智能楼宇控制方案
北京嘉复欣科技有限公司

在现代建筑中,楼层不断增加,功能要求日益增多,其中包括了对环境空间的要求。因此广泛使用了各种各样的机械和电子设备,如照明设备、空调暖通、音视频设备、门禁设备等。人们要求对这些设备具有自动化智能化控制,使之处于最佳状态下运行,以提高工作效率和服务质量,减少维护及营运成本,确保有一个舒适、清洁的工作与生活环境。

现代办公楼照明存在的问题

◆目前,楼宇自动化没有局限于某一特定的协议,楼宇控制领域采用了各种各样的控制协议,例如MODBUS、DALI、KNX、BACNET、LONWORKS等,不同的协议应用在不同或相同的细分领域。如何将各类楼控协议集成到统一的平台上进行互操作,从而扬长避短,充分发挥各类协议的优势,成为楼宇控制的瓶颈。

◆目前,各种系统中的设备虽然采用了模块化设计,但很多情况下区域内的回路数较多,需要很多的控制设备,仍然造成了配电柜空间不足或需要配置很大空间的配电柜。同时,大量的控制设备带来了投资成本的增加。

◆另外,大量的用电设备和低效率的管理造成了楼宇能耗的增加,楼宇节能和能耗管理越来越受到重视。优秀的楼宇控制系统应该具备良好的节能效果,并提供准确的能耗数据,为楼宇管理者提供参考,以便及时采取有效的节能措施。

方案概述

嘉复欣智能楼宇控制解决方案将KNX、DALI、ENOCEAN、MODBUS、LONWORKS等各种楼宇控制协议下的子系统集成到统一的系统平台上,充分发挥各种协议的优势。通过计算机监控管理来控制楼宇中的照明系统、遮阳/百叶、空调系统、音视频系统、能源管理、供暖通风、变配电系统、消防系统等,实现分散节能控制和集中科学管理,为楼宇中的用户提供良好的工作环境,为楼宇的管理者提供方便的管理手段,为楼宇的经营者减少能耗并降低管理成本。

系统拓扑图

在管理层面上,楼宇自动化与运营成本和楼宇管理息息相关, 控制层也是如此。 开放式协议将楼宇自动化连接到更高级别的功能。嘉复欣科技为用户提供调试以及诊断软件工具,为项目工程和监控提供最好的支持。 在管理层,用户也可通过可视化界面访问每一个独立控制单元。 

在自动化领域中,以太网已成为主流的通信媒介。嘉复欣科技的楼 宇自动化控制单元可以非常便利地通过开放式的标准现场总线(例如,BACnet IP、KNX IP 或 MODBUS/TCP)有效地连接。 标准化协议和以太网的高速数据传输为各种技术与各个控制 层面之间提供了能协调操作的并且面向未来的接口。 

根据应用,楼宇自动化系统各不相同,所以要求不同的传输媒介(有线或无线)和接口。 因此,现场层要求采用灵活、安装简单的传输媒介。 为此,嘉复欣科技为用户提供多种解决方案,包括通过I/O接口直接控制标准传感器和执行器、两线制子总线 系统(例如,DALI, BACnet, MS/TP, KNX TP1或 LONWORKS), 以及无线解决方案,例如 EnOcean 或 Bluetooth。

方案介绍

■照明系统

采用符合国际楼宇控制标准的KNX控制系统作为照明控制主系统对灯光实现开关控制、调光控制、场景控制、定时控制、感应控制、集中控制等,同时可对局部照明采用DALI调光系统单独控制,将调光功能精确到每一盏灯。对于常用的0-10V调光、后沿调光等技术,系统提供相应的功能模块,实现无缝集成。对于楼控改造项目,不希望破坏室内装潢,也可采用无线无源的ENOCEAN技术。嘉复欣楼宇控制系统提供ENOCEAN接收和发射设备及接口实现无线控制。通过无协议限制的灵活控制方式能够充分满足楼宇对光环境的需求,以最低成本为现代楼宇创造出安全、舒适、环保的工作和生活环境。

■遮阳/百叶

对于局部的电动窗帘可轻松的纳入到KNX等控制系统中管理;对于大规模的卷帘、百叶、遮棚等采用了SMI统一接口也可通过特定的模块接入到楼宇控制总系统中管理。普通的照度传感器、湿度传感器、气象站等感应设备也可以方便地接入系统对遮阳/百叶系统实现自动化控制。

