楼宇自控系统课程设计.docx

楼宇自控系统课程设计 楼宇智能化工程技术专业 楼宇自控系统课程设计任务书 智能教研室刘兵编制 浙江建设职业技术学院 一、课程设计题目： Xxx酒店综合楼楼宇自控系统设计 二、工程概况 Xxx酒店综合楼位于XXX市中心，建筑面积约为9011m2；共有七层，为甲类多层建筑。该酒店空间较大，管理人员有限，为确保综合楼内所有机电设备能安全有效运行，同时提高楼内人员的舒适感和工作效率，用户决定投资建设楼宇自控系统。本系统BA控制中心设在一层消防控制室。 三、课程设计目的： 1）深入掌握楼宇自控系统，掌握冷热源、冷却水、冷媒水等建筑设备系统的监控配置设计。 2）熟悉并理解楼宇自控系统的操作运行。 3）掌握楼宇自控系统的配置设计。 4）熟悉楼宇自控系统设计方案的编制 四、设计步骤及内容： 1、系统功能描述 综合办公楼楼宇自控系统设计应满足如下要求： 集中控制 程序控制 多级密码保护 设备自动维护 档案管理 图形化界面 远程控制 系统集成 2、系统构成： 1）冷热源系统控制 2）空调及新风机组控制 3）送排风机系统控制 4）风机盘管控制 5）照明系统控制 6）系统集成 3、主要设备表及监控内容 4 1)管理范围的确定 对建筑物内各类设备的监视、控制、测量，应做到运行安全、可靠，节省能源和人力。一般管理范围要结合开发商或业主的投资来确定，还要考虑当地管理机构的具体要求，如：变配电系统是否可以纳入BAS系统，BAS系统可以集中显示、记录、测量、报警，是否可以控制系统中断路器的合闸、跳闸；消防报警系统、连动系统是否必须独立，在BAS系统中可以显示、记录，是否可以控制等。这些意见，各地方会不相同，随着科学技术的发展，会逐步改变。总的来说，经济发展水平高的地区，政府部门管得少一些，地区越落后，管得就越多。 2)确定监控点数，做出监控点表 确定控制点要参考智能建筑设计标准BAS系统甲级、乙级、丙级设计标准。要与专业设备工程师配合，参考该专业图纸和设计要求，共同研究确定控制点，编制控制点表。 控制点表应具体、清楚，表中应包括以下内容：设备名称（编号）、安装位置、控制盘号、控制点含义、控制点类型、小计、备注等。 一次设计中还应画出不同的控制原理图，如热水系统、冷水系统、空调机系统、新风 机系统、上水系统、下水系统等原理图，标出控制点类型和数量。 3)设计BAS系统图 在智能建筑中，需要监测、控制的设备品种繁多，分布在楼宇各个部位，采用集中管理与分散控制相结合的集散型控制系统，适合工程实际情况，且可靠性、灵活性、经济性均强。因此，现在国内外自控公司都把BAS系统设计成总线制集散型控制系统。 楼宇自控系统由中央控制机、现场控制站和通信网络组成。中央控制机是系统的心脏，其位置一般设在地下一层中央控制室内，由建筑师统一安排位置。DDC控制器分散在机电设备机房，构成现场控制站，要求电源引入、控制线引出方便，其对现场机电设备进行独立监视和控制，并通过通信网络与中央控制机进行数据通信，通过通信网络传送现场采集的数据，分别进行集中存储、显示和打印，对现场机电设备进行操作和管理。 数字式控制器DDC是重要的控制单元，DDC控制器的选择，要参照产品样本和控制器的技术资料，各大公司产品有许多相同之处，主要是控制点多少的不同，一般要在点数表的基础上，选择DDC控制器。控制器的输入、输出点数要满足设备要求的监控点数，控制点数允许有20左右的余量做备用，不能浪费控制器的输入、输出点数。 在前面的介绍中，每个DDC的控制内容在点数表中全部列出来了，微观设计已经非常清楚了。在此基础上的宏观设计是采用二总线的传输方式，用高品质双绞线把各个DDC连接起来，设计出BAS系统图。 4)设计BAS系统平面图 在建筑工程施工中，楼宇自控系统管线平面图是很重要的。这是因为电气管线是随着工程的进度安排预埋的，若图纸滞后或电气工种跟不上进度，漏掉预埋管盒，以后补装会给工程造成损失，不可避免地要刨墙，楼板打洞。 BAS系统平面图设计可分为两部分进行。一部分是自楼宇控制中心至各机房的DDC之间的联接线路，即干线敷设，一般皆采用暗敷设方式，铁管预埋在顶板、地面、墙内。一部分是DDC以下的线路，连接阀门、风门、传感器、变送器、电气开关接点等支线，在机房内敷设一般采用明管或明槽敷设，可以在自控公司中标后，按公司的二次设计图纸安装。 在设计干线、支线平面图时，应遵守设计的有关规定，不同电压等级的导线，不可穿在同一管中；BAS系统线路不与其它系统线路共管、共槽敷设；当控制线穿蛇皮管敷设时，不应超过安装的规定长度等。 