楼宇自动化冷热源控制系统浅析

1、楼宇自动化冷热源控制系统浅析 【摘要】针对西安市某综合办公楼的实际特点，依据现代智能建筑对节能减排的要求，描述了冷热源系统的设计方法，阐述了楼宇自动化系统（bas）的集成原理，提出了一种基于lonworks技术 和0pc技术的系统集成方法。 【关键词】楼宇自动化；智能建筑；lonworks；opc 现代智能建筑节能减排方面首先考虑的就是节能系统和各子系统之间的联动控制，其中中央空调系统和新风系统是建筑物内的耗能大户，提高冷热源系统的运行效率将对建筑物降低能耗产生积极的推动作用。本文意在根据建筑物节能系统的基本设计基础上，对该系统与其他系统的联动加以优化，即各子系统的集成做探讨。 一、楼宇自动化

2、系统 智能建筑是计算机和信息处理等技术与建筑艺术的有机结合，综合性智能建筑由三大基本要素构成，即3a系统：楼宇自动化系统（bas）、通信自动化系统（cns）和办公自动化系统（oas）。结合西安某综合办公楼的实际情况，本案bas应包括以下几部分：冷热源系统的监控；空调新风机组的监控；通风设备的监控；给、排水系统的监控；供配电设备的监控以及电梯系统的监视等。 bas系统由中央控制站、区域控制器、现场控制器和通信网络四部分组成，各部分相互配合形成对楼宇设备全方位的监测、控制和优化处理。具体功能如下： 1、现场数据采集点的监视、检测，数据的记录和保存，并提供相关报告； 2、现场调控点的优化控制，通过数

3、学建模，计算出合适的设备控制运行参数。 3、具有自适应控制、模糊控制等，可以实现高级控制能力； 4、开放的网络系统，各厂商的设备可通过联网接入系统。 二、冷热源系统的节能原理 空调系统、新风系统是冷热源系统的主要负载。通过采集参数值并经模糊运算，在空调负荷发生变化时，及时调节冷水机组、各水泵和冷却塔风机的工作参数，改变冷却水流量，调整冷却塔风机风量，确保冷水机组处于最佳状态，供回水温度处于设定值，保证主机始终处于高转换效率的运行状态。 冷热源系统控制的关键在于屮央控制器内设立模糊控制模型和模糊运算法则，形成智能联合模糊控制。通过采集影响冷水机组运行的各种参数，经模糊运算，获取控制参数，并将其送

4、到冷水机组、冷（温）水控制子系统、冷却水控制子系统、冷却塔风机控制子系统。这些子系统根据控制参数的变化，利用变频控制技术，调整空调系统循环水的流量和温度，适配系统在全负荷、部分负荷状况下均处于最佳运行状态，达到节能的目的。 模糊控制即是在整个系统控制过程中，采用由模糊数学语言描述的控制规则操纵系统工作的控制方式。它根据系统的误差信号等决定控制器的参数，并可以跟踪受控参数的变化，始终使被控系统处于最佳运行状态，对各种非线性系统及时变性系统都 能提供最佳的决策。在实际应用中，通过建立优化模糊控制模型，整个系统稳定性较好，通过准确调节流量的方法实现节能，水泵以及冷却塔等平均节能可达50%左右。 三、

5、楼宇集成系统 楼宇自动化集成系统的核心内容是在各功能子系统相对完善的基础上开展系统集成，将各子系统通过中央监控系统联动运转，从而达到最高效率的状态。在实际操作过程中，由于各功能子系统软件开发都具有独特背景，虽然属于专业化管理通用平台软件，但是都不能较好地满足集成平台软件统一监控、联动、高效的要求。使用统一的通信协议实现系统集成，这种方式效率最，但目前很难实现。目前传统解决不同厂家产品互连问题主要通过采用硬件网关进行协议转换、开发自身网关局域网互联等方法解决，但是上述方法对资金和技术方面均有较高的要求。近几年，在系统下层基于lonworks技术，将楼宇自动化的各个设备通过lon总线连接起来进行通

6、信；在上层基于0pc技术，通过opc接口将不同的弱电系统集成在同一个平台上的新型方法正在逐步普及。 1、 lonworks和opc技术 lon works技术是一种现场总线技术，lon的意思为局部操作网络，具有现场总线技术的全部特点，它构筑了一个完整、可互操作的控制系统解决方案。lonworks分布式测控网络技术高度执行了“分散控制、集中管理”的控制理念，有效地解决了集散控制系统的相互通信问题。 opc标准以微软公司的ole技术为基础，它的制定是通过提供一套标准的ole/com接口完成的，opc标准为基于windows的应用程序和现场过程控制应用建立了有效的联通渠道。 2、基于lonworks

7、和opc技术的集成 在该综合办公楼项目中需要集成的系统有bas、安全防范系统、消防报警系统、闭路监控系统、停车场管理系统、电梯系统等。基于lon works技术和opc技术的集成如下图所示。 本设计方案优势主要体现在以下几方面： （1）直接互联性。不同品牌、功能的ddc组成统一的控制网络协同工作。 （2）自主通信。多个小规模ddc分布布置、共同运行，可完全替代单cpu多i/o点的中大型ddc。 （3）系统反映速度。在合理配置网络设备和选择合理网络结构的前提下，lonwoks系统的反映速度和数据传输效率都较高。 本系统采用opc技术，可以从网络节点上获得数据，允许客户程序从不同的opc服务器存取数据。其核心基础是微软公司在pc机中采用的ole/com组件技术。本系统将这一技术引入控制系统，使opc成为各个子系统与楼宇管理系统之间的有效联接工具，相互之间的数据交换得以简捷化和标准化，整个系统的稳定性和工作效率都得到了有效的提高。 四、结束语 该系统在西安某综合办公楼的试运行阶段运转正常，达到了预期的节能和联动控制目标。充分说明了在系统下层基于lon works技术，在上层基于0pc技术的系统集成方法在冷热源控制系统中是可行的。在楼宇自动化系统内，在各子系统内部或是子系统间的集成，借助综合布线技术，可以极大的减少布线工作量，且提高系