
成都市勤和自控系统有限公司经理 成坚
畅言网:请您谈谈楼宇自控行业在中国发展的情况?
成坚:楼宇自动控制系统,是智能建筑核心5A系统中的BA系统,包含了对空调系统、给排水系统、照明系统、变配电系统等的监控管理,通过对各机电设备的信号采集和控制,实现集中管理、分散控制,最大程度地节省能源,有效提高楼宇管理水平及设施维护,大力改善了建筑内人员办公、居住、休闲环境。自上世纪80年代引入中国后,该领域国外著名品牌都已全部进入国内市场,他们不仅给中国带来了世界前端的智能化技术,更加速了楼宇自控市场的飞速发展。楼宇自控从最初应用与高档、大型建筑,产品也局限于各大进口品牌一枝独秀,到现在应用更加普及,而民族品牌产品的介入,更使得整个行业呈现出百花齐放的状态。早期由于工程质量水平,以及楼控技术含量需求,导致一些楼宇自控系统功能并不达标,甚至不能使用,造成投资的浪费。现今相关规范标准的逐渐完善,楼控人才的大量涌现,也让楼宇自控技术从高高的神坛上走下,变得更注重实效而非形式。从以技术为中心转向以需求为中心,从盲目接受技术支配,到现在根据实际需求,理性地运用楼控技术提升建筑物的功效。而国家对节能降耗、环保减排的引导也为楼宇自控行业的发展提出了新的方向。怎样让楼控建筑更符合我国国情、符合节能环保时代主题的内涵,各大品牌厂家也是竞相研发推出针对产品,以抓住有利商机。目前在楼宇自动化市场上有40多个品牌,为使得品牌更加有竞争力,楼控厂家将更注重需求与实效从而开辟新的应用,同时加强智能化系统共享平台建设,增强系统集成功能。楼宇自控是一个复合的边缘交叉学科领域,行业仍需要复合型技术应用人才和理论研究型人才,同时需要更专业的物业管理人才对已完善的楼控系统进行运营维护。
畅言网:请介绍一下楼宇自控系统如今主流产品技术都有哪些?
成坚:如今楼宇自控系统主流技术可以从系统结构上进行体现。一是现场网络层:各种现场受控设备由直接数字控制器(DDC)在现场分散控制,设计安装方便且易于维护扩展,各DDC通过互连与上层网络进行传输数据。该层大多采用两种协议技术,一种是RS485接口形式,具有良好的抗噪声干扰性,其上可承载多种通讯协议,典型的如BACnet MS/TP协议、Modbus协议;另一种则是Lonworks总线。二是上层管理网络层,现今以太网成为上层网络的唯一主流,主要在于它的低成本、高速率以及成熟的技术。其中BACnet/IP技术与以太网技术结合紧密,体现其整体优势,协议采纳了现有的5种总线技术包括以太网、ARCNET、MS/TP—RS485、PTP/RS232、Lontalk、UDP/IP。BACnet协议也是目前为止唯一通过ISO国际标准化组织认定的、暖通空调行业的标准数据通讯协议。自诞生之日起,BACnet协议就是完全开放的,而由非盈利组织BACnet协会负责协议升级。而主流楼控和工控产品全部支持OPC协议也使得OPC成为事实标准,它是完全异构的两个系统间集成的唯一手段,他支持两种类型的访问接口为不同的编程语言环境提供访问机制。
目前楼宇自控系统主要采用以下三种网络拓扑结构:
扁平结构:工作站直接与现场控制器相连。
两层网络结构:上层网络+现场控制总线,两层网络之间通过网络通信控制器进行连接;如江森自控的Metasys系统。上层网络通过采用互联网协议(TCP/IP)的以太网进行Bacnet IP协议的数据交换,应用数据管理服务器通过IP网络与网络控制引擎和网络集成引擎设备通信。可在广域网(WAN)之上建立一个虚拟专用网(VPN),用来与其他楼宇或远程站点的设备通信。还可以通过使用远程服务软件(RAS)或点到点协议(PPP)的专用线路或拨号上网服务,或通过因特网和因特网服务提供商(ISP)访问远程站点。而现场控制总线连接现场控制器或现场接口模块至网络控制引擎(如NAE)。采用的是RS485的走线形式,使用的建筑自动化行业标准的楼宇管理通信技术,包括BACnet MS/TP协议、N2总线、Lonworks协议。其中BACnet MS/TP总线是一种对等多主协议,每个主件轮流作为信息源将信息传递给总线上其他设备;N2总线是开放的江森自控现场通信总线,可将应用控制器(ASC)和可编程控制器联接到上层网络控制器;Lonworks总线则增强了现场课编程系统控制器的灵活性。
