Dans le domaine de l'automatisation électrique et industrielle des bâtiments, l'intégration de systèmes basse tension fait référence à la situation suivante, c'est-à-dire l'intégration de plusieurs équipements électriques basse tension et systèmes de contrôle indépendants dans un tout unifié avec coordination, efficacité et fiabilité au moyen de la conception et de l'ingénierie. Ce travail n'est en aucun cas simplement couvert par l'assemblage d'équipements, mais implique une analyse approfondie de la demande, une évaluation de la compatibilité, la conception de l'architecture du réseau et l'ingénierie système de gestion du cycle de vie complet. Son objectif principal est de parvenir à une gestion et un contrôle de l’énergie sûrs, intelligents, économes en énergie et évolutifs.
Que comprend exactement l’intégration d’un système basse tension ?
Il existe une telle situation, appelée intégration de systèmes basse tension, qui couvre toute la chaîne complète, depuis la distribution d'énergie jusqu'au contrôle des terminaux. Le contenu spécifique est le suivant. Il comprend la sélection et la disposition des unités d'arrivée, la sélection et la disposition des armoires de distribution d'énergie, la sélection et la disposition des disjoncteurs, la sélection et la disposition des contacteurs, et même la sélection et la disposition des équipements primaires tels que la sélection et la disposition des convertisseurs de fréquence. Dans le même temps, cela comprend également l'intégration d'automates programmables, d'instruments intelligents, de capteurs et d'interfaces homme-machine, ainsi que l'intégration de systèmes de contrôle et de surveillance secondaires tels qu'un logiciel de surveillance de niveau supérieur. Il peut garantir qu'une série de sous-systèmes tels que le sous-système d'alimentation, le sous-système d'éclairage, le sous-système CVC, le sous-système de sécurité, etc., peuvent fonctionner ensemble dans un cadre unifié.
En explorant à un niveau plus profond, le travail d'intégration couvre également l'unification et la conversion des protocoles de communication, comme la connexion d'appareils avec des protocoles différents au même réseau. Dans le même temps, cela est également lié à l'intégration d'équipements de gestion de la qualité de l'énergie (tels que des filtres actifs) pour assurer un fonctionnement stable du système. Ce que l'ensemble de l'intégration présente en termes physiques, c'est un ensemble complet de schémas électriques, de programmes logiques de contrôle et les effets de fonctionnement collaboratif produits après l'intégration.
Pourquoi les bâtiments modernes doivent prêter attention à l'intégration des systèmes basse tension
La complexité des systèmes électriques des bâtiments actuels, en particulier des complexes commerciaux, des centres de données et des usines intelligentes, croît de façon exponentielle. Les sous-systèmes dispersés et isolés gaspillent de l’énergie, rendent difficile la résolution des pannes et deviennent coûteux à gérer. Le système basse tension avec caractéristiques intégrées peut réaliser une surveillance centralisée et une planification intelligente. Par exemple, il peut ajuster automatiquement l'éclairage et la climatisation en fonction du flux de personnes et effectuer une analyse en temps réel de la consommation d'énergie de chaque circuit, ce qui peut augmenter l'efficacité énergétique de plus de 20 %.
Parlant de sécurité et de fiabilité sous un autre angle, le système intégré peut mettre en œuvre une localisation et une isolation rapides des défauts pour éviter que les problèmes locaux ne se transforment en une panne de courant sur l'ensemble du site. Il établit également une base de données pour la maintenance préventive et fournit une alerte précoce en cas de pannes potentielles en analysant les tendances de fonctionnement des équipements. Dans une situation d'urgence, telle qu'un incendie, le système intégré peut couper les alimentations électriques non liées au feu selon une logique prédéfinie et allumer l'éclairage de secours et les instructions d'évacuation pour assurer la sécurité du personnel.
Comment concevoir un cadre de système intégré basse tension fiable
Le cadre de conception commence par une analyse approfondie de la demande et un calcul de charge qui clarifie la puissance de tous les équipements électriques, leurs caractéristiques, les exigences de contrôle et leurs relations. Sur cette base, dessinez un schéma unifilaire, planifiez le circuit principal et les circuits de dérivation et déterminez différents niveaux de protection contre les courts-circuits et des schémas de coordination sélective. C’est la pierre angulaire d’un fonctionnement sûr du système. La conception du châssis doit être conforme aux normes nationales et aux spécifications industrielles, telles que la série de normes CEI 60364.
En termes d'architecture de contrôle, une approche de conception distribuée hiérarchique est généralement adoptée. La couche de terrain utilise des composants intelligents pour effectuer des opérations spécifiques, la couche de contrôle utilise un API ou des contrôleurs dédiés pour traiter la logique, et la couche de gestion et de surveillance fournit une interaction homme-machine et des services de données. La structure du réseau nécessite redondance et fiabilité, et la technologie de réseau en anneau Ethernet industriel est souvent utilisée. La conception du cadre doit également réserver suffisamment d'espace et d'interfaces pour une expansion future et une transformation technique afin de garantir que le système est évolutif.
