時間:2022-03-12 20:03:07
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇樓宇自動化控制,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
隨著時代的不斷發展,樓宇的設計中也逐漸加入了智能的因素,在智能化發展的趨勢下,樓宇自動化控制系統在建筑行業得到了廣泛的應用。在實際的建工工程中,自動化系統不斷走向發展與完善,但是關于樓宇自動化控制系統的失敗案例也有不少,這就要求我們在實際工作中對自動控制系統進行進一步的完善。本文就對樓宇的自動化控制系統進行了深入淺出的分析與探討,希望能為樓宇建設的自動化系統控制的相關設計提供一些參考。
【關鍵詞】自動化 控制系統 完善
近年來我國的經濟建設得到高速的發展,樓宇的建設開始全面開展,同時也帶動了樓宇自動化系統控制建設的發展。樓宇自動化控制系統主要包括四大部分,包括主機、現場監控器、通信網絡和儀表。樓宇自動化系統對建筑內的何磊設備進行監控,保證了運行的安全、可靠,同時還能節省人力和物力。但是,因為我國的樓宇自動化控制的發展比較晚,在設計和施工等方面還只是處于初級發展階段,在具體的設計和施工方面還存在著很多不合理的地方,所以會有運行不良、使用壽命短等問題的出現。所以,根據實際情況,我們要針對樓宇自動化設計的特點對相關的管理功能進行選擇,同時還要在實際的工作中積累關于自動化控制的相關經驗,使系統設計得到相應的完善,使樓宇自動化控制系統真正的發揮出相應的功能。
1 簡述自動化控制系統有哪些基本的功能
在樓宇自動化系統設計中采用的數據通常情況下都是根據自動采集而來的數據,這些數據可以作為系統運行的一種參數,對運行情況進行自我監控,對系統中的各個指標進行全方位的調動,進而實現和創造經濟效益和相應的社會效益。
1.1 自動化系統具有數據自動采集的功能
對現地控制單位之間傳送的數據進行的處理和存儲要建立在系統數據庫的基礎之上,用上位計算機對系統的相關參數進行分析,從而形成系統運行的參數。在數據庫中提取的數據資料可以對自動控制進行調節,通過本身的記錄、檢索等功能為系統的工作人員的靈活調用作為參考。
1.2 自動化系統具有自動監控與調節的功能
想要提高系統的監控水平和調節水平,可以達到減少對系統操作失誤的目的。但是,系統具有本身的復雜性,人工的監控是難以達到要求的,所以就需要自動監控和調節功能的開發與利用。對各種功能設置模擬操作系統,這個系統的設置要建立在數據科學合理的基礎上。將自動系統的指令設置在屏幕顯示器上,根據計算機屏幕顯示執行的步驟,這樣就可以對系統運行進行一目了然的監控了。
1.3 總動畫系統具有現地控制單元的功能
這個功能應該在自動化操作系統中某個環節的后面,進行現地的現實和處理,同時將操作的具體情況傳到主控層。主控等再根據指令對是否滿足指令的條件進行分析。最后按照發出的指令將硬件運行到相應的位置上。現地控制一般都會設置權限開關,根據開關實現遠程的切換,同時依然可以使用手動的方式進行輔的操作,手動操作還可以解決特殊情況下的燃眉之急。
2 對數據采集的設計
在對自動化系統進行上述三項基本功能的設計的時候,一定要體現出系統基本功能之間的共通性,還要對這些功能進行合理的處理,使自動化控制功能的適用性能夠得到相應的提高。
2.1 對數據采集的設計
在對系統數據進行采集之前要做到有針對性的進行采集,對自動化控制系統數據進行采集之后,要及時將數據傳送到上位計算機中,實現系統運行的實時監控,這些數據可以作為盤點系統運行是否正常的重要依據。對系統的數據采集可以用單端隔離的模擬量進行輸入卡,用波形檢測的方式對系統自動收集的數據進行分析與監控,同時,必須要設置好采集范圍和輸出通道。
對數據進行采集設計時要做到對數據保存情況的實時顯示。在對軟件進行設計的時候還要對校本程序進行編譯,同時用人機界面對數據的幾率、存儲等情況進行顯示,最后將軟件和數據可連接起來。這種功能使數據記錄和存取的便利性得到大大的提高,同時還完成了對數據可的屬性設置。
值得一提的是,對數據進行采集的時候要遵循一個重要的原則,探測元件與要采集的內體要盡量靠近,以減少傳導中的誤差,避免這些誤差對數據真實性的影響。在傳輸中還可以使用光纖等新技術,這種新技術的應用可以達到準確的目的同時又不會使誤差造成系統的誤動作。
2.2 監控設計
在自動化系統中的監控最常見的方式有三種:遠程監控方式、集中監控方式和現場總線監控方式。其中幾種監控方式便于系統運行的維護管理,對系統的設計比較容易,也沒有較高的要求和標準。遠程監控方式的優點主要有對資源能夠起到節約監控的目的,同時具有較高的可靠性,并且在實際的應用中可以體現出組態靈活的優勢,還可以實現對電纜、附屬材料的節約利用。現場總線監控方式是當今條件下一種比較符合時代特征的監控方式,它可以實現遠程監控,使監控的連接線路縮短,在這種方式上可以很好的體現出智能化的特點。同時為網絡控制系統的發展奠定了基礎。
2.3 現地控制單元
自動化系統現地控制單元的實際采用了計算機軟件和硬件等先進的技術,確保了各項標準都能符合指標要求。隨著科技的不斷發展,計算機在不斷的更新換代,系統的規模也應該隨著計算機的更型換代得到擴展與升級,維護方面要具備自我診斷和自我恢復的功能,避免因為人員操作失誤造成的損失。現地控制單元的設計主要包括對機組設備的調節和將控制;對機組控制單元順序的控制;數據通信要保持通暢;要有自我診斷的功能。
3 結語
綜上所述,對自動化控制系統進行設計的時候,要將采集到的數據及時的輸送到上位計算機中,對整個運行流程實現實時監控,根據數據對系統運行狀況進行判斷。還要根據各種方式的運用,使系統工作的效率得到提高,減少維護故障率,在新技術的幫助下,實現計算機對整個系統的配置與設計。
參考文獻
[1]張雪峰.樓宇自動化控制系統的IP化發展分析[J].智能建筑電氣技術,2012(6).
[2]楊慕鐵.淺析如何完善樓宇自動化控制系統設計[J].福建建材,2013(6).
[3]何宇紅.樓宇自動化控制系統工程設計探析[J].科技與企業,2012(10).
作者簡介
汪詩雯(1985-),女,安徽省歙縣人。大學本科學歷。現為柳州市人民醫院助理工程師。主要研究方向為電子信息工程。
本文說明了樓宇自動化系統集成的組成部分,重點分析了集散控制系統,給出了其結構模式,并對OPC技術在多現場總線樓宇自動化系統集成中的應用進行了探討。
關鍵字:樓宇自動化系統;系統集成模式;集散控制系統
Abstract:
This article illustrates the building automation system integration of the part, and analyses the distributed control system, it also presents the structure model, and the more OPC technology in the fieldbus building automation system integration paper discusses the application.
