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暖通空调系统的计算机控制管理(3) [2007-1-30]来源:正岛电器

提要   本讲介绍大型综合商业建筑中的建筑设备自动化系统,又称楼宇自动化系统BAS (building automation system)。它被列为智能建筑的重要组成部分,目前在我国发展迅速。据英国某咨询公司对中国BAS市场的调查,1994年市场销售额为80亿元人民币。预计2000年为150~200亿元人民币。下面首先介绍BAS系统包括的内容,然后分别对系统的通讯、布线及协调管理等做进一步的讨论。

关键词  BAS,计算机监控系统,建筑设备

Abstract   Describes the building automation system (BAS) in large commercial buildings. Lists the possible sub-systems in BAS and their functions, discusses the requirements for hardware and software for these functions including the communication network, the PDS (premises distribution system) technology and the centre computer stations and studies the management facilities of BAS and the relative software techniques in detail.

Keywords   BAS, computer control & monitoring system, building service

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4.1 什么是BAS系统

   一座现代化建筑往往包括这些设备的全部或大部分。随着建筑物的规模增大,标准提高,这些设备的种类、数量急剧增加,要求的监测控制点可多达几千点至上万点。这些设备和测量控制点一般分散到建筑物的各层和各个角落,因此采用分散管理,就地监测和操作将占用大量人力资源,有时几乎难以实现。利用计算机和网络技术,对这些设备进行集中管理和自动监测,对节省运行人力,保持设备正常,具有极大的意义。同时通过计算机系统及时启停各有关设备,避免设备不必要的运行,又可以节省系统运行能耗。这样,BAS系统的主要目的就是:提高系统管理水平;降低维护管理人员工作量;节省运行能耗。
                      
  4.1.1 电力供应系统
   电力供应系统的监测控制的关键是保证建筑物安全可靠的供电。为此最基本的是对各级开关设备的状态监测,主要回路的电流、电压及功率因数的监测,变压器及一些电缆的温度监测。由于电力系统的状态变化和事故都是在瞬间发生,因此利用计算机进行这种监测时要求采样间隔非常小(几十至几百ms),并且应能自动连续记录在这种采样间隔下各开关状态和各测量参数的连续变化过程,这样才能预测并防止事故的发生,或在事故发生后,及时判断故障点。
   将功能进一步扩展,还可对有关的供电开关通过计算机进行远动控制。尤其在停电后可进行自动复电的顺序控制。此外对设备用应急发电机的监测与控制,以及在启用应急发电设备时自动切断一些非主要回路,以保护应急发电机不超载。
   在保障安全可靠地供电的基础上,计算机系统还可包括用电计量、各户用电费用分析计算以及与供电政策有关的高峰时超负荷及分时计价高峰期对次要回路的切断控制。

  4.1.2 照明系统
   照明系统的控制与节能有重要关系。在大型商业建筑中它的电耗仅次于空调系统。与常规管理相比,好的BAS控制可省电30%~50%。这主要是对门厅、走廊、庭园和停车场等处照明的定时控制,对照明回路分组控制,以及对厅堂及办公室和客房"无人熄灯"控制。这些控制可以通过在计算机上设定启停时间表、值班人员远动等按照预定的建筑空间使用方式来进行的前馈控制,也可以采用门锁、红外线等方式探测是否无人从而自动熄灯的反馈控制方式。

  4.1.3 空调系统
   空调系统控制管理的中心任务是在保证提供舒适环境的基础上尽可能降低运行能耗。对空调机、冷热源及水系统工程的控制在前几讲中已分别做了详尽的讨论。但系统的良好运行除对每个设备的良好控制外,还取决于各设备间的有机协调,并且与建筑物本身的使用方式有密切关系。例如根据上下班时间适时地提前启动空调进行预冷:提前关闭空调,依靠建筑物的热惯性维持下班前一段时间的室内环境;对不使用的厅堂关闭空调,同时根据空调开启程度确定冷冻机开启台数及运行模式等。此类协调需由空调系统的中央管理计算机通过BAS索取到建筑物使用要求与使用状况的信息,再进行分析决策后,才能实现。

