建筑设备自动化系统在西安凯莱大酒店的应用

1 概述

西安凯莱大酒店是一座按四星级宾馆标准建造的综合性智能建筑，总建筑面积6．4万m2，地下二层，地上主楼30层，裙楼6层，含地下停车场、商场、影剧院、餐饮娱乐、四星级宾馆及办公用房。根据大楼性质与使用功能要求，为使大楼环境效率提高，设备高效运行，能源成本降低，选用Honeywell公司Excel5000建筑设备自动化系统EBI(EnterpfiseBuildingsIntegrator，企业楼宇集成系统)。

该大楼建筑设备自动化系统的主要监控对象包括空调机组系统、新风机组系统、风机盘管远程控制系统、送风系统、排风系统、给水系统、排水系统、电梯系统、照明系统、直燃机房冷热源系统等。BA系统应用EXCEL5000建筑设备自动化系统EBI，对以上机电设备进行计算机管理、自动监视、测量、控制，并同时实现以下整体功能：

(1)对建筑设备实现以最佳控制为中心的过程控制自动化；

(2)以运行状态监视和积算为中心的设备管理自动化；

(3)以节能运行为中心的能量管理自动化。

2 建筑物自动化系统EBI介绍

2．1 EBI系统的性能

EBI是霍尼韦尔公司推出的一套应用于楼宇集成管理的组件，EBI应用的广泛性在于系统的优良性能，模块化的监控方式及基于网络系统的灵活设计，也决定了EBI能为各类应用提供对机电设备进行自动化管理的全面解决方案。

EBI系统的设计完全遵循现有工业标准。EBI服务器运行在基于Windows2000平台上，EBI客户机运行在Windows2000或WindowsNT?98的平台上，整个系统网络运行在快速以太网上，协议为标准的TCP／IP。

EBI系统提供BMS系统和第三方系统的集成接口方式有：Network、ODBC、AdvanceDDE、OPC标准的SQL等多种接口，并且支持BACnet、LonWorks等工业标准。

EBI系统由中央站(PC)和分站(现场DDC控制器，包括子系统的区域管理器)组成。根据监控设备的分布情况，分站直接以串行总线连接方式与中央站连接在一起，本系统的中央站和分站之间没有主控制器和网络控制器之类的设备，所有控制器之间进行PEERTOPEER通讯，保证现场控制器的独立工作能力和数据结构以及通讯速度无任何改变，保持在不同应用中数据的一致性和控制的实时性。

EBI系统现场使用的通讯线采用双绞线，中央站通过主机内置网络管理器与现场总线相连接，无其它环节，即中央站的网络管理器与中央站主机为一体化。

现场子系统(包括VAV、FCU智能终端的现场微型DDC控制器构成二级通讯网络现场子系统)可由区域管理器映射入现场总线通讯网络中。

EBI系统现场总线网络的传输速率最高可达到1Mbps，每条总线长度为1200m，每条总线上所连接的DDC控制器的数量 (包括中央工作站)为30台。

现场子系统传输网络的传输速率为78Kbps(用于VAV设备控制器的联接)，无需任何转接设备，每条总线长度为1500m，所连接的微型DDC控制器的数量为60台。

2．2 EBI系统的特点

(1)友好的图形人机交互界面；

(2)支持本地及远程的多个高性能工作站；

(3)对各类机电设备提供实时监控；

(4)功能完备的报警管理；

(5)提供大量的历史数据及趋势图；

(6)内置多种标准格式报表，并且提供用户自定义报表格式的功能；

(7)强大的应用开发工具；

(8)支持基于工业标准网络的本地及远程多客户机/服务器体系；

(9)安保数据与人力资源软件系统的无缝集成；

(10)针对大型用户的多客户机／服务器DSA结构；

(11)针对关键任务的热冗余功能；

(12)ActiveX技术。

EBI的模块化结构保障了性能／价格比和良好的系统扩展性，包括从单个节点系统扩展到多个系统的集成应用。EBI系统的控制部分基于客户机／服务器体系，实时数据库提供高性能的实时数据处理，为本地及网络上的工作站或其它应用提供实时数据信息，热冗余服务器提供有较高稳定性要求的用户安全可靠的运行保障。针对各种不同需求可支持从快速以太网到广域网等多种网络类型和结构。EBI支持HoneywellExcel5000系统的各种控制器，并支持BACNet、LonWorks等的第三方设备。