Key word: building automation system; System integration mode; Distributed control system
中圖分類號: TU855 文獻標識碼:A 文章編號:
樓宇自控系統是一種將建筑物內有關電力、照明、空調通風、給排水、防災等電氣設備進行控制和管理的綜合系統,簡稱BAS,(BuidingAutomationSystem)。其職責是為人們提供一個既安全可靠,又節約能源,而且舒適宜人的工作或居住環境。
一、樓宇自動化控制系統集成
1、 系統集成的組成部分
(1)通訊網絡
操作站及網絡控制單元之間最常用的連接方式是N1通訊網絡。這構造采用以太網(ETHERNET)技術,通過一張ETHERNET卡(網絡介面卡),在N1線上通訊。METASYS N1總線執行各種通訊,包括分享監控點訊息、數據庫的上傳和下載、對現場設備之指令、摘要、狀態改變訊息。N1支持METASYS系統之分布特性,每一個樞紐都有特定功能,其互相聯系以分享訊息。如一個在地連負責冷凍機的樞紐。N1 ETHERNET采用由傳送控制協議/協議(TCP/IP)符合工業標準的用戶數據協議(UDP)。
(2) 操作站
對操作站的介面,特性,功能進行改進,增加許多更直觀的視覺顯示效果,并且通過OPC(OLE for Process Control)軟件技術使所有的設備管理系統均可在簡單明了的圖形顯示下集中完成。
(3)網絡控制器(NCU)
網絡控制器(NCU)是一種模塊式.智能化的控制盤,為METASYS網絡的心臟。在單一網絡控制器中即可將辦公大樓管理情況的每一個側面進行全面綜合的管理。通過相互共享整個網絡中的所有信息,每個NCU能用高級控制算法提供全建筑物范圍的最優控制。網絡控制器可配置手提終端檢測器,該檢測器完全可以代替操作站的功能,存取整個系統中所有信息和發出控制指令。
(4) 直接數字控制器(DX-9100)
METASYS 數字式控制器對于冷凍機組、空調系統HVAC處理過程、工作分布照明及有關電氣設備的控制來說,都是一種理想的控制器。DX-9100控制器可以在擴展總線上連接I/O擴展模塊,來增加它的輸入點、輸出點的容量。DX可通過內置的LED來監控這些點。當這條網連入完整的METASYS網絡時,DX控制器可將所有監控點情況和各種控制信息準確地提供給整個METASYS網絡或控制站。
控制器具有獨立運作的功能,當中央操作站及網絡控制器發生問題時,控制器不受影響,繼續進行運作,完成原有的全部監控功能。
(5) 樓宇自控系統DDC配置
如何合理的配置DDC就成為方案設計中最重要的問題。JOHNSON CONTROLS根據實際特點,結合多年的工程經驗,設計中不僅保證系統功能全面實現,又減少施工中的不必要浪費,并且DDC的配置為以后的擴展留有足夠的余量。考慮到辦公大樓機電設備的分布每一層都布置了相應的直接數字控制器,一般情況下,空調主機設備增加的可能性不大,因此對于其他設備監控點數的增加只需采用增加擴展模塊的方式即可解決。
2 、系統集成的應用
(1)視頻應用,采用SYV-75-5同軸電纜,支持衛星電視、有線電視、天線、閉路電視和電纜調解器。
(2)通訊應用,采用五類水平電纜至每一個需要話音或數據服務的用戶插座。通過ISDN、VDSL或ADSL連上互聯網和網絡電視。在無邊的信息海洋中漫游。
(3)利用安保系統確保室內防火、防盜的要求。在緊急情況時自動向管理處發送報警信號。通過連接到局域網的閉路電視系統觀察室外環境,及時了解住宅附近的情況。甚至還可以連接傳真的辦公設備,配合正在逐漸興起的家庭辦公的需求。
3 、多總線樓宇自動化系統集成
在當今樓宇自動化系統建設中,由于資金和建設周期等諸多因素,不同廠商開發的各種控制系統、子系統往往不可避免地混雜在整個大樓的系統中,而這些子系統和設備又有著不同的網絡結構,遵循著不同的網絡協議。在實現智能建筑的集成時,如何實現各種協議或總線技術的子系統的集成已經成為無法回避的問題。OPC/DA規范實現了應用程序對不同現場總線協議設備之間的數據訪問,為不同總線協議之間的互連和互操作提供了一個重要的手段。基于OPC技術的多總線系統集成是通過軟件實現的,這種方法靈活通用,同時還提供了與管理層軟件通信的接口。
二、集散控制系統
集散型計算機控制系統的結構是一個分布式系統。從整體邏輯結構上講,是一個分支樹結構,這與工業生產過程的行政管理結構相一致。按系統結構進行垂直分解,它分為過程控制級、控制管理級和生產管理級。各級既相互獨立又相互聯系,每一級有可按水平分解成若干子集。從功能分散看,縱向分散意味著不同級的設備有不同的功能,如實時控制、實時監視、生產過程管理等。橫向分散則意味在相同級上的設備有類似功能。按照這種思想設計集散控制系統的硬件和軟件,就是要貫徹既集中又分散的原則。
1、集散控制系統的組成部分
(1)分散過程控制裝置
分散過程控制裝置是集散控制系統與生產過程間的界面,生產過程中的各種過程變量通過分散過程控制裝置轉化為操作監視的數據,而操作的各種信息也通過分散過程控制裝置傳送到執行機構。在分散過程控制裝置內,進行模擬量和數字量的相互轉換,完成控制算法的各種運算,對輸入與輸出量進行有關的軟件濾波及其他運算。
(2)操作管理裝置
操作管理裝置是操作人員與集散控制系統間的界面,操作人員通過操作管理裝置了解生產過程的運行狀況,并通過它發出操作指令給生產過程。
(3)通信系統
分散過程控制裝置與操作管理裝置之間需要一個橋梁來完成數據之間的傳遞和交換,這就是通信系統。
2、集散控制系統結構特征
集散控制系統是由一些微處理器、計算機組成的子系統合成的大系統。它的結構具有遞階控制結構、分散控制結構和冗余化結構的特征。
變配電系統,顧名思義,就是保證建筑物供電與用電安全的系統,實現建筑物正常用電運行是變配電系統的主要監控目標。首先,變配電系統通過對建筑物各類型的電力開關設備進行監測,對配電柜高壓與低壓的運行狀態進行控制來實現對建筑物內部電力供應與使用的監督與管理。其次,變配電系統還會對建筑物電路回路的電流與電壓、功率因數這些電力關鍵參考值進行監測。變壓器與電纜的溫度、發電機的運行狀態的好壞都是變配電系統的重要監督。電力系統本身具有一定的特殊性,其可以在瞬間發生很多的變化,所以在利用計算機系統對電力系統進行控制之時,其監測的頻率是很高的,在監測的同時,要對這些監測中設備開關的狀態與參數的變化進行準確且連續的記錄,只有這樣,變配電系統才能夠準確地預測事故發生的機率,在自動狀態下對變電系統事故地點進行分析。樓宇自動化系統中的變配電系統可以利用計算機對供電設備的開關進行遠程控制,在停電發生后,可以對開關進行自動的順序控制。另外,變配電系統還可以對應急的發電設備進行運行狀態的監測,使其在有應急需要之時可以正常運行,自動切斷不主要的電路回路,保證應急發電機的負荷在合理的范圍之內。變配電系統除了對建筑物進行供電之外,還會對用電量進行計算,對每家每戶的電費進行分析與計算,還可以對我國的供電政策進行有效的落實與執行,在供電高峰期超負荷的情況下對不主要的回路進行切斷。
2給排水系統
使建筑物內部的中水系統得到正常的運行是智能建筑中給排水系統的運行目標與任務,給排水系統的主要功能是將建筑物內水泵與排水泵、污水泵等運行狀態進行監測與管理,使建筑內各水箱的水位保持在安全可靠的限制值當中。另外,給排水系統還會對給水系統的壓力進行測量,使水位與壓力保持在安全范圍內,根據水位與壓力的變化及時進行水泵的關閉與開啟。
3照明系統
智能建筑中的照明系統是建筑物內主要的節能系統,節能減排主要體現在照明系統的運行之中。照明系統的協調程度與運行力度是建筑物自動化與智能化的重要體現。在智能建筑中,電能是不可缺少的,照明系統是除了空調系統之外最大的電能消耗系統。與傳統的建筑管理方法相比,智能建筑中的自動化系統可以實現40%左右電能的節省。照明系統的節能,主要利用于自動化系統對于停車場、走廊與對門廳等照明進行開啟與關閉控制,對建筑物內的照明回路進行分組控制,使用電量過大、電路負荷過多時進行自動切斷,對辦公室與廳堂這些地方的照明系統進行無人熄燈的自動控制。這些控制的實現可以利用計算機中設定的開關開啟與關閉時間進行遠程控制,門鎖與紅外線也是比較好的照明系統控制手段。
4電梯系統
電梯系統屬于智能建筑中的交通系統,對電梯系統的自動化管理也是樓宇交通管理的重要內容。對于電梯而言,其本身具有全套的自動控制裝置,但是,要使其成為智能建筑中樓宇自動化系統的一部分,要將電梯本身的控制裝置與樓宇的自動化系統相聯系,使其實現數據的共享,使建筑物的管理者可以對電梯的運行狀況進行及時的掌握與分析,在有意外事故發生的時候,可以利用自動化系統對電梯進行有效的控制。
