Honeywell樓宇自控系統(tǒng)的應(yīng)用論文

1、Honeywell樓宇自控系統(tǒng)的應(yīng)用論文Honeywell樓宇自控系統(tǒng)的應(yīng)用論文摘要：建設(shè)銀行天津市分行新營業(yè)大樓(簡稱天津建行大廈)業(yè) 已建成，即將投人使用。天津建行大廈采用樓宇自控系統(tǒng)，對大廈 內(nèi)使用的冷凍機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組及公共照明進(jìn)行以計算機(jī) 系統(tǒng)為主的自動化控制，大廈內(nèi)還釆用了結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)，對 提高大廈的使用功能、節(jié)省能源、提高經(jīng)濟(jì)效益必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影 響。天津建行大廈稱得上是一座現(xiàn)代化智能大廈。關(guān)鍵詞：樓宇自控，系統(tǒng)，應(yīng)用一、Exeel5000樓宇自控系統(tǒng)簡介Excel5000是Honeywell公司于1994年推出的全新的建筑物自 動化系統(tǒng)。首先它采用了共享總線型網(wǎng)絡(luò)

2、拓樸結(jié)構(gòu)，把分布在大廈 內(nèi)不同部位的控制分站用一條普通雙絞線(總線)互聯(lián)，形成集散式 控制，通信速率高達(dá)IMbpSo分站設(shè)在被控設(shè)備附近，成為現(xiàn)場工 作站。每個分站均采用微機(jī)，實現(xiàn)全部控制功能，其工作狀態(tài)與中 央站無關(guān)。分站直接掛在總線上，實現(xiàn)與中央站之間的數(shù)據(jù)通信和 分站之間的數(shù)據(jù)通信。現(xiàn)場控制器是分散控制分站，中央站與分站 可以直接通信。天津建行大廈所采用的大型控制器(xL500)和中型控 制器(xLlOOB)配有安裝式操作終端(xI5sl)和桌面式操作終端 (xI582),并配以現(xiàn)場操作軟件包(XI584)和工具軟件包(CARE及 LiveCARE)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試和程序修改等操作。其次它采

3、用了分級分布式系統(tǒng)，構(gòu)成開放式局域網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 分為三層，最上層為信息域的干線，采用總線型以太網(wǎng)絡(luò)(或令牌環(huán) 網(wǎng))，以roMbPs的速率把多個工作站連接起來，實現(xiàn)共享資源以及 各工作站之間的通信;第二層為控制域的干線，構(gòu)成集散控制的分站 總線，以IMbPs的速率把控制器(分站)連接起來;第三層為分散的微 型控制器（子站）互聯(lián)使用的子站總線，子站總線通過子站連接器與 分站總線連接在一起。再次，Excel5000還具有產(chǎn)品的向上兼容性，所有的Honeywell 公司的產(chǎn)品均可納人ExeelSOOO網(wǎng)絡(luò)中，同時ExcelSOOO支持結(jié)構(gòu) 化綜合布線系統(tǒng)。事實上，天津建行大廈樓宇自控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)采

4、用了結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)，并由北京德達(dá)數(shù)據(jù)系統(tǒng)公司負(fù)責(zé)安裝調(diào) 試，它綜合了大廈內(nèi)幾乎所有的弱電系統(tǒng)，為大廈提供了一個投資 合理又擁有高效率的便利的信息高速通路。二、Excel5000 基本型建筑物自動化系統(tǒng)根據(jù)天津建行大廈內(nèi)設(shè)備的功能及其使用范圍，大廈樓宇自控系 統(tǒng)采用的是ExeelBuildingsu-pervisor （XBS） 一基木型建筑物自動 化系統(tǒng)。XBS系統(tǒng)最多可控制36000點，它是以空調(diào)制冷、電器設(shè) 備為控制對象的建筑物自動化系統(tǒng)，XBS系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩 部分組成。1. 硬件的組成中央站：中央控制主機(jī)為DELLPentiuml33PC機(jī)（硬盤為IGB,內(nèi) 存為SMB）。此

5、時，中央站可稱為XBSServer,分站總線接口卡 XPC500可連接一條C US,最多為3臺XPC500o分站:xL系列直接數(shù)字控制器（DDC）可直接掛在C多US上。（一）xLlooB中型控制器（36點）這是一臺有12個通用輸人控制點、12個數(shù)字量控制點和12個 通用輸出控制點的控制器，微處理器芯片為Intel80C188> RAM128KB、05EPR0M5 ZKB,并裝有先進(jìn)的快可擦存儲器 FlashMemol28/256KB（/b硬盤）作為控制器數(shù)據(jù)庫，供用戶在現(xiàn)場調(diào) 試編程使用。該控制器適用于大廈內(nèi)新風(fēng)機(jī)組，空調(diào)機(jī)組及公共照明，大廈主 樓為30層，每2層使用一個XLlooB控制

