[提要]通过南昌铁路医院住院部楼宇自控系统设计实例,详细叙述了系统的配置方案、控制要素和功能特点,阐明了实现楼宇设备自控系统的优越性。
[关键词]住院部;自控系统;设计
一、工程概况
南昌铁路医院住院部工程建筑面积16 998㎡,高14层。楼内设外科、内科等14个科(室)的普通病房、优质病房、无菌病房、多种功能用房及8间手术室。不同房间的采光、照度、温度、湿度及卫生标准有很大区别。特别是透析病房、层流病房和新生儿室对各项指标要求更高。为了在完全满足使用条件的同时,耗能更低、设备运行更可靠、维护管理更方便,设计者考虑采用楼宇自动控制系统设计,对楼内主要设备以集中管理、分散控制的方式监视、控制和管理,组成一套完整的自控系统。工程需监控的主要设备有:14台新风机组、2台冷水机组、3台冷冻水泵、2台冷却塔、3台热交换器、6台热循环泵、4台生活水泵、3台污水泵、4台高压柜、16台低压柜、2台变压器、1台柴油发电机等。
二、系统方案
1.系统组成
(1)本系统由上、下二级网络构成,含中央操作站、直接数字式控制器(DDC)、现场支撑硬件(变送器、执行器、传感器)、系统控制软件。上级网络的中央操作站可高速管理各个结点汇总来的信息,实现整个系统的监控,同时它还可以通过二位机接入其它网络。下级网络由DDC、现场支撑硬件和总线网络组成。DDC内含CPU芯片,储有编制好的程序,并具有独立完成对设备的监控和管理功能,也可以联网运行,它一般设在现场,可直接、高速控制设备运行。上下级网络由直接数字式高速C—BUS控制器的总线互连。
(2)根据住院部的结构和室内自控设备的组成,系统共设置了687个监控点(其中288个为风机盘管监控点)。考虑到扩展,系统预留了充足的接口。
2.系统设备的配置
自控系统主机由一台奔腾电脑构成,内置XPC5001/xD508网络总线接口器及EXCEL、500XBS楼宇自动化系统软件包。控制器总线上连接XL500DDC控制器2台、XL100DDC控制器4台(其中XL500型DDC控制器最大监控点数为128、XL100型DDC控制器最大监控点数为36)。XL500—2监控地下一层高低压配电室、发电机及地下1~5层照明箱;XL500—1监控地下一层配电箱、一层其余设备及层顶所有设备;XL100—1监控1~5层新风机组;XL100—2监控6~10层新风机组;XL100—3监控11~14层新风机组;XL100—4监控6~14层照明箱。
3.系统布局特点:
(1) 6个DDC控制器监控点数尽量达到平衡,提高了通讯速度及速率,均分了负载;(2) 6个DDC控制器与监控地点尽量靠近,减少了通讯线路长度,提高了系统工作可靠性;
(3)模块化结构配置灵活,每路都有充分的扩展余地;
(4)每台DDC控制器可单独对其监控对象实施控制并监视,功能性强,操作方便;
(5)系统采用中文编程环境,用户界面良好。
三、系统监控点设置
1.冷冻系统
(1)冷冻水系统:水温检测、水压检测各2个,流量检测、普通差压调节蝶阀模控点各1个;
(2)冷水机组:运行状态、故障报警、手/自动、启停控制、风温检测各2个,水流检测、阀门数控点各4个;
(3)冷冻水泵:运行状态、故障报警、手/自动、停启控制各3个;
(4)冷却水泵:运行状态、故障报警、手/自动、启停控制各3个;
(5)冷却塔:启停控制2个;
(6)膨胀水箱:液位检测2个、阀门控制各1个。
2.新风系统
运行状态、故障报警、差压报警、启停控制、风温检测各14个,调节阀模控点28个。
3.热交换系统
(1)热交换器:水温检测、调节蝶阀模控点各3个;
(2)热水循环泵:运行状态、故障报警、启停控制各6个。
4.给排水系统
(1)生活水泵:运行状态、故障报警、启停控制各4个;
(2)清水池:液位检测4个;
(3)生活水箱:液位检测16个;
(4)集水坑:液位检测3个;
(5)污水泵:运行状态、故障报警、启停控制各3个;
(6)污水池:液位检测3个。
5.高低压配电系统
(1)高压柜:运行状态4个;
(2)变压器:运行状态、故障报警各2个;
(3)低压配电柜:运行状态16个;
(4)柴油发电机组:运行状态、故障报警、启停控制各1个;
(5)高压进线:电压检测、电流检测各6个,有功功率、无功功率各2个;
(6)低压进线:电压检测、电流检测各6个,有功功率、无功功率各2个。
6.照明系统
运行控制、开关控制各59个。
7.风机盘管运行控制288个。根据监控要求和监控点数设计监控系统图:热交换系统监控图、冷冻系统监控图。
四、系统主要功能
1.冷冻系统
(1)通过冷冻水供、回水感温探测器和供水流量探测器传来的测量值,自动计算全楼的总冷负荷,根据冷冻水供回水压力差,自动调节旁通调节阀维持供水压差的稳定;
(2)实现冷水机组联锁控制,实现机组按程序设定启停控制,自动统计各机组运行时间,自动显示各检测点温度、压力、流量等参数,并在故障时报警、显示、打印输出;
(3)根据建筑所需冷负荷及差压旁通阀开度,自动调节冷水机组运行参数,根据冷却水温度,自动控制冷却塔风机的启停台数,达到最佳节能目的。
2.新风系统
(1)自动调节冷水阀/热水阀开度,保证送风温度为设定值;
(2)空气过滤器两端压差过大时报警,提示清扫;
(3)实现机组定时启停控制、联锁保护控制。
3.热交换系统
1)自动调节热交换器一次热水/蒸汽阀开度,保证二次出水温度为设定值;
(2)实现定时启停控制、联锁控制、参数检测及报警。
4.给排水系统
根据水箱水位是否位于低限或高限,自动控制水泵的启停,并实现水箱水位参数及报警。
5.高低压配电系统
实现电压、电流、功率因素等各参数的检测及故障警,并自动进行电量计算。
6.照明系统
根据预先设定的时间表自动控制各照明点的开关。
五、结语
1.本工程楼宇自动控制系统选用美国(Honeywell)公司的EXCEL5000系列楼控产品,由于采用了领先的高科技技术,系统具有极大的灵活性,是独特的“插上就能运行”的系统。其优越性能表现在:控制规模可大可小。既可用于本地现场,也可经调制解调器用于异地现场。通过控制总线,系统可提供近乎无限的配置。系统符合集中管理、分散控制的原则,并采用简明中文编程环境。
2.该系统有机地结合了空调自控、电力监控、给排水自动化管理等子系统,南昌铁路医院住院部大楼内优越的治疗环境和舒适的工作环境就得以实现,设备的故障就能有效的预防和控制。一体化管理模式充分发挥了系统的功能,提高了设备的寿命,减少了操作、维修和管理人员,同时它也将彻底改变医院传统的管理模式和医疗习惯,产生更好的社会效益和经济效益。
[参考文献]
[1] DBJ-08-47-95智能建筑设计标准[S].
[2] JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范[S].
