談智能配電系統在通信綜合樓的應用

2019-11-03 09:58:11

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鳴清馬建偉徐湘寧　　摘要:簡單介紹了通信綜合樓中的自控系統，以及智能配電系統在通信綜合樓中的應用。

　　關鍵詞：樓宇自控；智能化配電系統；其他控制系統

1 概述

　　隨著計算機技術、自動控制技術、人工智能技術及通信技術的迅速發展和廣泛應用，促使了智能化通信綜合樓的建設。智能通信綜合樓是由建筑設備自動化系統(BAS)，辦公自動化系統(OAS)及通信網絡系統(CNS)組成。

　　目前，智能建筑的系統集成中最基本，最主要的是指樓宇自動化系統(BAS)的集成。因為它的有效集成可以大大提高建筑物的行政和物業的辦公管理水平，建筑物的減災防火能力，從而給企業帶來巨在經濟和社會效益。

2 樓宇自控系統的組成

　　樓宇自控系統又稱建筑設備自動化系統。(BAS-Building、Atuomation System)，它對整棟大樓所有建筑設備和設施進行有效的控制和管理，以實現設備和設施的安全可靠、高效節能的運行。

　　樓宇自控系統隨系統的規模、功能與管理要求而分成各小系統。

(1)電力供應子系統

　　其功能包括：高/低壓配電設備的需求控制、變壓器運行狀態監控、功率因數的自動補償、自備電源發電機自動負荷控制、供電系統工作狀態監控、系統參數監測、停電后的復位等。

(2)照明子系統

　　其功能包括：日光利用、工作照明分區和定時控制、對事故照明、藝術照明以及特殊照明的控制。

(3)空調與通風監控子系統

　　其功能包括：環境監測與控制、空調機組、制冷機組、加熱設備、通風設備的監控、冷熱源運行最優化的控制。

(4)交通設備子系統

　　其功能包括：a.電梯系統，電梯群控制管理，自動扶梯監控管理。b.停車場監控。

(5)給排水子系統

　　其功能包括：生活給水設備監視、排水設備監控。污水處理設備監控、水位監測等。

(6)消防子系統

　　自動監測與報警、自動排煙控制、自動滅火控制、設備聯動控制。緊急廣播。

(7)保安監控子系統

　　防盜報警設備監控，閉路電視監控、自動防范設備監控，出入門禁控制和確認分析。

(8)其他

　　如物業管理等。

　　由此可見，建筑設備自動化(BAS)系統是一個對建筑物內所有服務設備及裝置的工作狀態進行監視、控制和管理的自動化系統。其基本功能是為建筑物的使用者提供安全、舒適和高效的工作和生活環境，保證整個系統的經濟運行，并提供智能化的管理。

3 智能化通信樓中的配電系統

3.1 配電系統自動化

　　配電系統自動化是智能化通信樓重要的組成部分。在第三代控制系統CCS(Computer Control System)即中央控制計算機系統之后，為了提高系統的可靠性，人們又研發推出了第四代控制系統DCS(Distributed Control System)分布式控制系統。在智能建筑中需要監控的設備不僅種類繁多，而且其特點、區別也很大，經常要選擇不同廠家的產品以構成BAS的各個子系統，然后把它們互相結合起來，這就需要不同DCS之間的互連。DCS系統在開放性，互連性方面受到某些限制，從而使BAS組態不夠靈活等。最這計算機網絡技術的發展和智能器件的研發，出現了第五代控制系統FCS(Fieldbus Control System)現場總線控制系統。在變配電站所特有的變化快，強干擾環境下，由現場總線控制系統組成的監控網絡就象一臺巨大的計算機。各個網絡節點間交換信息均采用了數字通訊方式，完全擯棄了DCS下的4－20毫安模擬信號，而采用了RS485接口傳輸的數字信號，從而大大減少了現場敷線數量和現場各種接口的數量，提高了網絡的智能化程度和信息交換速度，提高了系統的可靠性和抗干擾性。

3.2 現場總線技術在建筑配電自動化中的應用

　　當前，國際上的名牌企業都有各自的智能化產品。如美國西屋公司的SPB系列(250-5000A)和C系列(150-1600A)塑殼式斷路器，美國通用電氣公司推出的帶數字化固態脫扣系統的多功能塑殼斷路，德國西門子公司3WN的系列產品，ABB公司的SACE Megamax F系列產品，日本寺崎電氣公司的AT系列(630-3200A)XH系列塑殼式斷路器，以及法國Memlin Gerin公司的Master Pact F系列萬能式斷路器等。這些配電產品的智能化與領先的自動化技術結合起來西哦那個成了形成了各自的采用不同現場總線標準的配電自動化系統。目前，已有多個現場總線應用于智能建筑配電自動化中。例如：ModBus、LonWorks、CANBus及PRofiBus等。

