近年來在不少城市中各種高層建筑不斷建起,，建筑內(nèi)的各種設(shè)備品種多分布廣如何搞好這些設(shè)備的運(yùn)行管理,，為客戶提供一個舒適的環(huán)境又能合理利用能源便于管理，降低運(yùn)行費(fèi)用是業(yè)主最為關(guān)心的,，因此不少大型建筑都設(shè)計了樓宇智能系統(tǒng)對樓宇中的設(shè)備進(jìn)行集中管理,。樓宇自動控制系統(tǒng)（BAS）其實(shí)質(zhì)就是現(xiàn)代計算機(jī)集散控制系統(tǒng)在現(xiàn)代化多功能建筑中的應(yīng)用,，它將建筑內(nèi)的各種設(shè)備如配電設(shè)備，給排水設(shè)備,，暖通設(shè)備等在各自的現(xiàn)場控制器控制下按預(yù)定的控制策略使各個系統(tǒng)相互協(xié)調(diào),，工作在最佳狀態(tài)下，達(dá)到節(jié)能,、舒適的效果,。BA 系統(tǒng)通常設(shè)有 1 至 2 個中央控制主站，在中央主站可以監(jiān)控各個被控設(shè)備的運(yùn)行情況和重要的運(yùn)行參數(shù),，記錄運(yùn)行狀態(tài)的歷史趨勢和設(shè)備的累計運(yùn)行時間,、報警類型和次數(shù)等，為設(shè)備管理分析制定維修計劃提供可靠依據(jù),。目前國外不少著名的公司如美國 HOneywell,，JOHOSOH 和西門子公司等都推出了一些專門樓宇智能控制系統(tǒng)。

　　這些系統(tǒng)雖然功能較強(qiáng),，但系統(tǒng)投資較大,。我們針對樓宇控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用了基于三菱現(xiàn)場總線 C-CLINK 技術(shù),，用可編程控制器（PLC）組成的集散型控制系統(tǒng),，具有運(yùn)行可靠，修改控制軟件簡單,，成本低等特點(diǎn),，中央站應(yīng)用亞控自動化軟件科技有限公司開發(fā)的組態(tài)王軟件，這是一種運(yùn)行在 Windows 95/NT 上的組態(tài)軟件,。具有多任務(wù),、多線程及良好的實(shí)時性，已運(yùn)用于電力、制冷,、化工,、機(jī)械制造、交通管理等多種工程領(lǐng)域,，構(gòu)造有效的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),。整套控制系統(tǒng)已成功地在浙江印刷廠新廠房中應(yīng)用，實(shí)踐證明該系統(tǒng)性能穩(wěn)定,，靈活,，非常適合在一些中小規(guī)模的智能建筑樓宇自控系統(tǒng)中使用。

　　二,，系統(tǒng)硬件構(gòu)成：

　?。ㄒ唬?CC-Link 簡介

　　CC-Link 是 CONTROL&COMMUNICATION LINK 的簡稱，它通過簡單的三芯屏蔽線,，提供 156KBPS 至 10MBPS 的通訊速率（視系統(tǒng)通訊距離而定）,，最大通訊距離可達(dá) 1200M（156KBPS 速率）。CC-Link 網(wǎng)絡(luò)上可掛的各種模塊（包括開關(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型的控制系統(tǒng),，并可大大簡化控制學(xué)系統(tǒng)的布線。

　?。ǘ?三菱 FX2n 系列可編程控制器簡介

　　三菱 FX2n 系列可編程控制器具有體積小,，運(yùn)行指令速度快（0.08us/ 基本指令）內(nèi)置 8K 步的 RAM 和時鐘，具有 PID 運(yùn)算指令,，是 FX 系列中性能最高的,， 并且擁有模擬量控制、系統(tǒng)通訊的各種特殊用途組件,，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的 PLC,。該系列 PLC 具有較強(qiáng)的通訊功能，可通過 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(tǒng),，通過 CC-Link 網(wǎng)絡(luò)可與主站交換數(shù)據(jù)，通過主站 PC 機(jī)對整個系統(tǒng)進(jìn)行集中管理監(jiān)視和控制,。

