谈智能配电系统在通信综合楼的应用

鸣清 马建伟 徐湘宁

　　摘要:简单介绍了通信综合楼中的自控系统，以及智能配电系统在通信综合楼中的应用。

　　关键词：楼宇自控；智能化配电系统；其他控制系统

1 概述

　　随着计算机技术、自动控制技术、人工智能技术及通信技术的迅速发展和广泛应用，促使了智能化通信综合楼的建设。智能通信综合楼是由建筑设备自动化系统(BAS)，办公自动化系统(OAS)及通信网络系统(CNS)组成。

　　目前，智能建筑的系统集成中最基本，最主要的是指楼宇自动化系统(BAS)的集成。因为它的有效集成可以大大提高建筑物的行政和物业的办公管理水平，建筑物的减灾防火能力，从而给企业带来巨在经济和社会效益。

2 楼宇自控系统的组成

　　楼宇自控系统又称建筑设备自动化系统。(BAS-Building、Atuomation System)，它对整栋大楼所有建筑设备和设施进行有效的控制和管理，以实现设备和设施的安全可靠、高效节能的运行。

　　楼宇自控系统随系统的规模、功能与管理要求而分成各小系统。

(1)电力供应子系统

　　其功能包括：高/低压配电设备的需求控制、变压器运行状态监控、功率因数的自动补偿、自备电源发电机自动负荷控制、供电系统工作状态监控、系统参数监测、停电后的复位等。

(2)照明子系统

　　其功能包括：日光利用、工作照明分区和定时控制、对事故照明、艺术照明以及特殊照明的控制。

(3)空调与通风监控子系统

　　其功能包括：环境监测与控制、空调机组、制冷机组、加热设备、通风设备的监控、冷热源运行最优化的控制。

(4)交通设备子系统

　　其功能包括：a.电梯系统，电梯群控制管理，自动扶梯监控管理。b.停车场监控。

(5)给排水子系统

　　其功能包括：生活给水设备监视、排水设备监控。污水处理设备监控、水位监测等。

(6)消防子系统

　　自动监测与报警、自动排烟控制、自动灭火控制、设备联动控制。紧急广播。

(7)保安监控子系统

　　防盗报警设备监控，闭路电视监控、自动防范设备监控，出入门禁控制和确认分析。

(8)其他

　　如物业管理等。

　　由此可见，建筑设备自动化(BAS)系统是一个对建筑物内所有服务设备及装置的工作状态进行监视、控制和管理的自动化系统。其基本功能是为建筑物的使用者提供安全、舒适和高效的工作和生活环境，保证整个系统的经济运行，并提供智能化的管理。

3 智能化通信楼中的配电系统

3.1 配电系统自动化

　　配电系统自动化是智能化通信楼重要的组成部分。在第三代控制系统CCS(Computer Control System)即中央控制计算机系统之后，为了提高系统的可靠性，人们又研发推出了第四代控制系统DCS(Distributed Control System)分布式控制系统。在智能建筑中需要监控的设备不仅种类繁多，而且其特点、区别也很大，经常要选择不同厂家的产品以构成BAS的各个子系统，然后把它们互相结合起来，这就需要不同DCS之间的互连。DCS系统在开放性，互连性方面受到某些限制，从而使BAS组态不够灵活等。最这计算机网络技术的发展和智能器件的研发，出现了第五代控制系统FCS(Fieldbus Control System)现场总线控制系统。在变配电站所特有的变化快，强干扰环境下，由现场总线控制系统组成的监控网络就象一台巨大的计算机。各个网络节点间交换信息均采用了数字通讯方式，完全摈弃了DCS下的4－20毫安模拟信号，而采用了RS485接口传输的数字信号，从而大大减少了现场敷线数量和现场各种接口的数量，提高了网络的智能化程度和信息交换速度，提高了系统的可靠性和抗干扰性。

3.2 现场总线技术在建筑配电自动化中的应用

　　当前，国际上的名牌企业都有各自的智能化产品。如美国西屋公司的SPB系列(250-5000A)和C系列(150-1600A)塑壳式断路器，美国通用电气公司推出的带数字化固态脱扣系统的多功能塑壳断路，德国西门子公司3WN的系列产品，ABB公司的SACE Megamax F系列产品，日本寺崎电气公司的AT系列(630-3200A)XH系列塑壳式断路器，以及法国Memlin Gerin公司的Master Pact F系列万能式断路器等。这些配电产品的智能化与领先的自动化技术结合起来西哦那个成了形成了各自的采用不同现场总线标准的配电自动化系统。目前，已有多个现场总线应用于智能建筑配电自动化中。例如：ModBus、LonWorks、CANBus及ProfiBus等。

