陳丁劍， 吳義兵， 王 通， 孟 力

（1. 蘇州萬龍電氣集團(tuán)股份有限公司，蘇州215123； 2. 湖南省建筑設(shè)計(jì)院有限公司，長(zhǎng)沙410012）

0 引言

建筑設(shè)備主要包括風(fēng)機(jī)、水泵、空調(diào)機(jī)組、電梯、配電設(shè)備、照明等。 除供配電源外，還涉及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)閥和電磁閥控制。 目前，工程通常采用BA 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑設(shè)備的控制。 為了簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)、節(jié)約投資，蘇州萬龍電氣集團(tuán)股份有限公司研制了集配電元件、電力儀表、電機(jī)保護(hù)控制器、DDC 控制器以及二次控制回路元器件為一體的新型“YSK2S 系列一體化設(shè)備管理裝置”。 由YSK2S、現(xiàn)場(chǎng)總線和遠(yuǎn)程集中監(jiān)控平臺(tái)組成的“WKS?BDMS2000 建筑設(shè)備一體化監(jiān)控管理系統(tǒng)”可實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑設(shè)備控制與管理。

與傳統(tǒng)多種單一配電、監(jiān)測(cè)或自動(dòng)控制功能的系統(tǒng)方案，以及把獨(dú)立的配電電器和DDC 控制裝置集中安裝的控制箱柜等方案相比，YSK2S 系列一體化設(shè)備管理裝置有以下突出優(yōu)點(diǎn)。

（1）多系統(tǒng)、多元件集成：YSK2S 系列裝置創(chuàng)新性地把多種配電、控制元件，以及多系統(tǒng)功能優(yōu)化集成到一路一體化裝置中，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)或水泵等設(shè)備回路的保護(hù)、控制、測(cè)量、通訊與管理一體化。

（2）設(shè)計(jì)、安裝、使用簡(jiǎn)單可靠：系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，無需增加DDC 控制器等自動(dòng)化裝置，無繁雜的一次接線和二次接線，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單方便，解決了一直以來建筑電氣配電及控制中元器件功能重復(fù)、資源浪費(fèi)、接線復(fù)雜、建成后維護(hù)不便的問題。

（3）節(jié)能降耗、減少投資：可節(jié)省控制柜內(nèi)設(shè)備的材料，減小控制柜的尺寸，節(jié)省設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)的人力成本；節(jié)能降耗效果顯著，大幅度減少了智能樓宇控制系統(tǒng)的投資，低于傳統(tǒng)建筑樓宇控制系統(tǒng)投資的50%。

1 主要功能

YSK2S 系列一體化設(shè)備管理裝置具有主回路隔離開關(guān)、斷路器、接觸器、熱繼電器的功能；可以測(cè)量風(fēng)機(jī)或水泵等設(shè)備回路的三相電流、三相電壓、漏電電流、有功功率、有功電能、功率因數(shù)和頻率等；具備風(fēng)機(jī)或水泵等設(shè)備的過流、過載、堵轉(zhuǎn)、阻塞、電流不平衡、漏電、過壓、欠壓、相序等保護(hù)功能；同時(shí)具有多組輔助觸點(diǎn)和故障報(bào)警輸出，復(fù)位或權(quán)限位置信號(hào)輸入。

同時(shí)集成了多路DI／DO、AI／AO，單臺(tái)或多臺(tái)YSK2S 系列裝置電量和非電量輸入／出可集中編程，通過預(yù)置程序?qū)崿F(xiàn)工藝關(guān)聯(lián)的電氣設(shè)備就地分散自動(dòng)化控制；支持梯形圖邏輯編程功能，實(shí)現(xiàn)DDC 的所有控制功能。

該裝置具有遠(yuǎn)程通訊功能，支持Modbus 通訊協(xié)議，可選擇Profibus?DP、Device?Net 等多種通訊協(xié)議。 具有顯示模塊接口，通過顯示模塊可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示各種電參數(shù)、故障報(bào)警信號(hào)和事件記錄查詢，可進(jìn)行各種定值設(shè)置和調(diào)試操作。

2 選型

（1） 產(chǎn)品型號(hào)為YSK2S 的分類，其代號(hào)有“YSK2S” 的 基 本 型、 “YSK2S?K” 的 開 關(guān) 量 型、“YSK2S?M”的模擬量型和“YSK2S?KM”的綜合型四種代號(hào)，每種型號(hào)的IO 數(shù)量詳見表1。

（2）電機(jī)額定電流范圍的代號(hào)表示電機(jī)額定電流調(diào)節(jié)范圍的最大值，代號(hào)“5”的電流在1.25 ～5A間可調(diào)節(jié)，例如1.5kW 的風(fēng)機(jī)額定電流3A 左右，則選用代號(hào)“5”。

