本發(fā)明涉及建筑物電氣設備的管理與控制，尤其涉及一種建筑物電氣設備一體化管理系統(tǒng)，屬于自動化控制技術領域。
背景技術：
科技的進步為人們提供了更加便捷的生活方式，逐漸改變了人們的生活態(tài)度。人們對建筑物的要求不僅僅局限于其使用空間，還更加注重建筑物綜合使用的舒適、安全、節(jié)能等方面的要求，最終實現對建筑物的“智慧”管理和使用。其中，建筑物電氣設備控制系統(tǒng)是重點對象，需要不斷創(chuàng)新和提升。
通常，建筑物的電氣設備主要包括送排風機、給排水泵、空調機組、公共和辦公區(qū)域照明等，除供配電源外，還涉及電動機驅動、電動閥和電磁閥控制。對這些電氣設備的控制過程中，除了需要檢測常規(guī)的電量信號之外，還需要檢測眾多非電量信號，包括溫濕度傳感器、壓力傳感器、二氧化碳傳感器、水位傳感器、流量傳感器等。其中，空調、風機類設備需要檢測溫度、濕度、空氣質量等參數，傳感器信號大部分是0~10V（或4~20mA）模擬量信號；風閥及兩通調節(jié)閥等設備的開合度都是模擬量信號；泵類設備主要檢測水位、流量等參數，水位一般都是開關量信號，流量是模擬量信號；各個設備的控制啟停信號都是開關量信號。
面向不同的電氣設備的控制，當前一般采用現場手動控制或者采用DDC系統(tǒng)實現遠程集中自動控制。DDC系統(tǒng)能夠集中對所有的技術參數及時檢測和調整，使其運行合理；手動控制不能及時檢測相關技術參數，不能及時發(fā)現問題，即使發(fā)現問題也不能及時調整和處理，該方式不節(jié)能、不便捷，投入的人力較多，故障得不到及時處理甚至可能引起重大事故。
部分產品把建筑配電電器和DDC控制兩套相關產品集中在一個箱柜中安裝，節(jié)省了一些空間和成本，但電氣主回路仍是由傳統(tǒng)的斷路器、接觸器和熱繼電器組成，DDC系統(tǒng)通過附加裝置和大量二次接線，檢測斷路器的分合狀態(tài)、短路故障信號、接觸器的吸合釋放狀態(tài)、設備工作電流及工作電壓等參數，同時，通過DDC裝置輸出觸點驅動接觸器的吸合釋放等操作，對風機或水泵自動“啟動”或“停止”進行控制。
總體來說，現有設備控制和配電回路的元器件功能重復，二次回路元器件多，接線復雜，安裝調試工作量大，浪費了資源。比如，主回路里的隔離開關、斷路器和接觸器的分合觸點重復，斷路器與熱繼電器的電流檢測保護重復；另外，主回路配電的電壓、電流、相序、頻率等電量參數也需要通過附加的電力儀表來檢測。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的在于解決現有技術存在的缺陷，提供一種建筑物電氣設備一體化管理系統(tǒng)，以適應人們對建筑物電氣設備的智能化使用與管理需求。
本發(fā)明的技術解決方案是：
建筑物電氣設備一體化管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)結構包括基本模塊和多個擴展模塊，基本模塊與各個擴展模塊之間通過CAN擴展方式電連，構成一套一體化電氣設備管理裝置；其中――
基本模塊包含：斷路器組件，電動控制組件，電氣參數測量組件，總線通訊組件以及綜合保護CPU，各個組件均與綜合保護CPU相連；另有內部總線組件，也與綜合保護CPU相連；
擴展模塊包含：輸入輸出組件，內部總線組件，總線通訊組件以及相應的CPU，各組件與CPU相連。
優(yōu)選地，所述擴展模塊包含兩個，擴展模塊1包含輸入輸出組件、內部總線組件和總線通訊組件，三種組件與邏輯控制CPU相連；而擴展模塊2包含輸入輸出組件、內部總線組件和總線通訊組件，三種組件則與測控CPU相連。
優(yōu)選地，所述管理系統(tǒng)包含多套管理裝置，各個管理裝置之間通過CAN總線相連以實現對多個管理裝置的集中編程控制。
優(yōu)選地，所述管理裝置的硬件包含：配電元器件、電力儀表、DDC控制器以及二次控制回路元器件。
優(yōu)選地，所述電氣設備包括送排風機、給排水泵、空調機組、公共和辦公區(qū)域照明設施。
