智能楼宇设备监控系统设计方案.docx

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1、智能化楼宇设备监控系统设计方案燎原白马1.1.1 系统概述楼宇设备监控系统 (Building Automation System，以下简称BAS)是运用自动化仪表、计算机过程控制和网络通讯技术，对建筑物内部的机电设备运行进行集中监视、控制和管理的综合系统。BAS的目的是创造一个安全、健康、舒适、温馨的生活环境和高效的工作环境，并保证系统运行的经济性和管理的智能化。1.1.2 需求分析系统应由服务器、工作站、网关（或路由器）、现场控制器（DDC）、各类传感器及执行机构等构成，采用分布式智能控制，集中管理的方式。本项目系统需要监控范围：空调系统、送/排风机系统、照明系统、热水系统、给排水系统，第

2、三方系统（包括：变配电系统、电梯系统、冷水机组、发电机、医疗设备监控系统）。1.1.3 系统功能BAS采用集散型控制方式，即现场区域控制，计算机局域网通讯，最后进行集中监视和管理，实现分布式控制，集成操作管理的系统工作模式。BAS网络结构分为二层：第一层为管理层网络，第二层为监控层网络。管理层网络：第一层为管理层网络（即智能化控制室），智能化控制室内设工作站、服务器及打印机，是BAS的核心。大楼内所受监控的机电设备都在这里进行集中管理和显示，可以直接和以太网相连。BAS支持TCP /IP协议，能够提供基于Internet的远程管理解决方案。操作人员能够采用Web浏览器对系统进行监控 ，输入IP

3、地址或域名即可通过互联网或企业内部网浏览和控制监控层网络中的单元。系统产生的报警能够通过互联网或企业内部网以E-mail的方式传给一个或者多个接收者。联网用户（已经被授权）能够修改系统的参数和设定点；检查和确认报警。根据被授权用户的级别，用户也可以浏览系统中的特定文件，如技术文件、报表等。所有更新的值均能以动态的方式实时显示。如果用户修改了设定值，所有联网的用户数据都能够实时更新。提供OPC,ODBC等标准开放接口，可容易地实现与建筑物中其它相关系统和独立设置的智能化系统之间的数据通信、系统集成以及与其它厂商设备和系统的联接。通过这层网络能够把系统中所有监控信息及时地反馈到中央站显示画面，而中

4、央站系统也可通过这一网络传送程序、指令等到相关设备。监控层网络：第二层为监控层网络，由直接式数字控制器（DDC）、I/O扩展模块、传感器等组成。直接式数字控制器、I/O扩展模块、传感器等随被控设备就近设置。监控层网络需采用通用控层网络的数据传输速率不低于76.8Kbps。作为集散控制分站之间的通信网络采用总线拓扑结构或自由拓扑结构实现各个分站之间、分站与中央站之间以及它们与专用控制、接口设备的数据通信。中央站可以通过这层网络把信息传送到任何指定的数据通信。所有分站以同等地位即点到点方式彼此互通信息。监控层网络可以根据实际需要建立其子网。采用TCP/IP或BACnet等现场总线技术。直接式数字控

5、制器控制器应具有32位CPU，并且A/D和D/A转化分辨率至少为12位。1.1.3.1 冷源部分监控内容监控对象冷源系统监测内容冷却塔风机运行状态、手动/自动状态冷水机组运行状态、手动/自动状态冷冻水、冷水泵水流状态冷冻水、冷却水供回水温度监测冷冻水、冷却水供回水管网压力冷冻水流量监测冷却塔碟阀、冷冻水蝶阀状态冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔水泵运行状态、手动/自动状态控制内容冷却塔风机开关控制冷水机组开关控制冷却塔蝶阀、冷冻水蝶阀控制冷冻水泵、冷却水泵开关控制报警内容冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机、冷水机组故障报警水管网压力报警控制方法根据事先排定的工作及时间表，定时启停冷冻水泵、冷水却塔等。冷水

6、机组台数控制：根据冷冻水供、回水温度和供水流量测量值，自动计算所需冷负荷量，调节冷水机组运行台数。负荷计算：QK×M×(T1T2) 其中：Q：负荷K：常数M：流量T1：冷水回水总管温度T2：冷水供水总管温度冷水机组联锁控制：启动时：开冷却塔蝶阀、风机，开冷却水蝶阀，开冷冻水泵，开冷水机组。停止时：停冷水机组，关冷冻水泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵。冬季时根据供水管的流量及集水器、分水器的温差，计算热负荷，对热水组进行群控。冷冻水差压控制：根据冷冻水供回水压差，自动调节旁通阀，维持供回水压差恒定。冷却水温控制：根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的启动台数。水泵保护控制：水泵启动

