楼宇自控系统技术方案

楼宇自控系统技术方案概述本方案针对楼宇自控系统（BAS）而进行设计，采用施耐德楼宇自控系统。根据该项目的特点，我们将利用BAS系统对建筑物内的公共照明、空调系统、供暖通风、给水排水系统等实行全时间的控制和管理，系统收集、记录、保存有关系统的重要信息及数据，作到一体化管理，达到提高运行效率、保证办公环境需要、节省能源、节省人力的效果，最大限度安全延长设备寿命的目的。现代建筑几乎都是全封闭或半封闭式，楼内空气完全依靠空调系统进行输送新风或循环处理，长期处于空调间内的人员完全依赖空调系统获得良好的环境。可是由于种种原因空调系统的运行不尽人意，产生诸多问题，例如人们长期待在忽冷忽热空调间内容易患上空调病，还有可能加速病菌的传播等。从节约能源的角度考虑，空调系统又是“耗能大户”，建筑中几乎一半的能源是被空调系统消耗的，所以我们讲人们离不开空调，但又惧怕空调。如何解决这个矛盾，让空调系统根据人们的意愿为人服务呢？采用先进的控制技术、计算机技术、网络技术的楼宇自控系统可以助我们一臂之力：楼宇自控系统对建筑内包括空调系统在内的机电设备进行监控，指挥这些设备的运行。例如，空调系统根据季节变化调整供风温度，让室内气温随着室外气温的变化而变化，即节约了能源又让人感觉舒适。冬天气候干燥我们可以加湿空气，提高室内相对湿度；夏季高温高湿让人感到不适，我们可以在降低湿度的同时保持适宜的温度，不会让人感到阴冷。楼宇自控系统可以实现的功能美不胜数，是大厦管理者的好帮手、好管家。1、设计依据《智能建筑设计标准》GB/T50314－2006《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008《智能建筑防雷设计规范》DB32/T1198－2008《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002《低压配电设计规范》GB50054-95《建筑设计防火规范》（GB50016－2006）《商用建筑线缆标准》(EIA／TIA—568A)《信息技术互连国际标准》(ISO／IECl1801—95)《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019－2003）以及招标文件提供的相关资料及技术文件；2、需求分析楼宇自控系统的主要任务是对大厦内的机电设备进行监控和管理。要想管理好大厦内的机电设备，首先必须要知晓它们的运行情况、所处系统中担任的角色以及设备的特性等。楼宇自控系统（BAS）是建立在机电系统的基础上，利用自控技术、计算机软件技术、计算机网络通信技术，将大厦中的不同机电系统设备产生的信息汇集起来，实现各类设备之间的数据、信息交换，并对各种不同类型的信息进行综合处理，以实现对所有被监控机电设备的综合管理。等现代城市综合体本案需要楼宇自控系统（BAS）监控内容具体描述如下：空调及动力设备（通过DDC接入BAS）送/排风机系统新风系统排风排烟给排水系统（通过DDC及接入BAS）集水井排水泵公共照明（通过DDC接入BAS）公共照明3、BAS系统监控内容根据项目要求，本项目楼宇自控系统监控的机电设备包括：公共照明、空调系统、供暖通风、给水排水系统。根据龙岩商会大厦内各类功能建筑的以上各系统设置情况不同，建筑设备监控系统的设置范围及监控内容如下：3.1新风机控制监控内容控制方法启停控制空调可以通过BAS系统自动控制启动停止，也可以在现场手动控制；具有定时启停功能，可以根据预定的时间表启停设备；具有联锁功能，送风机启动前，风阀全开，送风机启动后，温度、流量控制回路使能，送风机停止后，风阀关闭，水阀关闭；支持消防联动，接受消防强制信号控制送风机以及风阀。根据消防系统提供的情况实现。温度监控监测送风、回风的温度，并根据预定的高低限值判断，超限则输出报警信息；我们使用串级控制回路对回风温度进行控制。其内环控制通过PID控制送风温度。送风温度的设定值可以通过操作员手动或BMS自动进行重设。这就是外环控制（设定值重设回路）。当回风温度超出其上限并维持预设的时间死区，则送风温度设定值将自动较少一个偏移量。当回风温度低于其下限并维持预设的时间死区，则送风温度设定值将自动增加一个偏移量。风阀控制风阀执行器为模拟量控制，通过BAS可控制风阀执行器的任意开度。压差状态监控在过滤器前后设置压差开关，监测过滤器的堵塞情况，输出报警信号；报警故障处理监测送风机的故障报警状态、风机压差状态和过滤器的压差报警状态，一旦检测报警状态，空调机停机，按关机步骤执行。软件控制模式控制软件对送风机的启停提供一个延迟开启的功能，用以保护设备在开启过渡情况下可能造成的损坏；提供时间表控制功能，空调机组可按日夜模式、节假日模式和定制时间模式启停使用。根据招标文件要求，本项目中空调机的控制内容如下：风阀控制压差状态监控3.2、送风、排风系统3.2.1风机开关控制风机的开关控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。在一些特别的情况，如加班情况，风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动，用户可选择在BAS操作站上操作启/停风机。BA系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联锁监察功能。在设定此功能后，BA系统会自动监测风机的状态是否与控制要求一致，如果不一致，则说明此控制点的设备有故障，BA系统会以报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员做出相应的处理。