三层网络:在上层网络与现场控制总线之间增加了一层中间层控制网络,以解决由于末端分布范围较广行程的复杂联动控制问题;例如西门子的APOGEE系统就采用了这样的多层网络结构。上层网是由APOGEE图形工作站进入以太网进行数据管理,实现区域性数据联网,速率可达10/100Mbps;中层网络是由PC通过点对点通讯网络,即同层总线共享无主从方式,可以连接多达100台BLN控制器(如MBC);第三层网路通过MBC与多台独立式单元控制器或非独立式单元控制(如PXM),为扩展完成更大型集散系统。
畅言网:从技术上讲楼宇自控系统如何与建筑很好的结合,以达到节能的效果。
成坚:据统计,空调系统的能耗约占大楼内建筑用电能耗的70%,照明系统的能耗费用约占整个大楼能耗费用的15%,其它机电设备加上设备维护费用等约占整个大厦能耗费用的15%。因此楼控系统在对空调系统和照明系统的监控与调节过程中体现节能,意义十分重大。
提高冷冻站效率即提高冷冻站的COP值。楼宇自控系统可以监控冷冻站各设备以及运行状态数据,通过对这些数据的分析,对各设备进行最佳控制以达到节能状态。系统实时监测末端冷冻水总供、回水温度及流量计算空调系统所需负荷,监测各冷机运行参数如电流百分比,对能源使用情况进行监督。通过执行优化的程序和设定的时间程序,选择并实施冷冻站设备的数量,对负荷量进行自动调整,并根据设备性能曲线求得最优运行效率点,其中包括冷冻水温重设、冷却塔出水温调节、低负荷控制、变频水泵、变频风机等手段。而各设备则按最小无故障运行时间等条件,以编程顺序进行自动启停、切换和保护,系统的集中监视和报警能及时发现设备问题,减少停机时间和设备的损耗,从而降低维修开支。
变频空调+末端设备的控制。现今大楼建筑有越来越多的变频空调设备,真正让变频变得节能离不开楼宇控制系统的作用。当遇到变频空调+VAV系统或变频空调+地台送风的暖通结构时,何时变频、变频合适与否显得尤为关键。楼控系统对风道压力、流量进行实时监测,通过精密的控制器,对各设备进行准确的控制输出,既保证舒适性所需实际风量,同时更加节能不浪费。
免费新风的控制。通过对室外、室内焓值的计算,充分考虑空气潜热,最大限度地利用室外空气进行室内温度控制,尽量减少空调设备运行时的能耗。如在夏天凉爽的清晨,开启空调送风机,关闭空调冷水阀对室内输送凉风一段时间,可降低大厦建筑物的整体温度,对大厦进行预冷,分担空调负荷达到节能。而在过渡季节,更是可以通过对室内外焓值的计算与比较判定,大量使用室外新风,关闭空调水阀,控制新风、回风的调节比值,利用免费能源进行节能。准确控制室内温湿度。室内温湿度的变化与建筑节能有着紧密的相关性。温湿度波动范围过大,往往造成夏季室温过冷(低于标准设定值)或冬季室温过热(高于标准设定值)现象。这对人体的健康和舒适性来讲都是不适宜的,同时也浪费了能源。据美国国家标准局统计资料表明,如果在夏季将设定值温度下调1℃,将增加9%的能耗,如果在冬季将设定值温度上调1℃,将增加12%的能耗。因此将室内温湿度控制在设定值精度范围内是空调节能的有效措施;设备最佳运行时间设置。楼宇控制系统可以通过时间表的设置对设备的启停进行预先设置。比如利用免费室外新风能源提前开启空调设备,利用建筑内适宜能量,提前或尽早关闭空调设备,以达到节能的目的。
建筑内能源的循环使用。例如热回收转轮设备,可以对室内能源进行及时的有效回收,对它的有效控制仍需要楼宇控制系统进行。而将冷却水系统引至对生活热水系统的加热,交换各自所需的能量,更是需要楼控系统的参与才能真正将节能的潜力得以发挥;照明系统的控制。楼控可将照明系统集中控制在监控站界面上,既可方便业主实时掌握大楼内照明设备的运行状况,及时调整以便合理控制相应区域的照明设备,节约能源。例如,对需要照明区域的及时开启与关闭,包括时间表设置或红外人员探测器的监控;设置照度参数,在照度可调节区域,照度将根据室外光线强度情况进行实时调节。
畅言网:请谈谈楼宇自控系统在施工和应用当中存在的主要问题?这些问题如何解决与克服?