從以上技術解決方案可以看出，本發(fā)明系統(tǒng)設計簡單，無繁雜的一二次接線，裝置內元器件利用率高，運行可靠，安裝維護簡單方便，節(jié)能降耗效果顯著。與市面上把傳統(tǒng)的配電電器和DDC控制裝置組合到一個控制箱柜安裝方案相比，本發(fā)明創(chuàng)新性地把各種元器件和儀表集成到一體化管理裝置當中，無任何外部附加裝置和復雜接線，能夠對建筑物所有電氣設備進行有效管理與控制，適用于所有新建和改建的建筑電氣設備控制與管理，大幅度減少了智能樓宇控制系統(tǒng)的投資，其投資額低于傳統(tǒng)建筑樓宇控制系統(tǒng)投資的百分之五十，具有非常大的經濟效益及社會效益。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明揭示一種建筑物電氣設備一體化管理系統(tǒng)，旨在對建筑物所有公共設備進行一體化管理與控制，以解決一直以來建筑物電氣配電及控制中元器件功能重復、資源浪費、接線復雜、建成后維護不便等諸多問題。
如圖1所示，本發(fā)明系統(tǒng)結構包括基本模塊和多個擴展模塊，基本模塊與各個擴展模塊之間通過CAN擴展方式電連接。其中，基本模塊包含：斷路器組件，電動控制組件，電氣參數測量組件，總線通訊組件以及綜合保護CPU，各個組件均與綜合保護CPU相連；另有內部總線組件，也與綜合保護CPU相連。擴展模塊可多個設置，各個模塊內部主要包含：輸入輸出組件，內部總線組件，總線通訊組件以及相應的CPU。
比如圖1當中，擴展模塊1包含輸入輸出組件、內部總線組件和總線通訊組件，三種組件與邏輯控制CPU相連；而擴展模塊2包含輸入輸出組件、內部總線組件和總線通訊組件，三種組件則與測控CPU相連。擴展模塊1及擴展模塊2與基本模塊一起，共同構成一套一體化電氣設備管理裝置。若建筑物比較龐大，涉及到的電氣設備比較多的話，可以使用多套上述裝置，各個裝置之間通過CAN總線相連，實現對多個管理裝置的集中編程控制。
就單個管理裝置而言，其硬件集：配電元器件、電力儀表、DDC控制器以及二次控制回路元器件為一體，形成一種全新的建筑物電氣設備一體化管理裝置。與市面上把傳統(tǒng)的配電電器和DDC控制裝置組合到一個控制箱柜安裝方案相比，本發(fā)明創(chuàng)新性地把各種元器件和儀表集成到一體化管理裝置當中，無任何外部附加裝置和復雜接線，能夠對建筑物所有電氣設備進行有效管理與控制，適用于所有新建和改建的建筑電氣設備控制與管理。
運行結果表明，本發(fā)明所述建筑物電氣設備一體化管理系統(tǒng)具有很好的經濟性和可靠性，節(jié)能、降耗優(yōu)勢突出，具體反映在以下幾個方面：
（1）具有主回路的隔離開關、斷路器、接觸器、熱繼電器等功能，可以滿足送排風機、給排水泵、空調機組、公共和辦公區(qū)域照明等電氣設備的供配電，以及對電動機驅動、電動閥和電磁閥的控制；
（2）具有測量與保護功能：可測量三相電流、三相電壓、漏電電流、有功功率、有功電能、功率因數和頻率，實現過流、電機過載、堵轉、阻塞、電流不平衡、漏電、過壓、欠壓、相序等保護功能。而且，該裝置還具有多路輸入輸出的開關量和模擬量（0~10V或4~20mA）之功能；
（3）單臺或多臺裝置可集中編程，實現工藝關聯的電氣設備就地分散自動化控制，并且支持梯形圖邏輯編程功能，實現DDC的所有控制功能。通過對電量信號、差壓、溫度、濕度、空氣質量、水位、流量等參數的檢測，并經智能一體化電氣設備管理裝置邏輯運算，完成對空調系統(tǒng)、排風系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)中電氣設備的分散自動控制；
（4）具有遠程通訊及智能預案功能：支持Modbus、Profibus-DP等多種通訊協(xié)議，通過現場總線對所有設備的實時、遠程、集中監(jiān)控，實現實時故障報警，并記錄報警事件；同時，可以分區(qū)域、分時間、分情況自主設定預案，觸發(fā)條件后自動啟動，在保證設備使用效果的前提下，最大限度節(jié)約能耗和運行成本；
（5）可更好地實現能耗管理及運維管理：該系統(tǒng)能夠進行實時能耗曲線、分項統(tǒng)計、能效比管理、部門和區(qū)域管理、排放標定管理等功能，通過建立設備臺賬，能夠進行設備定位，對其作維修計劃、維修流程及維修記錄管理。
總之，本發(fā)明系統(tǒng)設計簡單，無繁雜的一二次接線，裝置內元器件利用率高，運行可靠，安裝維護簡單方便，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，其投資額低于傳統(tǒng)建筑樓宇控制系統(tǒng)投資的百分之五十，具有非常大的經濟效益及社會效益。
當然，本發(fā)明的具體實施方式并不受上述描述所限制，本領域的普通技術人員依據本發(fā)明的精神實質，在現場總線協(xié)議和通信數據等結構、方法或功能方面采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本發(fā)明權利要求保護范圍之內。