7、后，压差感应开关检测水压状态，如故障则自动停机。冷冻泵启动后，水流开关监测水流状态，若无水流则不能启动冷机。自动控制进水电磁阀的开启与关闭，保持膨胀水箱的液位。1.1.3.2 空气处理机监控内容监控对象空调机组监测内容回风温湿度监测，CO2浓度风机开关状态，手动/自动状态控制内容冷冻水电动阀门控制风机开关控制，风阀控制报警内容风机故障报警过滤网堵塞报警监控功能Ø 开关控制：可根据事先设定的时间程序表自动启停机组；在某些特别情况下, 如加班情况, 风机有需要在预先设定时间程序表之外的时间启动, 用户可选择在BAS操作站上手动点击鼠标来实现对机组的启停。Ø 冷冻水阀控制：根据温

8、度传感器采集到的回风温度，采用PID控制算法，调节电动水阀的开度；并可根据室外温湿度变化自动改变回风温度设定点，实现在满足舒适环境要求的前提下节约能源。水阀可与风机实现联锁控制，当风机停止时自动关闭水阀；反之则开启水阀。Ø 滤网堵塞报警：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。Ø 联锁控制：风机停止后，电动调节冷水阀自动关闭。1.1.3.3 新风处理机监控内容监控对象新风机组监测内容送风温湿度监测风机开关状态，手动/自动状态控制内容冷

9、冻水电动阀门控制风机开关控制，新风阀控制报警内容风机故障报警过滤网堵塞报警监控功能Ø 开关控制：根据事先排定的工作及节假日作息时间表，定时启停机组；在某些特别情况下, 如加班情况, 风机有需要在预先设定时间程序表之外的时间启动, 用户可选择在BAS操作站上手动点击鼠标来实现对机组的启停。Ø 冷冻水阀控制：根据温度传感器采集到的送风温度，采用PID控制算法，调节冷水阀的开度；并可根据室外温湿度变化自动改变送风温度设定点，实现在满足舒适环境要求的前提下节约能源。冷水阀可与风机实现联锁控制，当风机停止时自动关闭水阀；反之则开启水阀。Ø 滤网堵塞报警：风机启动后，过滤网前

10、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。Ø 联锁控制：风机停止后，电动调节冷水阀自动关闭。1.1.3.4 送/排风（烟）机系统的监控功能送/排风（烟）机系统包括的设备有：排风机、送风机、加压风机，上述机电设备的监控内容均为：Ø 在满足消防优先的情况下，任意时间程序自动启/停风机，具有任意周期的实时控制功能。Ø 监测排风机的运行状态、故障报警、手/自动状态、启停控制、CO浓度探测，并累计运行时间；Ø 记录各种参数，包括状态、启停时间、累

11、计运行时间及其历史数据等。1.1.3.5 给排水系统的监控功能 监测各排水泵的液位状态、运行状态、故障报警，手/自动状态、控制各排水泵的启停，监测各给水泵运行状态、故障报警、变频器故障、频率反馈及生活水箱液位状态并记录运行时间。1.1.3.6 第三方系统的集成功能第三方系统（包括：变配电系统、净化空调、电梯系统、冷水机组、发电机、医疗设备监控系统）需提供接口给楼宇自动化控制监控系统，第三方系统还需明确提供硬件接口类型及硬件接口位置，并提供通讯协议文本。在获取第三方系统设备的通讯协议后，对其进行编程，实现数据的集成。本系统就可通过接口来读取该系统的各种参数。楼宇自动化控制监控系统对第三方系统集成

12、的要求如下:楼宇自动化控制监控系统与第三方系统具有集成接口，通过接口进行数据采集和远程监测。第三方系统必须提供RS-485、BS-232或TCP/IP物理接口及其相应的通讯协议文本。第三方系统的监控计算机或主控制器提供的通讯协议应具备下列特征之一：Ø 通用工业标准及协议包括BACnet，Lonwork,Modbus等；Ø ODBC、DDE或OPC等方式；若第三方系统不符合上述基本协议和其他的标准接口方式, 第三方系统供货商应提供主控制器或上位计算机通讯（如串行通讯RS-232）完整的通讯协议文本。1.1.4 主要设备参数要求1.1.4.1 直接数字控制器设备（DDC）控制器

