2022年2022年楼宇设备自动化系统 .pdf
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1、楼宇设备自动化系统5.1 概述这里所提供的 *大酒店楼宇设备监控系统工程方案,是我方按照招标文件技术要求,精心考虑、设计制作而成。系统采用世界一流、久经考验、建筑行业使用最多的楼宇自控系统产品,并选用了它的最先进的网络硬件和软件产品。系统以分布于大楼现场的众多DDC 控制器作为主要监控设备,配置相应的网络设备和中央监控工作站,实现分布式控制,集成操作管理的系统工作模式。系统网络分为管理网络,控制网络和控制扩展网络三个层次。管理网络采用星型以太网结构, 传输信令为支持 IP 地址的 TCP/IP 协议(支持 BACnet协议通讯 );控制网络符合RS485 通讯规范,连接DDC 控制器,并支持L
2、onWorks 控制扩展网络的接入; 控制扩展网络从DDC 控制器或区域网络管理器引出,将控制分布于大楼各处,构成分散型的就地控制,从而大为减少I/O 布线。系统监控软件运行在多任务多线程操作系统之上,以分布式组件对象模型 (DCOM) 技术作为基础,提供ActiveX 控制,支持 OPC Server 和Client 服务,因此能够提供区域网及分布式计算环境下的强大功能。是一个充分先进、开放和灵活的体系结构。系统配置楼宇自控系统中央管理主机一个,6 个 DDC 控制器,总输入输出物理点数近 500 点。在考虑系统硬件配置时,除满足方案目前需要以外,对于 DDC 控制器及其扩展模块上的输入输出
3、点数量,每处还考虑了大约 15%的备用量,作为将来可能的调整之用。按照招标文件要求,我们对*大酒店的空调冷热源系统,空气处理机系统,变配电系统,照明系统,给排水系统,电梯系统和绿化浇灌进行了工程方案的优化设计,力图以最合理的解决方案来满足标书提出的技术要求。本工程监控方案的重点是节省能源和为现代化设备管理打下基础。对于关键方面,譬如像冷热源机组群控,空调机、新风机的调节控制,变配电监测、公共照明控制和给排水系统等配点力度尽可能到位,使其和建筑施工图相配,最终发生实际效用。杜绝有可能作为一种摆设的方案设计。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
4、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 29 页 - - - - - - - - - 建筑物的照明系统和空调系统,是两个耗能大户。采取足够的设计力度把它们纳入楼宇控制系统,进行合理的时间调度和控制,一定可以获得相当可观的中长期回报,对于这方面的投资,是非常有效益的。控制方案在这方面给予了足够的考虑。本楼宇设备自控系统的方案设计,在系统优化方面经过我方资深工程师的精心考虑,具有世界先进水平。具体来说有如下显著特点 :1. 中央监控系统软件采用Honeywell 公司最新推出的EBI 开放式集成系统,功能强大、先进,不必另外增加投资,即可建立以BAS 为中
5、心的集成智能建筑物设备管理系统,为整个大楼的信息化创造条件。2. 充分利用 DDC 控制网络及其扩展网络通讯的能力,采用分布式I/O模块,系统设计相对比较分散, 使得 I/O 电信号布线大为减少, 控制扩展网络为 Lonworks 总线。3. 把制冷主机的台数控制和压差旁通控制作为一个整体通盘考虑,由BAS 提供一个合理可靠的解决方案。4. 除了按时间对公共照明灯光进行调度控制以外,配置自然光照度检测器,同时按实际光照度需要结合定时调度进行开关控制,将可以有针对性地控制和更好地节约电能。5. BAS 和电梯系统、变配电系统以及其它第三方设备(制冷主机组、热泵机组等)的数据交换采用通讯接口方式,
6、极大地优化了系统结构和性能。BAS 的工程设计,和大楼的建筑设计有着密切的关系,BA 的控制方案应该和大楼的设备配置完全相符,并满足系统监控管理的需要。本投标方案设计、制作的主要依据是原建筑设计院的建筑施工图(水、电、风专业 )。另一方面, 建筑工程在实施过程中可能会有对建筑结构和设备配置的修改,BAS的工程方案应该就这些修改做出合理的调整。最关键的是 BAS 工程服务者必须对整个大楼的设备有准确、清楚的了解,对本方案的工程原理和实践具有明白无误的整体把握,否则就不可能提供一套完整、优秀的设计方案。由于本方案采用了一个充分开放的网络软件体系结构,*大酒店设备监控系统和外部设备、系统的通讯连接和
