数字化国标建筑设备监控系统作用综述Word文档下载推荐.docx
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系统对电力设备采用监测的方式，对高低压配电柜、干式变压器、紧急发电机、各设备的状态及相关电力参数进行监测，有效容量控制、停复电自动切换控制、负荷投入的控制及报警等。
（2）照明控制。
对楼宇景观照明、公共区域分组照明等进行状态监视、时序控制、光强与照度调节、故障报警。
4.电梯设备的监控
客梯、货梯、消防梯等的楼宇电梯的启停控制、运转状态、紧急状况及故障报警监测。
（二）建筑设备监控系统的标准
目前智能建筑中建筑设备监控系统包容的设备和子系统既多又复杂，同时不同厂商提供了不同的产品和支持系统，其通讯协议不同，造成通讯速率、编码格式、同步方式、通讯规程各不相同，因而使这些产品实现操作和系统的联调很困难。
如果系统中各种设备及子系统不进行互联而独立运作，则不能进行一体化协调运作，导致管理效率低、维修困难、扩展维护费用高。
智能建筑的和管理者迫切需要降低投入和提高效率。
要使智能建筑的各子系统集成在一起，实现系统的设备集成和互操作，必须采取有效的方法，也即必须使系统具有真正的开放性。
它具有两个要求：
（1）所有厂商必须共同遵守系统的技术标准和规范；
（2）同样功能的部件虽由不同厂家生产，但可以互相替换，可互操作。
目前国际上常用的两种开放式标准是LONMARK标准和BACnet标准。
这两种标准在我国也得到了应用。
1.LONMARK标准
LONMARK标准是以LonWorks技术为基础的一套标准。
LonWorks技术由美国Echelon公司20世纪90年代开发推出。
LonWorks技术实际上是一种测控网技术，这种网络不同于局域网，更确切地说是一种工控网技术，也叫现场总线技术。
它方便地实现现场传感器、执行器、仪表等的联网，传输数据量较小的检测信息、状态和控制信息。
Echelon公司提出局部操作网LON（LocalOperatingNetwork），采用LonTalk协议的LON网称为Lonworks网。
LonWorks技术最大的优点是其完全的开放性并具有高可靠性和低成本的优点，用于现场DDC之间的相互操作，其主要特点是：
（l）采用LonTalk通信协议，该协议遵循国际标准化组织ISO定义的开放系统互联OSI全部七层协议，网络协议开放，可以实现互操作。
（2）可在任何通信介质下通信，包括双绞线、同轴线缆、光纤和无线微波等，并且多种介质可以在同一网络中混合使用。
（3）网络操作系统结构可以使用主从式、对等式或客户机／服务器式结构。
（4）支持多种通信媒质和任意自由拓扑网络结构。
网络拓扑结构可以是任意形式，星型、树型或网状型等，实现真正的点对点通讯。
楼宇自动化有其显著的特点：
一是测控点分散，从一盏灯、一个探头到一部电梯、一台空调机，几乎遍及建筑物各个角落；
另一个特点是被控设备种类多，包括空调机、新风机、冷冻机、风机盘管、锅炉、换热设备、发电机组、电梯、给排水设备、照明配电等设备，并且这些设备往往本身配有控制系统。
要实现对建筑物内所有机电设备进行全面控制，需要一种可以实现互操作的测控系统。
如果仍旧采用传统的联网拓扑结构，那么实现现场DDC控制器通讯连接的布线十分复杂。
LonWorks技术是专门为实时控制设计的，是在控制层提供互操作的现场总线，可随现场情况任意选择通讯网络拓扑结构，使系统组态灵活方便，因此Lonworks技术一问世，立即得到楼宇白动化行业供货商的响应。
但LonWorks技术在工程设计中也有其不足之处：
（1）LonWorks尽管在物理形式上可自由拓扑，但每个LonWorks节点需要连接到信道上，这样必须进行网络分段，在系统配置上必须增加路由器，这就增加了系统管理复杂度。
实际上在逻辑上增加了控制系统分级数，管理分级数越多，系统不可靠性就越高，系统的稳定性就越差。
（2）各厂商生产的元器件（如各类型传感器、控制器）必须插入固化有LonTalk协议的Neuron专用神经元芯片，导致行业垄断，造价较高。