Quels sont les principaux défis techniques pour l’intégration de systèmes basse tension ?
L’hétérogénéité des équipements et des protocoles constitue le principal défi. Différentes marques d'équipements ont des protocoles de communication différents, et les protocoles de communication des équipements de différentes générations sont également différents. Pour parvenir à un échange de données transparent, un grand nombre de travaux de conversion de protocole doivent être effectués et des travaux de développement d'interfaces doivent être effectués. Cela augmente non seulement le coût. À mesure que le nombre augmente, la période de construction est également prolongée, et cela peut également entraîner un risque de retard de communication et de communication instable. La solution réside dans la sélection de la normalisation dès le début, soit en utilisant un protocole de communication ouvert comme épine dorsale du système, soit en utilisant un protocole de communication universel comme épine dorsale du système.
Un autre défi extrêmement difficile réside dans la compatibilité électromagnétique et le contrôle harmonique du système. De nombreux convertisseurs de fréquence, alimentations à découpage, etc. sont des charges non linéaires, qui produiront des harmoniques, polluant ainsi le réseau électrique et interférant avec les équipements de contrôle de précision. La conception intégrée doit inclure des mesures d'analyse et de traitement des harmoniques, telles que la configuration de dispositifs de filtrage appropriés. Dans le même temps, l'isolation des lignes de courant fort et faible et l'achèvement du système de mise à la terre sont autant de maillons techniques critiques pour garantir une transmission stable du signal et éviter les dysfonctionnements.
Comment effectuer des tests et un débogage efficaces après l'intégration du système
Le débogage du système suit le principe du passage de la partie au tout, du statique au dynamique. Tout d'abord, des tests hors ligne sont effectués pour vérifier l'exactitude et les performances d'isolation de tout le câblage dans l'armoire, et le programme logique PLC est simulé et testé. Ensuite, l'alimentation est mise sous tension pour chaque système et les fonctions de base telles que le démarrage et l'arrêt du moteur, l'ouverture et la fermeture des vannes et les lectures des instruments sont testées une par une. Cette étape nécessite que les ingénieurs électriciens et les ingénieurs en contrôle automatique travaillent en étroite collaboration pour vérifier chaque signal d’entrée et de sortie.
Par la suite, le débogage des liaisons et le débogage conjoint du système ont été effectués pour simuler divers scénarios de processus et conditions de panne afin de vérifier si la logique de liaison entre les différents sous-systèmes était exacte, par exemple si les signaux d'incendie pouvaient être liés pour couper les alimentations non incendie. Enfin, un essai en charge a été effectué et le système a fonctionné pendant une longue période dans des conditions de charge réelles. Les données d'augmentation de température, de tension, de courant et d'harmoniques de chaque nœud clé ont été surveillées et les paramètres de contrôle ont été finement ajustés pour garantir que le système atteigne l'état de fonctionnement optimal de la conception.
Quelles sont les futures tendances de développement de l’intégration de systèmes basse tension ?
La numérisation et la haute intelligence sont au cœur des tendances futures. Les architectures basées sur l’Internet des objets vont devenir courantes. Chaque appareil électrique basse tension sera transformé en nœud de réseau doté de sa propre adresse IP indépendante, permettant ainsi une interconnexion approfondie et une transparence des données au niveau de l'appareil. Cela fournit une prise en charge de données sans précédent pour la maintenance prédictive et la gestion du cycle de vie des actifs. Grâce aux terminaux mobiles, le personnel d’exploitation et de maintenance peut connaître à tout moment l’état de santé des équipements.
Une autre tendance majeure est l’intégration du cloud computing et de l’intelligence artificielle. Des données massives sur le fonctionnement du système sont téléchargées sur la plateforme cloud. Avec l'aide d'algorithmes d'IA, l'exploitation minière en profondeur peut non seulement permettre une optimisation continue de l'efficacité énergétique, mais également apprendre et ajuster de manière indépendante les stratégies d'exploitation, telles que l'ajustement dynamique de la capacité de compensation de puissance réactive. De plus, le système intégré sera plus étroitement intégré aux systèmes distribués d’énergie et de stockage d’énergie pour construire un micro-réseau intelligent plus flexible et plus flexible.
Lorsque vous exploitez, planifiez ou gérez un système de distribution d’énergie basse tension, quel est le problème le plus important que vous ayez rencontré ? Est-il difficile pour les équipements de différentes marques d'atteindre la compatibilité, ou existe-t-il des difficultés d'expansion et de transformation ultérieures ? Vous êtes invités à partager votre expérience réelle et vos idées dans la zone de commentaires. Si cet article vous a inspiré, n'hésitez pas à l'aimer et à le partager.