空调自控技术方案-.pdf

空调自控系统技术方案第1章.总体设计说明1.1建筑概况本项目（XXXXX 有限公司整体迁扩建项目）位于浙江省杭州市，共有综合车间 1 及综合仓库、综合车间2、质检研发楼、前处理提取及仓库4 个区域。1.2工程设计资料暖通专业图纸1.3采用的主要规范及标准（1）智能建筑设计标准（GB/T50314-2006）（2）智能建筑工程质量验收规范（GB50339-2003）（3）民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-2008）（4）公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）（5）建筑设计防火规范（GB50016-2006）（6）低压配电装置及线路设计规范（GBJ54-83）（7）电气工程施工质量验收规范（GB50303-2002）（8）采暖、通风与空气调节设计规范（GBJ19-87）（9）分散型控制系统工程设计规定（HG/T20573-95）（10）低压配电装置及线路设计规范（GBJ54-83）（11）低压配电设计规范（GB50054-95）第2章.设计范围2.1空调自控系统冷热源系统、空调机组、新风机组、配套排风机/除尘机、室外温湿度、室内温湿度、室内静压、定风量阀、变风量阀第3章.系统组成3.1系统主要技术指标1.本工程空调自控系统设计成一套完整的分布式集散控制系统，通过对厂房的空调机组、新风机组、配套排风机/除尘机组等主要机电设备的集中管理和分散控制，使之达到最佳运行状态，同时收集、记录、保存及管理各系统中重要信息及资料，实现综合自动监测、通讯、控制与管理，达到科学管理、节能管理及综合报警处理的目的，提高建筑物的现代化管理水平。2.系统采用基于 B/S（浏览器/服务器）的网络体系结构，系统网络协议符合国际标准 ISO16484-5(BACnet)。系统为两层网络结构，分别为管理层和控制层，两层网络均具有足够的开放性且应易于扩展，为将来运营和维护中可能发生的变化提供便利。3.系统由服务器/工作站、网络控制引擎、现场控制器(DDC)等组成。服务器/工作站与网络控制引擎通过管理层网络采用BACnet/IP 协议通讯，网络控制引擎作为管理层网络核心设备管理控制层网络并向服务器/工作站发布信息。控制层网络现场控制器通过RS-485 现场总线连接到网络控制引擎上，采用 BACnet MS/TP 协议与网络控制引擎及其他现场控制器保持紧密联系。传感器及执行器等连接至各现场控制器。4.系统在控制中心配置服务器及工作站。操作系统支持Windows XP，系统配置打印机用于系统的报警及统计资料的打印。系统仅需在主控工作站上安装系统管理软件，无需在分控工作站上购买和安装特定的软件。5.为满足管理要求，整个系统还可以让用户设任意多个工作站通过Web以共享方式访问，系统应支持至少5 用户同时访问系统。6.为保持系统稳定安全，系统数据存储不仅仅依赖于工作站电脑，工作站电脑因为故障或者其它原因无法访问即工作站失效时，网络通讯亦可以在正常情况下运作，用户仍旧可以采用WEB 方式通过网络控制引擎访问系统。网络控制引擎与服务器之间互为备份。7.按照对机电设备分散控制的原则配置现场控制器。现场控制器之间可以点对点无主从的方式进行直接通讯，控制层网络中任一节点故障时均不致影响系统的正常运行和信号的传输，从而保障系统不间断的可靠运行。8.现场控制器可根据现场点位数量，设置I/O 模块以扩展容量。现场控制器与模块间的通讯协议应与控制层网络现场总线上的协议相同，使得 I/O 模块既能用于扩展现场控制器的监控容量，又可以直接接驳于控制层网络现场总线上，为将来运营和维护中可能发生的变化提供便利。9.现场控制器和 I/O 模块均能支持通用输入输出点（即输入点既接受模拟量输入又接受数字量输入），使 I/O 配置更灵活。10.为保障网络的通讯质量和稳定性，每条控制层网络现场总线长度不超过1200米，每条总线监控点位不超过1000点；3.2系统网络结构我们为本工程配置的MSEA 系统由操作站、网络控制引擎、现场控制器组成。其系统架构示意如下图所示：图：MSEA 系统网络架构系统构架采用两层网络结构，支持 BACNET 协议标准，管理层上服务器/工作站之间的通讯采用基于BACnet/IP 的 B/S 方式，控制层上 DDC 之间通讯采用符合BACnet MS/TP协议方式。