一体化设备管理装置的工程应用

陈丁剑， 吴义兵， 王 通， 孟 力

（1. 苏州万龙电气集团股份有限公司，苏州215123； 2. 湖南省建筑设计院有限公司，长沙410012）

0 引言

建筑设备主要包括风机、水泵、空调机组、电梯、配电设备、照明等。 除供配电源外，还涉及电动机驱动、电动阀和电磁阀控制。 目前，工程通常采用BA 系统实现对建筑设备的控制。 为了简化控制系统、节约投资，苏州万龙电气集团股份有限公司研制了集配电元件、电力仪表、电机保护控制器、DDC 控制器以及二次控制回路元器件为一体的新型“YSK2S 系列一体化设备管理装置”。 由YSK2S、现场总线和远程集中监控平台组成的“WKS⁃BDMS2000 建筑设备一体化监控管理系统”可实现对建筑设备控制与管理。

与传统多种单一配电、监测或自动控制功能的系统方案，以及把独立的配电电器和DDC 控制装置集中安装的控制箱柜等方案相比，YSK2S 系列一体化设备管理装置有以下突出优点。

（1）多系统、多元件集成：YSK2S 系列装置创新性地把多种配电、控制元件，以及多系统功能优化集成到一路一体化装置中，实现风机或水泵等设备回路的保护、控制、测量、通讯与管理一体化。

（2）设计、安装、使用简单可靠：系统设计简单，无需增加DDC 控制器等自动化装置，无繁杂的一次接线和二次接线，安装维护简单方便，解决了一直以来建筑电气配电及控制中元器件功能重复、资源浪费、接线复杂、建成后维护不便的问题。

（3）节能降耗、减少投资：可节省控制柜内设备的材料，减小控制柜的尺寸，节省设计、安装、调试、维护的人力成本；节能降耗效果显著，大幅度减少了智能楼宇控制系统的投资，低于传统建筑楼宇控制系统投资的50%。

1 主要功能

YSK2S 系列一体化设备管理装置具有主回路隔离开关、断路器、接触器、热继电器的功能；可以测量风机或水泵等设备回路的三相电流、三相电压、漏电电流、有功功率、有功电能、功率因数和频率等；具备风机或水泵等设备的过流、过载、堵转、阻塞、电流不平衡、漏电、过压、欠压、相序等保护功能；同时具有多组辅助触点和故障报警输出，复位或权限位置信号输入。

同时集成了多路DI／DO、AI／AO，单台或多台YSK2S 系列装置电量和非电量输入／出可集中编程，通过预置程序实现工艺关联的电气设备就地分散自动化控制；支持梯形图逻辑编程功能，实现DDC 的所有控制功能。

该装置具有远程通讯功能，支持Modbus 通讯协议，可选择Profibus⁃DP、Device⁃Net 等多种通讯协议。 具有显示模块接口，通过显示模块可实时监测显示各种电参数、故障报警信号和事件记录查询，可进行各种定值设置和调试操作。

2 选型

（1） 产品型号为YSK2S 的分类，其代号有“YSK2S” 的 基 本 型、 “YSK2S⁃K” 的 开 关 量 型、“YSK2S⁃M”的模拟量型和“YSK2S⁃KM”的综合型四种代号，每种型号的IO 数量详见表1。

（2）电机额定电流范围的代号表示电机额定电流调节范围的最大值，代号“5”的电流在1.25 ～5A间可调节，例如1.5kW 的风机额定电流3A 左右，则选用代号“5”。

（3）电机极数指单相电机或三相电机，单极电机选择代号“2P”，三极电机选择代号“3P”。

（4）消防功能是指装置是否具有消防保护功能，若不需要消防功能则为“空”，“空”可省略；若需要消防功能则选择代号“F”。

选型详见图1。

图1 选型参考图

各型号开入开出量 表1

另有两种附加模块可选型。

（1）WKEC⁃K 开关量控制组件：包含10 路DI、3路DO、1 路AI、1 路DC24V 电源和1 路Modbus通讯。

（2）WKEC⁃M 模拟量控制组件：包括7 路DI、4路AI、3 路AO、1 路DC24V 电源和1 路Modbus通讯。

3 项目应用

3.1 项目介绍

新长安国际妇产医院是一家集医疗、预防、保健为一体，以妇产科、国际医疗服务、妇幼健康管理为中心的中高端妇女儿童医疗健康服务综合体，占地21ha，建筑面积6.5 万m2。

3.2 各子系统监控的内容

3.2.1 制冷系统

监控的主要内容包括：设备启／停控制和运行状态显示；冷冻水进、出口温度、压力测量；冷却水进、出口温度、压力测量；过载报警；水流量测量及冷量纪录；水泵的启／停控制、运行状态显示、故障报警；液位显示及报警。