13、可以独立运行或联网执行复杂的控制、监视和能源管理功能，无需依赖于更高层的处理器。控制器在一个点对点的自控层网络与其他现场控制板通讯。支持10/100MB 以太网上的本地BACnet/IP 通讯，RS-485 上的本地BACnet MS/TP两种通讯方式。设备特性：DIN 标准轨道安装和可插拔接线端子通过验证的程序以满足设备控制应用内置能源管理和直接数字控制程序完善设备管理全面的报警管理、历史数据趋势收集、运行控制和监视功能先进的自适应控制，一种根据负载/季节变化自动补偿调节的闭环控制算法持续数据库备份和控制器上数据库恢复实时时钟扭口备用电池输入输出点：控制器的输入输出点执行A/D 或D/A 转

14、换、信号处理、点命令输出、与中央处理器通讯。接线端子可插拔，便于现场接线。l通用输入和通用输入输出点，可以通过软件设定信号的类型，包括： 0-10V 输入 4-20mA 输入 数字量输入 脉冲累积输入 0-10V 模拟量输出 4-20mA 模拟量输出 数字量输出（用于外部继电器）控制程序：自适应控制，一种自学习和调整的闭环控制算法。在响应时间和维持状态上更加具有优势。并且能减少误差、振荡和驱动器的磨损。闭环回路比例，积分和微分（PID）控制尖峰负载控制（PDL）设备启动停止时间最佳化控制（SSTO）设备时程表控制和优化温度循环补偿经济节能模式控制自动日光节约时间切换，无须每年调整夜间恒温控制临

15、时强制修改时间计划假日计划基于日历的时间列表事件计划列表1.1.4.2 输入/输出模块热插拔的电子组件允许在没有除去末端导线或者扰乱总线的情况下拆开甚至替换带电器件。对于模块上的LED指示灯为模块上的点提供了状态指示和动态信息。模块应具有：导轨安装高密度布局。-与末端组件和插入式I/O 模块分离：-改进安装工作流程，允许现场布线在电子器件安装之前完成。-诊断：连结的外部设备可以被测量而没有影响或者被I/O 模块影响。-调试或维修时，可以迅速替换电子器件。输入/输出点支持包括： 0-10V 输入 4-20mA 输入 数字量输入 脉冲累积输入 0-10V 模拟量输出 4-20mA 模拟量输出 数字

16、量输出1.1.4.3 风管温度传感器时间常数：30s；测量范围：-3080；温度敏感元件：LG-Ni1000；探针长度：400mm；防护等级：IP421.1.4.4 室外温湿度传感器湿度时间常数小于10s；测量范围：0100r.h.测量精度：3；输出：010V；防护等级：IP551.1.4.5 一氧化碳传感器量程范围：0-300ppm，输出信号：4-20mA，工作温度：-25501.1.4.6 二氧化碳传感器量程范围：0-1000ppm，输出信号：4-20mA，工作温度：-25501.1.4.7 液体压差传感器精度<±0.5%FS；测量范围：04bar；单侧最大过载压力两侧:

17、25bar；单侧:8bar；防护等级：IP65；输出010VDC信号1.1.4.8 浸入式温度传感器测量范围：-30130；温度敏感元件：Pt1000；浸入长度：100mm；防护等级：IP421.1.4.9 空气压差开关压差开关(20-300PA)；数字输出，单极，无源触点，IP541.1.5 造价估算参考品牌：施耐德、西门子、江森、霍尼韦尔序号名称技术要求单位数量单价总价备注1BAS管理服务器至强E5-2640 v4 2.4GHz、16G 内存、四口千兆网卡、256G硬盘台12BAS工作站I5/4G/500G/DVDRW 22寸显示器台13打印机台14管理软件软件包，具有以下功能：1) 对管