可见，从技术层面讲，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技术优势还不能完全发挥出来。
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2.BACnet标准
BACnet标准是由美国暖通空调制冷工程师学会（ASHRAE）发起制定并得到美国国家标准局（ANSI）批准的网络通讯协议标准。
BACnet标准也是由楼宇自动化系统的生产商、用户参与制定的一个开放性标准，是由ASHRAE学会综合几个局域网LAN的协议而制定的，并尽可能采用了LAN网络不同时期的成熟技术。
1995年6月，BACnet成为ASHRAEB5-90标准。
当时由于网络及通讯技术的发展，业主对集成技术提出了更高的要求，要求建筑物自动化系统与高一级的企业管理系统加强联系，提高管理效率。
也就是说要在信息管理网一级上互联，解决不同厂家的自动化系统集成的有效途径。
厂家可以按照BACnet标准开发与BACnet兼容的控制器或接口，在这一标准协议下实现相互交换数据的目的。
BACnet比L0NMARK具有更为量大的数据通讯，可以运作高级复杂的大量信息，实现不同厂家的楼宇自动化系统之间的互联。
BACnet网络通讯协议标准规定了所有数据在网络中传输的一系列标准，包括使用何种线缆、如何发布指令、怎样得到温度信号、怎样发出警报等等。
BACnet标准分为应用层、网络层、数据链路层和物理层4层技术规范，其技术的先进性与兼容性体现在：
（l）采用对象的概念。
BACnet标准定义了18种对象类型，如模拟输入、模拟输出、数字输入、数字输出、命令、设备、文件、回路等。
每个对象又有许多不同的属性，如描述、单位、现时数值、范围等，对于未定义的设备，BACnet提供添加新对象的机制，从而具有良好的扩充性。
（2）用服务来完成某一设备从另一设备获得信息。
网络信息的交流与获取通过服务来完成，标准中规定了6类35种服务，并且服务有优先级之分。
报警与事故、文件传输、对象情况、远程设备管理、虚拟末端这6大类服务几乎包括了目前所有自控系统中所有的信息交换方式。
（3）有灵活的网络标准，BACnet网络模型中的数据链路层、物理层可以采用5种不同的技术，它们是以太网、ARCNET、MS/TP（Master一Slave/Token一PaSSing）、PTP（PointtoPoint）、LONtalk。
其中MS/TP使用RS-485的硬件接口，传输速度在1kbps与77kbps之间，价格便宜。
PtP网络使用RS-232标准，采用Modem和电话线等通信机制在两点之间传输信息，它包括数据链路建立、数据交互、数据链接终止三部分。
3.控制网络通信协议应用要求
（详见GB/T20299.4-2006第6章）
4.建筑设备监控系统的构成
设备监控系统多为分布式计算机过程系统，一般由监控主机、现场DDC控制器、就地仪表和通信网络四个主要部分组成。
软件包括系统软件、图形显示组态软件和应用软件等。
（三）暖通空调监控
暖通空调系统的监控包括对空调机组、新风机组、变风量末端风机盘管进行的监控，是节能、节电的关键。
对楼宇暖通空调设备进行全面管理和监控，可以实现楼宇的温度调节、湿度调节、通风气流速度的调节以及空气洁净度的调节，营造良好的工作环境。
1.空调系统的监控
（1）新风机组的监控
新风机组监控的功能包括：
◆检测功能：
监视风机电机的运行／停止状态；
监测风机出口空气温、湿度参数；
监测新风过滤器两侧压差，监视新风阀打开／关闭状态。
◆控制功能：
控制风机启动／停止；
控制空气一水换热器调节阀，使风机出口温度达到设定值；
控制干蒸汽加湿器阀门，使冬季风机出口空气湿度达到设定值。
◆保护功能：
冬季当某种原因造成热水温度降低或热水停止供应时，应停止风机，并关闭新风阀门，以防机组内温度过低而冻裂空气一水换热器；
当热水恢复正常供热时，应能启动风机，打开新风阀，恢复机组正常工作。
◆集中管理功能：
各机组附近的DDC控制装置通过现场总线与相应的中央管理机相连，可以显示各机组启／停状态，送风温、湿度、各阀门状态值；
发出任一机组的启／停控制信号，修改送风参数设定值；
