某会展建筑机电一体化设计与优化

1建筑机电一体化设备控制系统的设计原则

为使现代化建筑更突出时代发展的特点,更符合功能需求,在建筑内部机电一体化设备控制系统的设计步骤中,应重点遵循的原则主要有:

1.1需求分析原则

这是做好每项设计的首要原则,目的是为整体方向和核心理念定位,需要因地制宜地在充分结合建筑物功能用途、投资计划以及施工界面划分、工程投标等情况基础上,对所需设备以及需要实现的功能做出扎实具体的分析,确保分析结果具有极强的方向性和指导性。

1.2逻辑性原则

在明确需求目标和方向之后,就要充分研究各受控设备的工艺流程和运行原理,抓住其核心特点,组建机电一体化系统的逻辑结构,确保设计的控制点位符合体系化的逻辑。

1.3组态协调互应原则

组态设计是在逻辑控制确定之后,对包括设备选型、系统配置及架构选择的硬件以及设备逻辑控制子程序和监控软件人工界面(HMI)的软件组态进行设计的过程,这也是主要的设计内容之一,必须同时兼顾软件和硬件两个方面,并能够通过合理地功能分配,使他们在实际运行中能够默契配合,协同支持整个系统的良好运转。

1.4集成化设计原则

机电一体化控制系统的最大特点就是智能化集成,对于整个建筑物来说,它本身所属的建筑系统往往被分成若干子系统,而设备控制系统同样有多个子系统,这些子系统内部与外部之间的信息共享、联动控制以及人机界面的统一管理都需要经过集成化的设计,才能符合智能化、一体化的设备控制系统特征。在集成设计中,应在充分考虑各子系统的具体情况基础上,根据相应的技术标准(如oPC、oDBC、BACnet等),择优选用最佳系统集成模式。

1.5综合选型原则

在对整个系统的类型选择上,应综合考虑各方面因素,选择具有前瞻性、可扩展性的形式,并应确保与之匹配的相关产品符合先进、可靠、经济的原则,还要在软件方面支持标准及开放性协议。

2某会展建筑机电一体化系统设计及功能分析

2.1建筑设备配电系统的工程界面设计分析

某会展建筑采用了智能型的机电一体化控制系统,根据其实际运作形式,各种机电设备的招投标方式、界面划分等情况,首先设计了一个总的建筑设备管理集成系统,然后将建筑设备机电一体化管控系统、空调设备机电一体化管控系统、电梯群控系统、智能照明监控系统等作为子系统纳入其中,形成了一个综合的一体化控制平台。其中建筑设备机电一体化管控系统,又通过其包含的子系统对该会展建筑平时用的风机、电动风向阀以及排污泵等设备进行集中监控和管理。此外,充分结合智能化的组网、编程等专业技术实现对这些设备的安装、调试和运行维护。

2.2主要的建筑设备管控子系统设计及功能分析

2.2.1送/排风机控制系统

该系统主要是为保障室内环境卫生而设计的,主要可实现3个方面的控制功能:(1)当Co或Co2浓度达到限定值时,开启相应区域的送/排风设备:(2)显示送/排风设备的工作状态、运行情况,并对出现的故障及时报警:(3)自动统计设备工作时长,并按照提前设定的设备作息时间,定时启动或停止设备运行,以及提示定时维修。

2.2.2排污潜水泵控制系统

该会展建筑的排污泵在出厂时自带厂家提供的一套配套的配电及控制系统,为将其并入到机电一体化控制系统,同时实现控制责任的清晰划分和对设备运行关键状态参数的统一监控,需要水泵设备供应商提供水泵运行状态及水位溢出信号等干触点信号资料以及其自带的控制箱,以实现机电一体化控制系统对污水泵的有效控制。排污潜水泵控制系统可实现的控制功能主要是对潜水泵的运行状态及污水集水井的水位进行自动监测,发现故障或水位超高溢流时报警。

2.2.3配电系统

该系统主要包括电动开关阀配电控制与送/排风机配电控制,控制电动阀门配电箱将开关阀控制、开关阀状态输出等接口接入到建筑设备管控系统。同理,送/排风机配电控制也是将转换开关、手/自动状态、启动控制、运行状态、电机故障状态等接口接到建筑设备管控系统,由建筑设备管控系统统一实现对有关的电气接线、线路及敷设在其系统负责范围内的线管进行管控,但管控范围不包括电动开关阀配电箱或送/排风机二次线路控制接线端子排在内。

3建筑机电一体化系统的节能评价与优化

3.1节能评价

建筑设备机电一体化控制系统的设计,不仅仅是为了满足建筑物节省空间、方便管理、创造宜人环境的需要,更重要的目的在于资源的优化配置和能源的节约利用。虽然目前建筑节能评价体系的建立暂无统一的、权威性的标准可以参考,但可通过对建筑设备机电一体化控制系统的子系统的设置、设计情况及设备运行的能耗数据这几个方面的综合分析,对建筑的节能水平做出评价。表1为某会展建筑机电一体化系统的部分参数评价指标,仅供参考。

3.2节能优化策略

为使建筑机电一体化控制系统得到更高效的利用,在提供高性能服务的同时节约能源,在设计时,还需要多考虑能耗因素,加以节能化的优化设计,主要优化策略包括:(1)在设计中应以建筑物的功能分区特点为依据,细化监控终端的布置分区,实现全面有效的管控:(2)要落实各控制系统之间的整体联动,尽可能避免出现无人时设备空转的情况,并根据具体情况及负荷变化予以调节:（3)应充分考虑节能新技术的应用以及自然资源的回收利用,并全面考虑各种设备的共享利用性能,选用对建筑节能有显著效果的控制系统。

4结语

机电一体化控制系统通过网络将控制系统与配电及设备之间的接口连接到一起,从而实现对建筑设备的统一控制,合理配置资源、优化服务系统结构的同时凸显节能设计理念,成为时代化建筑服务功能发展的特征和亮点,建筑机电一体化的控制技术将在不断地探索优化中继续保持其主流发展势头,对于持续丰富和扩展建筑物功能,为人们提供更方便舒适的环境具有重要意义。