     （三） 整個系統(tǒng)的框圖如圖：

    　三,，系統(tǒng)功能和控制策略                                                                                              

　　（一）,、供配電系統(tǒng)：

　　安全、可靠供電是智能建筑正常運(yùn)行的先決條件,。本系統(tǒng)根據(jù)需要將電壓,、電流、功率因數(shù)和頻率傳感器將電壓、電流信號等統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成 4-20ma 信號送至現(xiàn)場控制器的 A/D 轉(zhuǎn)換模塊讀入控制器,，實(shí)現(xiàn)能量管理,。如配電系統(tǒng)采用先進(jìn)的微機(jī)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 的專用模塊代替 A/D 轉(zhuǎn)換器獲取電量數(shù)據(jù),，以提高精度和實(shí)時性,、降低成本。本系統(tǒng)還可并對重要回路開關(guān)開關(guān)狀態(tài)與變壓器的溫升情況進(jìn)行檢測,，監(jiān)視各種異常情況,。

　　（二）,、空調(diào)子系統(tǒng)

　　空調(diào)系統(tǒng)在建筑物中能源消耗最大,，約占 45%左右，樓宇自控系統(tǒng)在保證提供舒適環(huán)境的條件下盡量降低能耗,。根據(jù)杭州地區(qū)凍夏季換季時間不定且時間較長的氣候條件,，在冷凍機(jī)房設(shè)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,，使盤面標(biāo)準(zhǔn)化,、小型化，節(jié)省布線,。通過冷凍機(jī)房操作臺操作者可以直觀地監(jiān)視大樓內(nèi)各有關(guān)參數(shù)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，如換季時或設(shè)備檢修時切換至手動操作,，還可以通過本操作臺對各個設(shè)備有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,，使設(shè)備運(yùn)行在最佳狀態(tài)。

　　本系統(tǒng)由冷凍機(jī)組,、熱交換器和空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備三部分組成：

　　控制策略與功能

　　A．根據(jù)冷凍機(jī)組運(yùn)行要求對冷卻水泵,、空調(diào)水循環(huán)泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)及冷凍機(jī)組啟動停止順序進(jìn)行全自動,、半自動和手動進(jìn)行邏輯控制,。

　　B．根據(jù)空調(diào)供回水溫差和空調(diào)水流量計算即時的系統(tǒng)制冷或制熱量，實(shí)時顯示系統(tǒng)負(fù)荷率,，為冷凍機(jī)組,、熱交換器半自動或全自動的啟停和臺數(shù)控制提供依據(jù)。

　　C．本系統(tǒng)通過檢測空調(diào)供回水壓差并與設(shè)定值比較進(jìn)行 PID 運(yùn)算來調(diào)節(jié)旁通閥以實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)流量恒定,。

　　D．通過檢測冷卻水的溫度來控制冷卻風(fēng)機(jī)的啟停和臺數(shù)控制,，以保證冷水機(jī)組冷媒壓力在一定的范圍內(nèi)，并可達(dá)到節(jié)能的目的。

　　E．空調(diào)系統(tǒng)末端由空調(diào)機(jī)和分散的風(fēng)機(jī)盤管組成,?？照{(diào)機(jī)為現(xiàn)場申請或由時間程序控制開關(guān)，并根據(jù)印刷車間工藝要求的室溫采用 PID 算法控制空調(diào)機(jī)水閥開度,；空調(diào)機(jī)組運(yùn)行時間可根據(jù)季節(jié)程序設(shè)定,。還可實(shí)現(xiàn)空調(diào)機(jī)累計運(yùn)行時間；空氣濾網(wǎng)淤塞報警,；夜間換風(fēng)和防凍運(yùn)行等功能,。

　　F. 對各車間的空調(diào)機(jī)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(diào)供回水溫差,，Q 為空調(diào)機(jī)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測量流量，在正常流量時其測量誤差小于 5 %,，已能滿足工廠成本核算的精度要求,。

