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满洲里机场楼宇自动控制系统在严酷环境的应对方案

[日期:2008-03-06]     来源:千家楼宇自控网   [字体: ]
 一、工程概述
       满洲里西郊机场扩建工程投资3.2亿,新建航站楼工程总面积达1.91万平方米,共分上下两层,旅游旺季航站楼内接待游客较多,人员流动大。满洲里位于内蒙古自治区北部,西邻蒙古国,北接俄罗斯年均温度-1.3 ℃,年均无霜期102天左右,冬季最低气温可达零下四十几度,室外气候恶劣。针对大空间和外界环境多变、气候恶劣的特点,航站楼采用先进的大型中央空调系统,而且需要具有很高的自控程度。Techcon 04系列楼宇自动控制系统按照严格特殊的控制要求对整座航站楼内的机电设备进行信号采集和控制,实现航站楼设备管理系统自动化,起到改善系统运行品质、提高管理水平、降低运行管理劳动强度、节省运行能耗的作用。
 
 

 
二、系统结构
       航站楼面积较大,其中的机电设备较为分散,为了合理利用设备,节约能源和人力,采用了Techcon 04系列楼宇自动控制系统先进的集中管理、分散控制的系统结构,能够应对于大规模的建筑物,大规模的设备,具有区域性的集散管理系统。

采用Techcon 04集散型自控系统特点:
       1)Techcon自控系统适应性非常强,系统为模块化结构。可很方便地构造出不同规模等级的独立系统,每级都具有非常清楚的功能和权限,这就使Techcon既可用于单独的设备管理,也可用于一个区域分散的楼群的集中管理。机场工作人员可通过计算机直观、详细地监测并控制设备的运行状况,完全将HVAC、照明、能源管理、时间表安排以及安全等系统置于自己的监控之下。
       2)系统可采用自由拓扑结构或总线型拓扑结构由单个的子站拓展为超大型的分布式综合集散控制系统(不依赖以太网,最大可以拓展到60000点)。这种模块结构特点对于设备管理系统而言,在先期资金条件有限的情况下,既可保证建筑物的高标准和舒适性,又不会影响以后新功能的扩展,对以后航站楼管理方面具有很好的经济性。
       3)Techcon系统控制处理单元是具有独立的CPU和存储器的DDC控制器,因此只需将一台该站置于控制现场如空调机房内,通过便携式计算机将程序输入即可对现场设备进行控制,所有的现场信息将在子站存储,可随时调出查看。同时,子站也可作为网络的一部分,所有单元均可通过网络中心控制。
       4)由于具备了独立控制功能,使得子站在中央系统停止工作、通讯完全断绝的情况下,仍可独立完成所有的控制功能,从而保证了控制的连续性和可靠性。此外,系统中的各级设备可通过网络通讯在同一时刻组成不同级别的集散控制系统或不同的结构组织形式,从而最大限度提高了系统的可靠性和灵活性。
       5)Techcon设备自控系统中控制网络已具备Internet和Intranet的主要特征,已从一般的控制网络升级为Infranet(基础网),Internet、Intranet和Infranet之间通过TCP/IP协议实现互联。整个企业内部可实现资源共享。
       6)网络操作系统可以采用主从式、对等式或客户/服务器结构。网络结构可以是总线型、环型、星型、混合型等拓朴结构。组网方式灵活,升级改造费用低。控制网络Intranet的传输速率高达38.4kbps,内部总线传输速率57.6kbps。通讯单元PCCAN将子站联结成Techcon控制网络,Techcon 的每个用户都能控制可监视联网的各个单元,远程终端可通过调制解调器与网络相连来操作系统。

此图为Techcon楼宇自控系统配置结构
 

       整个Techcon 设备集散控制系统网络由两层构成。第一层为Intranet网监控中心电脑(管理层)之间通讯网络,为高速数据网络,主要任务是以主干网络提供的几百兆的带宽高速传输数据。支持MS Windows NT、Novell Netware和Unix,以TCP/IP为基本通讯协议是企业级INTRANET的重要组成部分。同时第三方管理服务公司可根据协议通过Internet提供远程网络诊断、维护服务;Techcon控制网络也可以通过Internet与远方的控制站或监控子网通讯。
       第二层为监控系统主机与监控子站之间、子站与子站之间的通讯网络,采用的是CAN网络通信技术,主从式通讯方式,这是目前世界上很成熟的现场控制网络技术。CAN网络结构可进行自由拓扑,系统之间的通信介质采用普通双绞线,使得在不加装信号放大器的情况下,主机到现场控制器之间的最远距离可达1200米。二层Intranet是控制网络发展的最新阶段,其主要特征是:消息简短,响应快速,发送可靠;控制子站体积小,造价低;拓扑结构灵活,规模可大可小;分布式控制方案。在Intranet里,传感器不再是仅向小的控制系统发送消息,它已成为整个企业网络的共享资源。