　　現以施耐德電氣公司PowerLogic系統為例，說明ModBus現場總線在中低壓配電系統中的應用。Power Logic系統是以ModBus現場總線協議及RS 485串行通訊方式實現計算機與帶有通訊功能的配電設備的通訊連接及數據交換的。Power Logic系統集成了電網中全部智能元件的功能，以便用戶管理成本及供電質量。

　　整個系統由軟件、通訊及設備三部分組成。

(1)軟件為電能管理軟件(SMS)，適用于Windows NT或Windows95/98，它具有強大和靈活的功能，包括表格，模擬表盤、柱形圖、趨勢圖及電能質量分析等選項，并且有友好的圖形界面，可創建單線圖、設備圖、照片等。

(2)通訊可由用戶選擇為RS232或RS485的串口通訊，以太網或通過調制解調器進行遠方連接等。使用串口通訊，用戶可方便地將RS232/RS485轉換器置于計算機串行口與通訊設備之間。如使用標準的TCP/ip協議可將系統擴展為局域網(LAN)、廣域網(WAN)及互聯網(Internet/Intranet)；使用調制解調器，用戶可通過電話線撥號進行遠距離通訊監控。

(3)設備裝置為具有通訊功能的配電自動化的監控設備。它由電網監視裝置、中壓保護及控制裝置、低壓斷路器及其它兼容設備組成。

a.電網監視裝置為電力參數計量儀表(CM及PM儀表)，它可計量中壓及低壓電網的基本參數(如電壓、電流、功率、功率因素、頻率因素、頻率及電度等)，并可進行諧波及電壓擾動監視，儲存數據及事件。通過ModBus通訊總線將數據傳至計算機，進行存儲及處理。

b.中壓保護及控制裝置為數字式綜合保護繼電器(Separm)，可對中壓側各級斷路器實時監視及控制。它將斷路器的開合狀態、脫扣原因及故障診斷等數據通過通訊傳輸至計算機，并可接受遠程通訊的控制命令，對斷路器進行遙控。

c.低壓斷路器，亦可通過特定網關(DC150)接入網絡，適用于低壓各級開關，可監視斷路器狀態(開、合、脫扣)，診斷故障原因并通過通訊進行遠程控制(開、合)。

　　DC150將低壓各級開關的數據集中起來，并將內部BBUS總線協議轉換成ModBus協議向上傳送。SC150控制與指示接口將MasterPact或comPact NS開關的狀態傳遞至DC150，并可接受上位機傳遞的命令對斷路器集進行控制。對于Multi9系列斷路器合接觸器可通過ATB接口模塊接入DC150進行參數傳遞，PM150功率表可將電網上的電壓、電流、頻率、功率，功率因數等數據傳送至DC150。

d.其他兼容設備，可將其他兼容于ModBUS協議的設備接入系統中，從而擴展成為范圍更廣的系統。

4 智能化通信樓中的其他設備

　　智能化通信樓對有關設備實行實時監控合管理，如空調、電梯、照明、消防、安保等。

(1)空調系統：空調系統是通信綜合樓的重要組成部分，其工作性能的好壞，直接關系到通信質量的好壞。同時，空調耗電量也占整個通信樓的50%左右，節能問題也日益突出。近年來空調系統的控制已從單一的溫度控制轉向健康、舒適合節能兼顧的控制。控制對象也從簡單的臺數控制、順序切換、溫度設定等擴展到風機、水泵、壓縮機轉速協調控制，調節閥開度控制，最小運行事件設備投入管理等方面。

(2)電梯系統：采用心理性時間評價原則和綜合成本評價原則來協調電梯群的運行是一種群控方法。

(3)照明系統：照明不僅要求能為人們的工作學習。生活提供良好的視覺，還要能利用燈具造型和光色協調營造出具有一定風格和美感的室內環境，以滿足人們的心理和生理上的要求。

(4) 消防監控系統：通信綜合樓建筑面積大，造價高，由先進的通信設備和精密的儀器設備，人員密集，在建筑上豎向孔洞多(如電梯井、電纜井、空調及通風管、弱電井等)，若發生火災事故后果不堪設想。因此，對消防監控系統的安全可靠性，技術先進性等方面提出了更新、更高的要求。

(5)保安監控系統：目前，先進的智能化控制技術已應用于保安監控系統。如：指紋、眼底視網膜圖象、以及專家系統。

5 結束語

　　近年來，智能控制技術已逐步應用到通信樓自動系統中，大大提高了通信樓智能化的功能、環境和管理水平，并降低了能源的消耗。

摘自《通信電源技術》

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