（3）電機(jī)極數(shù)指單相電機(jī)或三相電機(jī)，單極電機(jī)選擇代號(hào)“2P”，三極電機(jī)選擇代號(hào)“3P”。

（4）消防功能是指裝置是否具有消防保護(hù)功能，若不需要消防功能則為“空”，“空”可省略；若需要消防功能則選擇代號(hào)“F”。

選型詳見圖1。

圖1 選型參考圖

各型號(hào)開入開出量 表1

另有兩種附加模塊可選型。

（1）WKEC?K 開關(guān)量控制組件：包含10 路DI、3路DO、1 路AI、1 路DC24V 電源和1 路Modbus通訊。

（2）WKEC?M 模擬量控制組件：包括7 路DI、4路AI、3 路AO、1 路DC24V 電源和1 路Modbus通訊。

3 項(xiàng)目應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目介紹

新長(zhǎng)安國(guó)際婦產(chǎn)醫(yī)院是一家集醫(yī)療、預(yù)防、保健為一體，以婦產(chǎn)科、國(guó)際醫(yī)療服務(wù)、婦幼健康管理為中心的中高端婦女兒童醫(yī)療健康服務(wù)綜合體，占地21ha，建筑面積6.5 萬m2。

3.2 各子系統(tǒng)監(jiān)控的內(nèi)容

3.2.1 制冷系統(tǒng)

監(jiān)控的主要內(nèi)容包括：設(shè)備啟／?？刂坪瓦\(yùn)行狀態(tài)顯示；冷凍水進(jìn)、出口溫度、壓力測(cè)量；冷卻水進(jìn)、出口溫度、壓力測(cè)量；過載報(bào)警；水流量測(cè)量及冷量紀(jì)錄；水泵的啟／?？刂啤⑦\(yùn)行狀態(tài)顯示、故障報(bào)警；液位顯示及報(bào)警。

3.2.2 冷凍、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)

監(jiān)控的主要內(nèi)容包括：水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)的啟／停控制、運(yùn)行狀態(tài)顯示、故障報(bào)警；水流狀態(tài)顯示；冷卻水進(jìn)口水溫測(cè)量及控制。

3.2.3 新風(fēng)空氣處理系統(tǒng)

監(jiān)控的主要內(nèi)容包括：風(fēng)機(jī)的啟／?？刂啤⑦\(yùn)行狀態(tài)顯示、故障報(bào)警；送回風(fēng)溫度、室內(nèi)溫濕度、風(fēng)道風(fēng)壓測(cè)量；過濾器狀態(tài)顯示及報(bào)警；冷熱水流量調(diào)節(jié)；風(fēng)門、風(fēng)機(jī)、調(diào)節(jié)閥之間的連鎖控制。

3.2.4 排風(fēng)系統(tǒng)

監(jiān)控的主要內(nèi)容包括：風(fēng)機(jī)的啟／停控制、運(yùn)行狀態(tài)顯示、故障報(bào)警。

3.2.5 給排水系統(tǒng)

監(jiān)控的主要內(nèi)容包括：水泵的啟／?？刂啤⑦\(yùn)行狀態(tài)顯示、故障報(bào)警；液位顯示及報(bào)警。

3.2.6 供配電系統(tǒng)

監(jiān)控的主要內(nèi)容包括：高壓與微機(jī)綜合保護(hù)裝置主機(jī)相連；低壓與低壓配電監(jiān)控主機(jī)相連。

3.2.7 照明系統(tǒng)

監(jiān)控的主要內(nèi)容包括：與門廳、樓梯及走道照明控制的主機(jī)相連。

3.3 監(jiān)控對(duì)象

本項(xiàng)目的監(jiān)控設(shè)備數(shù)量如表2 所示，按監(jiān)控對(duì)象是否帶通訊接口分為兩大類。

一類是不帶通訊接口控制回路監(jiān)控對(duì)象，如空調(diào)機(jī)組（帶新風(fēng)）、新風(fēng)機(jī)組（帶壓差控制）、送排風(fēng)機(jī)、排污泵、冷卻水和冷水循環(huán)泵等，需通過YSK2S來采集相應(yīng)設(shè)備周邊傳感器和變送器信號(hào)，再通過執(zhí)行器和閥門去執(zhí)行。 設(shè)備信息則通過YSK2S 裝置的Modbus?RTU 通訊接口接入ST3000 通訊控制器再傳給后臺(tái)系統(tǒng)。