五、系统设计依据 综合楼实施的楼宇自控系统设计遵循的标准如下： 1）采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19-87） 2）低压配电设计规范（GB50054-95） 3）民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-2022） 4）电子计算机房设计规范（GB50174-93） 5）智能建筑弱电工程设计施工图集GJBT-471 6）大楼通信综合布线系统总规范YD/T926.1-97 7）智能建筑设计标准GB/T50314-2022 六、课程设计提交结果： 设计说明、图纸目录、系统图、监控原理图、平面布置图、监控点表。 七、考核标准 1、设计方案：完整，合理，正确。 2、施工图：符合国家设计规范，图面完整、整洁，设计无原则性错误。总说明简明 扼要，阐述正确。材料表罗列规范无遗漏。 3、设计计算说明书：计算不漏项，计算方法和结果正确，书写、装订整齐。 4、设计态度：态度认真，善于思考，虚心好学，独立在规定时间内圆满的完成设计 任务。 八、设计时间 从年月日至年月日止。 4.2程序控制内容： 程序控制机组启停，达到最低能耗，达到最低的主机折旧率。 于指定管道位置设置温度及压差传感器,以测量空调水供回水温度，空调水供回水压差； 自动监测各关键设备的运行状态，故障报警，并按照程序及实际情况自动启动备用设备； 根据总供/回水温度差和流量计算系统总负荷，来控制机组的运行台数。 独立空调区域负荷计算根据Q=C*M*(T1-T2) T1回水管温度，T2供水总管温度，M回水管回水流量 当负荷大于一台机组的70%，则第二台机组运行或选用更大容量的机组。 中央管理站软件功能： 三维图像显示每台机组及水泵的系统图 显示所有测量点如温度、流量、压力、压差等动态趋势图 故障报警与所在平面图关联 打印有关故障报警信号 设定模拟信号报警上下限，打印输出 自动记录及打印空调系统负荷，并可根据管理部门要求以不同时段累计负荷情况并打印。 4.3空调机组控制 综合楼内共有空调机组8台，主要实现以下功能的控制 1）启停控制 于预定时间程序下控制空调机组的启/停，也可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表，确定假期和特殊时段。(DO) 2）状态监测 通过风机过载继电器状态，监测风机故障报警信号(DI)； 通过空调控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号(DI)； 通过安装压差开关，监测过滤网两侧压差与风机压差，与设定值比较产生阻塞报警信号或风机故障信号，提示清洗过滤网，提高过滤效率。压差设定值20-300Pa，可调报警范围(DI)； 3）温度控制 通过安装在回风管上的风管温度传感器监测空调机组的回风温度(AI)。 各场所根据不同要求确定温度，如计量试验室的温度控制在21±2内 根据系统的设定参数与实际参数的差值控制调节阀开度，以达到降温或加热的功能，以保证控制区域内温度的要求，同时节约能源。(AO) 4）风门调节 通过送回风参数的检测，确定新风/回风的送风比例，以调节风阀开度。 5）空气质量检测 根据二氧化碳传感器测量的数值与设定值的差异PID调节新/回风比，使之在满足最小新风量的卫生前提条件下，能尽量利用回风的能量。 6）连锁控制功能： 当空调机停机时，系统自动完成相关设备的开停转换。具体为关闭电动水阀及新风风门，打开回风风门。 中央管理站软件功能： 每一个机组通过彩色三维图形显示，辅以图标的颜色变化和闪烁，直观显示不同监测对象的状态和报警信号，动态显示每个模拟量参数的值，通过鼠标修改设定值或者末端设备开度，改变设备启停状态，以求达到最佳工况。 每一点报警信号均有历史记录，可以与图形关联，可列表输出有关历史记录信息。在报警发生时，将按照对象的时间特征，将报警信息显示于报警窗口，同时蜂鸣器发出连续警报声，直至该报警信号 被确认。 累计风机运行时间。 阀门执行器和风机联锁控制，当空调停机时，电动阀门自动恢复到关闭位置，以节约能源。 可显示与储存、打印有关模拟量信号的趋势指列表，动态趋势图。 4.4新风机组控制 综合楼内共有新风机组20台，主要实现以下功能的控制 1）启停控制 于预定时间程序下控制新风机组的启停，可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表，确定假期和特殊时段。(DO) 2）温度控制 通过安装在送风管上的风管温湿度传感器测量送风温湿度(AI) 根据系统的设定参数与实际参数的差值控制调节阀开关，以达到改善空气质量的功能，同时节约能源。