任一新风机组工作出现异常时，发出报警信号。
（2）空调机组的监控
空调机组的调节对象是相应区域的温、湿度，因此送入装置的信号包括被调区域内的温、湿度信号。
在控制方式上一般采用串级调节形式，以防室内外的热干扰、空调区域的热惯性以及各种调节阀门的非线性等因素的影响。
对于带有回风的空调机组，除了保证经过处理的空气参数满足舒适性要求外，要考虑节能问题。
（3）变风量系统的监控
变风量系统（VAV）是一种新型的空调方式。
当室内环境温度变化时，改变送风的温度（定风量）和改变送风量（变风量）两种控制方式均可达到相同的控制效果。
采用变风量系统的中央空调系统可节能20％左右。
VAV系统一般由带变频调节电机的空调机组和变风量末端装置组成。
监控内容包括控制风机的启停，并监视启停状态和控制状态。
根据室内温度的测量值，调节风门大小和水阀的开启度来实现对温度的控制，使室温保持稳定。
◆由于送入各房间风量是变化的，空调机组的风量将随之变化，因此应采用调速装置对送风机转速进行调节，使之与变化风量相适应。
◆送风机速度调节时，需引人送风压力检测信号参与控制，从而不使各房间内压力出现大的变化，保证装置正常工作。
◆对于VAV系统，需要检测各房间风量、温度及风阀位置等信号，并经过统一的分析处理后才能给出送风温度设定值。
◆在进行送风量调节的同时，还应调节新、回风阀，以使各房间有足够的新风。
2.暖通系统的监控
暖通系统主要包括热水锅炉房、换热站及供热网。
供暖锅炉房的监控对象可分为燃烧系统及水系统两大部分，其监控系统可以由若干台DDC及一台中央管理机构成。
各DDC装置分别对燃烧系统、水系统进行监测控制，根据供热状况控制锅炉及各循环泵的开启台数，设定供水温度及循环流量，协调各台DDC完成监控管理功能。
（1）锅炉燃烧系统的监控。
热水锅炉燃烧过程的监控任务主要是根据对产热量的要求控制送煤链条速度及进煤挡板高度。
（2）锅炉水系统的监控。
锅炉水系统监控的主要任务有以下三个方面：
◆保证系统安全运行：
主要保证主循环泵的正常工作及补水泵的及时补水，使锅炉中循环水不致中断；
◆计量和统计：
测定供口水温度、循环水量和补水流量，从而获得实际供热量和累计补水量等统计信息；
◆运行工况调整：
根据要求改变循环水泵运行台数或改变循环水泵转速，调整循环流量，以适应供暖负荷的变化，节省电能。
3.冷热源及其水系统的监控
冷热源主要包括冷却水、冷冻水及热水制备系统。
（1）冷却水系统的监控。
冷却水系统的作用是通过冷却塔和冷却水泵及管道系统向制冷机提供冷水，监控的目的主要是保证冷却塔风机、冷却水泵安全运行；
确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过；
根据室外气候情况及冷负荷调整冷却水运行工况，使冷却水温度在要求的设定范围内。
（2）冷冻水系统的监控。
冷冻水系统由冷冻水循环泵通过管道系统连接冷冻机蒸发器及用户各种冷水设备（如空调机和风机盘管）组成。
对其进行监控的主要目的是保证冷冻机蒸发器通过足够的水量以使蒸发器正常工作；
向冷冻水用户提供足够的水量以满足使用要求；
在满足使用要求的前提下尽可能减少水泵耗电，实现节能运行。
（3）热水制备系统的监控。
热水制备系统以热交换器为主要设备，其作用是产生生活、空调及供暖用热水。
对这一系统进行监控的主要目的是监测水流工况以保证热水系统的正常循环，控制热交换过程以保证要求的供热水参数。
4.给排水监控系统
给排水监控系统是智能楼宇中的一个重要系统，它的主要功能是通过计算机控制及时地调整系统中水泵的运行台数，以达到供水量和需水量或来水量和排水量之间的平衡，实现泵房的最佳运行，实现高效率、低能耗的优化控制。
建筑设备监控系统给排水监控对象主要是水池、水箱的水位和各类水泵的工作状态。
例如：
水泵的启停状态，水泵的故障报警以及水箱高低水位的报警等等。
这些信号可以用文字及图形在显示屏上显示及通过打印机把其记录打印出来。
系统对各类水箱的高低水位越限报警，对各种水泵的启停状态、水泵的故障报警。
（1）给水系统监控功能
给水系统设备主要有：
地下储水池、楼层水箱和大台水箱、生活给水泵、气压装置、消防给水泵。
