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浅析楼宇自控系统设计

目前许多现代化大楼尤其是高层大楼内安装了楼宇自控（BA）系统，不仅极大改善了大楼的环境效率，而且也使大楼能源消耗在量化控制之下，确保大楼能源成本降低成为可能。
　　但不可否认的是，由于各种原因（如设计的不完善等）也确实造成一些BA项目不太成功甚至完全失败。
　　在本文中，将我司在所从事的BA工程中所积累的经验、教训以及一些新的想法写出来和同行交流。
1、 LONWORKS技术在BA系统设计中的应用
　　目前，LONWORKS技术在BA业界反响较大，这控制技术对传统BA系统配置影响较大：
　　LONWORKS技术是美国ECHELON公司91年推出局域操作网，具有完整的开发系统平台，包含所有设计、配置和支持控制网的元素，是目前最为先进的控制网络技术。
　　LONWORKS技术由以下三个核心部分组成：
（1）MC143150或MC143120NEURON（神经元）芯片
（2）.LONTALK协议，执行ISO/OSI参考模型和提供全部七层服务
（3）网络开发工具（LONBUILD）和节点开发工具（NODEBUILDER）
　　LONWORKS网络最大的优点是其完全的开放性，其主要表现在以下方面：
（1）LONWORKS所用的通讯协议LONTALK提供ISO/OSI参考模型所定义的全部七层服务。
（2）LONWORKS支持多种通信媒质和任意自由拓扑网络结构。
（3） LONWORKS支持的通信媒质有双绞线、同轴线缆、光纤和无线微波等。
（4）LONWORKS组网拓扑结构可以是任意形式，可以是星型、树枝型、网状型等，实现真正的点对点通讯。
　　我们可以这样假设：当一幢大楼面积较大，所控机电设备（如空调机组、水泵）分散分布，如果仍旧采用传统的BA联网拓扑结构，那么实现现场 DDC控制器通讯连接（“手拉手”方式）的布线不仅繁杂，甚至有的受到现场环境影响无法布线。如果这时采用带LONWORKS技术DDC，就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，可见LONWORKS技术优势所在。
　　但任何事物都是辨证的、一分为二的，在工程设计中我们明显感到：
（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（CHANNEL）上，这就必须进行网络分段（SEGMENT），在系统配置上必须增加路由器（ROUTER），带来不足之处主要表现在： -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，系统分级数越多，系统不可靠度值就高，降低系统稳定性
（2）各厂商生产的元器件（如各类型传感器、控制器）只有而且必须插入固化有LONTALK协议的NEURON 芯片并按照LONWORKS控制网络技术规定组成任意拓扑结构真正的智能化网络。
　　综上所述，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。我们认为，若自控系统规模不是很庞大，进行工程设计配置时最好不用LONWORKS技术。
2、BA工程设计的关键

　　一个成功BA工程必须具有两个要素：
*系统应用稳定可靠，发生故障概率降到最低可能限度。
*系统能提供精确的、量化的控制模式，为大楼能源控制提供可靠保证。
　　任一业主为大楼安装BA系统直接动因就是能实现大楼能源消耗大幅度降低以达到节省大楼营运成本的目的。这就要求BA系统整个控制过程尽可能精确。
　　在下文中我们想从工程设计方面探讨一下如何保证BA精确控制。
2.1 BA系统模型从理论上讲，一个控制系统主要有以下装置组成：
（1）检测变送装置：将被控对象的被调参数检测出来，并将其转换成各类型的能量信号。
（2）控制调节装置：将检测装置送来的被调参数信号与设定值相比较，当出现偏差时发出一定规律的控制信号到执行调节装置。
（3）执行调节装置：根据控制调节装置（控制器）发来的控制信号的大小和方向，开大或开小调节阀门而改变调节参数的数值。
　　显然，组成楼宇自控系统（BA）主要装置有： -检测装置：有各类型传感器（如温度传感器、压力、压差传感器等）。 -直接数位控制器：简称DDC，采用计算机数字输出信号去直接控制电动水阀阀门的开度。 -执行器及电动阀门
2.2 BA系统精度要素从上文可以显而易见，以下几个条件（因素）直接影响到BA系统精确控制程度：
（1）系统前端所测信号准确尤其是象温度这样的模拟信号必须尽可能准确。如何保证系统前端信号准确，我们采取以下措施：
×合理配置前端传感器数量。探测点数设置过少，则无法取得精确的前端信号；而前端传感器数量（点数表）过多的话易造成信号之间耦合，也使系统成本增大。
*正确选择传感器的安装位置。举例来说，安装于送风管道内的温度传感器如果安装在靠近机组送风口处，则传感器检测得到温度值可能偏低；如果安装在离送风口较远，则传感器测得温度值可能要高一些。这就必须根据风管的实际情况合理选择传感器安装位置。
（2）系统控制环节少、能提供丰富的控制积算软件。目前各BA厂商提供D