一，概述

　　近年來(lái)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(hù)提供一個(gè)舒適的環(huán)境又能合理利用能源便于管理，降低運行費用是業(yè)主最為關(guān)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(jìn)行集中管理。樓宇自動(dòng)控制系統（BAS）其實(shí)質(zhì)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(chǎng)控制器控制下按預定的控制策略使各個(gè)系統相互協(xié)調,工作在最佳狀態(tài)下，達到節能、舒適的效果。BA系統通常設有1至2個(gè)中央控制主站，在中央主站可以監控各個(gè)被控設備的運行情況和重要的運行參數，記錄運行狀態(tài)的歷史趨勢和設備的累計運行時(shí)間、報警類(lèi)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(zhù)名的公司如美國HOneywell,JOHOSOH和西門(mén)子公司等都推出了一些專(zhuān)門(mén)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(diǎn)，采用了基于三菱現場(chǎng)總線(xiàn)C-CLINK技術(shù)，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(jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)，中央站應用亞控自動(dòng)化軟件科技有限公司開(kāi)發(fā)的組態(tài)王軟件，這是一種運行在Windows 95/NT上的組態(tài)軟件。具有多任務(wù)、多線(xiàn)程及良好的實(shí)時(shí)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(lǐng)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(chǎng)新廠(chǎng)房中應用，實(shí)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：

　?。ㄒ唬?CC-Link簡(jiǎn)介

　　CC-Link是CONTROL&COMMUNICATION LINK的簡(jiǎn)稱(chēng)，它通過(guò)簡(jiǎn)單的三芯屏蔽線(xiàn)，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(wǎng)絡(luò )上可掛的各種模塊（包括開(kāi)關(guān)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(lèi)型的控制系統，并可大大簡(jiǎn)化控制學(xué)系統的布線(xiàn)。

　?。ǘ?三菱FX2n系列可編程控制器簡(jiǎn)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(shí)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(mǎn)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(guò)FX2n-CCL通訊模塊直接掛在CC-Link網(wǎng)絡(luò )上，組成集散控制系統，通過(guò)CC-Link網(wǎng)絡(luò )可與主站交換數據，通過(guò)主站PC機對整個(gè)系統進(jìn)行集中管理監視和控制。

　?。ㄈ?整個(gè)系統的框圖如圖：

　　三，系統功能和控制策略

　?。ㄒ唬?、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(chǎng)控制器的A/D轉換模塊讀入控制器，實(shí)現能量管理。如配電系統采用先進(jìn)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(xié)議，可用PLC的專(zhuān)用模塊代替A/D轉換器獲取電量數據，以提高精度和實(shí)時(shí)性、降低成本。本系統還可并對重要回路開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)狀態(tài)與變壓器的溫升情況進(jìn)行檢測，監視各種異常情況。

　?。ǘ?、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(huán)境的條件下盡量降低能耗。根據杭州地區凍夏季換季時(shí)間不定且時(shí)間較長(cháng)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(pán)，使盤(pán)面標準化、小型化，節省布線(xiàn)。通過(guò)冷凍機房操作臺操作者可以直觀(guān)地監視大樓內各有關(guān)參數如各采樣點(diǎn)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(shí)，如換季時(shí)或設備檢修時(shí)切換至手動(dòng)操作，還可以通過(guò)本操作臺對各個(gè)設備有關(guān)參數進(jìn)行設置，使設備運行在最佳狀態(tài)。

　　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(huán)泵、冷卻塔風(fēng)機及冷凍機組啟動(dòng)停止順序進(jìn)行全自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)進(jìn)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(shí)的系統制冷或制熱量，實(shí)時(shí)顯示系統負荷率，為冷凍機組、熱交換器半自動(dòng)或全自動(dòng)的啟停和臺數控制提供依據。

　　C．本系統通過(guò)檢測空調供回水壓差并與設定值比較進(jìn)行PID運算來(lái)調節旁通閥以實(shí)現水系統流量恒定。

　　D．通過(guò)檢測冷卻水的溫度來(lái)控制冷卻風(fēng)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(fēng)機盤(pán)管組成?？照{機為現場(chǎng)申請或由時(shí)間程序控制開(kāi)關(guān)，并根據印刷車(chē)間工藝要求的室溫采用PID算法控制空調機水閥開(kāi)度；空調機組運行時(shí)間可根據季節程序設定。還可實(shí)現空調機累計運行時(shí)間；空氣濾網(wǎng)淤塞報警；夜間換風(fēng)和防凍運行等功能。

　　F. 對各車(chē)間的空調機所消耗的冷量或熱量進(jìn)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?？紤]到流量傳感器成本較高，我們采用了大口徑脈沖水表來(lái)測量流量，在正常流量時(shí)其測量誤差小于5 %，已能滿(mǎn)足工廠(chǎng)成本核算的精度要求。

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

　?。ㄈ?、鍋爐和給排水控制子系統：

　　本子系統對鍋爐運行情況進(jìn)行監測,對鍋爐的輔機進(jìn)行控制，對生活水箱、消防水箱、集水坑的水位進(jìn)行監測，高低水位報警；進(jìn)水量檢測，并根據設定值對相應水泵進(jìn)行自動(dòng)啟?？刂?，也可由BA中心遙控或現場(chǎng)手動(dòng)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(jìn)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(guò)現場(chǎng)智能操作臺進(jìn)行監控，通過(guò)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(dòng)態(tài)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(chǎng)監控站和主站上顯示，通過(guò)軟件判斷污水泵的狀態(tài)/故障和啟/停水泵。

　　D.  根據脈沖水表計量工廠(chǎng)日、月度用水量, 供大樓管理系統作能耗依據，及時(shí)發(fā)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(shí)間，設備狀態(tài)，制定設備保養維修計劃和水池清洗計劃。

　?。ㄋ模?、照明控制子系統：

　　照明系統點(diǎn)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(shí)間自動(dòng)開(kāi)關(guān)，在關(guān)燈時(shí)間內，可手動(dòng)申請開(kāi)燈。

　　B. 節日、泛光照明可在任意時(shí)間內定時(shí)開(kāi)關(guān)，也可手動(dòng)開(kāi)燈后定時(shí)關(guān)燈。

　　C．可與保安服務(wù)系統聯(lián)動(dòng)，當保安系統偵得非法入侵時(shí)開(kāi)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(diǎn)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(shí)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(diǎn)

　　主站RWw（主站至從站）地址范圍：210H~21FH  共16點(diǎn)

　　主站RX（從站至主站）地址范圍：F8H~FFH    共112點(diǎn) 

　　主站RY（主站至從站）地址范圍：178H~17FH   共112點(diǎn) 

　　依據上述詳細的內部參數表及功能要求，即可畫(huà)出梯形圖編制PLC程序，同時(shí)制定中央站組態(tài)王監控軟件的數據詞典，根據數據的類(lèi)型和特點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)連接，達到對設備的實(shí)時(shí)監測和控制。

　　應用CC-Link現場(chǎng)總線(xiàn)系統擴充點(diǎn)數靈活的特點(diǎn)，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(fēng)機盤(pán)管空調量進(jìn)行計量，可以較低的成本達到滿(mǎn)意的精度，大大提高智能大樓管理的水平。