西安楼宇自控系统可以有效的控制能源消耗

    许多大楼内安装了楼宇自控(BA)系统，不仅极大改善了大楼的环境效率，而且也使大楼能源消耗在量化控制之下，使大楼能源成本降低。但由于各种原因(如设计得不完善等)也确实造成一些BA项目不太成功甚至完全失败。在本文中，将从事BA工程中所积累的经验、教训以及一些新的想法写出来和同行交流。
LonWorks技术在BA系统设计中的应用
    目前，LonWorks技术在BA业界反响较大，其控制技术对传统BA系统配置影响较大。LonMaker管理工具是ECHELON公司提供的一个软件包，它可用于设计、安装、操作和维护多厂商的及开放
的、可互操作的LonWorks网络。LonWorks技术是美国ECHELON公司1991年推出的局域操作网，具有完整的开发系统平台，包含所有设计、配置和支持控制网的元素，是先进的控制网络技术。
    LonWorks技术由以下三部分组成：MC143150或MC143120NEURON(神经元)芯片；LONTALK协议，执行ISO/OSI参考模型和提供全部七层服务；网络开发工具(LONBUILD)和节点开发工具(NODEBUILDER)。
    LonWorks网络最大的优点是其完全的开放性，其主要表现在：LonWorks所用的通信协议LONTALK提供ISO/OSI参考模型所定义的全部七层服务。LonWorks支持多种通信介质和任意自由拓扑网络结构。LonWorks支持的通信介质有双绞线、同轴电缆、光纤和无线微波等。LonWorks组网拓扑结构可以是任意形式，可以是星形、树枝形及网状形等，实现真正的点对点通信。可以这样假设：当一幢大楼面积较大，机电设备分散分布，如果仍旧采用传统的BA联网拓扑结构，那么实现现场DDC控制器通信链接(“手拉手”方式)的布线不仅繁杂，甚至有的受到现场环境影响无法布线。如果这是采用带LonWorks技术DDC，就可随现场情况任意选择通信网络拓扑结构，使系统组态灵活方便。但是任何事物都是，一分为二的，在工程设计中明显感到：LonWorks尽管在物理形式上可自由拓扑，但每个LonWorks节点需要链接到信道(Channel)上，这就必须进行网络分段(Segment)，在系统配置上必须增加路由器(Router)，带来的不足之处表现在：增加了系统的复杂程度，实际上在逻辑上增加了控制系统分级数，系统分级数越多，系统不可靠度值就越高，降低了系统稳定性。各厂商生产的元器件(如各类型传感器、控制器)只有而且必须插入固化有LONTALK协议的NEURON芯片，并按照LonWorks控制网络技术规定组成任意拓扑结构的真正的智能化网络。
    综上所述，从技术层面上讲，LonWorks技术给楼宇自控系统配置提供了又一选择，但目前受到各种条件限制LonWorks技术优势还未能完全发挥出来。
BA工程设计的关键
一个成功的BA工程必须具有两个要素：①系统应用稳定可靠，发生故障概率降到最低。②系统能提供精确的、量化的控制模式，为大楼能源控制提供可靠保证。为大楼安装BA系统的直接原因就是能实现大楼能源消耗大幅度降低以达到节省大楼营运成本的目的，这就要求BA系统整个控制过程尽可能精确。
一个控制系统主要由以下装置组成：①检测变送装置。将被控对象的被调参数检测出来，并将其转换成各类型的能量信号。②控制调节装置。将检测装置送来的被调参数信号与设定值相比较，当出现偏差时发出的控制信号到执行调节装置。③执行调节装置。根据控制调节装置(控制器)发来的控制信号调节阀们而改变调节参数的数值。
    以下几个条件直接影响到BA系统精确控制程度：1) 系统前端所测信号要准确，尤其是像温度这样的模拟信号必须尽可能准确。如何保证系统前端信号准确，将采取以下措施：①合理配置前端传感器数量。探测点数设置过少，则无法取得精确的前端信号；而前端传感器数量过多则易造成信号之间的耦合，也使系统成本增大。②正确选择传感器的位置。举例来说，安装于送风管道内的温度传感器，如果安装在靠近机组送风口处，则传感器检测到的温度值可能偏低；如果安装在离送风口较远，则传感器测得的温度值可能要高一些。这就必须根据风管的实际情况合理选择传感器的安装位置。2) 系统控制环节少、能提供丰富的控制计算软件。目前各BA厂商提供的DDC(直接数字控制器)，采用计算机数字输出信号去直接控制电动水阀的开度，而无需中间调节器；另外，DDC内含有丰富的计算控制程序，有比例(P)算法、比例积分(PI)算法和比例积分微分(PID)算法。由于不同的PID系数，被控对象生成不同的反应特性曲线。要求在工程设计和调试过程中正确进行软件组态，选择恰当的采样周期和控制函数，保证系统响应输出最优化，在系统控制精度和系统稳定度之间找到最佳平衡点。3) 保证阀门的“零”开度。各类电动水阀是BA系统主要执行机构，在空调运行控制过程中阀门开度是BA系统主要调节的内容。其中，保证阀门“零”开度是BA系统控制精度的重要保证。换句话说，选择正确流量特性和合适口径的电动水阀是BA系统的成功重要保证。电动调节水阀的流量特性是指空调水流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的函数关系。目前工程上常用的主要有直线流量特性、等百分比流量特性的电动水阀。单位行程变化所引起的相对流量变化与点的相对流量成正比关系的是等百分比流量特性水阀。该类型水阀可调范围相对较宽，比较适合具有自平衡能力的空调水系统，因此BA系统中大量应用的是等百分比流量特性的电动水阀。电动水阀的口径决定了阀门的调节精度。水阀口径选择过大，不仅增大投资成本，而且使阀门基本行程单位变大，导致阀门调节精度降低，达不到节能目的；水阀口径选择过小，往往会出现即使水阀全部打开系统也难以达到设定温度值，无法实现控制目标。
    楼宇自控系统将建筑电气设备与控制子系统(暖通空调系统、给排水系统、供配电系统和照明系统等)进行分散控制、集中监视和管理，实现一体化控制、检测和管理，创造舒适、安全的工作环境，以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常运行，取得最低的大楼运作成本。同时，通过优化控制提高管理水平，极大地方便了设备的操作与维修，减少管理和维护人员，达到节约能源和人力资源的目的。

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