　　G．冬季運(yùn)行時，臺數(shù)控制按冬季程序執(zhí)行,，同時熱交換器蒸汽閥與空調(diào)水泵連動,，其余功能同夏季。

　?。ㄈ?、鍋爐和給排水控制子系統(tǒng)：

　　本子系統(tǒng)對鍋爐運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測，對鍋爐的輔機(jī)進(jìn)行控制,，對生活水箱,、消防水箱、集水坑的水位進(jìn)行監(jiān)測,，高低水位報警,；進(jìn)水量檢測，并根據(jù)設(shè)定值對相應(yīng)水泵進(jìn)行自動啟?？刂?，也可由 BA 中心遙控或現(xiàn)場手動控制。

　　控制策略和功能

　　A. 本系統(tǒng)對燃油鍋爐的運(yùn)行參數(shù),，如蒸汽壓力,、溫度、鍋爐水位,、煙道溫度等進(jìn)行監(jiān)測,，,；對鍋爐系統(tǒng)的輔助設(shè)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現(xiàn)場智能操作臺進(jìn)行監(jiān)控,，通過操作臺也可設(shè)置運(yùn)行參數(shù),。

　　B. 對各水箱液位連續(xù)變化在 BA 中心屏幕上動態(tài)顯示，并根據(jù)生活水箱水位控制相應(yīng)水泵,。

　　C. 根據(jù)污水池水位控制污水泵的啟停,。在現(xiàn)場監(jiān)控站和主站上顯示，通過軟件判斷污水泵的狀態(tài) / 故障和啟 / 停水泵,。

　　D. 根據(jù)脈沖水表計量工廠日,、月度用水量， 供大樓管理系統(tǒng)作能耗依據(jù),，及時發(fā)現(xiàn)不正常用水量的情況,。

　　E. 提供給排水系統(tǒng)設(shè)備累計運(yùn)行時間，設(shè)備狀態(tài),，制定設(shè)備保養(yǎng)維修計劃和水池清洗計劃,。

　　（四）,、照明控制子系統(tǒng)：

　　照明系統(tǒng)點(diǎn)多面廣,，在智能建筑中僅次于空調(diào)系統(tǒng)。能有效加以控制節(jié)能意義較大,。

　　控制策略和功能

　　A. 公共照明按時間自動開關(guān),，在關(guān)燈時間內(nèi)，可手動申請開燈,。

　　B. 節(jié)日,、泛光照明可在任意時間內(nèi)定時開關(guān)，也可手動開燈后定時關(guān)燈,。

　　C．可與保安服務(wù)系統(tǒng)聯(lián)動,，當(dāng)保安系統(tǒng)偵得非法入侵時開啟相應(yīng)區(qū)域照明，以利于攝像及掌握入侵者情況,。

　　四,、系統(tǒng)軟件部分

　　由于樓宇控制系統(tǒng)中控制點(diǎn)數(shù)較多，為提高編程的效率,，詳細(xì)制定 PLC 內(nèi)部元件的用途很重要,，我們根據(jù)實(shí)際被控設(shè)備制定了如下 PLC 內(nèi)部參數(shù)表（部分）

　　2F PLC 32CCL 設(shè)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(jù)上述詳細(xì)的內(nèi)部參數(shù)表及功能要求,，即可畫出梯形圖編制 PLC 程序，同時制定中央站組態(tài)王監(jiān)控軟件的數(shù)據(jù)詞典,，根據(jù)數(shù)據(jù)的類型和特點(diǎn)進(jìn)行動畫連接,，達(dá)到對設(shè)備的實(shí)時監(jiān)測和控制。

　　應(yīng)用 CC-Link 現(xiàn)場總線系統(tǒng)擴(kuò)充點(diǎn)數(shù)靈活的特點(diǎn),，本系統(tǒng)還可根據(jù)需求采用脈沖電度表和脈沖熱水表對電量和對建筑物內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)量進(jìn)行計量,，可以較低的成本達(dá)到滿意的精度，大大提高智能大樓管理的水平,。