  4.1.4 给排水系统
   给排水系统的控制管理主要是为了保证系统能正常运行,因此其基本功能是对各给水泵、排水泵、污水泵及饮用水泵运行状态的监测,对各种水箱及污水池的水位监测,给水系统压力监测以及根据这些水位及压力状态,启停相应的水泵。

  4.1.5 消防系统
   消防系统,又称FAS(fire automation system)是建筑设备自动化中非常重要的一部分。有些场合FAS还被从BAS中分出,作为所谓的5A建筑(BAS,FAS,SAS即保安自动化,OAS即办公自动化和CAS即通讯自动化)的一个主要组成部分。FAS主要由火灾报警系统与消防联动控制这两部分构成。
   火灾报警系统是FAS的最主要部分。它要求在火灾萌发状态就能及时探测出,并准确指出火警位置。同时,对于吸烟等到其它原因造成的局部发烟、高温和发光又不出现误报,这依赖于灵敏的火灾参数探测传感器及计算机的智能分析系统。火灾灾状况可以通过烟感、温感、光感和气体成分的变化来监测,每种物理量又有不同类型的传感器来探测。应该探测的物理量、适宜的传感器类型都取决于建筑物的类型和可能产生的火灾种类。文献[1]对此有详尽的的介绍和讨论。一个探测区域所需要探测器的数量也有相应的规定。各种探测器的输出状态一般都是"通断"两种状态,分别对应于所探测的物理量"超过标准"和"处于正常范围"两种状态,各探测器通过总线连接至区域报警器,总线提供各个探测器的工作电源,并通过脉冲编码的方式接收各个探测器的输出状态。采用了计算机的智能型区域报警器就不仅仅是将各探测器的输出状态按其位置进行显示,而且要进一步进行分析,剔除误报信息。例如某个传感器偶然报警一次后,又恢复输出正常状态,或仅一个走廊中的传感器报警,而相邻的传感器一直输出正常状态,这就都属于"无火灾"或"不能最后确定"的状态。增加智能分析可以使火灾报警的误报率和漏报率显著降低,准确率提高。区域报警器通过通讯网还要与BAS中心的消防控制中心连接,使消防中心及时掌握各种火灾报警信息,以便及时做出统一判断和决策。
   消防联动控制包括对防火门、防火卷帘和防火阀的控制,排烟和正压送风的控制,消防水泵、喷淋水泵的控制,自动喷洒灭火装置的控制,疏散广播,警铃控制及电梯扶梯控制等。这些消防装置中有些与它直接相关的感温或感烟装置连接,当出现火灾信号后,自动动作。此时计算计算机控制系统应及时测出这些动作,并使其它装置的设备与其协调工作。其它消防装置则是由值班人员手动控制或由计算机系统自动控制,在火灾时产生要求的动作。由于目前火灾误报率较高,因此很少使用计算机系统根据报警信息启动喷洒装置的,一般都需要值班人员根据报警信号进行确认后,才能启动这些消防设备。相当多的消防设备并非与其它建筑设备系统无关。如正压送风排烟、电梯扶梯等到。这些设备往往是在正常情况下就需要由BAS控制管理,按照某种运行模式运行,火灾时,转换到消防模式。此时,消防系统只是通过BAS向空调、电梯扶梯的控制系统发出向消防模式转换的命令,通过这些设备自己的控制系统来实现消防动作。