3 BAS监控子系统控制实施

3．1 空调机组系统

空调系统包括裙楼39台，监控内容如下：

(1)启／停控制；

(2)送、回风温度测量；

(3)风机运行状态、故障报警；

(4)水阀的调节；

(5)风阀开度调节；

(6)滤网压差报警；

(7)手动／自动状态；

DDC控制器对回风温度与设定温度进行比

较，通过PI控制，调节供水阀的开度，使回风温度保持在设定值范围内，当风机停止时水阀将会关闭。过渡季节关闭水阀，以便节能压差开关监视过滤网的状况，当过滤网堵塞时，压差开关便会发出讯号，以催促维护人员清洗过滤网。

风机的开关控制主要是通过BA系统预设的时间程序进行启停控制的。在一些特别的情况，如加班情况，风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动，用户可选择在BAS中央站上手动启停风机。时间表通过BAS中央站上的时间程序来修改。空调机组启动后自动打开新、回风阀，并开到顶置的位置，机组停机后自动关闭新、回风阀。当空调机组发生故障时，程序可自动连锁停止空调机组的运行，同时关闭水阀，关闭新、回风阀。

3．2 新风机组系统

新风系统包括主楼新风机61台，群楼新风机31台；监控内容如下：

(1)启／停控制；

(2)送风温度测量；

(3)风机运行状态、故障报警；

(4)防冻报警；

(5)水阀的调节；

(6)新风阀开关控制；

(7)手动／自动状态。

新风机组无回风，DDC控制器对送风温度进行PI控制，调节水阀开度，使送风温度保持在设定值范围内，当新风机停止时，水阀关闭。

新风机组的运行时间控制及故障联锁控制类似于空调机组。

为了防止盘管冻结，当冬季检测到盘管后温度低于5℃后，立即强制机组停机，同时将水阀全部打开，关闭新风阀，同时向中央站发出报警。

3．3 风机盘管系统

风机盘管系统包括裙楼66台，全部采用就地控制。

主楼678台，其中主楼宾馆大堂的20台、二楼公共区域的6台、裙楼电影院前厅的8台，均采用远程风机盘管温度控制器进行控制，就地布控，可在BAS中央站进行远程监控；包括现场温度监视、水阀自动控制，风机三速状态显示和三速控制，在中央站进行温度设定。

考虑到重要客人的舒适度和体现以客为尊的思想，主楼27层总统套房的10台风机盘管均采用智能型远程风机盘管温度控制器进行就地控制，并可在中央站进行远程监视，显示现场温度、风机三速显示、现场设定的温度、水阀开度监视。

3．4 通风系统

包括风机在内有裙楼28台、主楼38台，监控内容如下：

(1)风机启／停控制；

(2)风机运行及报警状态；

(3)手动／自动状态；

(4)当送风机发生故障时，程序可自动连锁停止送风机的运行每台风机都已经编制了时间程序，可在要求的范围内自动进行启停控制，该时间段可在中央进行修改；

(5)主楼屋面一台变频送风机，负责给主楼新风井补充新风，DDC通过对风井压力变送器的监视，对风机进行变频控制，调节新风量。

3．5 给排水系统

监控内容包括生活水泵7台、循环水泵4台、生活水箱2个、生活水池1个、消防水泵8台、集水池22台、排污泵38台。

监控内容如下：

(1)生活水泵的开／关控制、运行状态、故障报警、手／自动状态；

(2)排污泵的开／关控制、运行状态、故障报警、手／自动状态；

(3)生活水箱、水池连续水位检测；

(4)集水池高／低水位及超限水位监测；

(5)消防水泵运行及故障状态监视。

现场DDC控制器监测有关水箱水池水位，并根据高低水位启停相应的水泵，以保证水位保持在控制的范围内。为防止因水泵等故障造成水溢出，设置超限水位监测，到此水位时，系统报警，以便相关人员及时处理。