管理传输层建立在100M以太网络上，采用星形连接方式，以综合布线为物理链路，通过标准 BACnet/IP 通讯协议高速通讯，进行信息的交换处理。主要设备包括服务器、管理工作站、网络控制引擎等，系统基于浏览器/服务器（Browser/Server）结构。控制中心设置一台主交换机，控制层通过网络控制引擎NAE转换后连至交换机。控制层采用总线拓扑结构实现各个DDC 之间、DDC 与网络控制器之间以及它们与接口设备的数据通信。遵守 BACnet标准 SSPC-135,支持 BACnet MS/TP协议。控制层每一条现场总线的总的信息量不超过1000 点，保障了网络的通讯质量和稳定性。为了确保现场控制的可靠性，一个调节闭环中的或一个有逻辑控制关系中的各个传感器、执行器将全部接到一个DDC 控制器中。现场总线还支持自由拓扑结构，易于在网络中添加或减少设备，为组网实施和今后升级改造提供了最大的便利。DDC 控制器还具有扩展功能。系统中无论是管理层还是控制层，均具有同层资源共享功能。在系统主机发生故障时，所有网络控制引擎仍保持通讯和数据的交换，而倘若网络控制引擎掉线，其控制网络的全部现场控制器之间亦能保持点对点无主从的方式进行直接通讯，从而保障系统不间断的可靠运行。另外，MSEA 系统架构是面向 IBMS集成的强大平台，IBMS服务器管理软件也是该系统架构中的组成部分，它用来连接信息域和其他控制系统，并管理庞大的网络。第4章.系统选用设备4.1操作站MSEA 操作站是当今控制领域最为先进的、最为友好的系统集成及管理平台，它是在 MSEA 系统的基础上进行升级的功能极其强大的最新产品，它着眼于国际通用标准，提供给用户高级管理系统和适应将来发展的工业微机控制，支持多种国际工业标准，如最新的标准协议BACnet、Ethernet、TCP/IP、LonWorks、ODBC（Open Data e Connectivity）、ActiveX、DDE、WindADS 95/98/2000/NT、Internet、Intranet及OPC（OLE for Process Control）等等。操作站每个工作区都是ActiveX?文件服务器，提供给用户极其灵活和无缝的应用环境，它的动态图形、动态历史记录、动态趋势等功能为用户提供了极其友好的界面，最为直观的管理。由于采用了最新的软、硬件设计，MSEA 系统及其操作站具有友好的界面、开放式结构，完全符合工业标准，用户可以跟上软件及硬件的不断发展。METASYS系统代表了楼宇管理与控制的最新潮流，体现了最新的质量、性能、可靠性方面的工业标准，MSEA 及其操作站不仅提供了当今最好的设备管理系统，并且保证了系统以后的发展。MSEA 采用分布式结构，实现集中管理，分散控制。软件和数据贯穿于MSEA网络，也就是说，不是只有一个中央处理器负责监控全部设备。操作站不再扮演网络“大脑”的角色，它用于编程、创建数据、报表汇总、和其他操作功能。信息从操作设备下载到各现场控制器，而数据也会稍后被上传到操作设备存档。所有管理操作站均可通过 Web 访问，采用标准 WEB 浏览器界面，具有统一的操作界面和同等使用功能，能实时动态显示所集成的各子系统经授权选择的设备工作状态及报警信息，授权显示及设定各种参数值。提供设备的维护记录、电力和能源消耗分析等日程统计报表。操作站界面能实现以下功能：彩色动态图形用户界面提供用户的安全访问手段，通过输入用户名和密码来鉴别试图连入系统的用户，该访问授权的设置应能对用户或用户组的登录时间、设备管理范围和操作级别三个方面同时定义。区分报警信息显示的优先次序，能够设定不同级别的告警或报警分别传送至工作站画面、打印机、数据库、email 服务器或其他应用服务器，并提示报警设备的类别、位置、故障原因等。提供以图形方式显示的趋势数据提供时间表功能提供图形化的编程手段，全部由鼠标点取完成各种应用程序的编制和修改。具有跟踪用户操作的能力4.2 网络控制引擎网络控制引擎是本系统架构的核心设备，也是管理现场网络并向操作站发布信息的职能设备。网络控制引擎代表了建筑设备监控系统业界最新的技术和发展趋势。它在硬件中内置了 Windows Embedded 操作系统和空调自控系统的监控管理软件，基于 Web 的设计使这个硬件能够作为 Web 服务器将建筑设备监控管理系统的信息在以太网上发布，并通过嵌入式网络用户界面进行系统导航、系统配置及系统操作，而不需要安装任何专用程序。