概述
某大學教學樓為全國大學校園內的一幢標志型建筑。建筑面積約70000平方米,總高度近百米。地下三層，地上二十七層。該建筑地下室為設備機房，停車場；群樓為大型的實驗室及研究生教室，多媒體教室及多功能廳，活動大廳及國際會議廳和中小型會議室；主樓為辦公用房。該大樓將建成一套真正的高科技、智能化的弱電系統(tǒng)。其BAS系統(tǒng)采用美國江森公司的METASYS樓宇管理系統(tǒng)進行設計，這里對此系統(tǒng)中空調系統(tǒng)的控制作一詳細介紹。

1.本建筑（BAS）概況

根據(jù)本樓使用特點和設計要求，樓宇設備自動化管理(BAS)系統(tǒng)要對空調機組，通風機組，冷凍站系統(tǒng)進行監(jiān)測、控制、記錄及報警；對供電系統(tǒng)主要參數(shù)監(jiān)測、記錄及報警；電梯的檢測及報警、積水坑的檢測及排污泵的控制；照明系統(tǒng)進行監(jiān)控和管理，以達到舒適、方便、節(jié)能和便于管理的目的。
該系統(tǒng)主要由1個操作站、1臺網絡控制器、24臺DDC控制器構成。如以下示意圖：
操作站－網絡控制器
此系統(tǒng)可以通過Ethernet網(N1網)將中央操作站及網絡控制器各節(jié)點連接起來，同時安裝在建筑物各處的直接數(shù)字控制器(DDC)將通過RS485現(xiàn)場總線（N2網）連接到網絡控制器上，與其它網絡控制器上的直接數(shù)字控制器及中央操作站保持緊密聯(lián)系。傳感器及執(zhí)行器等連接至以上各直接數(shù)字控制器(DDC)內。