6、器，再加上裙房空調(diào)機(jī)組、 大廳照明、樓外泛光照明等，共使用了 21個XL100B控制器。這些 控制器配有一臺便攜式手操器(XI582AH),在現(xiàn)場完成編程和調(diào)試等 操作。(2) XL500大型控制器(最多128點)這是一臺采用可插拔式的功能模塊組合型大型控制器，用于冷凍 機(jī)組、變電站等設(shè)備比較集中的地方。根據(jù)控制對象不同類型控制 點進(jìn)行不同點數(shù)的組合，以使控制器能最有效地利用其控制點和控 制功能。XL500的電腦模塊為XL5010,配置與XL100B基本相同。每 臺控制器最多可裝有18個功能模塊：1個控制模塊(XLS010)、1個電 源模塊(XP502)、16 個輸人/輸出模塊(xr521A&

7、gt; xr523A、XF522A> XF524A 等)o(3) 繼電器模塊MCE3由于XL1OOB數(shù)字量輸出功率很小(尤其是在工作電壓受到限制 時)，所以需要用繼電器來完成實際的輸出控制功能。MCE3是一組 由三個繼電器組成的模塊，可供三個數(shù)字量輸出(DO)來使用。其中 K1和KZ兩個繼電器各有1個單刀雙擲(轉(zhuǎn)換)接點，而K3繼電器只 有一個單刀單擲(常開)接點。KI、KZ、K3每個接點的容量為240V、 ZAo(4) 傳感器和執(zhí)行器為了滿足樓宇自控系統(tǒng)的控制功能，現(xiàn)場設(shè)備附近安裝了許多傳 感器和執(zhí)行器，用于采集控制參數(shù)，達(dá)到自動控制的目的。傳感器 負(fù)責(zé)將現(xiàn)場的物理參數(shù)轉(zhuǎn)換成控制點信號

8、傳送到上一層控制器，如 空調(diào)系統(tǒng)的傳感器包括溫濕度傳感器，壓差傳感器、流量傳感器等; 執(zhí)行器負(fù)責(zé)將控制器傳送來的控制信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的物理動作，如 新風(fēng)機(jī)組的水門執(zhí)行器、風(fēng)門執(zhí)行器等。綜上所述，可把XBS系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)分為三個層次。第一層：由傳感器和執(zhí)行器構(gòu)成，用于采集控制參數(shù)，并將控制 信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的物理動作，它們是組成樓宇自控系統(tǒng)最基本的要 素。第二層：由分布于各控制區(qū)域內(nèi)的分布式微處理器構(gòu)成，主要負(fù) 責(zé)收集控制信號，并根據(jù)現(xiàn)場狀況向執(zhí)行器發(fā)送相應(yīng)的控制指令， 同時負(fù)責(zé)將本區(qū)域內(nèi)的控制信號向上層傳輸。實現(xiàn)功能為控制點的 信號處理、直接數(shù)字控制(DDC)和時間調(diào)度等。第三層：由DELLPC機(jī)組

9、成的控制中心構(gòu)成，進(jìn)行大范圍控制管理, 實現(xiàn)功能為原始數(shù)據(jù)的采集、整理和記錄，控制順序設(shè)計、圖形化 控制狀態(tài)的顯示等程序化功能。2. 軟件的組成(1) 操作系統(tǒng)控制中心由DELLPC機(jī)構(gòu)成，該PC機(jī)上安裝了 D0S6. 22操作系統(tǒng)、 WindowS3. 11 視窗軟件包、XBs 軟件包、Mierografxnesigner 圖形 制作軟件包、MierosoftExeel4. 0制表軟件包。(2) 應(yīng)用軟件XBS軟件是屬于第三代集散系統(tǒng)(TDS)技術(shù)的最新圖形化軟件， 它運用窗口技術(shù)，操作完全圖形化，內(nèi)容豐富、直觀，畫面響應(yīng)速 度快，選用智能顯示技術(shù)，完全實現(xiàn)了 CRT化操作。ExeelCAR

