BA楼宇自控专项方案.doc
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1、1、楼宇自动化控制系统1.1、系统概述楼宇自控系统是建筑技术、自动控制技术和计算机网络技术相结合产物,使建筑含有智能建筑特征。现代建筑内部有大量机电设备,这些设备多而分散。多,即数量多,被控、监视、测量对象多,多达上千个点以上;散,即这些设备分布在各楼层和各个角落。假如采取分散管理,就地控制、监视和测量是难以想象。楼宇自动化系统是利用电脑控制技术对建筑物内诸如供暖、照明、空气调整、给排水等现代化设施、设备运行参数、状态及能源消耗进行集中管理,以达成统一管理、分散控制,同时做到节能和延长设备使用寿命目标。采取楼宇自控系统,就能够合理利用设备,节省能源,节省人力,确保设备安全运行,加强楼内机电设备
2、现代化管理, 并发明安全、舒适和便利工作环境,提升经济效益。其关键功效以下:对机电设备进行实时监测和参数报警提升楼宇内部环境舒适性节省能源,降低系统运行成本,延长设备使用寿命降低操作人员劳动强度,大量节省劳动力提升整个建筑物管理水平和效率,保障建筑物和人身安全1.2、设计标准及依据1.2.1设计标准济宁市文化中心群艺馆、图书馆建筑智能化工程楼宇自动控制系统网络配置遵照分散控制、集中监视、资源和信息共享基础标准,是一个工业化标准集散型控制系统。本系统符合以下设计标准:1)优异性和适用性系统技术性能和质量指标应达成国际领先水平;同时,系统安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行,轻易掌握,适合中国
3、国情和本项目标特点。系统集国际上众多优异技术于一身,表现了目前计算机控制技术和计算机网络技术最新发展水平,适应时代发展要求。2)开放性系统支持多个开放协议,包含BacNet、Modbus等,能够避免系统互联或扩展障碍。相关内容在后续章节中有深入说明。3)标准化系统必需符合国际和国家标准产品,系统结构符合民用建筑电气设计规范 (JGJ/T16)要求。4)可扩展性系统含有灵活系统结构,在本方案基础上,能够依据以后本项目标实际要求扩展系统功效。同时,本方案在设计中留有冗余,以满足以后发展要求。5)安全性和可靠性系统中配置选型每台现场控制器,平均无故障时间MTBF,长达。同时,系统含有一整套完成系统管
4、理策略,能够确保系统运行安全性和可靠性。6)经济性系统设计充足考虑系统性能价格比,在充足满足弱电文件功效要求条件下,确保系统经济性。7)最优性在满足用户对功效、质量、性能、价格和服务等各方面要求前提下,追求最优化系统设备配置,以尽可能降低系统造价。1.2.2设计依据为了确保系统既能适应该今网络技术发展,又含有极高可靠性,本方案设计遵从以下标准:民用建筑设计通则(GB50352-)高层民用建筑设计防火规范(GB50045-)火灾自动报謷系统设计规范(GB50116-)消防联动控制系统(GB 16806-/XG1-)汽车库、修车库、停车场设计防火规范(GB50067-)民用建筑电气设计规范(JGJ
5、/T16-)建筑电气安装工程施工质量验收规范(GB50303-)供配电系统设计规范(GB50052-)低压配电设计规范(GB50054-)20kV及以下变电所设计规范(GB50053-)电气装置安装工程接地装置施工及验收规范(GB50169-)公共建筑节能设计标准(GB50189-)建筑节能工程施工验收规范(GB50411-)电子计算机机房设计规范(GB50174-)智能建筑设计标准(GB50314-)群艺馆、图书馆、高地智能化系统工程招标文件群艺馆、图书馆、高地智能化招标图纸1.3系统方案设计1.3.1 系统需求分析本项目分为群艺馆、图书馆及高地公园三个部分,群众艺术馆建筑面积32163平方
