樓宇自動化技術論文(2)
樓宇自動化技術論文篇二
樓宇自動化技術在醫院建筑的應用
中圖分類號：TU74
智能建筑(ABS)系統之一的樓宇自動化系統(ABS)對大樓的水電暖通等機電設備進行集中的監控和管理已日益成為現代建筑中必不可少的配置。它被列為智能建筑的重要組成部分目前在我國發展迅速。醫院作為一個有特定要求的智能化建筑,其智能化程度對整個醫院的影響極為深遠,將醫院建成一個科學化管理的現代智能建筑勢在必行。由于醫院中大量設備的應用使其電力負荷遠遠大于普通建筑物,所以一個高質量的樓宇自控系統是智能化醫院建設中必不可少的組成部分。樓宇自動化控制系統就是對建筑物內的各種機電設施進行全面的計算機監控管理,如空調制冷系統、給排水系統、變配電系統、照明系統、電梯、消防、安全防范系統等通過對各個子系統進行監控、控制、信息記錄,實現分散節能控制和集中科學管理,為建筑物用戶提供良好的工作環境,為建筑物的管理者提供方便的管理手段,減少建筑物的能耗并降低管理成本。
一、樓宇自動化系統體系
目前，樓宇自動化系統主要是采用一種集散式自控方式，也就是該系統對受控設備能夠進行分散式控制，集中式管理。它主要由中央管理機(可能有多個工作站)、現場直接數字控制器以及傳感器、變送器、執行元件和設備所組成。LonMark 和BACnet是國際上目前常用兩種開放式標準。
LonMark標準是實時控制域方面，為建筑物自控系統中傳感器與執行器之間的網絡化，實現互操作性產品制定的標準;是控制現場傳感器與執行器之間實現互操作的網絡標準。因此，適合智能型大樓中HVAC、電力供應、照明系統、消防系統、保安系統之間進行通訊、互操作，此時，LonMark可以提供一種較為經濟的方法，因為該協議對這種類型的運用效果最佳。
BACnet標準是信息管理域方面為實現不同的系統互聯而制定的標準。BACnet比LonMark的數據通訊量更大，過程處理、組織處理能力更強大。適于大型智能建筑。在實時控制域方面，尤其在設備控制適于采用LonMark標準，而在信息管理域方面、在上層網之間互聯方面，適用BACnet標準。這二者之間不是競爭而是互補。
樓宇自動化系統一般由下列部分組成：
中央操作站：中央操作站是監控系統的中心，包括計算機、顯示器、打印機。中央操作站運行主監控程序，提供操作人員與監控系統的人機界面，執行系統監控功能和控制網絡管理功能。
智能控制節點：智能控制節點是直接執行設備監控功能的基本控制部件，提供各種模擬量、開關量、數字量輸入輸出，可直接或通過變送器與各種傳感器、執行器相連。執行對各種監控點的監測控制。智能控制節點根據控制系統現場組網的要求可配置不同的通信收發器(雙絞線、電源線、無線等)。
通信適配器：通信適配器是由控制節點組成的現場總線網絡與主控計算機之間的通信接口部件。它的主要功能是實現網絡與計算機通信接口之間連接。
路由器：路由器是控制網絡中不同通信信道之間的連接部件，在網絡中子網節點超過一定數量時采用。
軟件：一般包括主監控軟件，它是操作人員與系統之間的人機界面，執行對系統的監測控制管理功能;節點監控軟件，直接執行對監控點的監控管理功能;網絡維護管理軟件，執行控制網絡的安裝、診斷、維護和管理功能。
二、目前成熟的系統功能分析
1、給排水子系統：
生活給水、排水系統的監控主要是對高、中區生活變頻給水泵、蓄水池的監控。使用中可以根據水壓、流量變化控制變頻給水泵啟動臺數。在系統小流量運行時變頻控制水泵以保證系統平穩運行。變頻給水泵組可以根據隨機順序啟動使各水泵均處于正常使用狀態。系統一般在排水系統中監監測集水坑的高低水位。根據集水坑水位自動控制排污水泵啟/停。消防泵、噴淋泵根據火災報警系統進行控制及運行狀態監測和故障報警。