10、E和 LiveCARE軟件包是一組圖形化工具，用戶可非常方便地編制控制系 統(tǒng)中各個DDC控制器上使用的應(yīng)用程序。CARE軟件用來檢查控制方 法和開關(guān)邏輯，以便建立多種控制文件和系統(tǒng)設(shè)備的匯總表。 LiveCARE軟件用于現(xiàn)場調(diào)試各種DDC控制器的控制動作，以檢查程 序設(shè)計的正確性，協(xié)助系統(tǒng)的啟動與開通。 CARE和LivecARE軟件的功能。主要有:繪制控制系統(tǒng)原理圖； 運籌控制方法;設(shè)置開關(guān)邏輯；確定時間邏輯;提供各種算法；建立控 制文件;控制程序仿真。 CARE軟件編制應(yīng)用程序的.方法。在CARE軟件中，儲存了大 量控制規(guī)則，實際上是自動控制技術(shù)中的“專家控制”，形成標(biāo)準(zhǔn) 化并可以立即付諸

11、使用的各種應(yīng)用程序。對以上標(biāo)準(zhǔn)化程序作相應(yīng) 的修改，以滿足用戶的設(shè)計要求。為減少設(shè)計應(yīng)用程序的工作量，提供一系列應(yīng)用程序子模塊作為 參考，這些子模塊可分為以下幾類：輸出模塊:用于提供模擬控制和數(shù)字控制，通常與機(jī)械設(shè)備接口, 如風(fēng)門、水門、風(fēng)機(jī)、水泵、照明開關(guān)等?？刂品桨改K:用于提供 控制信號輸出，控制方案包括順序、串級控制，比例積分微分(PID) 控制等。超馳模塊:用于提供超馳控制，特定的超馳模塊包括用于節(jié)能模 式、濕度超馳模式等。單獨運作模塊:用于提供靜壓控制、流量控制、濕度控制等。這 些模塊均有內(nèi)置的特定的功能。通用模塊:用于提供一般功能，如手動開關(guān)、監(jiān)控點設(shè)定和調(diào)整 等。 應(yīng)用過程。首

12、先用鼠標(biāo)單擊，調(diào)出控制示意圖。將軟件中有關(guān) 控制文件的各種圖素拼出所需要的完整的控制圖形。完成制圖后， 可由兩種途徑將控制要求確定下來。a.控制方法一以PID為主體的連續(xù)控制。根據(jù)現(xiàn)場條件、運算結(jié) 果、時間程序等原則，按照模擬點、數(shù)字點或軟件點來決定控制方 法。CARE數(shù)據(jù)庫提供有控制圖標(biāo)(icon)側(cè)條的工作區(qū)來完成控制方 法的設(shè)置，這些圖標(biāo)側(cè)條如下。Min:在模擬輸人中選取最低值。Max:在模擬輸人中選取最高值。+ ：把所有模擬輸人值相加。一:求岀模擬輸入值之間的差值。AVR:計算出模擬輸人值的平均值。PID:使某模擬輸出值以兩個模擬值(一個是控制變量，一個是參 考值)來作PID控制。CA

13、S:串級控制，其作用是使一個P1控制器的作用具有主控制器 和串級控制器的功能。RAP：超時后的室溫變化極限（“ramn”功能）。MAT:以數(shù)學(xué)方法編輯器對另外的控制圖標(biāo)修正其輸人。CYC:完成間隙運作。zEB:對加熱、制冷及零能帶決定其設(shè)定值，以保持預(yù)先設(shè)定的舒 適區(qū)間。b.開關(guān)邏輯一以時間和狀態(tài)為轉(zhuǎn)移條件的順序控制。在要求開關(guān) 控制時，CARE提供一個邏輯表完成開關(guān)邏輯，以設(shè)定控制器輸出狀 態(tài)。當(dāng)前應(yīng)用的開關(guān)條件出現(xiàn)時，控制器會傳輸一個編程信號給一 個相應(yīng)的輸出，即根據(jù)某種情況賦“真”、“偽”二值之一給某一 輸出，開關(guān)邏輯比控制方法有更高的優(yōu)先級別。例如，如果“控制 方法”決定一臺新風(fēng)機(jī)應(yīng)該

