主頁 > 新聞動態(tài) > 建筑樓宇智能化實訓室BA操作臺的研發(fā)與設計 2021-10-14

建筑樓宇智能化實訓室BA操作臺的研發(fā)與設計

一、建筑樓宇智能化實訓室設備,建筑樓宇智能化實訓室裝置,建筑樓宇智能化實訓室前言
當今，世界各地的建筑管理部門為了使其客戶擁有更舒適的環(huán)境而正在尋找創(chuàng)建完美室內(nèi)環(huán)境的方法，他們越來越注重于通過優(yōu)化控制提高管理水平和環(huán)境質(zhì)量的可調(diào)性。智能建筑向人們提供全面的、高質(zhì)量的、快捷的綜合服務功能，它是現(xiàn)代高科技的結(jié)晶，是建筑藝術與信息技術完美的結(jié)合。樓宇自控系統(tǒng)(Building Automation System，簡稱BAS)是智能大廈的一個重要的組成部分。它的監(jiān)控范圍通常包括空調(diào)系統(tǒng)、送排風系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等。
當前隨著建筑物的規(guī)模增大和標準提高，建筑內(nèi)需要安裝的機電設備數(shù)量也急劇增加，這些設備分散在建筑物的各個樓層和角落，若采用分散管理，就地監(jiān)測和操作將占用大量人力資源，有時幾乎難以實現(xiàn)。如采用樓宇自控系統(tǒng)，利用現(xiàn)代的計算機技術和網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)對所有機電設備的集中管理和自動監(jiān)測，就能確保樓內(nèi)所有機電設備的安全運行，同時提高大樓內(nèi)人員的舒適感和工作效率。
實訓中心BA實訓室開發(fā)就是應目前這種應用形式而設計的一個模擬BA系統(tǒng)操作臺來實現(xiàn)樓宇監(jiān)控系統(tǒng)各子系統(tǒng)的模擬監(jiān)控，從而實現(xiàn)培訓學員對BA各子系統(tǒng)的熟悉、實現(xiàn)對BA系統(tǒng)的操作、調(diào)試。從而掌握整個BA系統(tǒng)的控制。
二、建筑樓宇智能化實訓室設備,建筑樓宇智能化實訓室裝置,建筑樓宇智能化實訓室系統(tǒng)具體設計
本次實訓中心BA實訓室由一個培訓用Siemens的APPOGEE系統(tǒng)的MEC200系列控制器來實現(xiàn)模擬演示板上各BA子系統(tǒng)的監(jiān)控。此次模擬臺的BA控制系統(tǒng)主要由空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)組成。
1.各系統(tǒng)具體設計及實現(xiàn)的操作功能
（1）空調(diào)系統(tǒng)
第一個系統(tǒng)為空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)是BA控制系統(tǒng)中最主要的監(jiān)控對象，所以在BA培訓中也應該是最主要的培訓內(nèi)容，因此采用了比較大的版面來做教學用，培訓的目的是使學員認識一般空調(diào)的原理，理解一般空調(diào)中的監(jiān)控點位，熟悉一般空調(diào)中BA監(jiān)控末端設備等。首先BA系統(tǒng)用（印刷模擬板）彩色紙打印出一個典型的空調(diào)機組結(jié)構(gòu)圖，圖形象的表現(xiàn)了一個典型空調(diào)系統(tǒng)的整個結(jié)構(gòu)和功能，方便對學員的教學和教師的講解。具體模擬示意圖如圖1：

圖1

模擬系統(tǒng)具體實現(xiàn)功能：在預定時間程序下控制空調(diào)機組的啟停，可根據(jù)要求臨時或者永久設定、改變有關時間表，確定假期和特殊時段空調(diào)的啟停(DO)。這里通過一個小風扇來模擬風機的運行。
溫濕度控制：通過安裝在送風風管上的風管溫濕度傳感器測量送風溫濕度(AI)。
根據(jù)系統(tǒng)的設定的送風溫度與設定的溫度值，當送風溫度高于設定值時，開大冷水閥開度以達到降溫的功能；冬季來調(diào)節(jié)水閥開度當送風溫度低于設定值時開啟電加熱控制來調(diào)節(jié)送風溫度以滿足控制區(qū)域內(nèi)溫度的要求，同時節(jié)約能源。
根據(jù)系統(tǒng)的設定的送風濕度與設定的濕度值來開啟電加濕控制，以滿足送風濕度的需求。由于實驗室操作臺在模擬實驗中溫濕值是一定的，所以溫濕的調(diào)節(jié)控制將通過軟件改變設定值來達到模擬運行的效果。
狀態(tài)監(jiān)測：通過撥動開關模擬啟動風機運行狀態(tài)信號(DI)；通過空調(diào)控制柜的手自動切換開關監(jiān)測風機的手自動狀態(tài)信號(DI)；通過安裝壓差開關，監(jiān)測初效過濾網(wǎng)兩側(cè)壓差，根據(jù)設定值產(chǎn)生阻塞報警信號，提示清洗過濾網(wǎng)，提高過濾效率。一般壓差設定值為20-300Pa，可調(diào)報警范圍(DI)。
具體空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控點通過以下設備來實現(xiàn)：模擬輸入點（AI）送風溫濕度點（采用溫濕度傳感器實物）；模擬輸出點(AO)新風閥控制（采用風閥驅(qū)動器實物）、回風閥控制（風閥驅(qū)動器實物）、冷水盤管閥門驅(qū)動器控制（閥門驅(qū)動器實物）、電加熱開關控制（控制用小指示燈來代替）、加濕器模擬控制（控制量用小燈亮度或模擬條來顯示）；數(shù)字輸入點(DI)壓差開關（壓差開關實物）、風機運行狀態(tài)（繼電器觸點、并拌以實物小風扇演示）、手自動狀態(tài)（繼電器觸點）、故障狀態(tài)（熱繼電器觸點）；數(shù)字輸出點(DO)風機啟停（繼電器觸點）。
（2）給排水系統(tǒng)
第二個系統(tǒng)為給排水系統(tǒng)，給水系統(tǒng)主要演示將生活水池的水通過水泵打向屋頂水箱的過程，同時根據(jù)屋頂水箱的水位來控制水泵的啟停，排水系統(tǒng)主要演示將污水池的水排出的過程（根據(jù)污水池的水位來控制水泵的啟停），它主要使得培訓學員了解一般給排水系統(tǒng)的控制原理和監(jiān)控點位。針對此系統(tǒng)設計出一個典型的給排水結(jié)構(gòu)圖，方便對學員的教學和教師的講解。給水系統(tǒng)監(jiān)控以下點：DI泵運行狀態(tài)（小燈演示）、高、低水位（撥動開關加燈顯示）；DO泵啟停（繼電器觸點），排水系統(tǒng)監(jiān)控以下點：DI泵運行狀態(tài)（小燈演示）、高、低水位（撥動開關加燈顯示）DO泵啟停（繼電器觸點）如圖2。