6、米,图书馆建筑面积为29459平方米。高低公园主体为停车场及配套商业,本项目机电设备功效复杂、且比较分散,物业管理者无法对众多机电设备进行集中监视和控制,作为群众活动场所,人员在一些时间又会相对比较密集,所以对建筑物内环境又有着比较严苛要求;同时考虑到运行成本,降低设备管理人员数量,降低能耗,所以需要建立一套机电设备监控系统来实现对场馆内机电设备运行状态、多种运行参数进行统一检测、及对机电进行控制;本项目项目智能化系统工程楼宇自控系统关键监控对象为- 制冷系统(预留网关接口)- 通风系统- 空调系统- 给排水系统- 电梯系统- 柴油发电机系统系统总体技术需求以下:1)优异、集散型网络结构能够实
7、现楼宇自控系统实时集中监控管理功效,既能符合国际标准,又符合建筑特点,其设备较分散,作为集散性控制分站控制器通信网络,应能实现各分站间,分站和中央站之间数据通信。2) 监控界面为全汉字 Windows 界面,简练明了人机交互,便于操作员学习和掌握,监控界面直观形象。3)需采取灵活模块化含有 BACnet 技术现场控制器,对于不一样楼层现场设备分布配置对应输入/输出模块,确保系统良好集散性和以后扩展性4)系统含有高度开放性,经过网关能和酒店内各个系统实现集成并进行监控。1.3.2系统架构考虑到本项目机电设备众多,建筑面积大,使用周期较长,故我们考虑为项目保留足够技术优异性、开放性和升级能力,所以
8、楼宇自控系统采取了主流最优异基于Bacnet开放协议产品。系统按以下层次配置设计:管理级网络(MLN)控制级网络(CLN)系统由中央站(PC)、网络控制器及分站(现场DDC控制器,包含子系统区域管理器)组成,依据本项目标监控设备分布情况,分站和网络控制器直接以TCP/IP方法连接;网络控制器和现场控制器之间采取BACnet MS/TP手拉手总线方法进行连接,现场控制器和扩展模块之间采取手拉手菊花连接方法,系统架组成熟优异,布线方便,传输速率高,确保现场控制器独立工作能力和数据结构和通讯速度无任何改变,保持在不一样应用中数据一致性和控制实时性。系统设计以采取最优异技术和系统、依据相关图纸,以最高
9、价格性能比为标准,采取优化设备配置、运行方案及管理方法,为本项目提供高效率系统管理,为机电设备提供良好运行环境,提供舒适工作及生活环境。在设计方案时,本企业亦依据以上标准,对控制器及其控制模块进行了合理安排,并有足够系统扩充容量,使控制器保持一定余量。管理级网络在本项目标楼宇自控系统中央控制室设置楼宇自控系统管理站,采取标准TCP/IP联入以太网局域网,经过以太网及对应通讯接口实现管理站、现场控制器、及第三方设备、相关子系统间及上位IBMS系统数据通信、资源共享和综和管理功效。数据库支持ODBC,SQL,OPC,DDE,NetDDE网络API函数库。最高级系统报警可直接经过拨号系统联入电话网,
10、将报警信息进行远程传送。数据库分层管理和软件模块化设计,使数据访问安全性得到了确保。没有得到授权将不能访问系统任何数据,不一样等级授权,只能访问不一样等级数据。控制级网络楼宇自控系统控制层设备经过BACNET MS/TP总线进行连接,连入网络控制器,从而实现和中央站数据交换及通讯。系统能实现控制器间通讯,即同层通讯,便于系统参数共享及不一样控制器间联动控制。中央可经过网络控制器以信息传送至任何指定分站。在系统两层结构中,不管是管理层还是控制层,均含有同层资源共享功效(Peer to Peer)。在系统主机发生故障时,全部网络控制引擎仍保持通讯和数据交换,而倘若网络控制引擎掉线,其控制网络全部现
11、场控制器之间亦能保持点对点无主从方法进行直接通讯,从而保障系统不间断可靠运行。1.3.2.1楼宇自动化控制系统网络架构本系统采取两层架构,高低公园管理层中央工作站及网络控制器放置于首层管控中心,群艺馆管理层中央工作站及网络控制器放置于二层安防监控室,图书馆中央工作站及网络控制器放置于本楼一层消防安全控制室,中央管理工作站和网络控制器经过TCP/IP协议接入设备网,控制层设备放置于被控设备周围,各DDC控制器之间采取RVSP线缆经过BACNET总线协议进行连接,管理层和控制层之间经过网络控制器进行数据交换,系统网络构架图以下:1.4系统功效1.4.1 系统监控范围依据本项目业主提供相关资料,在此
