1.北京市:物联网应用于智能楼宇
万霖广场位于北京上地开发区中心,交通便利,是一座集办公、商场、会议、娱乐为一体的综合性智能建筑,并达到5A级智能大厦标准。建筑共分两幢,总建筑面积6万m2,地上四层、地下两层。楼内设有彩色闭路电视监控系统、可视对讲系统、门禁停车场一卡通系统、会议室音响系统、有线电视系统、综合布线系统、楼宇自控系统(设有空调、冷热源、照明、电梯、给排水、送排风、变配电等子系统)、物业管理系统及系统集成,真正实现了对大厦的分散控制集中管理。
(1)功能描述。
1)公共照明的控制方式可以是计算机时间表自动控制开或关、手动控制开或关、灯组控制。
2)空调系统包括监测送风、回风温度、手/自动状态切换、新风、回风阀开关控制等。
3)监测每部电梯的运行状态和故障状态,统计电梯累计运行时间。
4)监测停车场、门禁读卡机等设备故障状态。
5)集成CCTV系统。
(2)系统集成内容。
1)楼宇自控系统:万霖广场楼宇自控系统采用美国某公司自主研发的系统完成,该系统采用最先进的技术实现受控设备完全自动化控制,上位机软件与现场总线控制器之间通过行业内备受欢迎的LonWorks总线协议进行数据交换,包括冷热源系统、空调与通风系统、照明控制系统、电梯系统及与其他子系统的数据采集和状态控制都可以反映到监控系统软件中。
集中监控的信息包括:楼宇自控系统中空调、照明、电梯等设备的运行状态及故障报警,以及运行和检测参数的变化值(这些参数是温度、湿度、流量、压力、电流、电压等)。
2)空调系统:监测系统内各监测点的温度、压力、流量等参数的自动显示,设备的自动起停、PID控制、数据采集、故障报警等功能。系统具有独特的排程功能,可以以时间为序设定空调机组的起停时段,以达到节能的目的。
3)照明控制系统:对各楼层的配电盘、办公室照明、门厅照明、走廊照明等设备自动进行起停控制,并自动实现对照明回路的分组控制,对用电过大时的自动切换,以及办公室等的“无人熄灯”控制等。
4)电梯系统:对带有完全装备的电梯,利用此节点将其控制装置与楼宇自动化系统相连接,以实现相互间的数据通信,使管理中心能够随时掌握各台电梯的工作状况,并可通过网络通信将现场情况用文字或图形显示于中控设备的彩色屏幕上,重要的数据可通过打印机打印出来作为记录。
5)冷热源系统:
①对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔及相关阀门进行监控;
②机组起动后通过彩色图形显示各设备运行状态、故障状态、参数值及运行参数越限报警,通过鼠标可任意修改设定值,以达到最佳运行状态。
③中央监控站可以对冷源系统的各种设备进行监视报警,可以对冷源系统进行各种水温检测、流量检测、冷量与累计冷量检测。
(3)系统功能实现。通过系统的强大整合能力,将各个子系统进行有效的整合集成,可以实现以下功能:
1)全局数据共享:办公自动化系统可以通过BMS内的大容量实时关系型数据库共享楼宇设备系统中的各种信息。
2)远程监控、维护诊断:各子系统及中央集成管理工作站具有全中文的操作界面,人机界面友好。由于系统与生俱来的网络架构,可以实现远程监控、维护诊断及远程在线组态的能力。方便用户集中管理。(www.xing528.com)
3)详细的数据记录查询:本系统提供详细的历史数据查询功能且存储时间无限制,可以制定值班、日、月、年报表,方便用户查询,且能实时显示记录各种运行状态信息、故障信息、各种统计数据。
4)跨子系统的联动操作:该集成管理系统中,系统主机可以监控全局的信息动态,各子系统之间也可以实现信息同步共享,实现跨子系统的联动,以及全局事件的管理,以增强系统对大楼突发事件的高速响应能力。
5)多样化的报警方式:系统的数据越限报警非常全面,可以以具体数字及百分比等多种方式设置,当有越限报警产生时,可以以动画、弹出窗口或声音、电子邮件等方式提示现场及远程的调度人员。
6)多角度全方位的监控:系统的客户端是免费,同时可按不同情况添加其数量,需要监控的客户端只需下载监控小插件即可实现整个系统的监控。