◆地下储水池水位、楼层水池、天台水池水位的检测及当高／低水平超限时的报警。
◆对于生活给水泵，根据水池（箱）的高／低水位控制水泵的启／停，检测生活给水泵的工作状态和故障，如果当使用水泵出现故障时，备用水泵会自动投入工作。
◆气压装置压力的检测与控制。
（2）排水系统监控功能
排水系统设备主要有：
排水水泵、污水集水井、废水集水井。
◆污水集水井和废水集水井水位检测及超限报警。
根据污水集水井与废水集水井的水位，控制排水泵的启／停。
当集水井的水位达到高限时，连锁启动相应的水泵。
◆排水泵运行状态的检测以及发生故障时报警。
（3）热水系统监控功能
热水系统设备主要有：
自动燃油／燃气热水器、热水箱、热水循环水泵（回水泵）。
◆热水循环泵按时间程序启动／停止。
◆热水循环泵状态检测及故障报警（当发生故障时，相应备用泵自动投入运行）。
◆热水器与热水循环连锁控制，当循环泵启动后，热水器（炉）才能加热，控制热水温度。
◆热水供水温度和回水温度及检测。
◆对于热水部分，当热水箱水位降至低限时，连锁开启热水器冷水进口阀，以补充系统水源；
当热水水位达高限时，连锁关闭冷水进水阀。
5.供配电及电源监控子系统
供配电子系统保证楼宇的动力供应，是楼宇的生命线。
供配电监控子系统的工作目标是保证电能供应，提高负荷效率，节省能源，能够对供配电子系统的运行状况进行监视和控制，记录有关状况和参数。
（1）电源监控子系统的实现方式：
◆读取信号方式。
即从供配电子系统的断路器线圈或辅助接点读取有关断路器的状态信号；
从电源主回路上的电流表、电压表、电流互感器、电压互感器等处通过变送器读取模拟量或数字量信号，或由多功能仪表取得。
经过变配电DDC而送往楼宇控制中心。
◆采用智能型开关方式。
智能型开关内有微处理器，它能够从流过开关的主回路上监测到电源的各种参数，即通过断路器数字通信接口来获取电气量、报警及断路器情况信息，或者通过它接收由控制中心发送的对断路器的操作命令，实现遥测、遥讯和遥控功能。
（2）供配电及电源监控子系统的监测内容：
◆高／低压进线、出线与中间联络断路器状态检测和故障报警；
电压、电流、功率、功率因数的自动测量、自动显示及报警；
◆变压器二次电压、电流、功率、温升的自动测量、显示及高温报警。
◆直流操作柜中交流电源主进线开关状态监视，直流输出电压、电流等参数的测量、显示及报警。
◆备用电源系统，包括发电机启动及供电断路器工作状态监视与故障报警，电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、油箱液位、进口油压、冷却出水水温和水箱水位等参数的自动测量、显示及报警。
（3）供配电子系统的控制：
电力供应监控装置根据检测到的现场信号或上级计算机发出的控制命令产生开关量输出信号，通过接口单元驱动某个断路器或开关设备的操作机构来实现供配电回路的接通或分断。
实现上述控制，通常包括以下几方面的内容：
◆高、低压断路器、开关设备按顺序自动接通、分断。
◆高、低压母线联络断路器按需要自动接通、分断。
◆备用柴油发电机组及其配电柜开关设备按顺序自动合闸，转换为正常供配电方式。
◆大型动力设备定时起动、停止及顺序控制。
◆蓄电池设备按需要自动投入及切断。
供配电子系统除了实现上述保证安全、正常供配电的控制外，还可根据监控装置中计算机软件设定的功能，以节约电能为目标对系统中的电力设备进行管理，主要包括：
变压器运行台数的控制，节约用电量经济值监控，功率因数补偿控制及停电复电的节能控制。
6.照明监控系统
智能楼宇是多功能的建筑，不同用途的区域对照明有不同的要求，因此应根据使用的性质及特点，对照明设施进行不同的控制。
该系统包括楼宇各层的照明配电箱、事故照明配电箱以及动力配电箱，其监控功能包括：
根据季节的变化，按时间程序对不同区域的照明设备分别进行开／停控制；
正常照明供电出现故障时，该区域的事故照明立即投入运行；
发生火灾时，按事件控制程序关闭有关的照明设备，打开应急灯；
有安防报警时，将相应区域的照明灯打开。
照明监控系统的任务主要有两个方面，一是为了保证建筑物内各区域的照度及视觉环境而对灯光进行控制，称为环境照度控制；
