祥解空调BAS控制方案的优化

目前信息化的时代,以网络通讯和计算机技术为背景的建筑智能化正是顺应这一时代潮流的必然趋势。实施BAS所能带来的节能效益和管理效益是广为人知的，并且在实施中业主往往对这一系统抱以很高的期望。中央空调是一个系统工程，管路复杂，运行工况多变，是建筑物能耗大户。为此实施BA系统一般将空调系统作为监控的重点，往往投入70%以上的监控点和超过水电监控投资总和的投入。部分中小型项目考虑到投资能力，将BA系统仅仅局限于暖通中央空调系统的做法也是不鲜见的。事实上，由于中央空调系统的复杂性，对暖通空调监控系统整体功能实现的好坏已成为制约BAS成败的瓶颈因素之一。要做好BA系统,仅靠弱电工程师的力量是不够的，暖通工程师积极参与到系统方案的制订过程中是十分必要的。广州中央空调回收中心总结了以下七点优化方案：

一、如何控制网络？

控制网络在满足扩展性和灵活性的前提下，控制网络的拓扑结构应尽可能简化、清晰，无论基于IS485总线或基于LonTalk总线的控制网络都是如此。分支、分级多的网络管理复杂、可靠性低。TonTalk总线在理论上可以组成任意拓扑结构的网络，这种布线设计的随意性如果运用不当，在工程实践中仍然是有技术风险的，并可能增加系统的投资。大型工程可以考虑楼层网络分级，小型工程尽可能运用基于RS485总线的控制网络，采用“手拉手”的布线方式。

二、 如何直接数字控制器(DDC)的选用、布置？

数字控制器主流BA系统供货商都能提供大中小不同处理能力的DDC，冷冻机房、热力站监控点是密集场合应优先采用大型控制器，以减少故障率和控制器间的通讯。这种控制器的典型特征是有强大的处理器(如：摩托罗拉的68302)和IMB的RAl4，尤其是能够和I／O扩展模块连接达到辐人输出功能的扩展，例如SIEMENSMBC可以挂接40个I／O模块，TrendIQ251控制器允许有8．16的接口扩展能力。对空气处理机、新风机、通风机一般采用中型或小型的控制器即可。近年，可编程逻辑控制器件(PLC)进步很快，其应用不再局限于工业场合，在中央空调通风的现场设备编制工程中不应将其排斥在外。

控制器一般应靠近受控设备，它与相应配电箱并列布置以利于布线。同一个机房内的空调通风设备可以合用一个控制器，但应考虑控制器的运算能力和控制点是否足够。有的系统集成商将不同楼层的若干个新风机合用一个控制器，这种做法虽然节约了一定的成本，但对日后的管理和调试是不利的，不值得推荐。控制器的电源宜集中供应，有条件可以从UPS总电源引出；从受控设备现场引用电源的做法不值得推荐。

三、什么是控制权？

控制权通常Bug是按从中央控制站集中管理的原则，有时也有其不便的一面。在某些场合(如会议室)将空调、通风系统的参数设定功能放置在现场可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供这样的功能，需要专门部件来实现。例如：HoneywellT7780A数字显示墙挂式Lon分站，可以完成设定房间温度，风机速度、启动／停止风机等功能，并能通过Lonwork总在液晶面板上显示房间的温度，通过4个按钮连线驱动空调箱的DDC控制器执行相应的动作。

四、如何理解BACnet和LonWorks的支持？

BACnet和LonWorks的提出是为了在不同层面解决控制系统的互联互操作问题。LonWorks采用现场总线控制技术(FCS)，突破了以往的集散型控制技术(DCS)。它的提出是BA技术的一次飞跃，是今后BAS发展的技术趋势。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，工程实现并不完善。若自控系统规模不是很庞大，最好不用全面采用LonWorks技术。如果仔细分析目前主流的BA产品，会发现其实它们在不同程度上部分采用或部分支持现场总线技术，这种取长补短的混合模式在当前是切合工程实际的，可以实现技术的平稳过渡。BACnet协议由美国ASHRAE制定并颁布，是现行美国国家标准及欧共体预备标准。运用BACnet协议，可以使空调冷热源主机自带的控制器直接进入BAS控制网络。但实施中应注意空调主机和BA供货商对BACnet的支持程度和技术协调，目前非标准的数据通讯格式仍大量存在于主机设备中。总之，在设计BA系统的过程中切不可一味追求技术的先进性。