成坚:在楼宇自控系统施工中所存在的主要问题在于一是施工质量。比如走管的横平竖直,软管的长度、固定,设备接线、线标使用的规范等等,这类问题只能通过严格规范和提供施工人员水平来解决;二是与其他专业的交叉配合。由于楼控系统施工的特殊性和它的技术要求,基础设施施工(如:桥架、管、线)与土建、机电、装修各专业施工同时进行,怎样能加快施工进度,同时保证质量是需要与其他各专业良好紧密配合的。比如施工前期电缆电线保护管的预埋、预放要赶在土建专业前完成;墙面的预留孔、洞需要配合装修专业的同时进行;而风管上传感器的安装需在风管保温层施工完成后进行;水管上传感器的安装则在最后一次水系统打压前完成。这些都需要在施工前制定好相关措施、规划好对应流程,才能既保证对各专业的成品保护,又能完成自身的施工作业;三是各末端传感器的定位。传感器的定位非常重要,这将直接关系到所监测到的数据是否对应,而相应的控制是否准确。比如水管上电磁流量计需要相应的直管段长度,如果没有达到要求,电磁流量计有可能监测不到数据,那对应的控制就无从谈起;或者一个室内温度探测器,我们将它随手安置在门窗旁边,那他监测到的数据将会受到门窗外空气的干扰,不能真实的反应房间内的实际温度数据,所测得的值是不准确的,那楼控系统的控制也将变得不准确。所以在这点上,需要楼控系统的设计与施工指导人员对整个系统的控制原理有深刻的理解,同时对传感器的参数性能非常了解,而对现场环境非常熟悉,仔细地对待每个传感器的定位使得系统真正得以实施;四是现场受控设备接口问题。在施工过程中,经常遇到在与受控机电设备进行接线连接时,现场的受控设备根本没有提供对应楼控系统所需的接口端子,接线也就无从谈起。这种情况下,楼控系统人员需在深化设计初期与强电专业就受控机电设备的二次接口进行协商,使机电控制二次回路满足楼控系统需求。
在楼宇自控系统应用当中存在的主要问题在于对楼控系统的不专业甚至是弃用。由于楼控有本身的专业性,它的界面操作与理解也是有特殊性的,部分物业方人员并不了解整个系统的管理,就进行一些随意的操作,甚至由于习惯了手动的操作管理方式,对楼控系统有一定的排斥,不愿意使用。这样情况下,楼控系统人员一定要在系统交接时做好对物业方的培训,包括楼控系统的控制原理、方案理念,楼控操作界面的使用,现场设备的原理资料,如何处理现场的故障恢复等等;二是对楼控功能的误解。物业方人员正式接管大楼建筑后,可能对充满各种各样智能设备的楼控有种误解,认为系统是无所不能的,或者是有更多自我的理解。比如温度对水阀的调节控制,温度为何迟迟到达不了设定值,水阀的控制应该马上全开。但却忽略水阀的PI调节的正常过程,以及室内负荷的热交换过程。这样情况下,楼控系统人员应多与物业方人员多做沟通交流,让物业方更全面了解楼控系统,以及楼控各设备的控制原理,让物业方从根本上掌握管理大楼。
畅言网:在日常施工过程中如何做好楼宇自控系统在项目实施过程中的流程管理(举例说明)?