  4.1.6 保安系统
   又称SAS(security automation system)亦是建筑设备自动化的重要部分,它一般有如下内容:
  出入口控制系统,即将门磁开关、电子锁或读卡机等装置安装于进入建筑物或主要管理区的出入口,从而对这些通道进行出入对象控制、时间控制,并可随时掌握管理区内的人员状况。
  防盗报警系统,即将红外或微波技术的运动信号探测器安装在一些无人值守部位,当发现所监视区出现移动物体时,即发出信号通知SAS控制中心,由保安人员做相应处理。
  闭路电视监视系统。将摄像机装于需要监视控制的区域,通过电缆将图像传至控制中心,使中心可以随时监视各监控区域的现场状态。计算机技术的发展还可以进一步对这些图形进行自动分析,从而辨别出运行物体、火焰、烟及其它异常状态,并进行报警及自动录像。
  保安人员巡逻管理系统,指定保安人员的巡逻路线,在路径上设巡视开关或读卡机。从而计算机可确认保安人员是否按顺序在指定路线下巡逻,以保证保安人员的安全。
   上述各部分都需要将各自的工作状态,尤其是所发现的异常现象及时报至SAS控制中心,进而由计算机进行统一分析,帮助值班人员做出准确判断与及时的处理。

  4.1.7 交通系统
   交通系统指对建筑物内电梯扶梯及停车场的控制管理。电梯扶梯一般都有完备的控制装置,但需要将这些控制装置与BAS相连或实现其间的数据通讯,使管理中心能够随时掌握各个电梯扶梯的工作状况,并在火灾、匪警等特殊场合以电梯扶梯的运行进行直接控制,这已成为愈来愈多的业主对BAS提出的要求。
   停车场的智能化控制也愈来愈重要和复杂,这主要包括停车场出入口管理,停车计费,车库内外行车信号指示和库内车位空额显示、诱导等。停车场的计算机系统可以根据汽车探测器确定进入场内的总车量,确定各层或各区的空车位,具体通过各种指示灯引导进入场内的汽车找到空位。该系统亦需要随时向BAS控制中心提供车辆信息,以利于在火灾、匪警等情况下控制中心进行正确判断与指挥。

  4.1.8 BAS的集中管理与协调
   上述各种系统都不是完全独立运行,许多情况下系统间需要相互协调。例如消防系统在发现火灾报警后,要通知空调系统、给排水系统转入火灾运行模式运行以进行消防排烟;照明、电梯扶梯亦要改变运行模式以利于人员疏散;电力系统则需要停掉一些供电回路,以保证安全;保安系统在发现匪警时也要求照明系统、交通系统进行一些相应的控制动作。这些协调都是需要在BAS控制中心通过计算机和值班人员的相互配合来实现,这也是为什么将FAS、SAS系统与建筑设备的管理一同纳入BAS的一个原因。
   除了运行操作中的相互配合,在管理中上述各系统也有相当多的共同点:
  利用计算机图形方式指出各设备、装置及至传感器在建筑物中的具体位置,给维护管理人员查找提供方便;
  管理这些设备、装置的运行和维护信息,在计算机建立设备档案库;
  显示各系统实时运行情况和历史状况,打印各种运行报表;
  进行各种统计计算,如电耗、水耗、停车场状况、保安系统报警率等,为建筑物管理提供科学依据,并可自动计算各用户需交纳的水电费等各种费用。
   当建筑物规模大、各种设备数量种类繁多、用户情况不同时,用计算机完成上述各种管理与统计工作就显得十分必要并且可显著减少管理人员工作量,提高科学管理水平。

4.2 BAS系统的配置

   BAS内诸系统尽管错综复杂,种类繁多,但最低层仍是探测各物理量的各种传感器、执行控制动作的各种执行器以及直接连接这些传感器、执行器的现场计算机(又称DCU,RTU,DDC分站等)。这些现场计算机接收相应的传感受器信息,并将其转换为数字信号,随时向上一级管理计算机发送,再根据上一级的管理计算机命令及传感器测出的系统状态,驱动执行器完成所要求的控制调节任务。系统涉及的监控对象不同,传感器、执行器会很不相同。前几讲中已对空调的冷热源及水系统等在这一层次的系统配置做了较详细的讨论。电力、照明、给排水系统除传感器、执行器不同外,此层次的结构和基本配置思想与空调系统相同。消防、保安系统的主要特点是采用多个探测测头共用总线的方式。此总线连入区域控制器,在区域控制器解码,确定出每个探测器的输出状态。这样,区域控制器也类似于一台现场控制机,由此,在现场控制机这一层次以上,各分系统就无大区别。所要研究的问题成为如何将分布于建筑物各处的现场控制机连接,以实现它们之间的数据交换。如何设置各分系统的管理级计算机及BAS总的管理中央计算机,什么样的管理组态软件适宜系统管理控制等。

