楼宇自动化系统在排水系统中的应用

楼宇自动化系统在排水系统中的应用

沈彦华

沈彦华(漳州广播电视事务管理中心)

摘要：简要介绍楼宇自动化系统，着重讲述楼宇自动化系统在排水系统中的应用，它是如何实现自动化处理过程，从而体现楼宇自动化系统的优越性。

关键词:楼宇自动化系统DDC排水系统

0引言

智能建筑的概念，在20世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于1984年在美国康涅狄州哈特福德（Hartford）市建成。这座大厦不仅提供舒适、安全、方便的办公环境，而且还具有极高的灵活性和经济性，它的特点很快引起各国的重视，智能建筑由此兴起。我国于90年代才起步，但迅猛发展势头令世人瞩目。

1楼宇自动化系统简介

楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(BuildingAutomationSystem简称BAS)，是智能建筑的主要系统，也是智能建筑的重要标志。楼宇自动化系统是利用计算机及其网络技术、自动控制技术和通信技术构建的高度自动化的综合管理和控制系统，将大楼内部各种设备连接到一个控制网络上，通过网络对其进行综合控制，这些设备包括空调，照明设备、电梯等。它确保建筑物内的舒适和安全的办公环境，同时实现节能的要求。

楼宇自动化系统通常包括暖通空调、给排水、供配电、照明、电梯等子系统。

2楼宇自动化系统的优越性

2.1高度集成化将建筑设备、子系统、功能、信息通过计算机网络集成为一个相互关联的统一协调的系统，实现信息、资源、任务的重组和共享。

2.2节省设备运行维护和人工费用采用楼宇自动化系统的智能化管理功能，可降低机电设备的维护成本，同时由于系统的高度集成，系统的操作和管理也高度集中，人员安排更合理，使得人工成本降到最低。

2.3安全、舒适和便捷的环境楼宇自动化系统有强大的自动监测与控制系统，具备对灾害和突发事件的快速反应能力。这样大大提高建筑物使用人员的工作效率与生活得舒适感，安全感和便利感，使建造者与使用者都获得很高的经济效益。

3楼宇自动化系统在排水系统中的应用

一般大楼的排水系统，传统的做法是纳入强电专业统一控制，由污水池中的液位计根据水位情况发出信号，由相关配电盘对污水泵进行启停控制。楼宇自动化系统应用于污水监控系统后，可以对建筑内污水泵的运行状态和参数进行实时监视，对于水泵等机电驱动设备，监控系统可以通过监测断路器和热继电器的辅助触点来判断电机是否发生短路和过载故障，同样监控系统还可以通过液位传感器对污水池液位监测来判断排水监控设备运行正常与否。当这些机电设备发生故障时，监控系统可以及时报告故障发生的部位，原因及类型，排除故障后，恢复设备正常运行。

3.1排水系统的设备本文以污水泵2台（一用一备）、污水池1个为基本单元进行论述。

3.2排水系统具有下列基本功能①监测污水泵的运行状态，手/自动状态和故障信号，故障时报警；②实现就地控制和远程控制；③污水泵启停控制；④根据污水池液位，启停污水泵，并对超限水位进行报警，防止溢流；⑤与其它系统通信；⑥监控界面彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，及其历史数据等。

3.3排水系统的软件部分和硬件部分本系统采用集散控制系统，通过通信网络转送各种信息协调地工作，各个分散的DDC（直接数字控制器）在统一集中操作管理和协调下各自分散工作，对被控设备的实时监测、保护与控制任务，以完成控制系统的总体功能和优化处理。楼宇控制室计算机监控软件具有很强的数字通信，装有丰富监控软件功能的管理计算机，完成集中操作，显示报警，优化控制功能，避免了常规仪表控制分散后人机联系困难与无法统一管理的缺点，充分体现了集中操作管理、分散控制的思想，实现了实用而便捷的人机会话系统。

楼宇控制室内计算机的监控软件软件对现场被控设备进行运程协调控制，经网络传送到DDC（直接数字控制器），由DDC负责执行各种操作命令，并采集命令执行期间的操作信息返回给监控软件。它们之间的数据传递由通信网络完成。

3.3.1监控软件监控软件操作界面它能显示手自动开关状态、启停状态、启停控制、污水泵是否处在故障停泵状态，以及污水池高液位报警等。

监控软件提供了用户对楼宇自动化系统的三大功能：①监视能力：用户可能通过图形界面，对污水泵的运行状态、控制手/自动开关状态进行实时和历史的监视。②控制功能：用户可通过监控页面控制命令、程序控制等应用程序控制污水泵的启停。③管理功能：用户帐户管理、系统设备管理、程序上下载管理，还能通过系统活动记录、报表等应用程序了解排水监控系统自身的状态。④报警功能：有故障时，监控界面自动弹出报警条，显示故障报警时间、故障所处的位置等。