5保安監控系統
保安監控系統主要由三部分組成。第一,閉路電視監視系統。閉路電視監視系統主要是利用攝像機完成的,管理人員將攝像機安放在需要進行監控的各個區域之間,利用電纜這一中介將圖像傳達到建筑控制中心,使建筑物的管理人員可以對大樓內部的實時情況進行觀察與管理。還可以利用現代化的計算機技術對這些上傳的圖像進行分析,使影視中的物體與煙霧等不安全因素得到確認,為事故的處理提供證據。第二,出入口控制系統。對建筑物的出入口進行控制,就是利用電子鎖或者是門磁開關這些設備對建筑物的人群進行控制。將讀卡機等設備安裝在建筑物當中,使建筑物的進入具有一定的權限性,對進入到建筑物的對象與建筑物的開放時間進行控制,隨時掌握人員的出入情況。第三,防盜報警系統。防盜功能的實現,是利用各種敏感軟件的安裝實現對建筑物內部空間的控制,比如說紅外線與震動傳感器等等,將其安裝在重要的防盜部位,如果監測區域內出現異常,報警系統可以做出相應的反應,通過建筑物管理人員對異常情況進行及時的處理。
6結束語
【關鍵詞】樓宇自動化系統;組成及功能;應用特點及技術優勢
中圖分類號:TP27文獻標識碼: A 文章編號:
一、引言
由于市場需求的不斷擴大,樓宇自動化控制系統之軟件及硬件更加完整靈活地整合控制各種管理系統,并廣泛應用到小區、寫字樓、工廠等各種需要自動化管理的場所,節省更多的人力與管理成本。所謂樓宇自動化系統是通過中央計算機系統的網絡將分布在各監控現場的區域智能分站連接起來,以分層分布式控制結構來完成集中管理和分散控制的綜合監控系統。樓宇自動化系統運行的目標是對建筑物內所有建筑設備進行全面有效地監控和管理,以保證建筑物內所有設備處于高效、節能和最佳運行狀態。通常在樓宇自動化系統管轄下的有空調、給排水、冷熱源、供配電、照明、電梯、停車庫等設備。本文首先分析了樓宇自動化系統的組成及功能實現,同時也對樓宇自動化系統的應用特點及技術優勢進行了較深入的探討。
二、樓宇自動化系統的組成及功能實現
樓宇自動化系統按建筑設備和設施的功能劃分為十個子系統:變配電控制子系統(包括高壓配電、變電、低壓配電、 應急發電等)、照明控制子系統(包括工作照明、事故照明、舞臺藝術照明、障礙燈等特殊照明)、通風空調控制子系統、交通運輸控制子系統(包括客用電梯、貨用電梯、電動扶梯等)、給排水設備控制子系統、停車庫自動化子系統、消防自動化子系統(包括火災探測器、火災報警控制器、消防聯動控制系統、消防專用電話系統等)、安保自動化子系統、公共廣播與背景音樂子系統、多媒體音像子系統(包括擴聲系統、 會議聲頻系統、同聲傳譯系統、立體聲電影放聲系統、視頻信息點播系統)。此外,為滿足不同樓宇的不同功能需求,還應結合樓宇性質設置一些特殊的子系統,例如資產定位管理系統、智能家居服務系統、一卡通系統、物業管理應用系統等,實現自動管理的個性化。在實踐中,要充分實現現代樓宇自動化系統的豐富功能,應首先建立一套完整的數字控制體系,這是控制技術實現的應用基礎,可通過KVM、CATS等模式實現設備與控制機房的鏈接,同時建立遠程管理中心與本地控制臺結合運行的雙重管理模式,提高數控體系的可調節性。
空氣調節控制系統一般由集中制冷、集中制熱、新風、空調、溫控等部分組成。系統根據室外氣候的變化,對樓宇內各樓層、寫字間的溫度、濕度、新風量進行合理調節,達到辦公環境的舒適。樓宇內每個寫字間設有液晶調節面板,客戶可根據個人感受對溫度自行設定。單向新風輸送避免了空氣在樓宇內反復循環,適量的新風配比使樓宇內空氣清新、氧氣充足。系統常采用DDC控制,將裝設在回風管內的溫度傳感器所檢測的溫度送往控制器與設定點溫度比較,并控制裝在回水管上的電動調節閥的動作,使回風溫度保持在所需要的范圍內。
變配電系統:主要是檢測樓宇供配電設備工作狀態及供配電質量。
電梯監控系統:對電梯、扶梯的運行狀態、故障信號進行監視。
給排水系統一般包括生活給水子系統、生活排水子系統和消防給水子系統。給水子系統的控制方式已由早期的高位水箱給水方式過渡到變頻水泵直接給水方式;排水子系統通過監控各集水坑高、低報警水位的方式、自動控制水泵的啟停,并實現故障復位。
智能照明系統:保證建筑內各區域的照度及視覺環境。并以節能為目的對照明設備進行節能控制。可以分回路、分場景、分亮度對燈光進行控制。樓宇的智能照明管理分為兩種類型,一是在滿足各種環境對照度要求的前提下,根據使用要求自動調光,二是由現場控制器(DDC)按時間程序實行開關控制,以節約能源。
樓宇自動化系統的功能是調節、控制建筑內的各種設施(包括變配電、照明、通風、空調、電梯、給排水、消防、安保、能源管理等),檢測、顯示其運行參數,監視、控制其運行狀態,根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備,使其始終運行于最佳狀態;自動監測并處理諸如停電、火災、地震等意外事件;自動實現對電力、供熱、供水等能源的使用、調節與管理,從而保障工作或居住環境既安全可靠,又節約能源。
三、樓宇自動化系統的應用特點及技術優勢
對于當前我國樓宇自動化系統的應用情況而言,其應用特點及技術優勢大致體現在以下幾個方面:首先,樓宇自動化實現了對設備及其系統運行的全過程有效監控。尤其是在功能眾多的大型樓宇當中,各系統的組成配件多樣、結構體系多變、功能實現復雜,因此其在傳統的運行模式下往往會出現控制盲區,從而造成故障的產生。而以樓宇自動化系統為基礎的系統集成方式,主要利用建筑綜合布線系統和計算機網絡技術,將智能建筑的各個子系統通過各種標準化和規范化的接口連成網絡,實現了對建筑物內各子系統(包括變配電、照明、通風、空調、電梯、給排水、消防、安保、能源管理等)實時數據與管理資料的集成,從而達到高效、持續且實時的控制目標。其次,樓宇自動化技術不僅將樓宇中的安防、消防、通風、照明等系統整合為一個大的體系,而且充分加強了其聯動性能,實現了各子系統之間的優化配置和聯合互動。再次,樓宇自動化系統的安全性能非常強大。無論是設備問題還是操作不當,甚至是周邊環境的不利變化都有可能對整個系統的安全性造成極大的風險,而該自動化控制技術就可以大大提高整個系統對于這些不利的異常因素作出迅速而有效的反饋,并且能夠采取遙控模式來極大減輕各種突況對于系統控制和維護人員帶來的傷害風險。最后,樓宇自動化系統能夠提供更加詳實的數據和更加精確的計算。該自動化系統能夠通過對其運行流程、問題處理等各方面的數據進行整合,從而建立一個更加準確詳實的數據庫,以此來給后期的各種優化決策予以可靠的信息數據保障。
四、結語
綜上所述,樓宇自動化系統,利用現代通信技術、信息技術、計算機網絡技術、監控技術以及與之相匹配的施工技術等,通過對建筑和建筑設備的自動檢測與優化控制、信息資源的優化管理,實現對建筑物的智能控制與管理,以滿足用戶對建筑物的監控、管理和信息共享的需求,從而使智能建筑具有安全、舒適、高效和環保的特點,達到投資合理、適應信息社會需要的目標。
參考文獻
[1]毛菊英.電氣自動化技術在現代建筑中的應用探討[J].科技創新導報,2012(03).
[2]郭策,范然.設計智能建筑電氣自動化系統的思路[J].中國新技術新產品,2012(05)
[3]盧建兵.智能建筑設備電氣自動化系統設計[J].太原城市職業技術學院學報,2012(04)
[4]沈陽,李同明.淺議高層建筑電氣自動化設計要點[J].科技致富向導,2012(14).
關鍵詞:Kingview技術;智能樓宇;自控系統
1.智能建筑樓宇自控系統
1.1樓宇自控系統的含義
智能建筑隨著信息技術的不斷發展而產生的,滿足人們對建筑使用的各種 要求。智能建筑把管理、服務、系統及結構相結合,創建了一個智能化的建筑環境。[1]智能建筑主要包括通信自動化系統、辦公自動化系統及樓宇自動化系統三大系統。樓宇自控系統是智能建筑最為重要的一環,樓宇控制系統主要是把建筑物里(如:電梯、空調、通信、照明、排水、通風)等機電設備進行集散的管理與控制。樓宇自動化系統對建筑的設備、運行的狀態、安全狀態進行嚴密的監控,促進智能建筑的合理與優化。
1.2樓宇自控系統設計目標
1.2.1減少能源的消耗
在現在的建筑中,為了滿足建筑使用者的需求,建筑里的機電設備往往需要消耗很大的能源,據有關資料顯示,整個建筑中光是機電設備的能源就占了整個建筑能源消耗的一半,這樣的能源消耗給建筑使用者造成了很大的財務開支。而樓宇自動化系統的運用,可以減少能源的消耗,節省財務開支。
1.2.2提高管理水平
一些大的建筑物,由于機電設備數量過于龐大,而且比較的分散,管理起來十分的困難,需要花費大量的人力、物力、財力。樓宇自動化控制系統把機電設備進行集散式的監控,可以及時發展管理上存在的問題,并給予解決。減輕了管理人員的勞動強度,節省了管理成本,同時提高了物業人員的管理水平。