　　现以施耐德电气公司PowerLogic系统为例，说明ModBus现场总线在中低压配电系统中的应用。Power Logic系统是以ModBus现场总线协议及RS 485串行通讯方式实现计算机与带有通讯功能的配电设备的通讯连接及数据交换的。Power Logic系统集成了电网中全部智能元件的功能，以便用户管理成本及供电质量。

　　整个系统由软件、通讯及设备三部分组成。

(1)软件为电能管理软件(SMS)，适用于Windows NT或Windows95/98，它具有强大和灵活的功能，包括表格，模拟表盘、柱形图、趋势图及电能质量分析等选项，并且有友好的图形界面，可创建单线图、设备图、照片等。

(2)通讯可由用户选择为RS232或RS485的串口通讯，以太网或通过调制解调器进行远方连接等。使用串口通讯，用户可方便地将RS232/RS485转换器置于计算机串行口与通讯设备之间。如使用标准的TCP/IP协议可将系统扩展为局域网(LAN)、广域网(WAN)及互联网(Internet/Intranet)；使用调制解调器，用户可通过电话线拨号进行远距离通讯监控。

(3)设备装置为具有通讯功能的配电自动化的监控设备。它由电网监视装置、中压保护及控制装置、低压断路器及其它兼容设备组成。

a.电网监视装置为电力参数计量仪表(CM及PM仪表)，它可计量中压及低压电网的基本参数(如电压、电流、功率、功率因素、频率因素、频率及电度等)，并可进行谐波及电压扰动监视，储存数据及事件。通过ModBus通讯总线将数据传至计算机，进行存储及处理。

b.中压保护及控制装置为数字式综合保护继电器(Separm)，可对中压侧各级断路器实时监视及控制。它将断路器的开合状态、脱扣原因及故障诊断等数据通过通讯传输至计算机，并可接受远程通讯的控制命令，对断路器进行遥控。

c.低压断路器，亦可通过特定网关(DC150)接入网络，适用于低压各级开关，可监视断路器状态(开、合、脱扣)，诊断故障原因并通过通讯进行远程控制(开、合)。

　　DC150将低压各级开关的数据集中起来，并将内部BBUS总线协议转换成ModBus协议向上传送。SC150控制与指示接口将MasterPact或comPact NS开关的状态传递至DC150，并可接受上位机传递的命令对断路器集进行控制。对于Multi9系列断路器合接触器可通过ATB接口模块接入DC150进行参数传递，PM150功率表可将电网上的电压、电流、频率、功率，功率因数等数据传送至DC150。

d.其他兼容设备，可将其他兼容于ModBUS协议的设备接入系统中，从而扩展成为范围更广的系统。

4 智能化通信楼中的其他设备

　　智能化通信楼对有关设备实行实时监控合管理，如空调、电梯、照明、消防、安保等。

(1)空调系统：空调系统是通信综合楼的重要组成部分，其工作性能的好坏，直接关系到通信质量的好坏。同时，空调耗电量也占整个通信楼的50%左右，节能问题也日益突出。近年来空调系统的控制已从单一的温度控制转向健康、舒适合节能兼顾的控制。控制对象也从简单的台数控制、顺序切换、温度设定等扩展到风机、水泵、压缩机转速协调控制，调节阀开度控制，最小运行事件设备投入管理等方面。

(2)电梯系统：采用心理性时间评价原则和综合成本评价原则来协调电梯群的运行是一种群控方法。

(3)照明系统：照明不仅要求能为人们的工作学习。生活提供良好的视觉，还要能利用灯具造型和光色协调营造出具有一定风格和美感的室内环境，以满足人们的心理和生理上的要求。

(4) 消防监控系统：通信综合楼建筑面积大，造价高，由先进的通信设备和精密的仪器设备，人员密集，在建筑上竖向孔洞多(如电梯井、电缆井、空调及通风管、弱电井等)，若发生火灾事故后果不堪设想。因此，对消防监控系统的安全可靠性，技术先进性等方面提出了更新、更高的要求。

(5)保安监控系统：目前，先进的智能化控制技术已应用于保安监控系统。如：指纹、眼底视网膜图象、以及专家系统。

5 结束语

　　近年来，智能控制技术已逐步应用到通信楼自动系统中，大大提高了通信楼智能化的功能、环境和管理水平，并降低了能源的消耗。

摘自《通信电源技术》