3.3.2DDC控制器DDC控制器是用于监视和控制有关现场机电设备的控制器，它是一个完整的控制器，它包含软硬件，能完成独立运行，不受到网络或其他控制器故障的影响。DDC具有可靠性高、控制能力强、可编写程序等优点，智能大楼中各类设备均已普遍使用。

DDC控制器的输入输出信号，根据物理性质通常分为四类：模拟输入量（AI）、模拟输出量（AO）、数字输入量（DI）、数字输出量（DO）

①排水系统的DDC接线图如下，

②DDC控制器的作用DDC1控制器是以微处理器为基础，由安装在一起的端子部分和电子部分组成，通过I/O模块与多种前端传感器和被控装置连接，该控制器本身无任何输入与输出点，需和I/O模块配合使用，通常可作为10个I/O模块的控制器。多个控制器可组成一个本地局域网及相互交换数据，它可直接连接到监控软件。

DDC2为数字输入模块，它作为DDC1控制器的扩充模块，通过网络与DDC1控制器连接，具有10路数字输入。

DDC3为数字输入/输出模块，它也作为DDC1控制器的扩充模块，通过网络与DDC1控制器连接，具有4组数字输入和5路数字输出。

③排水系统的监测点、传感器监测点污水泵的运行状态为DI，污水泵动力柜主继电器辅助触点通过DDC箱输出泵的运行状态信号。

监测点污水泵的故障状态为DI，污水泵动力柜主电路热继电器辅助触点输出泵的故障状态信号，当泵运行过热时，热继电器动作，常开触点闭合，泵故障信号传送到监控软件。

监测点污水泵手、自动为DI，污水泵动力柜继电器辅助触点输出手自动状态，通过DDC箱送入监控软件。

监测点污水泵运行控制为DO，当系统处在自动状态时，由楼宇系统发出启停泵信号，通过远程控制按钮达到启停泵要求。

污水池水位监测点为DI，水位开关，有高位、超高位、低位报警三个液位开关，传感器采用浮球开关作为开关量的传感器，对液位上限或下限进行监测，若需要对液位实时连续监测可改成压力液位传感器。

这些输入输出状态都是通过DDC控制器传送给计算机，用户通过监控软件监控软件进行监控，实现人机对话。

3.3.3污水泵一用一备控制原理图

3.3.4污水泵的控制工作原理污水泵控制有三种情况，即转换开关SAC打到左边自动（1＃泵用2＃泵备），转换开关SAC打到右边自动（2＃泵用1＃泵备），转换开关SAC打到中间为手动。

转换开关SAC打到中间为手动。转换开关5、6接通和7、8接通，实现1#、2＃污水泵手动控制。同时继电器6KA得电，6KA的常开触点闭合，传送手动状态信号到DDC箱再由DDC箱传送到监控软件。转换开关SAC打到左边或右边，实现泵一用一备的自动控制。同时继电器6KA都不得电，6KA的常开触点没闭合，传送自动状态信号到DDC箱再由DDC箱传送到监控软件。这样通过继电器6KA的常开触点作为开关量传送手自动状态信号。

转换开关SAC打到左边时，转换开关11、12接通和9、10接通，实现1＃泵用2＃泵备的自动控制。控制工作原理是当高液位时，液位计常开触点吸合，中间继电器3KA线圈得电，3KA常开触点闭合，使1KM线圈得电，1＃污水泵投入工作，进行排水。同时1KA线圈得电，1KA常开触点闭合，1＃污水泵的启动信号通过DDC箱传送到监控软件；当水位达到低水位时，液位计常闭触点断开，使3KA线圈失电，3KA常开触点断开，1KM线圈失电，1＃泵停止工作，同样污水泵的停止信号通过1KA常开触点断开传到DDC，再由DDC送入监控软件，工作人员不用到现场就能通过监控界面看到污水泵的运行状态。另外如果1KM线圈没吸合，1#污水泵不能正常工作，热继电器1KH线圈失电，1KH的常开触点断开，DDC收到由1KH常开触点传送1#污水泵的故障信号，再送入监控软件，监控界面自动弹出报警条，提醒工作人员及时处理。同时1KM常开触点闭合使2KT线圈得电，延时一段时间后，2KT常开触点吸合，使2＃泵的2KM线圈得电，2＃泵启动，并使2KA线圈得电通过2KA常开触点传送2＃泵的启动信号达到监控软件，这样完成污水泵一用一备及信号传送的功能。

4结束语

总之，楼宇自动化系统的排水监控系统通过集散控制和优化管理，可以有效地节约能耗，提高设备工作效率，减轻人员劳动强度，还可以对大楼内的机电设备进行有效和精确的自动控制，能够使这些机电设备运行在更合理的状况下，保障设备稳定运行，更有效地发挥它们的作用。在发生故障时，该系统可以及时报告故障发生的部位，原因及类型，排除故障，恢复设备正常运行，避免故障的进一步扩大，保障设备与人身的安全，提高大楼整体安全水平，从而保护了设备的投资。另一方面，由自动化程度的提高，可以节省运行管理人员，全面提高设备管理水平。

参考文献：

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