网络控制引擎技术规格：能通过以太网和MS/TP进行通讯，双绞线通讯总线的网络通讯速率从9.6k 到 76.8Kbps。提供 DDC 与 DDC 对等通讯能力。允许系统全局数据交换，为 MS/TP 通讯主干上 BACnet设备提供全局 DDC 管理。32 位处理器高处理速度（192 MHz SH4 7760 增强型处理器）通用性：内置 10/100M以太网卡与速率可达76.8Kbps BACnet MS/TP 局域网。可靠性：内置 EEPROM与 ROM 闪存。报警：至少可设置200 个报警设定。可个别地按需要配置BACnet事故报告物件。趋势日志：至少可存储200个趋势日志数据，用于历史记录和分析。电源:24VAC，50-60 Hz，功耗 20VA。电池：可更换 3.0V 锂电池，能保持一年半的实时时钟和RAM 中数据的备份。备用电池的寿命为十年。内存&CPU:128 MB 闪卡 EPROM，128 MB SDRAM（动态随机存取存储器）用于操作数据动态内存。实时时钟:控制器内置，电池后备电源，实时时钟支持时间排程操作，趋势日志，定时自动控制功能。遵从标准：UL 认证、CE标志、EMC 指令 89/336/EEC，BTL(B-BC)认证4.3 DDC 控制器DDC 控制器需采用标准的 BACnet 主从/令牌传递（MS/TP）协议进行通信，为控制大楼机电设备提供全方位的标准应用。DDC控制器可以按照实际控制要求而自由编程。无论是独立工作或连入BACNET MS/TP 网络时，它的软、硬件功能灵活地适应各种不同的控制过程。除此之外 DDC 控制器还可在扩展总线上连接I/O 扩展模块，来增加它的输入/输出点的容量，并可通过内置的LED来监控这些点。当这条网络连入完整的网络时，控制器可将所有监控点情况和各种控制信息准确的提供给整个网络或控制站。技术规格：通用输入点：可支持干接点数字输入、0-10V 电压输入、4-20mA电流输入、阻值型模拟量输入。通用输出点：可支持开关量数字输出、浮点输出、0-10V 电压输出、4-20mA电流输出。输入输出特性：6 个通用输入 (UI)；2 个数字量输入 (DI)；4 个通用输出（CO）；3 个晶闸管(triacs)(DO)；2 个模拟量输出 (AO)通用性：BACnet MS/TP 局域网，速率可达76.8Kbps。多功能：可编程与可独立操作可靠性：内置闪存的高性能处理器，内置闪存可驻存，数据不易丢失，可编程。电源:2030 VAC 50/60 Hz。24VAC 电源一端必须接地。需内置 24VDC 输出:提供 24VDC，最大输出 250mA 给传感器和其它设备。处理器 与内 存:处理器：32 位，20MHz Renesas H8S 2398 RISC processor，19.66MHz 时钟速率；内存：1256KB FLASH，520KB RAM DDC 采用基于模式识别的自适应在线调节技术遵从标准：UL 认证、CE标志、BTL(B-ASC)认证第5章.监控内容及控制说明5.1 冷源系统BAS 对冷源系统实现冷水机组、配套冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等相关系统设备的群控。冷水机组设备供应商提供BAS 通信接口，将机组内部参数开放给楼宇自控系统。监控内容如下：制冷机组内部参数。如：冷冻水温度设定值、冷冻水进水温度、冷冻水出水温度、冷却水进水温度、冷却水出水温度、蒸发器冷媒温度、蒸器压力、冷凝器冷媒温度、冷凝器压力、压缩机排气温度、轴承温度、电机绕组温度、油槽温度、油压力、油压差、基本需量限制点、作用中需量限制点、线电压百分比、线电压实际值、压缩机马达负载、压缩机满载电流百分比、压缩机马达电流安培数、目标导叶(滑阀)位置、实际导叶(滑阀)位置、压缩机启动次数、12小时内启动次数、压缩机开机时间、机组报警状态、机组运行状态、机组的控制模式等。并可实现设定温度控制、机组启停控制等。