  4.2.1 网络结构
   BAS通讯网系统的布置中的主要问题是按照功能设置子系统还是按照各现场计算机的物理位置设置子系统。每个子系统都可以独立运行,受其它子系统的影响很小。相互间的协调在中央管理机层次实现。其缺点是通讯线路复杂,每个子系统都要有遍布整个建筑物的通讯线路,当DCU点数较多时,子系统内还会分出再深一级的系统及一些通讯控制接口,这样显得很零乱,不便于标准化设计、施工与管理 。与综合布线技术相结合,可以按标准化方式设计与施工,并便于随建筑功能改变对BAS系统所做的各种变更。通讯网的调试管理亦由于其标准而改为通讯专业统一管理和调试,这给设计、安装、维护和调试都带来一系列的好处。随着通讯技术的飞速发展,通讯产品日益标准化、高速化,成本亦不断下降,这种BAS的网络结构将逐渐成为主流和发展趋势。

  4.2.2 综合布线技术
   类似于上一节图4-3的标准通讯网的思想,近年来建筑物开始推行综合布线技术PDS(premises distribution system),又称开放式布线系统。即将BAS系统、办公室自动化系统(OAS)、通讯设备自动化系统(CAS)所需要的线路统一设计、统一配置,使用统一的配线接口和出线盒插座,可以随时根据要求增装或改动任一建筑自动化设备,而不需要重新布线。这是一种取代建筑物各个系统各自为战、独立布线、彼此互不兼容、很难改动和增补的传统布线方式的新技术。
   综合布线方式就是在每个末端工作区设置各干个信息插座,这些插座通过标准电缆按照一对一的星形方式接到每一层的管理区配线架中,各层的管理区配线架又通过由许多对电缆构成的干线系统相连。这样,使用一些标准连接器和适配器,在管理区配线架上可以很方便地实现各系统内及各系统间的各种连接。这些线路可以作为电话线路;办公用计算机通讯网;传输视频信号电视或摄像机连接,BAS系统的通讯网络等。由不采用标准化插接件等硬件产品,就使得管理、维护尤其是改装、改动等非常方便。采用这种布线方式,图4-3所示的BAS通讯网线路就完全可以搭用,线路由线路管理人员统一调试管理。
   从原理上讲,BAS中的任何弱电信号如各种传感器信号均可通过综合布线与控制器连接。但大多数现场控制机安装在被测控的装置附近,无必要搭用综合布线,到管理区配线架中兜圈。只是当测量离控制机较远的房间温度时,以及使用可通讯VAV和风机盘管末端控制器时,有可能搭用综合布线作为传感器接线或末端控制器通讯线路。消防用烟感器和保安用探测器尽管分布于建筑物各处,但目前的产品多为总线式串联,搭用综合布线将损失其总线节省线路的优点,使线路成本显著增加,因此目前还很少采用。