(AO) 3）状态监测 通过风机过载继电器状态，监测风机故障报警信号(DI)； 通过新风控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号(DI)； 通过安装压差开关，监测过滤网两侧压差，与设定值比较产生阻塞报警信号，提示清洗过滤网，提高过滤效率。压差设定值20-300Pa，可调报警范围(DI)； 同时DN>50mm以上的阀门驱动器全部采用西门子公司具有专利的电动液压式二通阀驱动器和电磁式调节阀，保证PID调节的精度和驱动器的长期无磨损运行。 4）风门开关 通过送风参数的检测，确定新风阀门的开关。 5）连锁控制功能： 当新机停机时，系统自动完成相关设备的开停转换。具体为关闭电动水阀及新风风门。 中央管理站软件功能： 每一个机组通过彩色三维图形显示，辅以图标的颜色变化和闪烁，直观显示不同监测对象的状态和报警信号，动态显示每个模拟量参数的值，通过鼠标修改设定值或者末端设备开度，改变设备启停状态，以求达到最佳工况。 每一点报警信号均有历史记录，可以与图形关联，可列表输出有关历史记录信息。在报警发生时，将按照对象的时间特征，将报警信息显示于报警窗口，同时蜂鸣器发出连续警报声，直至该报警信号被确认。 累计风机运行时间。 阀门执行器和风机联锁控制，当新风机组停机时，电动阀门自动恢复到关闭位置，以节约能源。 可显示与储存、打印有关模拟量信号的趋势指列表，动态趋势图。 4.5变配电系统的监控 为了大楼的安全考虑，对变配电系统的有关变配电状况，中央监控系统实施监视而不作任何控制，一切控制操作均留给现场有关控制器或操作人员执行。所以变配电监控系统设计通过控制器采集变压器和低压配电柜的开关状态。 4.5.1 设备监控内容 监测高压进/出线的合闸、跳闸、故障状态（DI）； 联络断路器合闸、跳闸、故障状态（DI）； 各断路器电流值（AI）； 高压配电柜V、I、HZ、有功功率、功率因数、有功电度等（AI）； 监测低压进线的合闸状态(DI)； 监测低压进线有关工作参数，包括进线电流(三相)、电压(三相)、 频率、功率因数，及有功功率、有功电度等(AI)； 监测变压器温度AI）； 监测变压器超信号温报警温度信号（DI）； 以上所有内容全部通过DDC进行采集。 4.5.2 软件控制功能： 对高、低压配电的电流、电压、功率因数等进行监察，并且可以通过报表或者动态三维趋势图的形式输出； 对变压器进行状态监视，并能进行超温报警； 对高、低压配电的电流、电压、功率因数等进行监察，并且可以 通过报表或者动态三维趋势图的形式输出 在监控软件上，可实时彩色动态显示各类监控参数； 同时系统可制作打印各类被控参数的各种格式趋势图等； 4.6给排水系统控制 采用DDC采集给排水系统中的水池、集水井高低液位，各种水泵的参数。监控范围包括：生活水泵、排水泵等。具体如下： 4.6.1 设备监控内容 生活水池的高低液位监测(DI) 生活水泵的工频、变频状态，故障状态，手自动壮态(DI) 生活水泵，排水泵的开关控制(DO) 排水的运行状态，故障状态（DI） 集水井的高低液位指示（DI） 4.6.2 软件控制功能 监测生活水池液位，并作高低限报警，当高限报警时，关闭水泵直至低限； 监测水箱液位，并作高低限报警，当低限报警时，打开水泵直至高限； 监测集水井液位，当高限时，打开排水泵；超高时报警； 累计有关设备运行时间； 给水泵每天自动切换运行； 按照物业管理部门要求，定时开关相关水泵； 当水泵发生故障时，自动切换到备用水泵； 监测和记录有关水箱、水池的液位报警情况，并生成动态趋势图。 4.7风机盘管系统监控 本系统各层共有风机盘管252台，采用就地控制。 控制内容 启停控制 运行状态显示。 温度设定。 电动水阀控制。 风机与电动阀的联动控制。 4.8照明系统的监控 本照明系统检测相关回路的照明，主要是对建筑物的公共照明、应急照明，大厅照明实现启停控制、状态检测，其中泛光照明部分作为预留。 4.8.1 硬件控制设备 照明回路启停控制(DO)； 照明回路状态反馈(DI)。 4.8.2 软件控制内容 按照物业管理部门要求,定时开关各种照明设备,达到最佳管理,最节能的效果； 统计各种照明的工作情况,并打印成报表,以供物业管理部门利用。 4.9电梯系统监控 本项目由于电梯只有3台，数量较少，因此采用DDC控制器进行采集相关数据，把电梯内的数据（楼层数据、状态情况、故障报警等）直接通过DDC的方式采集到我们的BAS系统中，然后送到中央工作站。 统计电梯的工作情况,并打印成报表,以供物业管理部门利用。 7.