2、冷凍水及冷卻水系統自動控制
冷水機組內部設備一般由冷水機組供應商提供，機組自動控制系統控制冷劑循環量、控制液位、蒸發壓力調節、吸氣壓力調節、冷凝壓力調節、能量調節等，冷水機組供應商也可提供多臺冷水機組自動控制盤組成的自動控制網絡和數據通信總線接口，可直接與建筑設備監控系統交換數據，包括電動機(或變速電動機)、壓縮機、蒸發器、冷凝器等各種運行參數和工藝參數;冷凍水及冷卻水系統的外部水路水力穩定控制及各個設備順序控制，由建筑設備監控系統控制器完成，根據監控點(DI、DO、AI、AO)配置控制器。在控制中做到：①：冷卻塔、電動蝶閥、冷卻水泵、冷凍水泵、冷水機設備啟停順序控制及連鎖控制;②冷凍水供水壓差恒定控制(冷凍水旁通閥壓差恒定控制，冷凍水變頻泵壓差恒定控制);③備用泵轉換控制，冷卻塔風機啟停控制，冷水機低流量保護;④：旁通閥控制(與冷凍水變頻泵控制系統聯合應用)達到節能控制;根據冷量需求進行冷水機運行臺數控制。
3、熱力系統自動控制
熱水系統的熱水送水溫度保持在設定值范圍和熱水供水回水壓差穩定由建筑設備監控系統控制器完成。在控制中做到：①熱水側電動蝶閥、熱水泵、熱源側調節閥的啟停控制。②熱水送水水溫比例積分控制，熱水供水壓差恒定比例積分控制(熱水旁通閥壓差恒定控制，熱水變頻泵壓差恒定控制③備用泵轉換控制。④熱水側配置溫度高限控制器，熱源側配置安全閥進行安全控制。應用熱力系統統自動控制系統在運行管理中還能完成熱水回水流量：瞬時值測量、累計值計算、自動顯示、極限值報警、歷史數據記錄、打印、趨勢圖。熱量計算：根據熱水供回水溫差及流量瞬時值計算熱量和累計熱量消耗。根據設在熱水供、回水管道上的壓力變送器測量值，計算壓差，調節旁通閥開度(通常為蝶閥)或熱水泵變頻器頻率以改變水泵轉速，維持供回水壓差在設定值范圍(閉式系統100kPa～400kPa)。
4、照明控制系統
智能照明節能是日前建筑中廣泛采用的一種力法。在醫院建筑中，其照明用電量是相當可觀的，所以對照明用電必須進行控制。照明節能控制力法容易實現，且系統可靠。照明節能很重要的節能效果體現在燈具配置以及對燈具的智能控制照明的智能控制主要有兩種力式:一種是利用樓宇控制系統對大樓內的照明進行控制，可以按時間設定控制，也可用照度信號進行控制。另一種是選用分布式照明控制系統。通過網絡與樓宇控制系統實現互聯，對照明節能進行管理，雖然增加了投資，但與照明能耗的降低率相比，還是合算的。
三、結束語
隨著樓宇自動化系統在醫院機電設備管理中的應用， 醫院將變得更舒適， 醫療更安全， 病人出入更方便。智能化醫院建筑已在城市醫院改擴新建項目中得以體現，已成為醫院建筑的重要組成部分。每幢智能建筑的智能化程度可以各有不同，這要根據使用需要、投資力度、經濟效益和工作效率等多方面因素確定。建筑智能化系統工程設計的指導思想應從使用功能的實際需要出發，不能脫離實際地追求高標準成技術。作為醫院的管理者、建設者在引進智能化工作中，務必保持清醒頭腦，且不能脫離自身發展的實際情況，盲目追求高精尖設備和技術，而應重點考慮智能化建筑在醫院建筑中的科學性、先進性和系統的開放性、可靠性以及系統的可持續發展性，力求在工程設計前期進行系統的論證和調研，從而把醫院建筑建設成為符合時代發展的智能化醫院建筑。
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