五、如何控制策略？

PID控制：空气处理机的DDC通常采用PID控制，PID参数的合理选择对空调系统的稳定运行非常关键。PID系数高，空调对室内温度波动的反应特性曲线陡，达到设定温度的过度过程短；PID系数低，达到设定温度的过度过程长。但PID系数太高，易引起DDC系统失控。PID能解决大部分场合的空调控制，但对于影剧院等大热惯性空调场合，靠高的PID系数来提高空调机组对负荷变化的响应速度是不足以解决问题的，这时可以采用双级控制。即分别在主调的送风道和室内安装温度传感器，室内的温度设定由主DDC控制器完成，水阀的驱动由副DDC根据风道温度传感器和主DDC的指令完成，由于风道温度变化速度快于房间温度的变化，这一控制方式加速了系统对温度波动的响应。必须注意的是，为防止水阀被人为关死或水系统供水不足等异常情况对控制系统的影响，副加C通常只需采用比例控制算法(P)，不可加入积分分量①。在实际的工程设计中并非一定需要二个完全独立的DDC来完成双级控制，如果DDC内置二个控制回路则完全可以用一个控制器胜任，例如：SIEMENSUC—2控制器。BA系统对空调的节能控制有多种手段可以采用，例如室内外烩值比较法、二氧化碳等污染物浓度检测法确定新风量，基于日程表的定时操作等等。工程设计中可以视需要灵活运用，以达到最优的效果。例如，办公、商场等场合，夏秋季在清晨时通过程序启动空气处理机(或新风机)，利用室外凉爽空气对室内全面换气预冷，既节约新风能耗又提高了室内空气品质。

六、什么是BAS监控中心？

BAS监控中心就是负责监控整个空调、通风、动力系统，一般与消防控制、安保监控等合用一室。由于该机房通常远离冷冻机房、锅炉房，在这里远程操作这些关键设备是不合适的。推荐的做法是在冷冻机房和锅炉房现场控制室另设置一台监控分站，由该分站负责冷冻机、锅炉监控功能，并且该分站功能受权局限为冷热源设备。

七、一氧化碳传感器和二氧化碳传感器？

一氧化碳和二氧化碳含量传感器，应谨慎采用。一氧化碳传感器应用于地下车库的排风系统，用于驱动通风机动作。由于一氧化碳传感器长期处于污染环境中，其敏感元件受汽车尾气的毒害，有效寿命通常3年左右。当灵敏度下降到一定程度后即不能正确指示污染物浓度，因此在停车库的通风系统中如采用一氧化碳传感器，仍需以日程表启停控制方式作为必要的补充手段，在确定BAS方案时应避免系统对这类传感器的过度依赖。

在室内采用二氧化碳传感器也有类似的问题。研究表明，随着人均占有建筑面积的增大，在类似办公室这样的场合人工合成材料正在取代二氧化碳成为首要污染物。在允许吸烟的场所，烟气应是首要污染物。除非证明采用后确能产生很好的节能效益(如人员密度波动很大的商场、展厅)，一般不应大量采用二氧化碳传感器作为调节新风量的主要依据，否则在传感器性能劣化后，对空调系统的影响将是长期的，且很难发现问题症结所在。

成熟的计算机检测、控制、通讯技术以及价格比较适中的相应产品不断涌现；使得实现空调计算机集散控制系统(DCS)不再是什么难事；作为智能建筑3A系统之一的楼宇自动化系统(BAS)对大楼的水电空调等机电设备进行集中的监控和治理已日益成为现代建筑中必不可少的配置；与旧的系统比，它不但节能，而且治理相当方便；但如何使空调系统能有效地工作，却不是件轻易的事。本文通过对空调系统的传感器、执行器、控制器、网络等若干环节的探讨，力图使BA系统更好地服务于受控的空调系统，使二个系统在技术上紧密结合成为一个智能化的密不可分的机电系统。BACnet和LonWorks的提出是为了在不同层面解决控制系统的互联互操纵题目。LonWorks采用现场总线控制技术(FCS)，突破了以往的集散型控制技术(DCS)。它的提出是BA技术的一次奔腾，是今后BAS发展的技术趋势。