通过上述对智能楼宇中几大系统的集成,不但在BMS层面上实现了对楼宇中设备运行时的实时监控,而且还利用了其自身提供的完善数据库接口能力(ODBC),将BMS层面收集到的各种设备运行时间、能量消耗等与物业管理密切相关的数据通过该接口传送到IBMS的后台第三方数据库系统中,如SQL、Or-acle等,并结合IBMS中各基本管理模块(房产及空间、住户、收费、设备、安全、环境、智能卡等)完成对整个楼宇的物业管理,最终使BMS和IPMS有效地融为一体,成为一个高性能、有效的智能物业管理软件,从而摆脱了人工烦琐劳动,为整体提高楼宇的物业管理水平提供了可能,最终使投资者获得尽可能大的投资回报率,并为客户提供了舒适、安全、便利的工作环境。
2.青岛市:青岛数字中心大厦应用物联网技术进行改造
青岛数字中心大厦位于青岛市政府认定的唯一的示范工业园——青岛市科技园。它占地近100000m2,是该市的一幢地标性商务办公建筑。
该项目地下3层,地上28层,包括23台新风机组、12台空调机组、1个制冷站、1个热交换站,以及变配电监测站等子系统。其具体物联网应用与节能减排改造如下:
(1)裙楼机组联动控制。双子楼低层建筑及地下室,建筑功能多样化,地下二层员工食堂,地下一层中国银行、健身会所,一层娱乐餐饮、大型商场。各个区域的空调机组起停时间不同,送排风机的换气次数也不同。首先,应对空调或新风机组进行定时起停,同时要考虑到送风机和排风机的联动轮流起停,拟定的换气次数近似值为:银行4~5次/h;商场5~6次/h;食堂日常定时开启,高峰期5次/h。与此同时,利用大空间多点测量二氧化碳浓度的方法,反复修订程序算法,调整新风阀和回风阀的比例。通过这种方式,将被控区域的二氧化碳浓度控制在800~1300mg/m3之间。
(2)冷源系统整改。由于大型公建的冷源是典型的耗能大户,所以节能先要从地下室的冷源整改开始。通过对室外空气参数的判断可知,有时没必要将所有风机起动,所有供水蝶阀打开。因此,业主最终增订冷却塔供水蝶阀,提高换热效率,减少没必要的系统能耗。
(3)时间排程模式。有些写字楼具有多功能性的特点,常会有A座为写字办公楼,采用空调机组+新风机组联控;B座为酒店、公寓,采用新风机组+风机盘管的情况,在BAS设计过程中应当考虑到这一点。有时,酒店管理人员需要随时根据客人的苛刻要求修改一些设定参数。由于BAS常采用单一中控室的配置方案,遇到此种情况时便免不了让酒店管理人员和物业人员陷入频繁联系的麻烦之中。针对这种现象,此工程中采用了带LCD显示的时序控制器。它可以简单地理解为一个小型工作站,特点是可以进行两百余个网络变量的阅览和修改,并能与工作室的调用修改实时同步,互不干扰。在此项目中,这一模块起到了小型中控室的作用,促进两个部门间的协作。
(4)新风机组调试及运行效果。在针对于空气处理机组的调试过程中,有两个侧重点:
1)盘管水阀:水阀的控制主要是根据回风温度传感器的反馈温度信号,调节冷热水阀的开度,使送风温度趋向设定温度(PI调节);
2)新风阀门:新风阀的作用是控制新风量,所以要结合工况分析合理运用,起到节约能源,保护风机,使被控区域的环境状况处于最佳状态的作用。
(5)其他常用功能。
1)时间排程特点:利用控制器自带功能,直接进行Plug IN调用,无需修改程序;直接在组态界面进行时间计划表的修改设定;大大简化操作过程,避免误操作引起的逻辑混乱。
2)最优起停控制特点:无需编写复杂的程序代码,仅需设定目标温度、目标温度设定点、室外温度三个参数,就可对室外工况进行判定,联合预先设定好的时间计划表,每天合理优化起停机组,达到节能的目的。
3)报警机制特点:可设置10种权限等级,方便物业管理;可根据报警设备的权重进行设置,屏蔽无关紧要的报警;可根据报警级别不同,进行颜色和声响的区别;可定时进行信息上传,并通过E-mail或短信的方式,通知不在场的物业人员,使物业部门及时作出反应和调整。
最终,建筑大部分区域被控温度的温控精度达到1℃。空气处理机组、水泵、泛光照明实现手动及远程的直接操控,并可按照物业人员的需求进行时间排程的修改。通过累计时间以及温度布点平均算法的运用,机电设备的使用寿命得以延长,运行能耗得以减少。通过对监视数据进行趋势分析和汇总报表,单个供冷季,针对冷源冷却塔的节能方案使业主节约资金12000余元。综上所述,该项目整个楼控系统的运行得到了优化,节能的目标得到了实现。
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