2.（BAS）對空調系統(tǒng)的控制

本建筑內空調系統(tǒng)主要包括以下設備：
（1）組合式空調機組26臺，
（2）新風機組31臺；38臺送風機；
（3）1個冷凍站系統(tǒng)；
2.1空調機組的監(jiān)控
整個大樓共有26臺組合式空調機組。其中一層8臺，二層7臺，三層3臺，四層8臺，五層3臺?？照{機組為舒適性空調機組，專門為會議室、辦公室及教室提供舒適、優(yōu)質的空氣。其空氣處理方式為：室外的新風經新風閥調節(jié)后，又經初效過濾器與回風混合預熱段、表冷加熱段、送風機高效過濾器后送入。
需要監(jiān)控的內容如下：
回風管回風溫度（AI）；風機運行監(jiān)測（DI）；風機的故障報警信號（DI）；自動或手動狀態(tài)顯示（DI）；風機啟?？刂疲―O）；新風風門控制（AO）；兩通水閥控制（AO）；室內溫度（AI）；室內濕度（AI）；室內靜壓差（AI）
在操作站上，每一個空調機組都將通過彩色三維圖形顯示，直觀的表示不同空調機組的運行狀態(tài)和報警信號，動態(tài)的顯示每個機組的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、回風溫度，同時各個空調機組進行定時啟?？刂疲⒖梢酝ㄟ^鼠標修改設定值或者末端設備開啟度、改變設備啟停狀態(tài)，以求達到最佳工作環(huán)境。
這些空調機組由METASYS系統(tǒng)按每天預先編排的時間，包括假日程序對空調機組監(jiān)視和控制。
2.1.1空調機組的水閥及新風閥的控制
水閥的控制主要是根據(jù)回風溫度傳感器的反饋溫度信號，調節(jié)冷熱水閥的開度，使送風溫度趨向設定溫度(PI比例調節(jié))；當回風溫度高于設定溫度時，DDC自動輸出關的信號，關閉冷熱水閥，反之則打開冷熱水閥，從而既滿足室內溫度的設定要求，防止溫度過高過低給人工作帶來的不便，又最大的節(jié)省能源。根據(jù)一般的經驗，沒有裝調節(jié)閥之前閥門的開啟度一般為85％左右，裝上調節(jié)閥進行調節(jié)后，閥的開啟度僅為40％～60％，因此可以減少能源損耗。
新風閥的調節(jié)控制主要用途有以下三方面：（1）節(jié)約能源。對新風閥進行調節(jié)可以保證最大限度的利用新風。當新風溫度接近室內溫度時，新風閥門全部打開；當新風溫度與設定溫度相比，溫差過大時，此時只需保證最低新風量，將新風閥門關到最小位置，最大限度的利用回風。（2）保護風機，由于當?shù)乜諝赓|量的原因，新風閥處于常開狀態(tài)，過濾網容易污濁，需要經常清洗。因此需要實現(xiàn)新風閥與風機的連鎖，當風機關閉時，風門自動關閉，防止粉塵進入。（3）在每層的房間內都設有多個室內靜壓差傳感器，可檢測室內與外界環(huán)境的靜壓差，根據(jù)靜壓差值與設定值之間的比較來確定風門的開啟度，使室內處于最佳的工作學習環(huán)境。
2.2新風機組的監(jiān)控
整個大樓共有31臺新風機組，負二層1臺，負一層1臺，一、二、四層各一臺，三層2臺，五層4臺，7—26層每層1臺主要為房間提供高質量的新風。其空氣處理方式為：室外的新風經新風閥后，又經初效過濾器、表冷加熱段、送風機后送入各個樓層的房間。
監(jiān)控的內容如下：
送風管送風溫度（AI）；風機運行監(jiān)測（DI）；風機的故障報警信號（DI）；風機自動或手動狀態(tài)顯示（DI）；風機啟?？刂?DO)；新風風門控制（DO）；兩通水閥控制（AO）；新風溫度（AI）；送風溫度（AI）
在操作站上，每一個新風機組都將通過彩色三維圖形顯示，直觀顯示不同新風機組的運行狀態(tài)和報警信號。動態(tài)顯示每個機組的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、送風溫度。同時各個新風機組進行定時啟?？刂?，以求達到最佳的工作學習環(huán)境。
新風機組由METASYS系統(tǒng)按每天預先編排的時間包括假日程序對機組進行監(jiān)視和控制。
2.3設備選用：
（1）風管溫度傳感器－－選用TE-6321P-1，它是一款電阻式溫度傳感器，與一般的電子式溫度傳感器相比優(yōu)點價格便宜，可以為DDC直接進行信號傳送。
（2）新風閥驅動器－－選用M-9116-GGA比例式風閥驅動器，需要新風風門的閥桿做出改動，以便方便閥門驅動器的安裝。
（3）調節(jié)閥及閥門驅動器－－選用雙DO閥門與驅動器，它的最大優(yōu)點是完全滿足溫濕度PID調節(jié)的需要，同時與普通的比例式調節(jié)閥(AO閥)相比，既可以節(jié)省AO點（因為一般的控制器中，AO點比較少）同時成本便宜10％～30％。
（4）壓差開關－－選用P233A-10-AKC的壓差開關，該產品結構輕巧，價格便宜。
（5）室外溫度傳感器－－選用TE-6323P-1電阻式溫度傳感器，該項目選用兩個溫度傳感器，分別設于三層的南面和北面，溫度值取平均值，然后通過網絡將數(shù)值傳輸?shù)矫總€空調機組的DDC。
（6）DDC控制器－－選用DX－9100－8154，它具有8DI、6DO、6AI、2AO，DX—9100—8454，它具有8DI、6DO、6AI、8AO，這樣可以節(jié)省大量的布線工作，又具有較高的性價比。
2.4冷凍站的監(jiān)控
整個系統(tǒng)由四臺冷水機組（三用一備），六臺冷凍水泵（四用兩備），一臺膨脹水箱，四臺冷卻塔，分水器和集水器，六臺冷卻水泵構成。
冷凍站系統(tǒng)監(jiān)控的內容：
監(jiān)測冷卻水的供、回水溫度（AI）