18、理的设备进行集中监视、自动测量和控制；2) 设备运行数据采集和管理以及最佳启停控制；3) 能源优化管理和分析；4) 能效成本管理；5) 设备维护管理，报警管理；6) 历史数据分析；7) 生成并输出各专业设备运行和内置数据报表；8) 网络管理和信息集成；9) 系统支持具有用户权限控制的浏览器操作功能。套15冷水机组接口网关定制开发套16电梯系统接口网关定制开发套17变配电系统接口网关定制开发套18空气源热泵机组接口网关定制开发套19手术洁净空调系统接口网关定制开发套110医用气体供应设备接口网关定制开发套111联网型FCU温控网络控制器 通讯数据接口网关，支持BACnet、LonTalk、TCP

19、/IP、Modbus、OPC、ODBC、XML、CORBA、SQL等标准通信协议和规范台512通讯接口网关通讯数据接口网关，支持BACnet、LonTalk、TCP/IP、Modbus、OPC、ODBC、XML、CORBA、SQL等标准通信协议和规范台713主控制器, BACnet/IP ALN；32位CPU，频率：133MHZ；内存：72M；支持BACnet/IP协议，DDC控制器之间无主从的点对点方式通信。I/O分辨率：A/D16位，D/A10位。DDC需内置直接数字控制程序，包括无模型自适应MFA控制，PID控制，逻辑顺序控制，报警监测及报告等等。具有USB接口。具有UL、BTL、CE、

20、ROHS等相关产品强制性认证。台114总线扩展模块可扩展3条FLN层总线。台115控制器, BACnet/IP ALN；32位CPU，频率：100MHZ；内存：24M；支持BACnet/IP协议，DDC控制器之间无主从的点对点方式通信。I/O分辨率：A/D16位，D/A10位。DDC需内置直接数字控制程序，包括无模型自适应MFA控制，PID控制，逻辑顺序控制，报警监测及报告等等。具有USB接口。具有UL、BTL、CE、ROHS等相关产品强制性认证。台3016总线I/O模块6点综合型输入输出模块台1017总线I/O模块12点综合型输入输出模块台3018P1总线接口模块FLN层总线扩展模块台301

21、9总线I/O模块8点数字量输入模块台3020总线I/O模块16点数字量输入模块台3021总线I/O模块6点数字量输出模块台3022总线I/O模块8点通用输入输出模块台3023总线I/O模块8点超级通用输入输出模块台3024总线地址码地址码台3025控制器箱体控制器箱体(含安装附件、变压器、断路器、接线端子排等） （1000*800*150mm）台3026风管温度传感器 长度400mm时间常数：30s；测量范围：-3080；温度敏感元件：LG-Ni1000；探针长度：400mm；防护等级：IP42台3027室外温湿度传感器（LG-NI1000）湿度时间常数小于10s；测量范围：0100r.h.测

22、量精度：3；输出：010V；防护等级：IP55台128传感器保护罩IP67台129室内一氧化碳传感器量程范围：0-300ppm，输出信号：4-20mA，工作温度：-2550台1030风管二氧化碳传感器量程范围：0-1000ppm，输出信号：4-20mA，工作温度：-2550台3031液体压差传感器精度<±0.5%FS；测量范围：04bar；单侧最大过载压力两侧: 25bar；单侧:8bar；防护等级：IP65；输出010VDC信号台432液体压力传感器输出010VDC；电缆长度1.5m,3芯；时间常数<5ms;测量范围：016bar；IP65台433浸入式温度传感器 长度

23、100mm测量范围：-30130；温度敏感元件：Pt1000；浸入长度：100mm；防护等级：IP42台434空气压差开关 50500Pa压差开关(20-300PA)；数字输出，单极，无源触点，IP54台6035液位开关台1636超声波液体流量计测量部件为不锈钢，陶瓷，铂；介质温度: -25 150；环境温度: -25 +60；工作压力:2.5 Mpa; 电子部件在不中断过程条件下可换; 管道管径:DN 50DN400(传感器长度137mm); 防护等级IP66台437室内大液晶风机盘管温控器，网络型联网型风机盘管控制器，液晶式；支持 MODBUS-RTU， 具有风机启停，三速调节功能，配置温度传感器。台200暂定38RVV型铜芯非屏蔽软线RVV-3*1.5RVV-3*1.5米100039RVV型铜芯非屏蔽软线RVV-2*1.0RVV-2*1.0米4000040RVVP型铜芯屏蔽软线RVVP-2*1.0RVVP-2*1.0米2000041RVSP型铜芯屏蔽双绞线RVSP-2*1.0RVSP-2*1.0米180042镀锌线管20mm20mm米1500043安装辅材批1合计