（具体功能、点位根据冷冻主机厂家提供的协议内容，不仅限于此）冷水机组运行状态、故障报警、手/自动状态监测、启停控制冷水机组冷冻、冷却水水流开关状态监测冷冻水泵运行状态、故障报警、手/自动状态监测、启停控制冷却水泵运行状态、故障报警、手/自动状态监测、启停控制冷却塔风扇运行状态、故障报警、手/自动状态检测、启停控制冷却塔电动蝶阀开关控制及阀位状态反馈冷冻水供、回水总管温度、流量监测冷却水供、回水总管温度监测冷冻水供回水压力监测、压差旁通调节室外温湿度监测冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔运行时间累计控制说明：顺序启停设备：按编写之时间程序或通过管理中心操作员，顺序联锁启停冷冻机组及各相关设备（冷却塔，冷却水泵，冷冻水泵）。冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔一一对应，开启数量匹配；冷水机组、冷水泵、冷却水泵、冷却塔风机及其进水电动蝶阀应进行电气联锁启停，其起动顺序为：冷却塔进水电动蝶阀冷却水泵冷水泵冷却塔风机冷水机组，冷水机组在冷水水流得以证实后启机。系统停机时与上述顺序相反。冷负荷计算：根据大楼实际负荷（冷冻水温差流量）或者冷冻机负载电流百分比，自动调节冷冻机组启动的台数。设备选择原则：按照“均等运行时间”原则，顺序启停各台机组设备，延长设备使用寿命。冷冻水压差旁通调节：当冷冻系统关闭时，冷冻水旁通阀强制打开 100%。当冷冻系统启用时，冷冻水旁通阀的开度随冷冻水供回水压差进行调节，使维持合适的压差，保证空调系统的正常工作。冷却塔启停台数控制：根据冷却水回水温度，自动调整冷却塔开启台数。保证冷却水温度在冷冻主机能效比较好的温度范围内（3237）。冷冻水出水温度再设定：根据外界环境条件、冷水机组的运行状态、空调机组的运行特性、末端负荷情况、空调区域的温湿度参数等，优化机组运行状态，自动重设冷冻水出水温度。如过渡季节，在满足空调区域除湿制冷的舒适性条件下，适当提高冷冻水出水温度，提高机组的运行能效。冷冻水出水温度每提高1，冷水机组的运行能效提高35%。5.2 热源系统BAS 对热源系统实现配套热水循环泵，热交换器等相关系统设备的群控。监控内容如下：热交换器二次侧供水温度监测、超温报警热交换器一次侧回水阀（蒸汽阀）调节热水循环泵运行状态、故障报警、手/自动状态、启停控制控制说明：设备联锁控制：按编写之时间程序或通过管理中心操作员，顺序联锁启停锅炉及相应热水循环泵。锅炉及热水循环泵一一对应，开启数量匹配热交换器温度控制：监测二次侧供水温度，通过比例积分，调节一次侧回水水阀（蒸汽阀）开度，使热水出水温度保持在设定值。5.3 洁净空调机组监控内容如下：送风温湿度、回风温湿度监测风机的运行状态、故障报警、手/自动状态、启停控制送风管风管静压监测送风机频率调节及反馈过滤网淤塞报警与风机压差状态冷水阀调节控制、热水阀调节、加湿阀调节控制新风、回风风阀控制控制说明：按内部预先编写之时间程序或通过管理中心操作员启停风机，并自动累计设备运行时间；根据送风温湿度，通过比例积分计算，调节冷热水阀及加湿阀开度使得送风温湿度稳定在设定值；根据定送风静压调节送风机变频器，使得送风压差稳定在设定值。水阀、风阀与风机运行状态连锁，风机停止运行时，水阀、风阀全部关闭。风机启动后，过滤网前后将建立起一个风压差值，当风压差值大于某一个设定值时，表明过滤网堵塞，则压差开关将输出报警信号，用于提醒有关工作人员及时清洗过滤网，以长期保持空调机组的工作效果；监视所有有压力要求的 房间静压 及高效过滤网状态；新风电动阀、空调送风机、管道排风机连锁启停；空调机组与配套排风机、除尘机联合运行可编程设置正常运行、消毒运行、消毒排风运行三种状态，在操作界面一键即可完成相应自动流程。5.4新风机组监控内容如下：送风温度风机的运行状态、故障报警、手/自动状态、启停控制过滤网淤塞报警、风机压差状态冷/热水阀调节控制新风阀控制控制说明：按内部预先编写之时间程序或通过管理中心操作员启停风机，并自动累计设备运行时间；根据送风温度，通过比例积分计算，调节盘管二通阀（冷、热水）开度，使送风温度稳定在设定值；水阀、风阀与风机运行状态、故障状态连锁，风机停止运行或出现故障时，水阀、风阀全部关闭；风机启动后，过滤网前后将建立起一个风压差值，当风压差值大于某一个设定值时，表明过滤网堵塞，则压差开关将输出报警信号，用于提醒有关工作人员及时清洗过滤网，以长期保持空调机组的工作效果。5.5 洁净室压力检测监视所有有压力要求房间的静压值；可在电脑上自动定时导出所有有压力要求房间的压力实时监测值；可设定压力超限报警所有有压力要求房间设置高效过滤网压差监控装置，可设定压差超限报警XXXXXXXXXXX公司 201X年 XX月 XX日