監(jiān)測冷凍水的供、回水溫度（AI）
監(jiān)測冷凍水回水的溫度（AI）
監(jiān)測冷凍水的供、回水壓差（AI）
壓差旁通閥的控制（AO）
冷凍水泵運行狀態(tài)、故障報警、手自動狀態(tài)（DI）
熱水泵運行狀態(tài)、故障報警、手自動狀態(tài)（DI）
冷卻塔風機的運行狀態(tài)、故障報警、手自動狀態(tài)（DI）
冷水機組的運行、故障報警、手自動狀態(tài)（DI）
膨脹水箱的高、低液位報警（DI）
補水泵的運行、故障報警、手自動狀態(tài)（DI）
冷凍水的水流狀態(tài)（DI）
冷卻水的水流狀態(tài)（DI）
冷凍水泵、冷卻水泵的啟停（DO）
冷水機組的啟停（DO）
冷卻塔風機的起?？刂疲―O）
冷卻水進水電動蝶閥控制（DO）
冷凍水進水電動蝶閥控制（DO）
冷卻塔進水電動蝶閥控制（DO）
冷卻水泵和冷凍水泵的變頻控制（AO）
通過安裝在冷凍機房內的直接數(shù)字控制器DDC按內部預先編寫的軟件程序來控制冷凍機的啟停和相關設備的群控。
檢測各個設備的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、對風機進行啟?？刂啤Ｔ诓僮髡旧?，每一個機電設備都將通過彩色三維圖形顯示，輔以圖標的顏色變化和閃爍，直觀顯示不同設備的運行狀態(tài)和報警信號。
冷凍站系統(tǒng)由METASYS系統(tǒng)按每天預先編排的時間包括假日程序對冷站系統(tǒng)進行控制和監(jiān)視。
2.4.1冷凍站主要設備的監(jiān)控
（1）檢測各個機電設備的手自動狀態(tài)。功率較大的設備，出于安全的考慮需要增加手自動轉換開關，當打到手動時，自動不起作用，這便于系統(tǒng)進行調試和維修或對緊急狀況進行處理。
（2）檢測冷凍水的供回水溫度和回水流量。根據(jù)供/回水溫度差和回水流量來調節(jié)冷凍機組的運行臺數(shù)，同時相應的循環(huán)水泵和冷卻塔連鎖啟停。
（3）根據(jù)程序或工作日程安排自動開關冷凍機組。通過程序控制冷凍機組，達到最低能耗，達到最低的主機折舊率。
（4）檢測冷凍水的供回水壓差，同時在冷凍水供回水總管（或集水器與分水器）之間安裝壓差旁通調節(jié)閥。當冷凍水管路的供回水壓差超過設定值時，壓差旁通閥自動打開，DDC調節(jié)其開啟度，使其供回水壓差符合設定的要求，防止壓差過高而損壞冷凍機。從而保證冷凍機側的冷凍水流量恒定，保證冷凍機的安全工作。
（5）檢測膨脹水箱的高低液位。當膨脹水箱的液位低于低液位開關時，DDC自動控制補水泵為膨脹水箱補水，當液位到達高液位開關時，補水泵停止。
（6）當冷卻水、冷凍水管的水流開關監(jiān)測到有水流通過時，冷機才允許啟動，防止冷機的空負荷運轉，從而損壞冷凍機。
（7）對冷凍水的進水、冷卻水進行電動蝶閥控制，減少系統(tǒng)的負荷運行。當系統(tǒng)開啟一臺冷機時，只需要開啟一臺冷機的冷卻水、冷凍水供水閥控制。相應的開啟該機組的冷卻水、冷凍水蝶閥，反之則關閉該機組的蝶閥。
當一臺冷凍水泵、冷卻水泵或補水泵發(fā)生故障時，備用泵會自動投入運行。
（8）各聯(lián)動設備的啟停程序包括一個可調整的延遲時間功能，以配合冷凍系統(tǒng)內各裝置的特性。
（9）檢測冷卻水的供、回水溫度。當溫度高于設定值37℃時，冷卻塔風機自動啟動，不滿足時再啟動下一臺冷卻塔風機，直到滿足使用設定溫度為止；當溫度低于設定值25℃時，冷卻塔風機自動關閉一臺，溫度還低時，再關閉下一臺冷卻塔風機，直到滿足使用設定溫度。這樣可以最大限度的節(jié)省風機的運行時間，減少能耗。
（10）對冷卻塔的進水進行電動蝶閥控制，減少系統(tǒng)的負荷運行。此時只需要給進水安裝蝶閥，再安裝一般的浮球冷卻塔進行補水控制控制即可。因為冷卻塔屬于一個敞開的連通器，彼此水位一樣，不存在抽空或灌滿的可能，安裝進水蝶閥只是在于對冷卻水泵進行優(yōu)化啟?？刂?。
2.5換熱站系統(tǒng)
整個大樓由兩臺換熱機組提供熱源，整個換熱站系統(tǒng)包括兩臺換熱機組，與冷站系統(tǒng)共用六臺循環(huán)水泵（四用兩備），分水器、集水器和一個膨脹水箱。
換熱站系統(tǒng)監(jiān)控的內容：
監(jiān)測兩次熱水的供水溫度（AI）；檢測水管壓力（AI）；熱水供水的水流狀態(tài)（DI）；一次熱水供水電動蝶閥開關控制（DO）；二次熱水供水電動蝶閥開關控制（DO）；其他監(jiān)控內容同冷站系統(tǒng)。
通過安裝在冷凍機房內的直接數(shù)字控制器DDC按內部預先編寫的軟件程序來控制換熱設備的群控。
（1）根據(jù)程序或工作日程安排自動開關換熱機組的進出水閥。程序控制換熱機組，以求達到最低能耗，最低的主機折舊率。
（2）于指定管道位置設置溫度傳感器，以測量空調水供回水溫度。
（3）當膨脹水箱的液位低于低液位開關時，DDC自動控制補水泵為膨脹水箱補水。
（4）當熱水管的水流開關監(jiān)測到有水流通過時，循環(huán)泵才允許啟動，防止其空負荷運轉。
（5）各聯(lián)動設備的啟停程序包括一個可調整的延遲時間功能，以配合熱站系統(tǒng)內各裝置的特性。

結束語

采用了BAS后，對于空調系統(tǒng)具有以下顯著的優(yōu)點：
1．節(jié)省能源：
2．節(jié)省管理費用：
3．延長設備使用壽命：
4．提高管理可靠性：
5．使得管理規(guī)范化：
BAS本身可以依據(jù)管理慣例對設備進行自動控制，也具有自動分析人員管理指令的能力，使得一些不規(guī)范的管理規(guī)范化。