  4.2.3 中央管理机
   BAS的中央管理工作站及各子系统的中央管理机担负着实时数据采集,分析处理,协调各DCU间的控制调节工作作为使用者与计算机系统间人-机接口。然而由于是分布式系统,主要的控制工作由现场控制机实现,中央管理机的瞬时停机与故障一般不会给系统带来什么危害,因此用一般的个人计算机(PC)即可满足要求,同时成本低,可利用软件资源多,维护方便。当要求中央管理计算机具有高可靠性时,还可以采用双机热备份方式,两台同样的PC机同时接在通讯网上,运行同样的软件,只是其中的一台计算机通过通讯网检测出另一台计算机发出控制命令时,自己就自动设置为热备用机,将要发出的控制命令屏蔽。在一段时间内发现通讯网上没有另一台计算机发出的控制命令时,即可判断出另一台计算机出故障,于是自动转为主控机状态,根据要求发送控制命令。另一台计算机维修好再次投入运行后则自动转为热备用状态。这样,由于两台计算机运行同样的软件,具有同样的数据库,因此这种热备用主机的转换不会对整个系统带来任何影响。这种设备备用仅需要一种双机热备用软件(如RH系列的HOT-DOG软件),不需任何额外的硬件设备。文献[2]中第一章推荐的"双机容错系统",在两台PC机间增加了复杂的"双机总线"及"故障检测判断电路",使系统变得复杂,同时接口电路并非双机备用,它的故障反而导致系统不能运行,因此不是好的解决方法。
  
  4.2.4 BAS的管理功能
   根据上面的介绍,可知BAS的主要任务之一是管理建筑设备,减少运行管理人员工作量,提高系统管理水平。现场控制机主要承担建筑设备与环境的测量与控制,管理工作则完全由BAS中央管理机及各分系统的中央管理机承担。为此,有必要进一步讨论这此管理级计算机应具备哪些管理功能,怎能样实现这些管理功能。管理级计算机的功能初步可分为数据库功能,显示功能,设备操作功能,实时控制功能,统计分析功能,设备管理功能及故障诊断功能。下面逐个进行讨论。

  4.3.1 数据库功能
   数据库主要用来存储现场控制机实测运行参数及操作动作,供以后显示输出和分析计算时用。由于中央管理计算机的管理工作主要是围绕这些数据开展的,因此数据库是中央管理计算机运行软件中的重要部分。目前市场上的各种BAS产品中,有的使用生产厂家自己开发的专用数据库软件,也有的使用一些通用数据库软件(如Window下的EXECEL数据库),目前的发展趋势是试图使用一些通用的数据库软件。
   BAS实时系统的数据库主要是连续记录各参数随时间的变化,数据库结构的不同重点也就反映在对时间的处理上。最简单的定时间步长的数据库是每隔一定的时间间隔记录一次数据库所管理的所有参数值。这样,如果将时间间隔定为1h或0.5h,则可记录存储一个很大的系统相当长周期(如1a)的各参数的变化。然而某些参数(如供电系统中的供电参数)需要记录和分析其每min甚至每s的变化,这时所有参数就都需要以1min或1s作为记录的时间步长。以1h为时间步长可存储1a的数据时,以1s为时间步长时就仅能存储2h多的数据,这显然又不能满足存储长周期数据的要求。同时,有些参数(如风机的开关状态)在这2h内根本无任何变化,却被重复记录了近万次,这显然很不合理。
   再一种数据库可以对不同的参数以不同的时间步长存储,存储周期亦可各不相同。这虽然解决了上述矛盾,但由于仍以等时间步长存储数据,还是不适于需要记录一些突然的状态场合,例如风机早8:00左右开启,晚6:00左右停止,希望将启停时间的记录精确到min,就要记录每min的风机状态,而实际上一天内风机状态只变化了2次,1440个记录中只有2个记录真正有意义。对于这类参数,这种定时间步长的方式效率还是太低。
   解决上述问题的数据库方式就是采用不定时间间隔的方法,每个数据同时要记录此数据出现的时间,数据库中就需要同时记录时间和参数值。对于确实需要经常不断连续记录的量(如房间空气温度)这样做又显得效率低。同时,这种不定长的数据库的检索要比定长的复杂得多,检索速度也慢。
   采用不同方式的数据库会使其外在性能有很大区别,这就是为什么有的BAS系统可以记录1a的运行状况,有的则仅能记录一周或二三天;有的BAS可以显示参数的逐秒变化,有的却仅能看各小时平均数值。根据具体的管理要求,在选择BAS产品时注意其数据库的工作方式、功能及最大容量是确保BAS能够实现预期的管理功能效果的基本要求。

