1建筑機(jī)電一體化設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

為使現(xiàn)代化建筑更突出時(shí)代發(fā)展的特點(diǎn),更符合功能需求,在建筑內(nèi)部機(jī)電一體化設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟中,應(yīng)重點(diǎn)遵循的原則主要有:

1.1需求分析原則

這是做好每項(xiàng)設(shè)計(jì)的首要原則,目的是為整體方向和核心理念定位,需要因地制宜地在充分結(jié)合建筑物功能用途、投資計(jì)劃以及施工界面劃分、工程投標(biāo)等情況基礎(chǔ)上,對所需設(shè)備以及需要實(shí)現(xiàn)的功能做出扎實(shí)具體的分析,確保分析結(jié)果具有極強(qiáng)的方向性和指導(dǎo)性。

1.2邏輯性原則

在明確需求目標(biāo)和方向之后,就要充分研究各受控設(shè)備的工藝流程和運(yùn)行原理,抓住其核心特點(diǎn),組建機(jī)電一體化系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu),確保設(shè)計(jì)的控制點(diǎn)位符合體系化的邏輯。

1.3組態(tài)協(xié)調(diào)互應(yīng)原則

組態(tài)設(shè)計(jì)是在邏輯控制確定之后,對包括設(shè)備選型、系統(tǒng)配置及架構(gòu)選擇的硬件以及設(shè)備邏輯控制子程序和監(jiān)控軟件人工界面(HMI)的軟件組態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程,這也是主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容之一,必須同時(shí)兼顧軟件和硬件兩個(gè)方面,并能夠通過合理地功能分配,使他們在實(shí)際運(yùn)行中能夠默契配合,協(xié)同支持整個(gè)系統(tǒng)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.4集成化設(shè)計(jì)原則

機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是智能化集成,對于整個(gè)建筑物來說,它本身所屬的建筑系統(tǒng)往往被分成若干子系統(tǒng),而設(shè)備控制系統(tǒng)同樣有多個(gè)子系統(tǒng),這些子系統(tǒng)內(nèi)部與外部之間的信息共享、聯(lián)動控制以及人機(jī)界面的統(tǒng)一管理都需要經(jīng)過集成化的設(shè)計(jì),才能符合智能化、一體化的設(shè)備控制系統(tǒng)特征。在集成設(shè)計(jì)中,應(yīng)在充分考慮各子系統(tǒng)的具體情況基礎(chǔ)上,根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(如oPC、oDBC、BACnet等),擇優(yōu)選用最佳系統(tǒng)集成模式。

1.5綜合選型原則

在對整個(gè)系統(tǒng)的類型選擇上,應(yīng)綜合考慮各方面因素,選擇具有前瞻性、可擴(kuò)展性的形式,并應(yīng)確保與之匹配的相關(guān)產(chǎn)品符合先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)的原則,還要在軟件方面支持標(biāo)準(zhǔn)及開放性協(xié)議。

2某會展建筑機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及功能分析

2.1建筑設(shè)備配電系統(tǒng)的工程界面設(shè)計(jì)分析

某會展建筑采用了智能型的機(jī)電一體化控制系統(tǒng),根據(jù)其實(shí)際運(yùn)作形式,各種機(jī)電設(shè)備的招投標(biāo)方式、界面劃分等情況,首先設(shè)計(jì)了一個(gè)總的建筑設(shè)備管理集成系統(tǒng),然后將建筑設(shè)備機(jī)電一體化管控系統(tǒng)、空調(diào)設(shè)備機(jī)電一體化管控系統(tǒng)、電梯群控系統(tǒng)、智能照明監(jiān)控系統(tǒng)等作為子系統(tǒng)納入其中,形成了一個(gè)綜合的一體化控制平臺。其中建筑設(shè)備機(jī)電一體化管控系統(tǒng),又通過其包含的子系統(tǒng)對該會展建筑平時(shí)用的風(fēng)機(jī)、電動風(fēng)向閥以及排污泵等設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控和管理。此外,充分結(jié)合智能化的組網(wǎng)、編程等專業(yè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對這些設(shè)備的安裝、調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)。

2.2主要的建筑設(shè)備管控子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及功能分析

2.2.1送/排風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要是為保障室內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生而設(shè)計(jì)的,主要可實(shí)現(xiàn)3個(gè)方面的控制功能:(1)當(dāng)Co或Co2濃度達(dá)到限定值時(shí),開啟相應(yīng)區(qū)域的送/排風(fēng)設(shè)備:(2)顯示送/排風(fēng)設(shè)備的工作狀態(tài)、運(yùn)行情況,并對出現(xiàn)的故障及時(shí)報(bào)警:(3)自動統(tǒng)計(jì)設(shè)備工作時(shí)長,并按照提前設(shè)定的設(shè)備作息時(shí)間,定時(shí)啟動或停止設(shè)備運(yùn)行,以及提示定時(shí)維修。