3.2.2 冷冻、冷却水循环系统

监控的主要内容包括：水泵、冷却塔风机的启／停控制、运行状态显示、故障报警；水流状态显示；冷却水进口水温测量及控制。

3.2.3 新风空气处理系统

监控的主要内容包括：风机的启／停控制、运行状态显示、故障报警；送回风温度、室内温湿度、风道风压测量；过滤器状态显示及报警；冷热水流量调节；风门、风机、调节阀之间的连锁控制。

3.2.4 排风系统

监控的主要内容包括：风机的启／停控制、运行状态显示、故障报警。

3.2.5 给排水系统

监控的主要内容包括：水泵的启／停控制、运行状态显示、故障报警；液位显示及报警。

3.2.6 供配电系统

监控的主要内容包括：高压与微机综合保护装置主机相连；低压与低压配电监控主机相连。

3.2.7 照明系统

监控的主要内容包括：与门厅、楼梯及走道照明控制的主机相连。

3.3 监控对象

本项目的监控设备数量如表2 所示，按监控对象是否带通讯接口分为两大类。

一类是不带通讯接口控制回路监控对象，如空调机组（带新风）、新风机组（带压差控制）、送排风机、排污泵、冷却水和冷水循环泵等，需通过YSK2S来采集相应设备周边传感器和变送器信号，再通过执行器和阀门去执行。 设备信息则通过YSK2S 装置的Modbus⁃RTU 通讯接口接入ST3000 通讯控制器再传给后台系统。

项目监控设备 表2

另一类是带通讯接口控制回路的监控对象，如电梯、制冷机等。 此类设备已存在，只需通过自身的通讯接口接入ST3000 通讯控制器传给后台系统，或通过自带的Modbus⁃TCP 通讯接口直接接入后台系统。

3.4 系统组成

监控系统图如图2 所示。

3.5 选型应用

3.5.1 新风机组一体化设备管理装置选型

本项目新风机组39 台，单台新风机组的送风机功率为2.2kW，其控制箱端子接线图如图3 所示，单台风机控制点位如表3 所示。 结合表1 和表3，每台新风机组YSK2S 选型为YSK2S⁃KM⁃5⁃3P。

新风机组控制点位表 表3

3.5.2 空调机组一体化设备管理装置选型

本项目空调机组4 台，单台空调机功率为11kW，单台空调机控制点位如表4 所示。 结合表1与表4，每台空调机组YSK2S 选型为YSK2S⁃KM⁃323P。

3.5.3 热水循环泵一用一备一体化设备管理装置选型

本项目热水循环泵共三套，每套热水循环泵一用一备，单台热水泵功率为3kW，每套热水循环泵控制点位如表5 所示。 结合表1 与表5，每台热水循环泵YSK2S 选型为YSK2S⁃K⁃12⁃3P。

空调机控制点位表 表4

热水循环泵控制点位表 表5

冷却塔控制点位表 表6

图2 监控系统图

3.5.4 冷却塔一体化设备管理装置选型

本项目冷却塔4 台，单台冷却塔的风机功率为15kW，单台冷却塔控制点位如表6 所示。 结合表1与表6，单台冷却塔YSK2S 选型为YSK2S⁃K⁃32⁃3P。

3.5.5 排风机一体化设备管理装置选型

本项目排风机10 台，单台排风机最大功率为2.2kW，单台排风机控制点位如表7 所示。 结合表1 与表7，单台排风机YSK2S 选型为YSK2S⁃K⁃5⁃3P。

3.5.6 排污泵或提升泵监测信号传输

本项目排污泵和提升泵共14 套，每套2 台泵一用一备，控制箱为成套设备，只需监视其运行状态、故障状态、控制权限等。 单套监视信息如表8，根据附加模块选型选择WKEC⁃K 一台实现信息上传即可。

本项目的锅炉、换热机组、高区生活泵、冷水循环泵、冷却水循环泵、循环水机组与排污泵或提升泵一样，控制箱为成套设备，选用一台附件模块WKEC⁃K 进行监视即可。

排风机控制点位表 表7

图3 新风机组控制箱端子接线图

排污泵或提升泵监测点位表 表8

4 结束语

新长安国际妇产医院选用YSK2S 系列一体化设备管理装置，应用建筑设备一体化监控管理系统实现了建筑物强弱电一体化和监控功能，简化了复杂的二次接线和多系统操作控制的转换配合，使得设计、施工和维护更简便，经济效益显著，有利推动建筑设备一体化控制发展进程。