通常采用定时控制、合成照度控制等方法来实现；
二是以节能为目的对照明设备进行的控制，简称照明节能控制；
有区域控制、定时控制、室内检测控制三种控制方式。
7.电梯监控系统
电梯是楼宇现代文明的标志，可分为直升电梯和手扶电梯，而直升电梯按其用途又可分为客梯、货梯、客货梯、消防梯等。
电梯的控制方式可分为层间控制、简易自动、集选控制、有／无司机控制以及群控等。
对电梯的监控是通过电梯的串行通讯接口与控制系统通讯实现的。
电梯监控对象包括电梯的启停、升降楼层、电梯的运行状态、故障报警以及楼宇发生火灾时强制电梯降至底层和切断电梯电源连锁控制动作。
对电梯的监视点均为开关量输入，包括：
（1）电梯现在所处楼层、是向上还是向下运行、是否停机等电梯状态信息。
（2）在电梯发生故障时应产生声光报警信号。
（3）显示电梯轿箱内的人员状况。
（4）电梯系统与消防报警的联动。
对于自动扶梯，其监控点除与电梯类似外，还有自动扶梯的启停状态、自动扶梯的控制方式是手动还是自动、自动扶梯运行高峰时的工作状态等信息。
三、检测
检测分为三个层次：
中央监控站、子系统（DDC站）、现场设备（传感器、变送器、执行机构等）来进行功能检测。
1.中央监控站的检测
检测项目如下：
在中央监控站上观察现场状态的变化，中央监控站屏幕上的状态数据是否不断被刷新及其响应时间；
通过中央监控站控制下属系统模拟输出量或数字输出量，观察现场执行机构或对象是否动作正确、有效及动作响应返回中央监控站的时间；
人为在DDC站的输入侧制造故障时，观察在中央监控站屏幕是否有报警故障数据登录，并发出声响及其响应时间；
人为制造中央监控站失电，重新恢复送电后，中央监控站是否丢失数据、能否自动恢复全部监控管理功能；
检测中央监控站是否对进行操作的人员赋予操作权限，以保证建筑设备监控系统系统的安全。
应从非法操作、越权操作的拒绝给以证实；
人机界面是否汉化，由中央监控站屏幕以画面查询、控制设备状态、观察设备运行过程是否具有设备组的状态白诊断功能；
检测中央监控站显示器和打印机是否能以报表图形及趋势图方式，提供所有或重要设备运行的时间、区域、编号和状态的信息；
检测系统是否提供可进行系统设计、应用、建立图形的软件工具；
检测中央监控站所设定的控制对象参数是否与设计精度相符；
检测中央监控站显示各设备运行状态数据是否完整、准确。
2.子系统的检测
检测子系统（DDC站）的项目如下：
启停建筑设备，观察各相关设备与执行机构动作的顺序是否符合工艺要求；
改变建筑设备工况的设定值，观察各相关执行机构动作的顺序／趋势是否符合工艺要求；
人为制造中央监控站停机，观察各子系统（DDC站）能否正常工作；
人为制造子系统（DDC站）失电，重新恢复送电后，子系统能否白动恢复失电前设备的运行状态；
人为制造子系统（DDC站）与中央监控站通信网络中断，现场设备是否保持正常的自动运行状态，且中央监控站是否有DDC站离线故障报警信号登录；
检测子系统（DDC站）时钟是否与中央监控站时钟保持同步，以实现中央监控站对各类子系统（DDC站）进行监控。
3.现场设备的检测
现场设备的检测项目如下：
检查现场的传感器、变送器、执行机构、DDC箱安装是否规范、合理、便于维护；
检测中央监控站所显示的数据、状态是否与现场的读数、状态一致；
检测执行机构的动作范围、动作顺序是否与设计的工艺相符；
当参数超过允许范围时，是否产生报警信号；
在中央监控站控制下的执行机构动作是否正常。
4.功能检测
功能检测按区域进行，主要以空调和公共照明区域为主。
检测空调和公共照明区域的项目如下：
检测中央监控站对空调系统的控制是否能按时间表进行；
检测空调区域温度、湿度是否与中央监控站显示数据相符；
检测室内二氧化碳含量是否符合卫生标准；
检测能否根据时间程序，控制公共照明区域灯的开关和设置夜间照明，以达到节能的目的。
通过对以上二个层次和功能的检测，可以对建筑设备监控系统系统的实时性、可靠性、安全性、易操作性、易维护性、设备的安装质量、控制精度作出综合评价，对存在的问题提出整改意见。
通过整改使被检测的建筑设备监控系统系统达到正常运行的功效。
升级会员 