  4.3.2 显示功能
   BAS与使用者之间的联系主要依靠中央管理机实现,而屏幕显示是BAS与使用者交流的主要方式。目前的BAS产品有图形和表格两种显示方式。采用表格方式时各种运行参数的显示只能以专门定义的参数名称为标志。对于一个由多个子系统组成的BAS,参数数量一般都在几千至上万之间,弄清每一个参数名的意义有一定的困难,使用者需要一定时间熟悉与培训。采用图形化方式,将每个参数的物理意义通过图形给出,整个显示系统由许多幅画面构成,画面中给出被监控系统的结构或流程,相应的参数值则直接显示在对应的位置上,许多参数还可以以动画或其它方式形象地显示。例如用转动和停止的叶轮表示水泵或风机的运行和停止,用红灯、绿灯表示电器设备状态,用图形的形状变化表示阀门的开启位置等,使各种参数以非常直观的形式显示出来,并准确地说明其物理意义与几何位置,给使用者带来极大的方便。除了当前状态的显示,还可以曲线显示长期历史数据(如果所有的数据库能提供这样的数据),也给分析研究系统的的过渡过程提供了很大的方便。由于存在图形方式的显示功能,还可以进一步将各系统的连接形式与建筑物间的关系,每个设备在建筑物中的位置等信息同时与现场状态显示系统做在一起,成为在线的建筑设备信息管理系统。管理和维修人员可以通过屏幕方便地查找有关系统的信息,而减少在工程图纸资料中查找信息的大量工作,这也给科学化管理带来很大好处。

  4.3.3 设备操作功能
   中央管理机的另一任务就是远动操作。使用者可通过中央管理机直接对BAS中的某个设备进行启/停控制及调节,亦可直接对某些控制参数进行重新设定。由于BAS管理着多个子系统的成百上千台设备,使用和操作者也较多,为了防止各种误操作和责任事故,就要求有一套严格的保护系统。这一般要求采用密码制,只有操作者输入正确密码,才能直接对某个范围内的设备进行操作,同时计算机还应自动记录下该操作者所做的全部远动控制操作及主要相关设备的瓜,以便在出现事故时分析原因,查清责任。对于大型的BAS,每个持有密码的操作者只能对某个预先限定的范围内的设备进行操作。这样,任何使用者可以利用显示功能查看系统状态信息。当他要控制某个设备时,则需用输入姓名与密码,计算机检查出该姓名与密码一致,并且已授权可能以操作皮设备时,他才可以进行相应的远动操作。

   4.4.4 定时控制功能
   BAS中相当多的设备需要定时启/停,例如照明、空调等。保安系统中的一些防盗报警系统则需要在建筑物使用期间停止工作,而在下班后建筑物中无人时启动。这种启停时间表还会经常出现一些变化,因此需要通过中央管理机来设定、修改。这样,就要求中央管理机能够对所辖的每个设备进行单独的和成组的启停时间的设定与修改。具体实施这种启停控制,可以有两种方式。一种是由中央管理机承担,判断到时间时,直接向现场控制机发出启/停命令;再一种方式则是直接启停时间表送到现场控制机,由现场控制机根据其内部时钟自行判断,到时进行启/停操作。

  4.3.5 统计分析功能
   为配合管理人员的分析判断,中央管理机不能仅显示和存储现场控制机的实测参数,而还应对这些数据做进一步的统计分析,以满足各种管理要求,这些统计分析主要包括:
  能量统计,如各子系统的耗电量,耗蒸汽量,耗水量的日累计、月累计及长年累计,平均值及最大值,以帮助运行管理人员分析能耗状况,做出判断决策;
  收费统计,根据预先指定的各用户范围统计每个用户每个月需负担的电费、水费、空调费及用热费,帮助管理人员进行经济管理;
  设备运行统计,计算各台设备的连续运转时间,自大修后的累计运转时间,为维修和管理这些设备提供依据;
  参数统计,例如统计各个空调区域的日、月平均温度,最高、最低温度,一个月内温度高于上限低于下限的累计时间等,供评价系统运行效果时参考。
   这些统计分析需要有适宜的数据库支持,通过能提供这些统计分析功能的软件来实现。