1.2.3設備運行達到標準
樓宇自控系統的最根本的目標就是實現智能建筑的機電設備的服務功能,例如照明燈的實用、排風機的運行狀態、電梯的正常使用、空調的控制等等都要滿足使用者的需求,保證人們在智能建筑獲得一個良好的工作環境及生活空間。
2.Kingview軟件技術的簡介
2.1Kingview軟件技術的概念
Kingview軟件技術,又被稱為組態王。Kingview軟件技術設計和開發了智能建筑的樓宇自動化控制系統,以強大的軟件技術及硬件平臺形成了一個集散式的監控系統,改善了傳統監控系統的缺陷。[2]Kingview軟件具有使用簡便、功能強大、運行穩定、適應性強等優點,被廣泛的用于通信、電力及化工等各個領域。Kingview軟件技術包含了管理系統、監控系統及控制系統三大部分,主要以監控系統為中心,連接管理系統和控制系統,不僅能對建筑物進行有效的管理與控制,還能通過樓宇自控系統傳達信息。Kingview軟件技術為樓宇自控系統提供了可視的監控畫面及數據連接,使得樓宇自控系統能更好的運行。
2.2Kingview軟件技術的功能
Kingview軟件技術的功能為樓宇自控系統的形成提供了有利的條件。(1)數據分析功能。Kingview軟件與數據庫進行有效的結合,為物業管理人員提供了強大的數據庫,管理人員通過數據庫可以了解許多的信息。而且Kingview軟件自身的數據分析功能,可以協助管理人員做好各種運行報表。(2)圖像化人機界面。Kingview軟件強大的圖形界面設計功能,讓樓宇自控系統設計人員能夠直觀的看到整個控制系統的結構及運行的狀態,提供了管理人員的管理水平。(3)集散管理功能。Kingview軟件采用的是集散式的運行方法,分為很多個子系統,但是又對每個子系統進行統一的管理,這種集散式的管理功能,能有效控制每個系統的運行狀態,方便管理人員及時發現問題,并及時做出應對措施。
3.Kingview軟件技術的應用分析
3.1Kingview軟件技術在空調系統中的應用
在許多的地下建筑中,往往有很多的空調除濕機組,為了保證建筑內機電設備的使用性及空氣參數的調節,對空調除濕機組進行智能化的控制。軟件是監控系統的核心技術,所以運用Kingview 軟件對空調系統進行設計。(1)設備的準備。在硬件齊全、軟件充足的條件下,我們還要添加一些設備,空調除濕機組的 PLC 控制器,按控制器的情況,設置設備的地址,與軟件系統達成共識。(2)數據庫的建立。在 Kingview 建立數據庫,收集各種數據,例如,空調系統的進風溫度、升溫除濕等數據,這些數據的數據來源于空調除濕機組控制器的程序位地址。(3)監控畫面的設計。依據使用者的需求,監控畫面可以分為三個部分,分別為標題欄、系統控制及監控欄。[3]標題欄主要設置系統的名稱,系統控制欄設置登錄和退出系統的按鈕,監控欄對空調的參數進行控制。把數據與畫面相連接,形成實質性的監控畫面。(4)動畫的實現。單一的監控畫面并不能滿足數據的顯示,通過實現設備的動畫效果,能夠更加生動形象的把設備的運作狀態顯現出來。
3.2Kingview軟件技術在電梯系統中的應用
智能建筑的發展,人們對電梯服務的需求也越來越高了。一些建筑往往會有兩臺或者更多的電梯,這就要求我們對電梯系統進行統一的管理。[4]對電梯系統的運行狀態進行監控,提高電梯服務效率。Kingview軟件的開發與應用,即可滿足這一要求。(1)數據庫的建立。我們可以在PLC 中收集電梯的運行參數,主要包括電梯的內選信號、電梯上下的運行狀態、電梯的報警系統等參數的收集分析。(2)監控畫面的設計與應用。根據不同建筑的需求,運用Kingview軟件設計監控畫面,設計好監控換面,對電梯的運行狀態進行監控,監控畫面要清晰的現實電梯的運動狀態及所在的位置。(3)報警系統的實現。電梯可能會出現各種的故障,造成各種的事故的產生,甚至會危及人們的生命安全,所以電梯安全報警系統的實現尤為重要。當電梯在運用中發生故障時,報警系統會出現提示聲音,并建立起報警檔案。例如,電梯在運行中發生超載情況時,會有提示的聲音,表明電梯超載。由于面對電梯出現無法運行的狀態時,會有緊急報警按鈕,及時通知管理人員進行維修。
4.結語
智能建筑樓宇自控系統的集成是一項技術性很強的控制系統,這個控制系統涉及了計算機技術、自動控制技術、傳感技術等多種技術。[5]樓宇自動化控制系統的實現可以減少能源的消耗,可以提供物業管理人員的管理水平,更為樓層使用者提供更好的服務。樓宇自控系統的實現,需要科學合理的設計,才能使樓宇自控系統得到最大的發揮,提供更優質的服務。
Kingview軟件的開發與應用對樓宇自控系統做出了科學合理的設計,為樓宇自控系統提供了強大的集成平臺,對各樓層的子系統集中在一起,進行統一的管理與監控。Kingview軟件保證了樓宇自控系統的安全運行,提到了樓宇自控系統的功能效率。
參考文獻:
[1]何濤.智能建筑中的樓宇自控系統[J].教育教學論壇.2010(15):45-47.
[2]李穎.淺談智能建筑樓宇自動控制系統[J].中國科技信息.2009(04):35-37.
[3]曹榮良.樓宇自動化控制節能系統設計與集成研究[D].貴州大學 2009(09):89-91.
關鍵詞:智能建筑;樓宇自動化;中央監控;集散控制;開放式集散;網絡集成
一、關于智能建筑
智能建筑是信息時代的必然產物,建筑物智能化程度隨科學技術的發展而逐步提高。當今世界科學技術發展的主要標志是4C技術(即Computer計算機技術、Contro控制技術、Communication通信技術、CRT圖形顯示技術)。將4C技術綜合應用于建筑物之中,在建筑物內建立一個計算機綜合網絡,使建筑物智能化。4C技術僅僅是智能建筑的結構化和系統化。
智能建筑應當是:
“通過對建筑物的4個基本要素,即結構、系統、服務和管理,以及它們之間的內在聯系,以最優化的設計, 提供一個投資合理又擁有高效率的幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間。智能建筑物能夠幫助大廈的主人,財產的管理者和擁有者等意識到,他們在諸如費用開支、生活舒適、商務活動和人身安全等方面得到最大利益的回報。”
二、樓宇自動化系統簡介
樓宇自動化系統也叫建筑設備自動化系統(Buiding Automation System簡稱BAS),是智能建筑不可缺少的一部分,其任務是對建筑物內的能源使用、環境、交通及安全設施進行監測、控制等,以提供一個既安全可靠,又節約能源,而且舒適宜人的工作或居住環境。
三、樓宇自動化系統的作用、組成與基本功能:
樓宇自動化系統(BAS)作用是對整個建筑的所有公用機電設備,包括建筑的中央空調系統、給排水系統、供配電系統、照明系統、電梯系統,進行集中監測和遙控來提高建筑的管理水平,降低設備故障率,減少維護及營運成本。
建筑設備自動化系統組成通常包括暖通空調、給排水、供配電、照明、電梯、消防、安全防范等子系統。根據我國行業標準,BAS又可分為設備運行管理與監控子系統和消防與安全防范子系統。一般情況下,這兩個子系統宜一同納入BAS考慮,如將消防與安全防范子系統獨立設置,也應與BAS監控中心建立通信聯系以便災情發生時,能夠按照約定實現操作權轉移,進行一體化的協調控制。
建筑設備自動化系統的基本功能可以歸納如下:
(1)自動監視并控制各種機電設備的起、停,顯示或打印當前運轉狀態。
(2)自動檢測、顯示、打印各種機電設備的運行參數及其變化趨勢或歷史數據。
(3)根據外界條件、環境因素、負載變化情況自動調節各種設備,使之始終運行于最佳狀態。
(4)監測并及時處理各種意外、突發事件。
(5)實現對大樓內各種機電設備的統一管理、協調控制。
(6)能源管理:水、電、氣等的計量收費、實現能源管理自動化。
(7)設備管理:包括設備檔案、設備運行報表和設備維修管理等。
四、樓宇自動化控制系統的原理
樓控系統采用的是基于現代控制理論的集散型計算機控制系統,也稱分布式控制系統(Distributedcontro systems簡稱DCS)。它的特征是“集中管理分散控制”,即用分布在現場被控設備處的微型計算機控制裝置(DDC)完成被控設備的實時檢測和控制任務,克服了計算機集中控制帶來的危險性高度集中的不足和常規儀表控制功能單一的局限性。安裝于中央控制室的中央管理計算機具有CRT顯示、打印輸出、豐富的軟件管理和很強的數字通信功能,能完成集中操作、顯示、報警、打印與優化控制等任務,避免了常規儀表控制分散后人機聯系困難、無法統一管理的缺點,保證設備在最佳狀態下運行。
五、樓宇自動化系統設備的發展歷史及相關產品簡介
樓宇設備自動化系統到目前為止已經歷了四代產品:
第一代:CCMS中央監控系統(20世紀70年代產品)