圖2

模擬系統(tǒng)具體實現(xiàn)功能：通過撥動開關學員可以模擬高低液位狀態(tài)到DDC控制器，從而DDC處理器根據(jù)監(jiān)測到的液位狀態(tài)通過軟件程序設置來自動啟停水泵。對于屋頂水箱高液位時自動停泵，低液位時自動啟泵；對于污水池高液位時自動啟，低液位時自動停泵。
（3）變配電系統(tǒng)
第三個系統(tǒng)為變配電系統(tǒng)，變配電系統(tǒng)簡單的演示了由強電—電壓電流變送器再到DDC控制器的方法，它主要使得培訓學員了解到DDC監(jiān)視變配電的方法。監(jiān)視的點位：系統(tǒng)需要監(jiān)測的電流、電壓值。系統(tǒng)選用MULTITEK電壓變送器（M100-VL3）、電流變送器（M100-AL3）來實現(xiàn)參數(shù)監(jiān)測。
模擬系統(tǒng)具體實現(xiàn)功能：通過模擬板上的示意讓參加培訓的實訓人員對變配電系統(tǒng)的監(jiān)測有一定的了解，同時熟悉一般變配電系統(tǒng)所用到的電流、電壓表的具體接線。
在變配電系統(tǒng)中一般通過電流互感器將回路中要測量的電流值轉(zhuǎn)換成電流表能接收的0~5A的電流值。這里受實驗室供電電源的影響，在設計中應用在24V電源回路中串入大功率電阻來獲得電表所能監(jiān)測的電流值（I=24/R，0＜I＜5A）。
具體如圖3 所示。

圖3

2.系統(tǒng)設計的主要接線圖
以上三個系統(tǒng)的監(jiān)控點通過DDC控制器MEC200來實現(xiàn)控制。具體接線圖如圖4所示：

圖4

BA系統(tǒng)的控制器和末端設備的接線端子等都設計成插孔插針型，在培訓學員的時候，學員可以采用兩端帶插針的線纜現(xiàn)場接線，非常方便學習，既使得學員可以自己接線、了解學習整個布線，又能使學員可以靈活應用所學進行實習。
三、建筑樓宇智能化實訓室設備,建筑樓宇智能化實訓室裝置,建筑樓宇智能化實訓室系統(tǒng)具體設計信號對照表（表1、表2）
表1 繼電器信號對照表

K1	風機運行狀態(tài)	K6	電加熱控制
K2	風機手自動運行狀態(tài)	K7	電加濕控制
K3	生活水箱高液位	K8	風機啟停控制
K4	生活水箱高液位	K9	濾網(wǎng)壓差
K5	生活泵啟�？刂�

表2 指示燈、撥動開關信號對照表

LT1	生活水箱高液位指示燈	S1	風機手自動撥動開關（三位）
LT2	生活水箱高液位指示燈	S2	風機手動運行撥動開關（二位）
LT3	生活泵啟動指示燈	S3	濾網(wǎng)壓差撥動開關（二位）
LT4	電加熱啟動指示燈	S4	生活水箱高液位撥動開關
LT5	電加濕啟動指示燈	S5	生活水箱低液位撥動開關

四、建筑樓宇智能化實訓室設備,建筑樓宇智能化實訓室裝置,建筑樓宇智能化實訓室結(jié)論
實訓人員通過以上具體操作，比較明確的了解樓宇自控系統(tǒng)的具體設計思路及其實現(xiàn)功能，從而進一步明確BA系統(tǒng)的控制原理，達到實訓的基本目的。

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