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

建筑樓宇智能化實訓室BA操作臺的研發與設計

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境而正在尋找創建完美室內環境的方法，他們越來越注重于通過優化控制提高管理水平和環境質量的可調性。智能建筑向人們提供全面的、高質量的、快捷的綜合服務功能，它是現代高科技的結晶，是建筑藝術與信息技術完美的結合。樓宇自控系統(Building Automation System，簡稱BAS)是智能大廈的一個重要的組成部分。它的監控范圍通常包括空調系統、送排風系統、給排水系統、變配電系統、照明系統、電梯系統等。
當前隨著建筑物的規模增大和標準提高，建筑內需要安裝的機電設備數量也急劇增加，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，就地監測和操作將占用大量人力資源，有時幾乎難以實現。如采用樓宇自控系統，利用現代的計算機技術和網絡系統，實現對所有機電設備的集中管理和自動監測，就能確保樓內所有機電設備的安全運行，同時提高大樓內人員的舒適感和工作效率。
實訓中心BA實訓室開發就是應目前這種應用形式而設計的一個模擬BA系統操作臺來實現樓宇監控系統各子系統的模擬監控，從而實現培訓學員對BA各子系統的熟悉、實現對BA系統的操作、調試。從而掌握整個BA系統的控制。
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系統的MEC200系列控制器來實現模擬演示板上各BA子系統的監控。此次模擬臺的BA控制系統主要由空調系統、給排水系統、變配電系統組成。
1.各系統具體設計及實現的操作功能
（1）空調系統
第一個系統為空調系統，空調系統是BA控制系統中最主要的監控對象，所以在BA培訓中也應該是最主要的培訓內容，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的原理，理解一般空調中的監控點位，熟悉一般空調中BA監控末端設備等。首先BA系統用（印刷模擬板）彩色紙打印出一個典型的空調機組結構圖，圖形象的表現了一個典型空調系統的整個結構和功能，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

模擬系統具體實現功能：在預定時間程序下控制空調機組的啟停，可根據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)。
根據系統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；冬季來調節水閥開度當送風溫度低于設定值時開啟電加熱控制來調節送風溫度以滿足控制區域內溫度的要求，同時節約能源。
根據系統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，所以溫濕的調節控制將通過軟件改變設定值來達到模擬運行的效果。
狀態監測：通過撥動開關模擬啟動風機運行狀態信號(DI)；通過空調控制柜的手自動切換開關監測風機的手自動狀態信號(DI)；通過安裝壓差開關，監測初效過濾網兩側壓差，根據設定值產生阻塞報警信號，提示清洗過濾網，提高過濾效率。一般壓差設定值為20-300Pa，可調報警范圍(DI)。
具體空調系統監控點通過以下設備來實現：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（采用風閥驅動器實物）、回風閥控制（風閥驅動器實物）、冷水盤管閥門驅動器控制（閥門驅動器實物）、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）；數字輸入點(DI)壓差開關（壓差開關實物）、風機運行狀態（繼電器觸點、并拌以實物小風扇演示）、手自動狀態（繼電器觸點）、故障狀態（熱繼電器觸點）；數字輸出點(DO)風機啟停（繼電器觸點）。
（2）給排水系統
第二個系統為給排水系統，給水系統主要演示將生活水池的水通過水泵打向屋頂水箱的過程，同時根據屋頂水箱的水位來控制水泵的啟停，排水系統主要演示將污水池的水排出的過程（根據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的控制原理和監控點位。針對此系統設計出一個典型的給排水結構圖，方便對學員的教學和教師的講解。給水系統監控以下點：DI泵運行狀態（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），排水系統監控以下點：DI泵運行狀態（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

模擬系統具體實現功能：通過撥動開關學員可以模擬高低液位狀態到DDC控制器，從而DDC處理器根據監測到的液位狀態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
第三個系統為變配電系統，變配電系統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監視變配電的方法。監視的點位：系統需要監測的電流、電壓值。系統選用MULTITEK電壓變送器（M100-VL3）、電流變送器（M100-AL3）來實現參數監測。
模擬系統具體實現功能：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的監測有一定的了解，同時熟悉一般變配電系統所用到的電流、電壓表的具體接線。
在變配電系統中一般通過電流互感器將回路中要測量的電流值轉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測的電流值（I=24/R，0＜I＜5A）。
具體如圖3 所示。

圖3

2.系統設計的主要接線圖
以上三個系統的監控點通過DDC控制器MEC200來實現控制。具體接線圖如圖4所示：

圖4

BA系統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	K6	電加熱控制
K2	風機手自動運行狀態	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	濾網壓差
K5	生活泵啟停控制

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的具體設計思路及其實現功能，從而進一步明確BA系統的控制原理，達到實訓的基本目的。

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