成坚:现场施工流程以及效率的把握:包括项目施工前,楼控设计指导人员会与施工人员对受控设备的位置、数量进行现场确定,查看现场与图纸的对应;施工人员DDC外壳箱进行安装就位;敷设桥架到DDC与各末端;对各传感器位置确定;布管布线;将DDC控制器放置到外箱中;传感器的安装就位;测线;查看各受控设备电控箱点位正常与否;末端设备接线;DDC设备接线。始终对项目各项工作进度加以控制,抓住计划安排的各个时间节点,保证在安排的时间日程前顺利完成,因此要始终抓好项目计划的编制、审查和执行工作。
各方交叉作业的管理:配合土建、机电、安装各专业的施工进度,合理安排楼控施工环节,施工内容流程按上述进行,但要结合现场其他专业进度计划,因此对施工完成内容做好记录,未完成内容做好对应安排。减少施工、管理上的损失:在施工过程中,材料的使用要实行限额领取,材料领取、入库出库、废料回收等环节都要严格管理,实行节约有奖,超耗责罚的制度,并注意成品保护,不仅是自身楼控专业的施工内容,也包括其他专业的。楼控设备的及时供货:楼控产品(末端传感器、执行器、DDC模块、网络控制器)在施工各个阶段需要进行安装,因此配合施工进度,及时的产品供货到现场显得尤为重要。
畅言网:请详细谈谈楼宇自控系统的安装技术?安装效率能否提高,具体办法有哪些?
成坚:安装技术可分为传感器的安装与执行器的安装。例如:在安装过滤网压差传感器时,传感器两个探管分别紧贴过滤网两侧,传感器两个探管尽量短,使测量数据更准确,在机组上用电钻开孔应和探管管径相当,安装完毕后用玻璃胶进行密封;防冻开关传感器在安装时,应在机组安装方配合下就近盘管所在位置开孔,将传感器感温部分缠绕在机组内盘管上,开孔部位仍用玻璃胶密封;风管上温湿度传感器安装时,需破开保温棉对风管进行开孔,再将探头深入风道内,并用传感器自带螺钉固定在风管上;而室内型传感器,则要选择合适的位置,墙上开孔不宜过大,传感器的尺寸大小需遮盖住开孔大小,保持设备安装的美观,与墙之间不宜留太大缝隙,同时要注意固定;水管上传感器在安装时要注意传感器本身的水流指示方向,确定方向后再进行安装,传感器与管道上烧焊配件的连接可缠上麻丝、生胶带以防止水的滴漏;阀门执行器在安装前,先要确定实际的阀体位置,将执行器对应位置校核后在将执行器卡到传动轴上,拧好对应螺丝。
安装效率的提高主要取决于,一传感器设备定位的准确性;二施工人员的技术专业水平;三施工人员良好的审美与细致的工作态度。
畅言网:楼宇自控系统在施工过程中如何配合其他专业?相互配合工作中遇到问题如何解决(请为大家举一个实例)?
成坚:比如施工前期电缆电线保护管的预埋、预放要赶在土建专业完成前完成;墙面的预留孔、洞需要配合装修专业的同时进行;而风管上传感器的安装需在风管保温层施工完成后进行;水管上传感器的安装则在最后一次水系统打压前完成;强电受控设备的控制箱二次接口需在施工前就想强电专业提出,之后向强电专业索取强电控制箱的图纸,将每个箱体的接线原理、接线端子了解熟悉,以方便后期接线;相互间做好成品保护。
配合工作中如果遇到问题自然是多做沟通,了解问题的前因后果,妥善解决问题。例如,当暖通专业已经将水管道做好保温,但楼控专业却没有完成对水管上传感器的安装,如果要继续传感器的安装则势必破坏已完善的保温层。此时,可据实向总包单位提出,由总包单位协调是否仍由暖通专业帮忙恢复保温层,还是有楼控专业的施工人员自行恢复再由总包单位查看。又如,楼控系统已敷设好的管线,被其他专业无故损坏,可先对现场进行拍照,然后私下与该专业施工人员沟通,要求他们恢复破坏的管线,若再三沟通无果,而损坏面积过大,可发送函件并附上照片至总包方,对破坏方进行索赔。
畅言网:请您简单介绍一下贵公司品牌及产品?