BAS從儀表系統發展成計算機系統,采用計算機鍵盤和CRT構成中央站,打印機代替了記錄儀表,散設于建筑物各處的信息采集站DGP(連接著傳感器和執行器等設備)通過總線與中央站連接在一起組成中央監控型自動化系統。DGP分站的功能只是上傳現場設備信息,下達中央站的控制命令。一臺中央計算機操縱著整個系統的工作。中央站采集各分站信息,作出決策,完成全部設備的控制,中央站根據采集的信息和能量計測數據完成節能控制和調節。
第二代:DCS集散控制系統(20世紀80年代產品)
隨著微處理機技術的發展和成本降低,DGP分站安裝了CPU,發展成直接數字控制器DDC。配有微處理機芯片的DDC分站,可以獨立完成所有控制工作,具有完善的控制、顯示功能,進行節能管理,可以連接打印機、安裝人機接口等。BAS由4級組成,分別是現場、分站、中央站、管理系統。集散系統的主要特點是只有中央站和分站兩類接點,中央站完成監視,分站完成控制,分站完全自治,與中央站無關,保證了系統的可靠性。
第三代:開放式集散系統(20世紀90年代產品)
隨著現場總線技術的發展,DDC分站連接傳感器、執行器的輸入輸出模塊,應用ON現場總線,從分內部走向設備現場,形成分布式輸入輸出現場網絡層,從而使系統的配置更加靈活,由于onWorks技術的開放性,也使分站具有了一定程度的開放規模。BAS控制網絡就形成了3層結構,分別是管理層(中央站)、自動化層(DDC分站)和現場網絡層(ON)。
第四代:網絡集成系統(21世紀產品)
隨著企業網Intranet建立,建筑設備自動化系統必然采用Web技術,并力求在企業網中占據重要位置,BAS中央站嵌入Web服務器,融合Web功能,以網頁形式為工作模式,使BAS與Intranet成為一體系統。
網絡集成系統(EDI)是采用Web技術的建筑設備自動化系統,它有一組包含保安系統、機電設備系統和防火系統的管理
軟件。
EBI系統從不同層次的需要出發提供各種完善的開放技術,實現各個層次的集成,從現場層、自動化層到管理層。EBI系統完成了管理系統和控制系統的一體化。
目前,規模和影響較大的樓宇設備供應公司有美國霍尼維爾公司、江森公司、KMC公司、德國西門子公司等。
[關鍵詞]候機樓;電氣技術;應用
中圖分類號:F407.6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)40-0360-01
候機樓中的建筑電氣技術是以現代電氣工程技術為基礎,綜合運用電力電能技術、電力電子技術、現代通信控制技術和計算機技術等學科的理論知識,為改善候機樓的使用功能,將建筑工程技術與機電工程技術結合起來的綜合性技術學科。候機樓中的建筑電氣技術包含變配電技術、照明技術、通風空調技術、消防安全技術、報警監控技術、廣播航顯技術、空管生產技術、防雷接地技術等多種技術,在大型智能建筑領域(如:汽車站、火車站、商場)有著廣闊的應用前景,因此本文對建筑電氣技術在候機樓中的一些應用做些探討。
一、 候機樓及其對建筑電氣技術的需求
(一)候機樓可以理解為智能樓宇
按照GB/T 50314-2006《智能建筑設計標準》給出的定義,智能樓宇就是“以建筑物為平臺”,兼備樓宇管理、通信網絡、辦公自動化和公共安全等系統,集合“結構、系統、服務、管理”以及它們之間的“最優化組合”,并向樓宇中居住和工作的人們提供一個“安全、高效、便捷、節能、環保、健康”的建筑環境。智能樓宇系統包括:通信網絡自動化系統(CAS)、樓宇自動化系統(BAS)和辦公自動化系統(OAS)。通信網絡自動化系統用來保證建筑內外通信暢通,實現對語音、視頻、圖文、數據及信號的處理與利用。樓宇自動化系統是將建筑的電力、照明、通風、空調、給排水、防火等系統結合起來,提供綜合性的自動化監控、管理功能。辦公自動化系統是利用計算機技術、通信網絡技術等,以提高辦公效率、辦公質量為目的提供的一種辦公方式。
(二)候機樓對建筑電氣技術的需求
候機樓離不開建筑電氣技術支撐,兩者之間有著不可分割的聯系,具體表現在以下二個方面:1、候機樓結合了信息技術和建筑技術,但其功能的實現離不開電氣、電子設備,而這些設備的運行有賴電氣技術的支持。2、候機樓有大量的弱電設備,這些設備的設計、安裝、調試都需要運用電氣技術,特別是采用先進的電氣技術來安排設備的安裝、調試,可提高安裝效率,降低物質與能源消耗,其中綜合布線技術、系統聯動都與電氣技術有關,安裝、維護也都需要電氣技術的支持。
二、 建筑電氣技術在候機樓中的應用
(一)電子監控技術的應用
電子監控技術是候機樓智能化的基礎,只有及時而準確地獲取信息,候機樓的智能系統才能實時作出反應和調節。候機樓需要監控的設備很多,按照監控類別和功能分為供配電設備、智能照明設備、通風空調設備、弱電設備、消防系統等,以弱電設備的監控為例說明。候機樓弱電系統有生產保障系統、監控系統、門禁系統三大塊。生產保障系統又分為:廣播系統、航顯系統、生產指導系統。比如航顯系統中的某臺顯示器發生故障,在機房的監控系統就會發出報警信號,指示工作人員恢復故障。
(二)自動化控制技術的應用
對候機樓的自動控制就是采用具有高速處理能力的現場控制器對候機樓中的各個分支系統(供配電、照明、空調、消防、弱電等)進行自動的、系統的和全面的控制,既優化了各類設備的運行狀態,也提高了運行管理水平,在遇到問題時還能及時預警和自動處理。如上文提到的航顯系統中的某臺顯示器發生故障,在機房的監控系統就會發出報警信號,指示工作人員恢復故障。在這里,工作人員即可遠程操作,利用自動化控制技術恢復故障。
(三)綜合布線技術的應用
綜合布線技術是采用模塊化,并利用靈活性極高的候機樓內的布線網絡,進行語音、圖像、數據、設備之間信息傳輸的技術。布線系統由電纜、光纜及各種連接件組成,網絡拓撲結構有星型、總線型、環形、樹狀型等多種。綜合布線系統主要由相互獨立的幾個子系統組成,如工作區子系統、干線子系統、配線子系統、設備間子系統等。布線系統需要解決兼容、擴充的問題,所以要采用統一的標準。國際上影響比較大的標準是國際電工委員會的ISO/IEC 11801、歐盟的EN50173等,我國目前執行GB 50311-2007《綜合布線系統工程設計規范》。候機樓自動化系統中的線路主要有電源線、網絡通信線及信號線幾種,一般都敷設在線槽內。通常,電源線采用2.5mm2銅芯PVC絕緣線,網絡通信線采用同軸電纜、雙絞線和光纜,信號線采用1.0~1.5mm2銅芯導線(控制電纜)。
(四)照明節能技術的應用
候機樓采用的照明系統除滿足光源照度要求外,還必須保證照明穩定和節能。在燈具選擇上應選用節能燈具,如新型LED燈。同時,在燈具布局方面,既要滿足使用需要,也要符合節能的要求。照明系統的控制可采用總線與星形結合的網絡拓撲形式。照明系統的控制方式有手動控制、時間控制等幾種,為了有利于節能應采用根據亮度、人員在場、時間等情況,自動調節開/關。
三、結語
候機樓采用智能樓宇自動化控制系統以來得到了迅速的發展,這也與建筑電氣技術、微電子技術、通信技術、計算機技術的發展、融合有關,還與經濟的發展及對環境、節能的國際化需求有著深刻的背景。隨著科技的不斷進步,智能建筑電氣技術在大型建筑領域必將有更廣闊的發展和應用前景。
參考文獻
[1] 翟輝.淺談人工智能在電氣自動化控制中應用[J].科技創新導報,2009,(27).
[2] 王術賀,李廣東.淺析電氣自動化控制系統的應用及發展趨勢[J].黑龍江科技信息,2011(20).
關鍵詞:樓宇智能化;電氣自動化;接地系統;保護措施;控制模式
中圖分類號:TU85 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 06-0152-01
一、引言
通常而言樓宇智能包括管理自動化、通訊智能化、建筑自動化幾個方面。樓宇智能化還需要大量的設備,其中主要是大量的電機,例如暖通設備、電梯設備、給排水設備等都用到電機。這些設備的控制大多數設計電氣自動化,所以電氣自動化在樓宇智能化中占重要地位,是樓宇智能化的基礎部分。本文作者將簡單介紹樓宇智能化中電氣部分的應用。
二、電氣接地部分
樓宇系統中供電部分是最基礎的部分的,供電部分的穩定和可靠,以及供電的質量對樓宇的正常運作至關重要。電氣接地是為供電提供了可靠保障。目前,電氣接地部分多為TN-S、TN-C、TN-C-S三種系統。下面簡單介紹三種系統:
TN-S系統是三相電系統,其組成包括中性線、地線和三根火線。這種系統的特點是,在變壓器的中性點中性線和保護零線連接,工作零線必須通過總漏電保護器,保護零線必須由電源進線零線重復接地處或總漏電保護器電源側零線處,引出形成局部TN-S接零保護系統,也就是說,通過總漏電保護器的中性線與保護零線之間不得再做電氣連接,安全性和可靠性能好。TN-C系統由保護中性線(中性線和保護線結合)和三個火線組成,也是三相系統。保護中性線只有在三相負載不均衡時才可能不帶電,但是樓宇中通常單相負荷比較大,很難實現三相平衡,所以通常中性線都是有電流的,再加上三次諧波的出現,進一步加大了中性線的電流,一旦中性線連接設備就很容易造成事故。所以,這種系統一般用在早期的低壓配電中。使用時必須對設備做好防護和防雷接地。另外,樓宇智能化使用微控制器,需要大量的精密儀器,這就需要做好電磁波的防護措施,以及對這些儀器的靜電保護措施。TN-C-S顧名思義就是上面兩者的結合體,兩者各自取長補短的結果,這種系統能夠降低設備對地電壓,提高了設備和人員的安全,節省建設成本。
三、電氣保護部分
樓宇智能化中電氣保護工作是非常重要的,對樓宇的正常使用意義重大。電氣保護也是比較繁瑣的工作,包括多個方面,例如交直流電的保護、電磁屏蔽保護、靜電保護、防雷保護等。
(一)交直流工作接地保護
工作接地主要是指變壓器的中性點接地。中性線通常都是用銅芯的絕緣線,通常在配電箱里都有等電位的接線端子,起輔助作用。對該端子的使用一定要謹記不能外露,也不能和其它的系統接地尤其是靜電和屏蔽系統,當然也不可以和保護線混接。高壓系統中,中性線接地可以使接地繼電保護器準確動作,并有利于單相電弧的消除。同時,中性點接地也可以防止零序電壓偏移,這樣可以保持三相電壓的平衡,使單相電的使用更方便和安全。
在樓宇智能化系統中使用大量的微機和通訊設備,這些電子設備在進行信息輸入、信息傳輸、信號處理、邏輯判斷以及信息輸出等一系列的動作時,都要求準確性和穩定性,除了穩定的電源供電外,還要有個穩定的基準電壓。可采用較大截面的絕緣銅芯線作為引線,一端直接與基準電位連接,另一端供電子設備直流接地。該引線不宜與保護線連接,嚴禁與中性線連接。
(二)安全保護接地
將用電設備不帶電的導體部分接地或與接地系統連接,這就是安全保護接地,也叫重復接地。用保護線將設備的不帶電部分和接地體連接,但要注意不能是中性線和保護線連接。樓宇內有大量的用電設備,包括強電設備、弱電設備等等,這些設備都必須有安全保護接地措施。因為這些設備可能老化,使得絕緣保護層損壞,其外殼可能帶電,如果有人員接觸到外殼就會發生事故。如果有接地保護,這樣人體和接地部分會構成并聯電阻,由于人體的電阻比接地電阻大很多這樣流經人體的電流就會很小。安全保護接地降低了接地電阻,不僅保護了用電設備,也防止了意外事故的發生。
(三)靜電和雷電防護
現代建筑物一般要求濕度不能太大,加之各種移動設備的運行,很可能產生靜電,如果沒有好的接地措施,靜電不僅會影響電子設備的使用,嚴重時會燒毀芯片。防靜電接地就是將帶靜電物體或有可能產生靜電的物體(非絕緣體)通過導靜電體與大地構成電氣回路的接地。雷電對電氣設備的損壞也是比較嚴重,尤其是通信自動化系統、火災報警及消防聯動控制系統、樓宇自動化系統、保安監控系統、辦公自動化系統、閉路電視系統等。一旦受到雷電的損壞將使電氣自動化系統不能正常使用,嚴重的甚至造成居民的財物損失和人身安全。
四、電氣自動化的控制模式
電氣自動化控制系統是樓宇智能化需要攻克的重點部分,系統需要能夠對建筑物的機電設備系統化管理,首當其沖的問題就是信息的采集,需要大量的測控點,而且要經濟實用。其次,控制設備種類繁多,各個電氣都有自己的運行特點,這給信息采集帶來了麻煩。最后,管理系統的運作要求成本低、交互性能好。目前,比較先進的樓宇自動化控制系統均采用基于總線技術的網絡控制模式。它在傳統集散控制系統的基礎上引進總線控制技術,如LonWorks和BACnet等,從而解決現場設備的分散性和數據傳輸的實時雙向性等問題。
五、結束語
從手工到機械化人類實現了一大步,新世紀人類開始從機械化向智能化的邁進。具體在建筑方面的體現就是樓宇的智能化,讓機械控制部分脫離人為控制而進行智能控制,是電氣自動化和人工智能兩個學科的交匯點,利用先進的人工智能技術實現電氣設備的自動化控制也是自控領域的研究方向。本文闡述了電氣部分在樓宇智能化的具體應用,主要介紹了電氣接地和保護部分,希望能對同行提供幫助。
參考文獻:
[1]李坤.電氣自動化在樓宇智能化中的應用[J].商品儲運與養護,2008,7
【關鍵詞】電氣自動化樓宇自控系統應用
中圖分類號:F407.61 文獻標識碼:A
隨著社會科技以及計算機技術的不斷發展,自控系統被逐漸應用與建筑設備中。在其中,我們需要理解兩個方面,即自控系統和建筑設備。自控系統是集計算機網絡、數據庫的管理、監控系統等為一體的計算機管理系統,這種系統就是建立在電腦網絡的基礎之上。建筑設備也就是根據人們的生活所需,并能夠服務于建筑方面的各種機電設備,其中包括照明設備、排水裝置、空調設備等。我們利用自控系統對建筑設備的有效控制,可以在節省能源資源、人力的基礎上保障各種設備的穩定運行。過去,我們常說的樓宇自控系統,它所包括的自動化設備也只是對建筑內的暖通空調進行自動化控制。隨著目前社會技術的不斷發展,自動化控制已不斷覆蓋于整個建筑中的電氣設備中,電氣自動化系統的設計在樓宇自控系統中占據著非常重要的作用。
1.電氣自動化在樓宇智能化中的運用現狀
1.1 電氣自動化技術的特點
在我國現代化的建筑中,常見的電子自動化系統主要有暖通空調系統、照明系統、電梯系統以及變配電系統等,而對于這些系統的安裝和調試工作也已經成為技術性和專業性都很復雜的工作了,在電氣自動化技術中包含了電工學、電子學、信息學以及自動化控制技術等多門復雜學科。而電氣自動化系統的安裝和使用以及電子自動化的控制工作不但大幅度的提高了電氣設備以及整座建筑的安全性和可靠性,同時也增強了各個系統之間的有效聯系,提高了優化決策的準確性。
1.2電氣自動化的運用情況
在經濟飛速發展的今天,人們在選擇住房時更加的傾向于高層建筑和智能化建筑,傳統的電氣技術已無法滿足現代化人們對居住環境的要求了,并且傳統的技術在某種程度上還會制約建筑功能的全面發展。人們對于建筑的基礎設施、居住舒適程度以及交通的便利程度都提出了新的要求,為了滿足這些要求,電氣設備都應全面的發展,自動化技術也將得到廣泛應用。
2、樓宇自動化電氣系統智能化及其管理總體方案
現代社會對信息的需求量越來越大,計算機技術和網絡通信技術的發展,使信息傳遞速度也越來越快。樓宇智能化是運用計算機技術對建筑物內的設備進行自動控制,有完整的控制、管理、維護和通信設施,對信息資源進行管理,進行環境控制、安全管理、監視報警,為用戶提供相應的服務,是一種優越的生活環境和工作環境,它是建筑技術適應現代社會信息化要求的成果。使人們在智能化樓宇中生活和工作都能達到最佳狀態,提高辦公、通信、決策方面的工作效率。
樓宇建筑是多學科交融的多功能綜合體,建筑電氣系統集中了供配電系統、消防系統、照明系統、電機拖拽系統、空調系統、以及給排水系統等多個子系統。為了滿足建筑物內部相應人性化服務功能需求,各種子系統的優良自動化設計方案和控制管理措施制度是樓宇建筑電氣系統實現智能性、安全性、舒適性、經濟性運行管理控制的基礎,樓宇建筑中增設了許多種智能電氣控制系統,是樓宇建筑節能工作重要組成部分。智能化樓宇的優越性主要體現在能夠提高建筑物的舒適和高效便捷性。具有良好的信息接收和反應能力,提高工作效率,節省設備運行維護費用,具有良好的節能效果,人員安排更合理,滿足用戶對不同環境功能的需求。
樓宇建筑人性化服務功能的實現,均以各類電氣設備控制系統運行為基礎,通過優化各類機電系統的運行方式,樓宇自動化中的集散控制系統是完成建筑電氣中各子系統智能控制管理功能的主要網絡系統,優化運行耗能大的空調系統、照明系統、電梯系統等設計方案,更是實施建筑電氣節能運行控制管理的媒介。電氣系統自動化控制管理是實現空調系統、照明系統、電梯系統、以及給排水系統等自動化運行,貫穿于整個樓宇相關管理等多個階段,驅動建筑行業電氣領域的技術革新和進行,促進建筑節能高效開展具有非常大的工程實際意義。
3.建筑中電氣工程及其自動化技術的完善
建立自動化的系統架構:在建筑中設計電氣工程及其自動化的時候,就應該建立自動化的系統架構,包括電氣工程及其自動化技術需要具備的功能、需要處理的問題,在自動化的系統架構中應設置一些管理模塊,根據實際需要,將相應的功能設置在管理模塊中;根據這個自動化的系統架構還可以作為后續制度建設的依據,并且在設置相關人員的時候,也可以充分的發揮指導作用;常見的模塊有數據管理、運行監控、人員管理、電力設施養護以及電氣工程管理等。
合理選用自動化設備:電氣工程自動化技術的基礎就是自動化設備,因此自動化設備選用的合理與否將會直接影響到整個自動化技術的科學性和效率等。一般情況下,電氣工程及其自動化技術設備可分為三個類別,第一類別是電磁開關、自動化和變壓器設備等,屬于經營設備;第二類設備主要是一些傳輸設備、監測設備和網絡傳輸設備等,具體指的是電子信號轉換系統和信息收集傳遞裝置,通過第二類設備收集的信息可以將系統的實時動態有效的反映出來;第三類設備主要是對系統的加工設備進行控制。
