一、概述
楼宇自动化（BA）
数据通讯：要求系统具有快速性，并具备较高的可靠性和抗干扰能力；
综合性管理：要求系统更深层次管理大楼中的机电设备，使设备满足大楼的基本要求，具有灵活的操作和调配能力、较强的故障和事故预报和处理能力，并最大限度的节约能源。
楼宇自动化涉及的系统包括：
1.集中空调控制系统
2.通风控制系统
3.冷热源控制系统
4.给排水控制系统
5.污水处理管理系统
6.消防监控系统
7.保安监控系统
8.电力供应管理系统 等
集中空调能量管理控制系统（EMCS）
是楼宇自动化系统最重要的组成部分；所管理的机电设备所耗能源几乎占大厦耗能的50%，另外50%为：照明33%，其他17%；耗能中包括：冷热源及输送系统，就一般办公楼能量使用分析，空调部分占整个办公楼能量消耗的50%，其中冷热源使用能量占40%，输送系统占60%。
空调设备的 检测与控制
组成可分成三类：
1.冷热源制备部分：指冷热水机组，锅炉等；
2.热交换器部分：指风机盘管，柜式空气处理机组，组合式空气处理机组，冷却塔等；
3.能量输送部分：
检测参数包括：温度、湿度、压力、压差、流量等
空调设备的 运行工况决定了系统的耗能水平，控制方法非常重要。
一些空调设备的 节能控制方法：
室内温湿度设定值与再设定节能控制;新风量节能控制;
动力设备启停节能控制;空调与电力负荷预测控制;
过渡季节新风供冷控制;
水输送系统变速、变流量（VWA)节能控制；
风输送系统变速、变流量（VWA)节能控制；
制冷机制冷剂变流量(VRV)节能控制；
空调多工况节能控制；
能量回收控制；
能量管理控制等。
系统具有层次性，可将空调控制系统划分为：
制冷机检测控制子系统
热源检测控制子系统
冷却水检测控制子系统
冷冻水检测控制子系统
空气处理器检测控制子系统
新风检测控制子系统
排风检测控制子系统等。
各子系统至检测点和控制输出点则采用总线形控制
子控制器以广播方式向各输入、输出节点发送数据
各输入、输出节点以收听方式接收数据当信息或命令是针对自己的，则以应答方式送出信息。
在通用的软件平台下，能使实现各种复杂的控制规律和高级能量调配控制管理，记录、分析历史运行数据，预测空调负荷等。
能量管理的相关内容
设备监督程序：没有一定深度的设备监督软件，就不可能有能源管理系统。
主要功能：对设备采样点进行周期性地巡回采集；
采集值的越限报警，错误互锁报警；
打印记录报表，打印处于报警状态采集点的数值，打印采样值越限状态等级；
监视设备的运行时间和运行次数；
在监督控制系统控制下，实施局部循环控制；设置阀门、风门控制器设定植，能修改数据通道的上下限，控制器的给定值；
可修改能源管理子程序中的各种参数。温度和湿度控制：
冬季供暖加湿到舒适区的下限，从22℃ -20℃ ，26-30%，露点温度10-8，加湿负荷下降5%；
夏季降温去湿控制到上限， 从26℃ -28℃ ，21-23%，露点温度10-12，除湿负荷下降17%；过渡季节采用设定区的控制方法。
电力负荷的间歇控制：
工作时间表-间歇控制程序运行的日程安排
最长停歇时间-保证环境舒适度不致受到不能允许的破坏
最短投入时间-防止过度频繁地开/关设备
最长投入时间-保证程序能有效地实施对环境的的控制。
最佳启/停控制：
程序可以根据室内现行温度，是外环境条件，建筑物热特性，供热/制冷设备的性能，实际所需的冷/热负荷的大小，温度设定植的高低，使用时间等因素计算最佳启动时间，最佳停止时间，到时自动启停设备。
新风量最优控制：新风与回风混合比
供风温度调节程序：
夜间冷空气吸入控制程序-昼夜温差较大除霜控制
供水温度控制程序：在满足环境条件下，尽量
提高排水温度，达到节能目的。
锅炉和制冷机的运行调度。
废热的回收及储蓄。
水泵控制。
气候图控制。
空气流动控制。
通风控制。照明控制
能源管理中的数据处理和显示
二、系统组成
采用我公司的过程控制系统（DCS）又迅楼宇系统方案如下。
能全面实现控制器和上位机的冗余（双机热备）功能，IO现场通讯总线冗余，是全面冗余设计的系统，确保用户设备安全可靠连续运行，所有的部件都可在线更换；可根据客户要求选择控制器和上位机的冗余功能。
1、DCS系统网络结构图
对小的、性价比高的系统网络结构图