7、交换数据已经没有障碍,无论是将来有新的楼宇设备需要接入本系统, 还是本系统接入更高层次的信息集成系统,都有最方便、可行的解决方案。我们建议,其它机电系统,例如像消防报警名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 29 页 - - - - - - - - - 系统、安防报警系统等,应该选择带有开放通讯接口的产品,以便实现楼宇设备监控和管理的信息集成。成功的工程,需要优秀的产品,更需要出色的服务。本工程方案所表达的技术内容,是我们向用户提供全面服务的重要组成部分,我们在方
8、案本身的表述中,已经以最大的努力来反映这种全面服务的思路。详细内容请阅读本方案后面章节的阐述。5.2 工程方案的设计依据我们在工程方案中的每一项设计和考虑,都有一定的参照和依据。本方案主要的设计依据如下:1. *大酒店智能化系统工程招标文件所规定的技术要求。2. 甲方向投标方提供的询标记录或其它联系意见,现场勘察情况。3. 包括电气、暖通和给排水各专业在内的建筑设计施工图。4. 建筑设计对智能化弱电系统提出的技术要求。5.3 工程的特点和需求分析根据*大酒店楼宇自控系统招标设计要求,大楼楼宇自动控制系统需监控的内容有:1. 空调监控系统(冷热源、空调、通风)空调监控系统应对冷热源设备具有以下监
9、控功能:(1) 监控温度、流量、压力等;(2) 监控设备的运行状态、故障报警等;(3) 以节能为目的的机组运行台数控制;空调监控系统应对空调设备和通风设备具有以下监控功能:(1) 监控空调设备运行状态、故障报警、风量、过滤器堵塞状态等;(2) 监控通风设备的运行状态、故障报警等;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 29 页 - - - - - - - - - 2. 变配电监控系统变配电监控系统对高低压控制回路、变压器、重要配电回路通过通讯接口对以下功能监控:(
10、1) 监视频率、电流、电压、有功功率、功率因素、电度计量等;(2) 监测高压电源进线回路的运行状态、跳闸报警等;(3) 检测变压器温度,并超温报警;3. 照明监控(1) 监控楼层公共照明、泛光照明及室外照明的开关状态等。(2) 以节能为目标对照明灯光的时间开关调度。4. 电梯管理电梯的微机管理系统设置在大楼管理中心内,楼宇智能管理系统提供软件、硬件接口和相关的握手协议,将原微机监控系统作为一个子系统接入,并有接管所有监控和管理能力。上述监控系统的建立,将给大楼带来节约能源,提供舒适性空间环境和方便快捷的生活、工作条件,并且大大地提高大楼的物业管理水平和工作效率。标书要求设置模拟屏,根据我们楼宇
11、自控设计施工经验,当前在楼控系统中设置模拟屏的案例很少,而且目前采用大屏幕彩色监视器完全能很好地满足监控显示的功能,同时目前*大酒店 BAS 控制室空间比较偏小,不适宜设置大型模拟屏,故在本方案中建议不采用模拟屏显示。另外,把楼宇自控系统设计成为开放的设备监控管理的系统集成平台,能够和它方设备进行通讯连接,形成一套以楼宇自控为核心的集成智能建筑物管理系统,并为大楼的信息系统集成作好准备。楼宇自控系统与消防系统的通讯将大大提高整个大楼对火灾的自动防范能力和设备监控的灵活性;楼宇自控系统与安全防范系统的联动将极大地提高大楼的安全防范能力,使安防设施发挥更大效用;楼宇自控系统与综合物业管理系统集成,
12、将可有效地提高大楼的设备维护,检修和管理水平。作为一幢现代化政府大楼的BAS ,它不仅仅只是一个自动化控制系统,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 29 页 - - - - - - - - - 更应该为即将到来的信息化时代作好准备,也就是说为信息集成打下良好基础。所以其建筑设备监控系统,应该按照国内第一流的水平规划设计,在保证系统先进水平的同时,努力追求系统的实际效用和完善功能。我们将按照智能建筑设计标准GB/T 50314-2000 (国家标准,建设部 20