環境監控:環境監控主要是對電氣工程設備的運行環境進行檢測,還應該實時監控溫度、濕度、電壓和功率等等,并且建立相應的警戒線值,從而對外部環境做出正確的判斷,如果外部鏈接發生比較大變化的時候,控制中心就會及時的接收到這些變化的數據,從而及時的發出相關的指令。
4.智能建筑中電氣自動化的應用特點及其技術優勢
對于當前我國智能建筑中電氣自動化的應用情況而言,特點及其技術優勢大致體現在以下幾個方面:
首先,智能建筑中電氣自動化實現了對設備及其系統運行的全過程有效監控。尤其是在功能頗多的大型樓宇中,電氣自動化系統的結構體系多變、功能實現復雜,因此其在傳統的運行模式下常常會出現控制盲區,從而造成故障的產生。而現代智能建筑中電氣自動化技術由于能夠對整個系統實現實時的數字信息化有效監控,因此能夠將控制中心發出的命令迅速傳遞到各個系統,同時將其反饋信息迅速返回到控制中心,從而實現一種高效、持續且實時的控制目標。
其次,智能建筑中電氣自動化大大加強了聯動性能。該自動化技術不僅將樓宇中的安防消防、通風照明等系統整合為一個大的體系,從而充分加強了其聯動性能,并且實現了各個子系統之間的優化配置和聯合互動。由于智能建筑中電氣自動化系統本身就具有一定的危險,無論是設備問題還是操作不當甚至是周邊環境的不利變化都有可能會對整個系統的安全性造成極大的風險。而該自動化控制技術就可以大大提高整個系統對于這些不利的異常因素作出迅速而有效的反饋,并且能夠采取遙控模式來很大程度上減輕各種突況對于系統控制和維護人員帶來的傷害風險。
最后,智能建筑中電氣自動化能夠提供更加詳細的數據和更加精確的計算。該自動化系統可以通過對它的運行流程等各方面的數據進行整合,從而建立一個更加準確詳細的數據庫,以此來給后期的各種優化決策予以可靠的信息數據保障。
5.結語:在智能化樓宇的電氣設備建設時,要選擇適合的自控系統進行安裝,只有適合的建筑自控系統才能對建筑內的電氣設備起到良好保護,合理的利用和保護資源。工作中要千萬注意,工程安裝完成后要對其沿線檢查,在發現問題后及時的調整,避免安全隱患。直流和雷電的重要性,在整個電氣設備安裝過程中處于主導地位,它們安裝是否安全不僅影響到整棟大樓內的機電和電子設備的安全運作,還對整個樓宇的用戶生命安全產生影響。
參考文獻
【摘要】隨著社會經濟的不斷發展,人們對建筑物內環境的質量要求越來越高,如何在建筑內建立一套檢測檢測管理系統成為工作領域密切關注的問題和需求。目前智能建筑備受大家的重視,朝著迅速的發展趨勢發展。智能建筑有三個基礎部分構成:辦公軟件系統OAS、通信自動化系統CAS和樓宇自動化BAS,其中樓宇自動化對智能建筑起著的性能起著非常大的作用。
【關鍵詞】PLC;樓宇智能化;應用;研究
1 PLC技術原理
可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller),簡稱PLC,它采用的是一種可編程儲存器,在其存儲程序內部,進行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的操作,并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程,是以微處理器為核心的工業自動控制通用裝置。具有控制功能強、可靠性高、使用靈活方便、易于擴展、通用性強等一系列優點,不僅能夠取代繼電器控制系統,還可以進行復雜的生產過程控制和應用于工廠自動化網絡,被譽為現代工業生產自動化的三大支柱之一。
2 PLC在樓宇智能化系統中的要求
樓宇智能化是一個整體的概念,它包括安全管理系統、信息管理系統、電源及配電管理系統和空調衛生管理系統等,即:人們通常稱為的5A,3A,而以監控計算機和PLC構成的樓宇自動化系統既可以完成設施監控的功能,也可以完成樓宇信息管理的功能,控制部分會因為采用PLC從而使其可靠性有所提高。隨著網絡技術的不斷發展,PLC能夠運用ETHERNET網絡和計算機的各種設備組成局部網絡。從而使得建筑的布條簡單、整齊。并且,因為PLC配置靈活、系統可大可小,可繁可簡,會使得樓宇控制系統呈現出一種模塊結構。下面主要根據,某樓宇消防智能化為例論述PLC在實際中的應用。該大廈是一個高33層的集商務與住宿為一體的按5A級標準建造的智能大廈。大小廳室房間數百個,共分布煙火報警探頭近2000個,分別探測各房間的狀態:同時要控制各層的通風風門、警鈴、消防泵和電源開關80個以及中央控制室控制面板按鈕等近160個點。整個消防系統要求反應迅速,控制可靠,并有自動與手動兩種控制方式。
3 PLC在樓宇智能化系統中應用
該系統消防智能化方案利用監控機+PLC組成。監控機是采用德國公司的EFF公司的產品,主要負責來自各個探頭信息的處理工作;PLC是采用奧地利公司的2005的產品。組成了PLC和工業計算機的功能,并具備很大的處理和多任務分時操作系統的能力。同時,其具備的靈活擴展性恰恰又符合此項項目的需求。B&R PLC負責自控面板的探測命令,并對各種消防設備進行控制。因為受監控的探頭和開關以及顯示LED數目很多并且分布在每個樓層,所以應該采用遠程擴展的方案,即:一臺005CP152作基站+6個2005遠程擴展從站。因為B&R產品所具備的獨特性可擴展插入式的模塊結構,從而使得系統得到靈活多樣的配置。該系統在地面樓層建設一個中央控制室,使整個樓宇的網絡管理部分都在其中。EFF主機和PLC基站以及控制面板也分布在中央控制室中,成為樓宇智能化系統的一部分。又在其上的不同樓層中建設6個PLC遠程擴展從站,使PLC基站與從站之間通過在PLC基站上的遠程擴展與RIO進行通訊。通訊協議采用B&R公司內部的遠程通訊協議,各從站之間則通過各自的遠程擴展口進行鏈接,分別控制一定范圍內的消防設備。由于整個大廈近2000個探頭的分布式的特點,該FA系統的各個探頭的狀態信號,并不直接進入PLC,而由一套前端讀入裝置對其進行,它以固定的掃描周期不斷監測各個探頭的工作狀態,然后將信號送入EFF主機。這樣一方面發揮了監控計算機處理輸入信息方面的優勢,另一方面減少了PLC的模塊數量。PLC為取得各個房間狀態的信息,必須與EFF主機建立可靠的通訊。由于CPl52的CPU上已經集成了標準的RS232和RS485/422接口,這里便采用標準的RS232口與EFF主機進行通訊。由此形成消防自動化控制系統。其裝置如下圖所示:
各個探頭處于24小時探測的狀態,當發現不正常情況時會發出信號,接著探頭讀入裝置讀取信號并將其信號輸入EFF主機:主機將對信號會分析判斷出火警發生在哪個樓層和房間號,然后通過RS232口將信號傳給PLC基站的CPU:CPU會做出判斷并點亮具體對應的樓層和房間的報警LED指示燈,進行連續不斷地閃爍:并同時發出指令給相應樓層的從站,讓其將對應樓層的警鈴處于工作狀態發出報警,并發出指令關閉通風風門,阻隔空氣的流通:切斷樓層電源,防止火勢擴展:最后啟動消防噴淋閥門,使噴頭進行噴水:可以根據控制按鈕的指令,完成相應的消防設備操作。
4 結語:
隨著科技的迅猛發展,人們對信息的豐富化和安全舒適性的生活方式要求越來越高目前正在興起的智能大廈或智能建筑物設計,恰好適應了這種社會信息化與經濟國際化的需要。本為系統因為是采用的監控計算機+PLC構成的消防自動化的方案,將計算機和PLC各自的優點利用在一起,分別取所之長,并通過很好的運用適當的方法,對PLC資源進行了合理的利用,從而減少了PLC硬件的開支,提高了系統的經濟,降低了整個系統的使用成本。
Abstract:This paper discusses the design of automatic control system of building, and analyzes the key design technique, based on the design principle and target, make out the design, describes the air conditioning unit, water supply and drainage system monitoring, monitoring of public lighting monitoring system, elevator control system, provides the reference for the design of control system of building automation.