对大的系统(1000点以上)网络结构图
2、DCS系统又迅IO组件
图2 配置又迅IO组件的系统实物图(工程调试中
又迅IO组件的双冗余通讯保证了通信的可靠性。
三、控制方案
总的控制思路 ：总质量守恒，总能量守恒。
由于水在质量上的利用、外漏比较直观，总质量守恒的在控制上比较容易实现，而对于能量来说，计量及控制上的滞后都比较复杂，是控制的重点。
用户端计算热量JSQuse= Kuse X (Tuseset- Tuseout)
Kuse：用户端热量换热系数，Tuseset用户端设定温度， Tuseout：用户端室外温度
用户端实际热量SJQuse= Fusein X Husin- Fusein X Huseout
Fusein:用户端进口流量,Husin用户端进口水焓，
Fuseout:用户端出口流量,Husout用户端出口水焓，
通过 用户端实际热量SJQuse 与 用户端计算热量JSQuse 比较 来 调整 Kuse及Tuseset，使用户端计算热量JSQuse模型趋于理想化(与每天的小时，节假日，下雨，下雪，刮风（风力大小），天气预报的等因素建立联系)。
1.最大限度的利用又迅楼宇资源，尽量节约辅助加热系统能量。
· 在最大负荷变小时，优先减少辅助加热量。
· 在负荷有很大减少后，逐级关停冷水机组。
2.采用质和量并调的调节方式。
3. 多参数、多工况判断切换不同的供暖工况。
4.采用室外温度补偿动态负荷调节，供暖温度再设定，既可保证住户室温的舒适性又可节省能源。
5.采用模型预测控制及最小二乘优化算法，考虑气象预报、电价计费等因素，使得舒适度、运行成本两方面都达到最优化。
四、DCS软件部分
1.操作管理软件
上位机含有工艺图形制作软件，上位的工艺显示、报警显示、趋势记录、报表画面、参数一览画面、系统的自诊断画面（可诊断到通道级）；DCS集散控制系统具有虚拟CSM功能，实现了离线的组态和模拟调试； DCS集散控制系统可以实现在线的软件上下装、功能模块的增减、各种算法的修改等功能，该操作不影响整个系统的正常运行。
图5 MMI人机界面
图6 MMI手操器图形
图7 趋势显示功能
图8 报警记录功能
2.控制软件
含有100多种功能模块算法；有512页功能块作图；具有虚拟CSM功能；所见即所得的全图形化组态方式；在线的上、下装，在线的模块增减，在线的参数修改功能。
图9 控制策略组态调试工具
3.又迅的软件介绍及优势
本控制系统软件是可靠的、全面的软件：
以图形化、模块化的可视编程方法，可实现回路调节、逻辑控制、 顺序控制 、数据采集和管理、 先进控制、MMI画面、历史记录、报表生成、用户管理等功能；有高级编程语言接口， 可实现用户自定义的控制，实现各种高级控制。
3.2. 有空气、水及蒸汽 热力计算所需要参数的功能块，如下：
3.3. PID编程简单、PID调试方便，如下：
3.4. 有查表式模糊控制器：
3.5. 成熟的复杂回路智能控制策略: 规则 + 差量控制。
应采用 规则 + 差量控制 (此方法本人已成功用于多台大型锅炉的控制)，规则+差量控制的重点在控制对象的规则模型的建立，规则模型的建立主要应由过程控制专家或系统的设计人员来提供，或由控制对象的历史运行数据分析得来；如锅炉的减温水流量与锅炉负荷的函数关系应由锅炉的性能设计人员来提供。
规则+差量控制中的差量(设定值与测量值之差)控制，主要用于在系统运行时在线调整规则模型内的参数（调整哪些参数由过程控制专家或系统的设计人员定），使规则模型更接近真实系统。
差量控制方法的选择： 对大滞后系统用模糊控制法，一般系统可采用常规PID方法。
规则 + 差量控制方法可用于多输入多输出复杂系统。
规则 + 差量控制的特点：有自学习功能(对被调整参数的记忆)，对操作人员的经验依赖性不强，控制精度高，响应快，抗干扰能力强。
结论：
1 根据系统工艺设备配置和负荷需求，划分多个工况，最大限度的梯级利用资源，尽量节约能量。
2 工况切换时，采用多参数判定，保证系统稳定性。
3 引入预测机制，采用多种调节方式，对多种热源、换热设备等进行资源总体优化控制，最大限度降低运行成本。
4 针对自控系统监控对象相对分散的情况，采用分布式控制系统和可靠的通讯传输介质保证系统稳定。