成坚:我司代理的是美国江森自控楼宇系统产品,具体包括Metasys系统产品,如结合了最先进工业标准软件及125年控制经验开发出来的强大信息管理工具ADS/ADX系统;采用了行业标准楼宇管理通信技术的网络控制引擎NAE、NCE;一组全能型兼容BACnet MS/TP网络的现场控制器,如:FEC,输入/输出模块IOM和一体化变风量控制器VMA16系列,以及其他BACnet协议设备,如TEC2600系列网络温控器;NS系列网络区域传感器和NS系列风道网络传感器。而在现场负责采集数据的传感器,与执行指令的现场执行器如下:适用于多种温度测量环境,包括室内、室外、风管、水管、风管平均温度或可变风量应用的TE-6300系列温度传感器;保护冷热水盘管及液体处理管道的A11D低温短路控制器;可测量0~100%RH相对湿度范围的湿度传感器;感应流经管道液体流量变化的F61KB系列液体流量开关;具有紧凑性防腐ABS外壳的M系列电缆浮球是液位开关,专为难处理液体中液位控制盒报警而设计;使用与商业和工业冷冻及空调应用的P499系列电子式压力变送器;适用于DN15~DN50的VG1000系列螺纹连接电动球阀;适用于DN65~DN100的VG1000系列法兰连接电动球阀;适用于DN15~DN150的VG8000N系列法兰连接电动阀门;适用于DN15~DN150的VG8000V系列法兰连接电动阀门;FA-2000系列弹簧复位,FA-3000系列重载型和RA-3000系列电动阀门执行器;以及具有各个Nm系列的M9000电动风阀执行器。
畅言网:请为大家介绍一个贵公司比较满意的工程案例标准并做简单说明(从项目名称、技术、节能、质量、是否获奖等问题回答)。
成坚:例如赛门铁克软件实验室(成都)项目,在暖通设计上有丰富的各类元素。空调水系统中不仅对冷冻水系统进行变流量控制,冷却水泵以及冷却塔风机都采用了变频技术,最大限度的节约能耗同时也满足末端负荷需求;在风系统的处理上更是引用了各种先进的节能手段,包括双风机变频空调+VAVBOX系统,双风机变频空调+地台送风系统;地送风、大厅地辐射系统、空气质量监测的应用更保证建筑物内人员的舒适性。该项目采用江森自控最先进的Metasys系统、一体VAVBOX设备、联网型风机盘管控制器,切合节能理念进行设计、施工、调试。楼控系统最终赢得了江森自控中国区项目评审金奖,而整个大楼从初期选址对周边环境保护,到施工中环保材料的使用,以及各项节能措施的采纳,和建筑内舒适环境的保证,都为美国LEED银奖认证做准备。
畅言网:请您谈一下贵公司对客户的售后服务。
成坚:提供系统的培训,可以对客户操作管理人员进行系统培训,保证楼宇自控系统的正常运行及做好自控系统的维护保养;服务内容包括在工程竣工后十五个工作日内,提交系统保修期内维修维护计划;系统定期巡检,出具系统监测报告(每季度);接到雇主通知到达现场时间(4小时);一般故障维修时间(1小时);重大设备故障维修时间(5个工作日);提交维修维护报告(维护工作完成后1个工作日)。
对于质量有问题的产品进行免费更换
系统验收后,我们提供系统管理工程师对系统功能进行保养维护,并总结运行经验,深化楼宇设施系统的管理及节能功能达到最优效果;维修人员为专职从事维修服务,工程师具有专业培训过程,保证了紧急故障发生的人员储备,保证在出现紧急故障时,我司可及时到位现场。
系统备品配件的及时提供
自控系统的例行保养。例行保养计划是根据目标设备所处的环境,在系统中以重要性、影响度为标准,进行有针对性的检查维护,便于合理分配资源,达到最佳效果。同时提供维修保养记录,并把记录书放置於适当地点,以便业主工作人员随时查阅有关设备的维修保养、组件更换次数、检查及维修日期等纪录。 总体来说:第一层主要是计算机(服务器)硬件连接器硬件及各个系统软件。这层设备安装位置的周围环境条件良好。设备本身及软件主结构的稳定性都应很稳定。维护的主要目标是软件集成功能的检查;第二层是各个系统的网络控制管理器。通常所处位置环境一般。控制器放置位置较分散,有些也可能在机房里,这层维护要加强硬件设备的保养工作及子系统的功能检查;第三层是系统的传感器/执行器,包括一些现场控制器。这部分设备所处环境杂乱,有些更是在室外、和高温/高湿度的机房内。这些设备需经常检查活动部件、传感头,并且要定期验证它们的动作后探测数值是否准确。为保持系统的正常运作,如有需要时须对设备的组件进行维修或更换工作,包括:提供材料、一般性消耗件、润滑油、清洁剂、过滤器及劳务等。
|