2.2.2排污潛水泵控制系統(tǒng)

該會展建筑的排污泵在出廠時(shí)自帶廠家提供的一套配套的配電及控制系統(tǒng),為將其并入到機(jī)電一體化控制系統(tǒng),同時(shí)實(shí)現(xiàn)控制責(zé)任的清晰劃分和對設(shè)備運(yùn)行關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)的統(tǒng)一監(jiān)控,需要水泵設(shè)備供應(yīng)商提供水泵運(yùn)行狀態(tài)及水位溢出信號等干觸點(diǎn)信號資料以及其自帶的控制箱,以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制系統(tǒng)對污水泵的有效控制。排污潛水泵控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的控制功能主要是對潛水泵的運(yùn)行狀態(tài)及污水集水井的水位進(jìn)行自動監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)故障或水位超高溢流時(shí)報(bào)警。

2.2.3配電系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要包括電動開關(guān)閥配電控制與送/排風(fēng)機(jī)配電控制,控制電動閥門配電箱將開關(guān)閥控制、開關(guān)閥狀態(tài)輸出等接口接入到建筑設(shè)備管控系統(tǒng)。同理,送/排風(fēng)機(jī)配電控制也是將轉(zhuǎn)換開關(guān)、手/自動狀態(tài)、啟動控制、運(yùn)行狀態(tài)、電機(jī)故障狀態(tài)等接口接到建筑設(shè)備管控系統(tǒng),由建筑設(shè)備管控系統(tǒng)統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)對有關(guān)的電氣接線、線路及敷設(shè)在其系統(tǒng)負(fù)責(zé)范圍內(nèi)的線管進(jìn)行管控,但管控范圍不包括電動開關(guān)閥配電箱或送/排風(fēng)機(jī)二次線路控制接線端子排在內(nèi)。

3建筑機(jī)電一體化系統(tǒng)的節(jié)能評價(jià)與優(yōu)化

3.1節(jié)能評價(jià)

建筑設(shè)備機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),不僅僅是為了滿足建筑物節(jié)省空間、方便管理、創(chuàng)造宜人環(huán)境的需要,更重要的目的在于資源的優(yōu)化配置和能源的節(jié)約利用。雖然目前建筑節(jié)能評價(jià)體系的建立暫無統(tǒng)一的、權(quán)威性的標(biāo)準(zhǔn)可以參考,但可通過對建筑設(shè)備機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的子系統(tǒng)的設(shè)置、設(shè)計(jì)情況及設(shè)備運(yùn)行的能耗數(shù)據(jù)這幾個(gè)方面的綜合分析,對建筑的節(jié)能水平做出評價(jià)。表1為某會展建筑機(jī)電一體化系統(tǒng)的部分參數(shù)評價(jià)指標(biāo),僅供參考。

3.2節(jié)能優(yōu)化策略

為使建筑機(jī)電一體化控制系統(tǒng)得到更高效的利用,在提供高性能服務(wù)的同時(shí)節(jié)約能源,在設(shè)計(jì)時(shí),還需要多考慮能耗因素,加以節(jié)能化的優(yōu)化設(shè)計(jì),主要優(yōu)化策略包括:(1)在設(shè)計(jì)中應(yīng)以建筑物的功能分區(qū)特點(diǎn)為依據(jù),細(xì)化監(jiān)控終端的布置分區(qū),實(shí)現(xiàn)全面有效的管控:(2)要落實(shí)各控制系統(tǒng)之間的整體聯(lián)動,盡可能避免出現(xiàn)無人時(shí)設(shè)備空轉(zhuǎn)的情況,并根據(jù)具體情況及負(fù)荷變化予以調(diào)節(jié):（3)應(yīng)充分考慮節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用以及自然資源的回收利用,并全面考慮各種設(shè)備的共享利用性能,選用對建筑節(jié)能有顯著效果的控制系統(tǒng)。

4結(jié)語

機(jī)電一體化控制系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)將控制系統(tǒng)與配電及設(shè)備之間的接口連接到一起,從而實(shí)現(xiàn)對建筑設(shè)備的統(tǒng)一控制,合理配置資源、優(yōu)化服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的同時(shí)凸顯節(jié)能設(shè)計(jì)理念,成為時(shí)代化建筑服務(wù)功能發(fā)展的特征和亮點(diǎn),建筑機(jī)電一體化的控制技術(shù)將在不斷地探索優(yōu)化中繼續(xù)保持其主流發(fā)展勢頭,對于持續(xù)豐富和擴(kuò)展建筑物功能,為人們提供更方便舒適的環(huán)境具有重要意義。