關鍵字:智能樓宇;樓宇自動化系統;節能
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
一、引言
隨著建筑規模不斷擴大和人們對智能化需求的不斷提高,新一代的樓宇設備自控系統應運而生,并以其控制精確、操作快捷、擴展方便、高效節能且便于綜合管理等特點,成為行業中的新寵。
樓宇自動控制系統采用計算機控制技術,對機電設備進行綜合協調、科學管理和運行維護工作,因此采用樓宇自動化管理系統是節約能源、提高用戶體驗度、節省維護管理工作量、節省運行費用的極有效方法。
二、系統設計
2.1設計原則
先進性:擁有簡捷的操作界面和強大使用的功能。
開放性:采用國際通用的標準協議與各個機電設備的聯網與各個弱電系統在管理級網絡(以太網)上系統集成。
可靠性:可靠的質量、統一的標準帶來穩定的系統。
擴展性:擴展模塊控制器采用積木搭配方式任意對模塊進行組合,在網絡上擴展方便、參數設定工作在中央控制站即可完成。
實用經濟性:針對實際情況,對被控設備參數進行核算,以使整個系統更符合工程實際狀況和用戶需求;充分考慮被控設備必要的監控點數,保護用戶投資,節省不必要開支。
2.2設計目標
樓宇自控系統設計時能夠自動控制建筑物內的機電設備,又能在工作站進行管理并將資料通過系統集成完成資源共享,屆時可達到如下目標:
提高建筑物內環境的舒適程度。
提高管理效率,節省人力,降低維護成本。
采取切實可行的節能模式,減少設備的運行成本。
時時監控機電設備的運行情況、報警狀態,合理調配設備運行。
提供有關設備運行狀況的歷史記錄,集中收集、整理,建立設備檔案管理。
中央工作站采用圖形顯示設備動態運行情況,并向管理機工作站提供數據。
2.3設計方案
樓宇自控系統作為建筑物空調系統正常運轉的基本控制系統,在提供舒適的環境條件時,應最大限度地節能降耗,減少管理人員,提高管理水平。
樓宇自控系統的對象通常包括:
給排水監控系統:污水坑、排污水泵。
新風監控系統:新風機組。
送排風監控系統:排煙兼排風機;
變配電監測系統:變壓器;
照明監控系統:室外泛光照明等;
電梯監控系統:電梯、扶梯。
三、控制方案
現分別對各個子系統的控制方案簡述如下:
3.1空調機組監控
對空調運行設備,尤其是中央制冷系統進行相應的調節,保障整個空調系統的調節質量,避免浪費能源和費用,確保這些設備在最佳工作狀態下運行。
3.1.1介紹
采用的是定風量全空氣處理系統,夏季由分水器直接提供7-12℃的冷水;冬季為60-50℃熱水,送入空調機組的冷熱盤管中。
3.1.2節能措施
空調能耗是有兩部分組成負荷能耗和傳輸能耗。采用如下節能手段:采用全新風運行模式;最小新風量控制;基準參數的再設最佳啟停控制;提高輸能效率,降低運行能耗。
3.1.3空調機組自控功能
采用改變空調機冷熱盤管中水流量的控制模式來調節空調機組的回風溫度。即根據回風溫度與設定值的偏差進行計算,調節電動二通閥水流量,從而達到調溫的目的。
按照最佳時間程序自動啟/停送風機,具有任意周期的實時時間控制功能。
監測送風機的運行狀態和故障信號,故障時報警,并累計運行時間。
采用防凍開關檢測盤管的溫度,防凍開關檢測值低于一定值(一般設為5℃),關閉新風門,熱水閥全開并停風機,以防盤管受凍,同時將報警信號送至中央管理站;
建立風機、風門狀態連鎖程序。
3.2給排水系統監控
監測所有水池高低水位,記錄及報警。
根據水位的高低位變化,啟停水泵并檢測其運行狀態。
污水坑的高低水位監測及超水位報警。
排污水泵的自動啟停并檢測運行狀態。
水泵的自動控制由液位開關完成。水泵在停機后最少要間隔一段時間后(可調整),才能再次投入運行,以避免頻繁啟停,平衡設備的投入時間。
當其中一臺水泵出現故障時, 備用水泵會自動投入工作。
3.3公共照明系統監控
燈光照明系統的控制,主要考慮公共區域燈光、公共走廊燈光、室外泛光照明部分(回路數待與強電設計方配合確定),按每天預先編排的時間程序來進行開關控制監視其開關狀態。
公共走廊燈光的定時/程控,最低需求照度的節能控制,并監視回路狀態做故障報警。
3.4電梯系統監控
由于電梯的特殊性,對電梯只監不控:
電梯狀態監測。
電梯故障報警。
開列歷史記錄。
電梯系統作為第三方系統,可以采用通信協議通過網關聯網方式納入本系統,對電梯運行參數顯示。
3.5送排風系統監控
基本監控功能如下:
定時、事件啟/停排風機。
累計風機運行時間,記錄及打印報告。
四、系統主要功能小結
多任務性:通過全動態窗口,操作員可以連續監視系統狀態,同時,其他功能仍然繼續工作,這樣提高操作員和系統的效率則一個真正的多任務系統。
密碼保護:多級密碼限制對數據庫和其他機密信息的存取,采用六級密碼控制,可以滿足百個指定用戶的需要,限制不同的管理人員有不同的操作級別,記錄“何人”在“何時”做過“何事”。
中文環境:每個信息都采用中文。
圖形能力:提供彩色動態圖形顯示監測和控制樓宇環境,同時可顯示建筑的樓層平面圖和立面圖,以直觀地顯示受控設備在建筑物內的位置及有關參數(溫度、濕度、設備運行狀態等)。
【參考文獻】
[1] 董春利. 建筑智能化系統工程設計手冊. 2012,10
[2] 趙哲身,鄭鋒,瞿斌. 建筑智能化節能技術. 2013,11
1.1電氣自動化應用于現代建筑的背景
改革開放以來,隨著國民經濟的發展,以及人們生活水平的不斷提高,生活質量有了很大的飛躍,生活環境的舒適度、信息交流的簡便性、服務設備的完善性等等,備受人們的關注和青睞。這就給建筑設施的健全性以及電氣設備的功能帶來了巨大的挑戰。除此之外,隨著建筑物高度的不斷增加,給照明控制系統,供配電系統,以及消防控制系統等的管理和運行帶來了嚴峻的考驗。在這種情況下,以電氣自動化技術為支撐的智能建筑設計是我國建筑行業發展的必經途徑。
1.2電氣自動化控制的特點與技術優勢
電氣自動化控制系統是由電力、空調、防災、防盜、運輸設備等構成綜合系統。智能樓宇自動化是自動化技術應用在現代化樓宇方面的技術,其子系統之間相輔相成,缺一不可,通過子系統之間的相互作用,可以對建筑整體的進行樓宇溫度控制、濕度控制、電梯控制、照明電氣控制等。隨著全球智能化的發展,可以預見,樓宇建筑的自動化性將會越來越高。電氣自動化技術主要包括電力電子技術和微機控制技術等高新技術,廣泛用于供配電、各種電氣設備、電氣控制及自動化系統的安裝調試、方案設計、設備維護、技術改進、產品的開發及管理中。主要具有以下幾方面的優勢:首先,聯動性較高。電氣自動化控制技術采用電子傳感技術、計算機與現代通訊技術對包括采暖、通風、電梯、空調監控,給排水監控,配變電與自備電源監控,火災自動報警與消防聯動,安全保衛等系統實行全自動的綜合管理,各個子系統之間可以通過信息進行溝通和互動。其次,有很強的安全性。由于電氣系統本身就具有危險性,設備出現故障、操作不規范,以及環境突變等都可能是導致系統產生嚴重安全風險的原因。通過自動化控制可以使系統在發生危險時快速發現并解決,另外,在一定程度上通過遠程遙控還可避免故障對維修工作人員產生直接的危害。最后,具有健全的數據以及精準的計算。自動化系統可以根據自身的操作流程、故障處理等數據建立完善健全的數據庫以及精準的計算,為后期進行信息優化決策提供條件。
2現代智能建筑中自動化系統的組成及其功能的實現
現代智能建筑中自動化系統的工作原理如下:實時的數據采集;實時的控制決策;實時的控制輸出。其系統包括自控給排水系統、照明控制系統、供配電系統以及消防安全系統等。其中,給排水系統包含生活給水系統、生活排水系統、市政給排水管網系統、市政水處理(包括給水處理以及廢水處理)建筑給排水、雨水系統、消火栓系統、噴淋系統等。照明控制系統能夠滿足和實現不同的燈光效果,而且還能改善工作環境,提高工作效率,節約能源,延長燈具壽命,減少用戶維護費用等等。供配電系統先從發電廠發出經過升壓變壓器(升壓)到線路,中樞變電所這一部分為供電系統從中樞變電所經線路到用戶變壓器,開關柜這一部分完成大的配電系統從用戶變電所到各個廠區或用電負荷,最后完成全部的配電。消防控制系統是指接到火警后,發出信號,相關設備自動轉到到消防狀態。例如電梯,在接到火警信號后,電梯自動關門轉為下行至首層,由進入轎廂的消防員控制運行。除了以上所說的控制系統之外,為了滿足不同人群對不同功能的需求,可以相應的根據建筑環境設置一些特定的子系統,如停車場管理系統、智能家居服務系統、物業管理應用系統等,實現個性化的自動管理。在現實生活中,為了實現現代智能建筑電氣自動化系統功能的豐富性,必須建立一套完善健全的數字化控制體系,這是實現控制技術應用的基本條件,與此同時,建立遠程控制管理中心,這樣可以對本地控制臺出現的故障及時進行處理,以此提高數字控制體系的安全性與可靠性。
3電氣自動化控制在智能樓宇中的應用
隨著我國綜合國力以及經濟實力的迅猛發展,建筑智能化在我國得到了全面的推廣,它的出現為人們的生活和工作帶來了極大的便利,這就加快了智能樓宇進程的日新月異。智能樓宇主要包括安防系統、計算機網絡、通訊系統、樓宇自控系統等等,在很大程度上滿足了人們的需求,電氣自動化控制是智能樓宇功能發揮的技術保障,在智能樓宇中有著不可替代的地位。
3.1建筑電氣設備自動化系統安裝前,制定科學的計劃
建筑電氣設備自動化系統質量的好壞直接不僅影響建筑物功能是否正常運行,而且還影響該建筑的環境效益與經濟效益。因此,在施工前,相關工作人員不能盲目地按照圖紙進行施工,全面了解設計方案,及時對設計圖紙中的不足提出改進建議,避免工程返工的情況。此外,還要依照業主的需求及利益,制定出科學合理的安裝計劃,嚴格按照操作程序進行施工,以此滿足建筑本身以及業主的相關需求。
3.2電氣設備的安裝
電氣設備的正常運行是保證建筑電氣設備自動化系統功能充分發揮的前提。電氣設備的安裝調試是保證其正常運行的基本條件,需進行以下步驟:首先,一定要理解整個設備的工藝流程、控制流程,熟練掌握電氣設備要用到的各種儀表。其次,仔細研究設計方案及施工圖紙。最后,根據設計圖紙對電氣設備內部的接線了解清晰,接著就可以對設備進行實際的接線。在所有設備調試完畢后,再對其進行安裝施工。在設備安裝時,必須嚴格根據設備的安裝要求與規范進行安裝。這里需要注意的是,在接線前一定要先進行校線,在確定設備外觀完好、接線正確、外來信號正常的基礎上,方可讓使用方開始帶電調試,在送電之前,要將所有斷路器保持斷電狀態。
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