  4.3.6 设备管理功能
   在计算机内同时建立各主要设备的档案,储存各设备性能规格及厂家信息,安装位置与连接关系,记录根据实测数据统计分析出的自大修后累计运行时间及其它运行状况参数。计算机还可根据这些统计参数及预先规定的规则,自动编排设备的维修计划。这些维修计划可以根据累计和连续运行时间,同时顾及各台设备间的相互备用以及季节性使用设备(如冷冻机)的时间特点。在计算机的设备管理档案中还可以由维修人员输入每次的维修记录,这样将预先录入的设计与竣工资料,动态输入的维修记录以及实时统计的运行信息结合在一起,再配之以常有一些规则的推理系统,可构成在线的实时设备管理专家系统,它将显著提高设备维护管理水平。

  4.3.7 故障诊断功能
   BAS的另一重要功能就是系统各设备的故障诊断。这也是由中央管理机在分析从各现场控制机采集来的实时运行数据的基础上实现的。根据诊断内容及分析的深入程度,故障诊断可分为如下三个层次:
  (1) 运行数据的上下限报警,对各主要运行参数给出正常工况下的最高值与最低值,当实测数据超出些范围时,通过改变此参数的显示颜色等方式报警。一般的BAS软件产品能提供此功能,但是当出现报警时并不能直接判断此参数超限的原因。例如某房间温度偏高,可能是测温传感器的故障,可能是水系统的故障导致送风温度偏高,还可以是当地控制系统的故障导致空调机的错误操作或该房间窗子大开,室外热空气侵入导致负荷太高,运行维护人员只能根据其它运行参数自行分析或到现场检查判断。
  (2) BAS的故障报警,例如某个传感器或阀门的故障,现场控制机整机或其中的一部分运行不正常,通风系统部分中断等,这些故障有些是在现场控制中直接判断,再将结果传给中央管理机,有些则是由中央管理机根据采集到的运行参数参数进行"如果……则……"形式的判断而得到。由于这种判断分析相对简单,因此大多数BAS产品都可以提供这种功能。
  (3) 被控设备的故障诊断,即根据实测的运行数据,分析出诸如管道漏水,阀门或除污器堵塞,风机皮带轮松动掉转及至换热器结垢换热不良等到故障。这些故障通过简单的"如果……则……"形式的规则很难直接判断。目前,世界上还有许多研究小组在进行这类故障的实时诊断的方法研究和工程尝试。国际能源组织(IEA)组织十几个国家开展建筑节能项目中的第25项课题的主题也是建筑设备实时故障诊断,该课题于1996年结题,初步总结出目前世界上的各种可行的方法[3]。基本的思路是根据实测数据综合设备本身的一些信息,在线地由计算机辨识出设备或系统的预测模型;根据这个预测模型对设备或系统的输出参数进行预测;比较预测验结果与实测验结果,如果差别超出一定界限,则认为设备或系统出现故障。根据各种参数偏差的方向与程度,判断故障的性质、种类和位置。目前用来辨识系统和设备模型的方法有最小二乘法、时间序列法以及神经元法等,根据预测结果与实测验结果的差别判断故障种类的方法则有基于树状结构推理"如果……则……"方法、模糊识别方法及神经元方法等。但要将这些方法作为BAS的产品的一部分正式出售,在建筑物中广泛使用,恐怕还需要一段时间。
  
4.4 参考文献

  1 华东建筑设计研究院.智能建筑设计技术.上海:同济大学出版社.1996。
  2 张瑞武.智能建筑.北京:清华大学出版社.
  3 Juhani Hyvarinen. Building Optimization and Fault Diagnosis Source Book. VTT, Finland.


 

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