13、00 年 7 月 3日发布,同年 10 月 1 日实施 )指明的标准设计,使其具备一流的智能化系统性能。招标文件已经描述了对于楼宇自控系统的工程设计范围和技术要求。在全面地理解这一部分内容的同时,我们同样也充分阅读和消化了来自设计院的部分电气、暖通、给排水等专业设计图,其中包括和其他弱电系统设计有关的一些内容。对于这些资料的阅读、消化和理解,是我们开展工程方案设计的基础。5.4 楼宇自控产品选型的技术论证计算机和信息技术的高速进步,使得一切相关的系统产品不断地在升级和更新换代。楼宇自控系统产品也不例外。不过,楼宇自控作为一种系统产品,它的发展速度远比不上计算机芯片这类元件快。各大公司的主流产品
14、在经过一次升级以后,总会有一段相对稳定的维持期;它们的升级时间也各有先后,所以它们之间的差别肯定存在。考察目前的现状,在国内楼宇自控领域占主导地位的系统产品供应商,不过也就3、4 家。我们并不主张笼统地说哪家产品好或者哪家产品不好。事实上每种产品都有它的长处。从总体上来说,各有千秋,它们的产品水平是接近的。这些主导产品的任何一种,如果配之完善的系统工程服务,都可以完成像 *大酒店这样的楼宇自控工程。然而,可以完成,但不一定是最适合。这就需要分析研究和综合评估,才可得出结论。这些主流产品之间的区别是很明显的。只有在把握各种可选产品的技术特点之后,同时掌握本工程方案的需求,才能够选对系统产品,才可
15、以确认何种产品最适合于本方案的体系结构。而这一个关键工作就是我们,智能化系统集成工程的提供者首先应该向用户提供的服务。基于上述理由以及上一节的需求分析,*大酒店的楼宇自控产品应该符合下列要求:1. 具有集散型控制的网络结构,符合当代自控系统的主流发展趋势。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 29 页 - - - - - - - - - 现场单元控制模块的I/O 点数应该比较小,系统构成可以比较分散,组态灵活,容易扩充,模块之间以串行通讯联系,能大为减少现场物理
16、量值的输入输出布线。2. 既要保证系统的实时控制功能,又要保证系统的集成管理功能,同时又要毫无困难地构成大规模系统。3. 采用当代最先进且符合业界标准的软件技术,具有功能强大的人机接口图形界面,能够对设备系统进行完善的集成监控和管理。4. 具有真正的开放性,可以方便地和第三方设备通讯,将第三方设备纳入监控系统中,实现设备系统的集中监控和管理;另一方面又能够为将来的信息系统集成提供条件。5. 所选产品本身先进、成熟,具备应用于楼宇控制的专门性能,具有大量现成的控制功能模块,编程设置方便,工程效率很高。6. 所选产品具有足够的稳定性,在可以预见的将来(5 年内)不会列入淘汰的行列。7. 所选产品具
17、有足够的技术支持,无维护保养的后顾之忧。在考察当今世界上楼宇自控系统的主流产品时,不应抱有任何偏见,技术性能是我们唯一的评判杠杆。从这一点出发综合分析和评估,美国HONEYWELL EXCEL 5000 的 EBI 楼宇自控系统是完全符合上述要求的。国内的许多楼宇自控工程实例已经说明,拥有好的产品,不一定拥有好的服务。从世界范围来看,优秀的工程服务,往往不是出自于系统产品的原始生产厂商,而是出自于专业工程服务商,建筑物的自控系统更是如此。本投标方案的制作单位作为建筑智能化系统的专业工程服务商,将贯彻向用户提供全面服务的思路,保证提供最优秀的工程技术服务。5.5 EBI 系统网络结构*大酒店是一
18、座集楼宇自控、消防、安保及诸多子系统于一体的综合性高层智能化政府大楼。根据此大楼的建筑特点和应用功能,我们为大楼提供Honeywell 最新推出的 EXCEL5000 EBI 系统。该系统是目前世界上最为先进的高效能、集成化的楼宇设备监控管理系统。根据需要可将大楼的楼宇自名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 29 页 - - - - - - - - - 控系统、消防报警系统,安全防范系统集以及其它设备系统集成在一个EBI软件平台上。*大酒店 BAS 系统约有 5
19、00 个 I/O 点,考虑与其他系统的集成,选用1000 点的 EBI 系统软件。在设计本监控方案时,我司亦根据以上的原则,对控制器及其控制模块进行了合理安排,并有足够的系统扩充容量。根据要求,我们对中央管理主机选用工业级计算机,计算机均预装Windows NT 操作系统。EBI 系统能够将楼宇设备控制系统、安保系统(CCTV、出入口控制、防盗报警及保安巡更系统等) 及消防报警系统集成在统一的EBI 中央主机上,实现大楼的集中管理及监控,并且能方便地与其它应用系统交换数据,为大楼的信息系统集成创造基本条件。*大酒店楼宇自控系统EBI 框架图本系统 的网 络具 备 当前 主流的 工 业标准协 议