DDC控制器监视水泵的故障报警。在有报警时，停下此水泵并在操作站上报警显示， 以提醒安排有关人员做检修工作。

3．6 公共照明及泛光照明系统

照明系统的控制，分为室内58回路公共照明和室外15回路泛光照明控制，监控内容如下：

(1)照明系统的开关控制；

(2)照明系统的开关状态；

(3)可根据工作时间及节假日时间制订时间控制程序，如有需要在预先设定时间表之外的特殊运行，可在BAS中央站上手动开关。

3．7 电梯系统

据电梯供应商提供的接口，监视运行状态及故障报警。

3．8 直燃机房冷热源系统

DDC控制器监控直燃机房的空调机组、送排风机(2台送风，2台排风)。通过对主楼屋面膨胀水箱水位监测，控制2台空调补水泵的启停，通过对供回水压力传感器压的监测，控制供回水压差旁通阀。

对3台远大：自燃机组进行集成(MODBUS)，在BAS中央对直燃机组进行状态和参数的监视，实现直燃机组的自动控制及运行台数控制。

此工程BAS系统共使用了11个XL500大型控制器、1个XLl00中型控制器、63个XLS0中型控制器、1个区域管理器、44个远程温度控制器；整个控制系统用到了4条C-BUS、1条LON-BUS、1条MODBUS；中央站包括1个BAS服务器、1个BAS工作站。

4 BAS系统

在实施过程中的体会

4．1 BAS对象设备监控、集成接口

对于BA被控设备，业主在采购设备时最好能与BA工程商先行沟通，以提供具有合适BA接口的电控箱柜及设备，使BA系统进行有效控制；大型机电设备和系统，如冷水机组等，订货时应有BA集成接口、标准通信协议的要求，以便将来按需集成。

4．2 集中管理、分散监控

DDC控制器宜相对集中，设置在最接近空调机、水泵等被控设备的机房或弱电小间内，以减少成本，方便维修。

4．3 关于全局变量及共享点

DDC控制器宜尽量避免共享点，避免跨BUS的联动。如有跨BUS的需要，宜先考虑两BUS上合适DDC间物理方式的实现，以提高控制的安全可靠性。

全局变量或共享点是一种联动控制变量，这种变量一般在一个源DDC内定义，然后在需用到该变量的目标DDC中也进行定义。当源DDC中该变量状态或数值变化时，目标DDC中变量相应变化。所以，这种变量会占用DDC通讯总线(BUS)上的资源，当这种变量数量太多时，易造成总线通讯堵塞，因此，该变量不宜太多。但诸如系统中工况(冬夏工况等)变量，考虑到操作的方便性，就应采用全局变量；另外，给水系统中，水箱水位信号与水泵控制由于物理上距离可能很远，水位信号也应采用全局变量。在凯莱大酒店项目中，就运用全局变量，控制效果很好。

如果控制信号要涉及到两条总线上的DDC，建议不要通过中央监控站进行全局变量的传递(除非采用冗余架构的中央站)，因为单服务器架构的中央站由于各种原因一旦离线，全局变量的传递将中断，造成现场控制信号中断，所以建议采用总线间DDC硬件点传递信号的方式。在该工程中高位水项(30层DDC中)与水泵房DDC不在一条总线上，它们之间通过中间的一个DDC硬件将水位信号进行传递，达到了快捷、可靠的控制效果。

4．4 关于PH参数的整定

DDC控制器调试中，对于PID系数，由于空调系统本身惯性较大，应选择适当的采样周期和控制函数，找到BA系统控制精度和系统稳定性间找到最佳平衡点，保证系统控制最优化。

对于本工程中的空调机组，通过回风温度控制水阀，由于温度变化响应很慢，在整定PI参数时，应将准比例带设窄，将积分时间设长，这样可保证回风温度的稳定；而对新风机组，由于通过送风温度控制水阀，响应周期较短，所以应将准比例带设宽，将积分时间设短，从而满足温控要求；而对于新风井补风机，通过新风井内的高、中、低三个区压力加权平均值控制风机频率，由于压力对象时间常数较小，为提高系统稳定性，需采用PID(比例、积分、微分)控制，准比例带应设置较宽，积分时间较长，微分时间较短，这样才能满足控制要求。

4．5 关于传感器安装要求

BA监视测量元件要正确选择安装位置。如压力变送器、流量传感器应安装在流量稳定在水平直管段上；风道温度传感器不宜靠近送风口，亦不宜离风口太远， 温度传感器应避免局部冷热源干扰，现场选择合理位置。

4．6 施工注意事项

BA系统管线设计、施工中，在商场等大开间场所，吊顶内管线走向应考虑防火分区的划分，避免影响防排烟等消防设施的安装。