12、次方案中,对以下系统实施监控:- 制冷系统(预留网关接口)- 通风系统- 空调系统- 给排水系统- 电梯系统- 柴油发电机系统(1)冷源系统Enternet以下是楼宇自控和冷机联网示意图:水泵Gateway群控系统网络控制器冷机冷却塔a、制冷系统设计控制方法设计:本项目制冷系统群控暂不予考虑,楼宇自控系统只为冷源系统预留网关。(2)空调系统控制对象:电动调整阀、风机启停、变频、新风阀、回风阀。检测内容:送/回风温湿度、回风CO2、过滤器堵塞信号、风速、室内风压、风机启停、工作、故障及手/自动状态。控制方法:空调机组设计送风风机由DDC远距离及现场手动控制启停。温度、湿度、风阀、水阀等控制环路和
13、风机连锁, 风机停止运行连锁温度、湿度控制环路停止工作,水阀全闭,新风阀全闭;季节控制:冬季,当室内或送风温度 (T) 高于设定值, 经过PID 控制关小水阀, 当室内或送风温度低于设定值时。夏季,当室内或送风温度(T)高于设定值,经过PID 控制开大水阀开度,当室内或送风温度低于设定值时关小水阀;风阀控制:调整新/回阀门,冬夏季节在确保满足空调空间新风量需求前提下,尽可能降低室外新风引入,以达成充足节能目标;在过渡季节,经过调整新、回风阀门,充足利用室外新风,首先可推迟用冷/热水时间可达成节能目标,其次可增加空调区域内人员舒适感,同时,依据回风CO2浓度检测值增加或降低新风量,调整新排风比。
14、变频:控制器依据区域温度及其设定值经过PI调整计算出所需一次风量,并监测目前风速并计算风量,经过PI调整风阀以使目前一次风量满足需求风量(界于最大和最小设定风量之间)。当区域温度处于制热设定值和制冷设定值之间时,调整风阀以保持一次风至最小风量设定值;当区域温度高于制冷设定值时,调整风阀以增加一次风量,最高增加到最大风量设定值;当区域温度低于制热设定值时,调整风阀以保持一次风至最小风量设定。排风(适适用于带排风空调机组):排风阀和排风机在当地和配电箱就地连锁,风机打开,排风机和排风阀工作,风机关闭,排风机和排风阀关闭。压差报警:过滤器阻力增大到限定值时, 自动报警提醒更换或清洗过滤器,同时,在风
15、机开启时监测风机两端压差开关开闭,此信号经过DDC控制器反应在中央控制器中,在中控室工作站上提醒并打印,通知维护人员进行清理;防冻报警:当温度低于5度时报警,以防盘管冻裂;经过楼宇自控软件进行机组运行时间累计计量,开启次数、运行时间显示,并自动定时提醒检修设备;在工作站彩色图形显示、统计及打印多种参数、状态、报警、运行时间、趋势图、动态步骤图,方便物业管理人员日常维护。空调系统示意图(3)新风系统新风机组控制设计:控制对象:电动调整阀、风机启停。 检测内容:新风温湿度、送风温湿度、风速、过滤器堵塞信号、风机启停、工作、故障及手/自动状态。控制方法:风机由DDC远距离及现场手动控制启停。温度、风
16、阀、水阀等控制环路和风机连锁, 风机停止运行连锁温度、湿度控制环路停止工作,水阀全闭,新风阀全闭;季节控制:冬季,当室内或送风温度 (T) 高于设定值, 经过PID 控制关小水阀, 当室内或送风温度低于设定值时。夏季,当室内或送风温度(T)高于设定值,经过PID 控制开大水阀开度,当室内或送风温度低于设定值时关小水阀;过滤器阻力增大到限定值时, 自动报警提醒更换或清洗过滤器,此信号经过DDC控制器反应在中央控制器中,在中控室工作站上提醒并打印,通知维护人员进行清理;当温度低于5度时报警,以防盘管冻裂;经过楼宇自控软件进行机组运行时间累计计量,开启次数、运行时间显示,并自动定时提醒检修设备;在工
17、作站彩色图形显示、统计及打印多种参数、状态、报警、运行时间、趋势图、动态步骤图,方便物业管理人员日常维护。(4)送排风系统风机开启和关机全部有预先时间程序控制;风机运行状态、手自动状态和故障状态监测;(5)给排水系统A 给水系统含有以下功效: 1 自动检测生活水箱超高、超低水位状态并在楼控管理主机上做出报警。 2 自动检测供水泵运行状态、故障报警 3 依据供水总管压力,自动启停水泵及调整频率,使管道压力维持在设定值。4 依据水箱水位自动启停补水泵。B 排污系统含有以下功效: 1 自动检测污水池超限液位状态。 2 自动检测排污泵运行状态、故障报警。 3 可经过中央管理工作站对其进行监视报警,并通