14、啟動，但是“開關(guān)邏輯”此時認(rèn)為這臺 新風(fēng)機(jī)不能運轉(zhuǎn)，那么最終結(jié)果是這臺新風(fēng)機(jī)不能啟動。 時間功能。CARE軟件還提供時間表控制，決定設(shè)備以工作日、 休息H乃至年度的時間設(shè)定的工作。這對新風(fēng)機(jī)控制、照明控制非 常方便。時間功能也是和開關(guān)邏輯、控制方法集成在一起，用于對 被控制設(shè)備進(jìn)行全盤考慮的。 數(shù)學(xué)編輯器。當(dāng)一個控制結(jié)果并非來自一個熟悉控制器的某一 點而需要更多的點參與時，就可以用數(shù)學(xué)編輯器來進(jìn)行數(shù)學(xué)計算協(xié) 助得出結(jié)果。LiveCARE是一個軟件包，以檢查某控制器的控制方法和開關(guān)邏輯是否滿足實際情況并符合用戶的需要。這在直 接數(shù)字控制投人實際運行前是非常必要的，它在設(shè)計與現(xiàn)場實現(xiàn)之 間起到溝通

15、的作用。在視窗環(huán)境下，用戶應(yīng)用LiveCARE可以監(jiān)視、 固定硬件和軟件點，觀察和改變控制參數(shù)，也可以觀察硬件和軟件 點被賦與的用戶地址。三、控制功能和范圍根據(jù)回風(fēng)溫度或室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)冷水閥、熱水閥的開度，以達(dá)到控 制溫度的目的?？刂普f明如下：(1) 根據(jù)回風(fēng)溫度RaTemp和PID,調(diào)節(jié)水閥Htcwlv,保持回風(fēng)溫 度為設(shè)定溫度(Tset20°C),調(diào)節(jié)精度為土 1. 0°C。(2) 根據(jù)室外新風(fēng)溫度、新風(fēng)濕度，計算室外繪值。根據(jù)繪值控 制新風(fēng)門、回風(fēng)門。新風(fēng)門、回風(fēng)門相互聯(lián)鎖。(3) 在冬季，當(dāng)風(fēng)機(jī)盤管溫度低于5°C時，防凍報警，風(fēng)機(jī)停止 運行，新風(fēng)門關(guān)至8%,

16、水閥開至35%。(4) 在冬季，當(dāng)新風(fēng)溫度低于5°C時，根據(jù)預(yù)熱溫度Tl、PID,調(diào) 節(jié)蒸氣閥，保證進(jìn)風(fēng)溫度高于5°C。(5) 過濾網(wǎng)兩側(cè)壓差達(dá)到一定值時，過濾網(wǎng)有堵塞報警。6. 新風(fēng)機(jī)組控制新風(fēng)機(jī)組控制原理與空調(diào)機(jī)組基木相同，但比空調(diào)機(jī)組簡單。7. 熱風(fēng)幕控制為了隔離大廈內(nèi)外溫度，保持大廈內(nèi)的溫度不受外界溫度影響， 對大廈正門和營業(yè)廳大門兩處的熱風(fēng)幕進(jìn)行啟停控制。8. 電力測量電力測量主要是監(jiān)測大廈變電站變壓器的運行狀態(tài)，測量電網(wǎng)電 流、功率因數(shù)和A. B. C.三相電壓。并計劃在此基礎(chǔ)上計算電量，即 根據(jù)電流、電壓及有功功率，計算出大廈每天的耗電量以及累計耗 電量。9.

17、 公共照明控制所謂公共照明控制是指根據(jù)照明環(huán)境的實際需要定時開關(guān)上述公 共區(qū)域照明。大廈內(nèi)每個照明區(qū)域有兩路控制線路，即主路和副路。 主路控制照明區(qū)域的絕大部分燈;副路則控制照明區(qū)域的少數(shù)燈，即 夜間巡更燈。通過對公共照明控制可以降低電能消耗，延長燈泡使 用壽命，減少員工勞動強(qiáng)度。大廈外裝飾性照明一般為傍晚開、深 夜關(guān)?？梢愿鶕?jù)季節(jié)變化，通過軟件調(diào)整開關(guān)時間;還可以根據(jù)實際 需要縮短或延長照明時間。為了便于對樓宇自控系統(tǒng)的管理，大廈 平面簡圖己被輸人到計算機(jī)內(nèi)，樓宇自控系統(tǒng)的功能、類型和范圍, 也都以圖形或文字的形式描繪在平面圖一。這些圖形文件與控制對 象一一對應(yīng)，前后呼應(yīng)，成為我們自行開發(fā)的樓宇自控系統(tǒng)輔助管 理軟件。通過這些輔助管理軟件，可以迅速準(zhǔn)確地了解大廈動力設(shè) 備的基木情況，掌握樓宇自控系統(tǒng)的控制功能和范圍，用最快最簡 捷的方