20、和接口(如 TCP/IP ,BACnet ,Lontalk 和 OPC 等),可以和具有这种协议和接口的第三方设备通过网络连接在一起;同时系统也提供一系列开放的通讯接口,用于与各种楼宇设备通讯连接; EBI 的网络结构可以灵活地配置、扩充,可以有针对性地设计分布式就地控制单元,因而能充分满足现场控制形式的多样化需求,并EBI 主主 主主主主 主 主 主 主 主主主主 主 主 主 主 主主 主 主 主 主 主主 主 主 主 主主 主 主 主 主 主主 主 主 主 主TCP/ I P主 主主 主 主 主主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主 主主 主 主 主 主主 主主 主 主 主主 主 主
21、主C- BUS A主 主 主 主DDC 主主 主主 主 主 I / O主 主 主 主主 主 主 主 主 主 主主 主 主 主 主 主主 主 主 主 主 主Web 主 主 主主 主 主 主 主 主 主主主主主主主主主 主主主主 主 主 主 主主主主主名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 29 页 - - - - - - - - - 构成性价比极高的控制方案。EBI 系统自推出至今,已在世界各地的许多地方及多种不同类型的建筑物上(包括商业楼宇、 机场、工业设施、政府
22、设施等 )成功应用,成熟、先进和可靠。本方案所采用的控制器,主要的现场传感器和系统软件均是Honeywell生产的标准设备,在世界各国得到广泛的应用。5.6 系统监控功能说明5.6.1 楼宇自控系统技术设计的重要策略5.6.1.1 现场实时控制功能尽可能在DDC 中编程组态完成BAS 所有监测和控制的I/O 点均通过数字式直接控制器(DDC)传送,系统中的监控工作站不直接与被监控对象有输入输出联系。使大部分控制单元的现场实时控制功能尽可能在DDC 中编程组态完成,仅有部分规模较大的需要大范围协调的复杂控制,有可能需要在上位机中编制程序。这样DDC控制器能够不依赖网络独立运行,这种组态策略,将极
23、大地提高系统的运行可靠性。5.6.1.2 精心设计考虑冷热源机组的群控策略为节能目的而设计的冷热源机组群控,将会带来巨大的经济效益。但是这种控制系统不易开通投运,失败的原因多种多样,其中相当一些工程的控制方案本身有失误。所以控制方案本身必须在原理上正确和有效,需要对这种控制系统有深刻的把握和认识,准确选择检测参量以及检测点位置,设计合理的控制策略。5.6.1.3 根据空调水工艺参数计算选择调节阀门的口径如果依据空调水系工艺参数合理设计调节阀门的型号和口径,将可以有效地补偿和校正空调水流速和盘管阻力之间的非线性特点,从而使调节装置在负荷的各点处,都能稳定有效地工作,这对于提高系统调节品质,延长调
24、节阀使用寿命, 有着重要意义。 这是许多楼宇自控系统工程方案忽略的方面。本方案将给予着重的考虑,并提供调节阀选型计算表,作为设计方案的一个组成部分。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 29 页 - - - - - - - - - 5.6.1.4 设计合理的闭环控制方案本方案有 4 台空调机组, 5 台新风机组,和 1 套空调水压差旁通控制需要制订 PID 闭环调节策略。 现将典型的两种 PID 调节控制框图列出如下。 在本方案后面阐述各PID 调节原理时将会引
25、用这两个框图。闭环控制方案一:闭环控制方案二:5.6.2 楼宇自控系统与他方系统设备的通讯接口本方案已经考虑配置如下他方系统设备的通讯接口:1. 高低压变配电柜的多功能电量变送器;2. 电梯管理监控系统;为了满足系统集成的需要,本方案的EBI 集成监控软件将完全可以再接入下列通讯接口。1. 安全防范系统主机PID调节目标区域设定值反馈值-+PID调节 目标区域设定值二次反馈值-+一次反馈值-+PI 调节送风温度回风温度名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 29
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