項(xiàng)目監(jiān)控設(shè)備 表2

另一類是帶通訊接口控制回路的監(jiān)控對(duì)象，如電梯、制冷機(jī)等。 此類設(shè)備已存在，只需通過自身的通訊接口接入ST3000 通訊控制器傳給后臺(tái)系統(tǒng)，或通過自帶的Modbus?TCP 通訊接口直接接入后臺(tái)系統(tǒng)。

3.4 系統(tǒng)組成

監(jiān)控系統(tǒng)圖如圖2 所示。

3.5 選型應(yīng)用

3.5.1 新風(fēng)機(jī)組一體化設(shè)備管理裝置選型

本項(xiàng)目新風(fēng)機(jī)組39 臺(tái)，單臺(tái)新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)機(jī)功率為2.2kW，其控制箱端子接線圖如圖3 所示，單臺(tái)風(fēng)機(jī)控制點(diǎn)位如表3 所示。 結(jié)合表1 和表3，每臺(tái)新風(fēng)機(jī)組YSK2S 選型為YSK2S?KM?5?3P。

新風(fēng)機(jī)組控制點(diǎn)位表 表3

3.5.2 空調(diào)機(jī)組一體化設(shè)備管理裝置選型

本項(xiàng)目空調(diào)機(jī)組4 臺(tái)，單臺(tái)空調(diào)機(jī)功率為11kW，單臺(tái)空調(diào)機(jī)控制點(diǎn)位如表4 所示。 結(jié)合表1與表4，每臺(tái)空調(diào)機(jī)組YSK2S 選型為YSK2S?KM?323P。

3.5.3 熱水循環(huán)泵一用一備一體化設(shè)備管理裝置選型

本項(xiàng)目熱水循環(huán)泵共三套，每套熱水循環(huán)泵一用一備，單臺(tái)熱水泵功率為3kW，每套熱水循環(huán)泵控制點(diǎn)位如表5 所示。 結(jié)合表1 與表5，每臺(tái)熱水循環(huán)泵YSK2S 選型為YSK2S?K?12?3P。

空調(diào)機(jī)控制點(diǎn)位表 表4

熱水循環(huán)泵控制點(diǎn)位表 表5

冷卻塔控制點(diǎn)位表 表6

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)圖

3.5.4 冷卻塔一體化設(shè)備管理裝置選型

本項(xiàng)目冷卻塔4 臺(tái)，單臺(tái)冷卻塔的風(fēng)機(jī)功率為15kW，單臺(tái)冷卻塔控制點(diǎn)位如表6 所示。 結(jié)合表1與表6，單臺(tái)冷卻塔YSK2S 選型為YSK2S?K?32?3P。

3.5.5 排風(fēng)機(jī)一體化設(shè)備管理裝置選型

本項(xiàng)目排風(fēng)機(jī)10 臺(tái)，單臺(tái)排風(fēng)機(jī)最大功率為2.2kW，單臺(tái)排風(fēng)機(jī)控制點(diǎn)位如表7 所示。 結(jié)合表1 與表7，單臺(tái)排風(fēng)機(jī)YSK2S 選型為YSK2S?K?5?3P。

3.5.6 排污泵或提升泵監(jiān)測(cè)信號(hào)傳輸

本項(xiàng)目排污泵和提升泵共14 套，每套2 臺(tái)泵一用一備，控制箱為成套設(shè)備，只需監(jiān)視其運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、控制權(quán)限等。 單套監(jiān)視信息如表8，根據(jù)附加模塊選型選擇WKEC?K 一臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息上傳即可。

本項(xiàng)目的鍋爐、換熱機(jī)組、高區(qū)生活泵、冷水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵、循環(huán)水機(jī)組與排污泵或提升泵一樣，控制箱為成套設(shè)備，選用一臺(tái)附件模塊WKEC?K 進(jìn)行監(jiān)視即可。

排風(fēng)機(jī)控制點(diǎn)位表 表7

圖3 新風(fēng)機(jī)組控制箱端子接線圖

排污泵或提升泵監(jiān)測(cè)點(diǎn)位表 表8

4 結(jié)束語

新長(zhǎng)安國(guó)際婦產(chǎn)醫(yī)院選用YSK2S 系列一體化設(shè)備管理裝置，應(yīng)用建筑設(shè)備一體化監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了建筑物強(qiáng)弱電一體化和監(jiān)控功能，簡(jiǎn)化了復(fù)雜的二次接線和多系統(tǒng)操作控制的轉(zhuǎn)換配合，使得設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)更簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)效益顯著，有利推動(dòng)建筑設(shè)備一體化控制發(fā)展進(jìn)程。