18、知楼控管理人员到现场排查故障。(6)电梯系统电梯运行状态、故障报警和上下行状态及电梯紧急报警状态监测。(7)柴油发电机系统本系统对柴油发电机进行以下点位监控: 发电机油温、油压、发电频率、开启电瓶电压、油箱液位。 监视燃油泵运行状态、故障报警,并依据液位设定自动启停燃油泵补油。 1.4.2系统功效此次楼宇自动控制系统关键实现以下功效:系统能对各子系统工作程序、工作参数、启停状态、故障情况等自动进行监测、控制。多方面资料显示:操作系统有能力在同一时间内以多重窗口方法显示多方面资料,方便轻易对多个不一样运行状态进行全方面分析。密码保护:多等级密码将为业主及管理人员提供一个有效保护工具,管理及限制不
19、一样部门人员使用楼宇自控系统, 同时预防系统被非相关人员使用。同一密码系统同时应用在不一样操作装置上,当密码系统有增减或改变时,全部操作装置在同一时间获取信息, 而不需要在部分操作装置上做出更改。安全:用户必需经过登陆验证,需要输入用户名和密码正确才能进入系统。授权:系统管理员能够分配给用户/组以下4种权限中一个权限l用户(user(Read)l操作管理员(operation manager(Read/Write)l编程管理员(program manager(Change)l系统管理员(system manager(full control)同时依据权限不一样访问类型分以下多个:l无权访问(N
20、o access)l只读(Read(R)l读写(Read/Write(RW)l改变(Change(RWXD)l全控(Full control)楼宇自动控制系统拥有数据库备份功效,可实现完全备份,或增量备份。可备份网络上全部操作单元数据库到一个一般我网络服务器上。从而确保了系统数据安全性。当操作人员离开前忘记撤去密码所许可操作程度时,系统提供一个从一分钟至一小时可调时间限,自动将操作员密码撤去, 使系统继续受密码保护。系统内有五十个密码以供相关人员使用。操作员指令:操作系统许可操作员进行下列各项指令l启停相关设施、装置;l调整设定点;l增加、取消或修正时间控制程序;l实施或停止实施各项控制程序;
21、l停止或连接相关监控点报警状态;l实施或停止相关监控点运行时间累积统计;l实施或停止相关监控点动向趋势统计;l超越控制相关微积分控制回路设定点;l输入临时性超控表;l设置假期表;l修正系统内日期、时间;l输入或更改模拟量输入点报警上下限;l输入或更改模拟量输入点提醒危险上下限;l检察报警及提醒危险上下限;l实施或停止每个电表最大用电量控制;l实施或停止实施每个负荷“工作次序”;l统计及摘要系统内各监控点状态可自动或手动制作成报表, 然后打印或显示器上显示,也可存放在硬盘/软盘内。系统可许可操作员轻易地取得下列统计。l系统内全部监控点总表;l全部正在报警中监控点;l全部正在和系统网络停止联络监控
22、点;l全部正在被超控监控点状态;l全部正在被停止活动监控点;l全部正在被锁定监控点;l全部被指定为需要跟进项目;l一星期活动启停表;l假期启停活动表;l上下限及静区;系统同时可提供以下摘要:l指定监控点;l相互关联点组别;l操作员自行选择组别;在任何情况下,操作员在指示系统提供统计或摘要时,并不需要提供相关硬件地址码。控制软件网络控制器及直接数字式控制器能进行下列各项控制模式:l通/断控制l百分比控制l百分比加积分控制l百分比加微积分控制l控制回路自动调整l控制软件可限制被控制装置每小时动作频率。l控制软件对大负荷重型装置提供一个延迟开启功效,用以预防因电流冲击过大而造成损坏。当停电后恢复正常
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