■音视频系统

音视频设备、背景音乐主机一般采用RS-232/RS-485接口,可通过特定功能模块将音视频系统集成到楼宇控制总系统中实现集中管理。

■能耗管理

嘉复欣科技提供三相电力测量模块用于测量三相供电网络中的电气数据。通过网络连接到L1、L2、L3和N端,测量电压值。通过电流互感器测量各回路电流值。因此,三相电力测量模块通过现场总线可以提供全面的网络数据分析。根据电压值、电流值、有功功率、视在功率,用户可以测量和评估能源消耗,并采取有效的节能措施。

对于楼宇中各种热表、水表、电表、气表、传感器等采用了常用的M-BUS接口以及相应的协议层,也可集成到嘉复欣楼宇控制系统中。不同的生产商的设备可以连接到一个总线系统,用户无须局限于一个仪表生产商。能耗管理主要解决以下问题:

1、对建筑中的电、水、燃气、燃油、集中供冷供热等的用量实现监测和计量

2、改变传统月度(含多月)统计方式,实时掌握用能情况,用能时段清晰明了
3、实现用能分项统计,掌握各类设备能耗情况,提供节能依据
4、节能措施前后用能统计比对,量化考评
5、实时监测负荷,私接、大负载、非用能时段呈现用能等不安全不合理用能一目了然

■暖通空调

BACNET控制器可将I/O系统与BACNET协议相连,从而直接管理HVAC设备。不仅如此,系统还集成了web服务器,可以轻松地创建图形式的操作以及可视化界面,并且下载到BACNET控制器内。所有这些网页可以通过与TCP/IP网络相连的电脑利用标准的WEB浏览器进行访问。系统对新风机组进行监控的要求如下:

(1)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,以了解过滤器是否需要更换;监视新风阀打开/关闭状态;

(2)控制功能:控制风机启动/停止;控制空气--热水换热器水侧调节阀,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。

(3)保护功能:冬季当某种原因造成热水温度降低或热水停供时,应停止风机,并关闭新风阀门,以防机组内温度过低冻裂空气--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。??

(4)集中管理功能:中央计算机可以显示各机组启/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。

■消防系统、保安系统等联动

系统提供接口与消防系统、保安系统等联动,在紧急情况下强制开启应急照明,打开卷帘门、窗帘,关闭相关阀门等。

方案优势

●一体化设计,高度的模块化I/O。系统采用工业一体化设计,小体积的主机与功能模块,仅12mm厚的I/O模块,大大缩小了装配空间,安装方便,降低设备成本。

●智能化自动化控制,集成WEB服务器。整个系统能够通过传感器、日程管理、时间方案、自定义等方式实现自动控制,无需人工干预。同时,集成WEB服务器,可以轻松地创建图形式的操作以及可视化界面。

●多系统集成,跨协议管理:将将KNX、DALI、ENOCEAN、MODBUS、LONWORKS等楼宇控制协议下的子系统集成到统一的系统平台上管理,包括照明、窗帘、暖通空调、音视频、消防、保安等各种楼宇控制子系统,实时掌握设备工作状态,简化管理流程,提高管理效率。

●最大限度地节约能源:系统可根据环境变化,自动调节室内照明,调整暖通空调的工作状态,充分利用自然资源。也可根据楼宇控制的功能需要手动调节,自定义设置。

●控制方式灵活多样:由于系统超越了各类楼宇控制协议的现在,从而获得更多的控制方式,包括智能面板、触摸屏面板、光照度感应、人体感应、气象感应、温度感应、定时控制、日程控制、远程网络控制、可视化软件集中控制等。

●功能扩展性强。使用功能需要增加或修改时,只需要简单地增加相应的功能模块或程序调整即可实现,无需重新布线。

●系统维护方便,成本低。系统具有工作状态及故障回馈功能,无需人工巡检,从监控中心就可以获得系统的各项运作信息,方便检查和维护。

●延长灯具、空调等设备使用寿命。DALI调光系统采用柔和的调光效果,减少对灯具的冲击。系统自动化运行运行也将大大缩短空调等设备的运行时间。同时,系统采用了软启动和软关断技术,抑制电网的冲击电压和浪涌电压,避免了对设备产生较大的冲击,从而延长设备的使用寿命。