机组的工作状况。使用力控的标准趋图形对象和实时数据库可以实现历史数据的保存和趋势检索。四、系统运行效果及开展前景本系统自2000年7月投入使用以来，系统运行稳定，实现了所有预期功能，并与本建筑工程共同获得国家建筑鲁班奖。在手术室等要求长期恒温部位实测温度，与设定温度点偏向小于1.5度；冷冻机组自动运行比手动控制节能约30%；照明进展自动统一治理后，杜绝了长明灯等浪费现象。力控软件在楼宇系统中的应用，充分表达了实时多任务、高开放性、高稳定性的特点。该系统所具有的可扩展性，可以将大厦的停车场系统、电梯系统、安保监控系统、自动门禁系统等全部接入到控制中心的操纵站上，利用DB的实时性和开放性，可以使大厦的治理者得到大厦的所有数据。还可以以本系统作为根底，将各操纵站通过以太网或者Internet连在一起，构成更大的网络系统。假如在同一地区有多个使用力控软件治理的楼宇，还可利用力控的网络功能，将数据统一治理，并能根据对历史趋势的分析，更有效地调配能源和节约能源。0