三、楼宇自控系统针对大空间空调系统运行及易出现问题的监控内容
       航站楼内空调机组结构复杂,规模庞大,包括通风机设备、过滤器、加湿器、消声器、热交换器等功能段。系统监测空调机组新风和回风的温湿度,根据温湿度调节表冷阀和加湿阀开度,改变通过表冷器冷热水量以及进入加湿器的水量,维持回风温湿度恒定。采用比例调节风阀,保证适当新风量,同时考虑节约能源。
BAS监控点如下:
----检测机组新风的温湿度;
----检测机组送/回风温湿度;
----风道压差;
----系统监测过滤器压差、堵塞报警、通知清洗或更换;
----送风量采用变频控制;
----防火阀状态反馈;
----利用防冻开关进行盘管防冻保护;
----自动累计运行时间,开列维护保养清单。
----变风量末端控制;

1.空调机组送、回风机的匹配问题
       航站楼空调系统要求较高,所用空调机组采用的是双风机系统,即由一个送风机和一个回风机,在这样的系统中需要做好送、回风机的匹配,特别是回风机的全压不能过大。
 


       如图分别是正常的风管风压和回风机全压偏大时的风关风压示意图,从图中可以看出回风机需要的全压和送风机需要的全压是不一样的,当回风机的全压片大时,混风阀后将是正压,新风无法进入空调机组,同时房间将出现负压,将使漏风量增加。满洲里航站楼空调系统均采用变频风机,Techcon 04系列楼宇自动控制系统对风机转速进行监视和控制,并在主要风道设置风压传感器避免了此种情况的发生。

2.空调机组过滤器堵塞得问题
       空调机组的过滤器堵塞市空调系统中发生频率最高的问题之一,如图,过滤器堵塞导致风机运行工况从A变到B,送风量减少,风机效率降低和电耗增加。


 
过滤器堵塞前后风机运行工况点的变化


       可以看出,过滤器的脏堵,对机组的送风量影响很大,最终将导致房间的新风得不到保证。所以应及时清洗或更换堵塞的过滤器在空调调试及运行过程中也是不容忽视的工作。航站楼空调机组中设置过滤网压差报警对过滤网两侧的压力进行监控使过滤网及时得到清洗和更换。

3.各空调机组水利平衡问题
       航站楼中心候机大厅占整个航站楼大部分面积,同时拥有许多工作用的小房间,对于人员流动较大和机场设备较多的情况,各个空调供回水温差很大,水力平衡问题对于整个航站楼的空调系统有着很重要的影响。在冷冻水水量不平衡的系统中,可能某些水量特别小的空调机组所负担的区域温度的不到保证,影响这些区域的室内温湿度,也可能为了满足这些流量偏小空调机组所负担区域的温湿度要求而大大降低冷冻水的供水温度,使得制冷机的制冷效率下降,影响整个空调系统得节能。目前很多空调机组的水管上装有电动调节阀实现自控,在调节时,如果只是靠电动调节阀来实现系统水力平衡往往会造成有的调节阀开启度过大或小,使之偏离电动调节阀的工作区域。Techcon 04系列楼宇自动控制系统测定各空调机组风量送风温度以及供回水温差,根据温差调节阀的开度大小,保证温差和送风温度基本接近。

4.冷却塔溢水问题
       空调系统中,冷却塔溢水现象较为普遍,还能引起大量空气从冷却塔进入冷却水系统,造成冷却泵运行不稳定,噪声很大。为了避免这种故障的发生,只能楼宇自控系统在冷却塔集水盘中设置液位传感器,业主对集水盘液位进行实时准确地监视,便于空调系统的调试和维护。



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