另外，BA系统会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用.还有，BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后,进行维修工作。3.2.2风机运行状态BA系统通过风机主接触器测量风机的实际状态，以便操作人员实时了解风机的运行状态。3.2.3运行时间累计BA系统利用软件统计记时功能，可以实时的累计风机的运行时间，并记录显示。3.2.4风机报警监测DDC控制器会检测风机热继电器跳闸报警。在有报警时，停下风机并报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。而BA系统也会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用。3.3、给排水系统龙岩商会大厦给排水系统主要由排污泵、集水坑、空调补水泵等组成。3.3.1系统设计内容监控设备设计内容硬件配置软件设置集水坑高、低水位监测。高、低水位监测（DI）。设置设备联动参数。排水泵、空调补水泵启停、运行状态、故障报警、手自动状态。启停（DO）、运行状态、故障报警、手自动状态（DI）。累计运行时间。3.3.2系统设计要点（1）DDC参数采集监测监测集水坑的高液位超限时报警；监测潜水排水泵的运行状态和故障状态并可按照设备的累积运行时间，实现设备的轮流运行，提高设备的使用寿命；监测空调补水泵的运行状态和故障状态并可按照设备的累积运行时间，实现设备的轮流运行，提高设备的使用寿命；（2）软件控制功能监测集水井的高、低液位报警状况，并生成动态趋势图；累计有关设备运行时间；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；中央管理站软件功能；三维图象显示每台机组及水泵的系统图；打印有关报警信号；3.4照明系统监控内容控制方法开关控制DDC输出DO接点控制辅助继电器，实现远程启停。定时/特种效果控制于预定时间启停照明回路，通过软件实现逻辑控制运行时间统计软件实现对照明时间进行累计3.5节能措施本设计在不影响舒适性的前提下，通过对冷冻水温度的最佳设定值及实际冷负荷计算，对空调系统进行优化启停控制，以缩短设备的运行时间，从而达到节能目的，具体节能措施如下：1)冷冻水温度设定系统节能程序根据不同季节及每天室外温度的变化情况，自动调节冷冻水的出水温度，对系统进行动态控制。2)空调场所温度设定对于办公建筑，在大厅、走道等公共区域，适当提高设定温度可减少能耗。如办公区温度设定在25℃左右，在室内外过渡的前厅，若同样设于25℃左右，则与室外温差过大，人一进门会感觉不适，可设定在28℃~30℃，比室外低（4~5）℃；走道可设定在27℃~28℃；这样逐渐过渡到办公区域，不但人体感觉舒适，还可有效地减少不必要的能耗。3）克服设备容量冗余传统的空调设计，由于季节变化和人员、设备发热量等变数太多，难以精确的计算出空调系统的负荷需求，因此设计中会有一定的设备容量冗余，用人工简单的启停制势必造成能源的浪费。运用BA系统的节能控制算法和群控模式，根据末端实际所需冷负荷，动态调整设备运行时间和投入台数，保证冷量供求平衡，让冷源设备运行在最高效率特性上，避免大马拉小车，有效克服由于设备容量冗余而造成的能源浪费。4）新风控制根据季节变化，合理地进行新风控制是节能的另一个措施。以某地区为例，在设计工况（夏季室温26℃，相对湿度60%；冬季室温22℃，相对湿度55%）下，处理一公斤室外新风量需冷量6.5Kw，热量12.7Kw，故在满足室内空气卫生的前提下，减少新风量，有显著的节能效果。新风量控制的措施有以下几种方法：o在夏季午夜室外温度最低时，开启新风机，将室外低温空气充盈室内，然后关闭风门，从而减少第二天上班前空调系统的预冷时间。o根据室内人员变动规律，采用统计学的方法，建立新风机启停控制模型，以减少新风机的开启时间和冷负荷损失，如在午餐时间室内人员较少时，可减少新风机的开启台数。o在过渡性季节，尽量使用室外新风，以减少冷负荷损失。5）提高室内温湿度控制精度大厦内温湿度的变化与大厦节能有着紧密的关系，根据美国国家统计资料，如果在夏季将温度设定值下调10℃，将增加9%的能耗，因此将大厦内温湿度控制在设定值精度范围内是大厦空调节能的又一个有效措施。4、系统设计本项目采用施耐德BAS系统VISTA系列来实现楼宇自控相应功能。该系统是目前世界上最为先进的高效能、集成化的BMS系统，该系统根据需要可将大楼的楼宇控制系统、动力监控、消防报警系统及安保自动化系统集成在VISTA系统平台上，并适用于大楼的建筑特点及先进的控制和管理要求，包括选用最先进的LonWorks技术的数字控制器，以及与其他供应商系统及OA系统的开放性接口。系统设计以满足工程的要求、采用最先进的技术和系统、根据招标文件的要求，以最高价格性能比为原则，采用优化的设备配置、运行方案及管理方式，为大楼提供高效率的系统管理，为大楼的机电设备提供良好的运行环境，为大楼提供舒适的工作及生活环境。龙岩商会大厦楼宇自控BAS系统共有2000个左右物理点。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，并对系统留有足够的系统扩充容量，使控制器保持冗余的可扩充性。4.1设计思路该项目设置一套VISTA系统BAS管理软件，并与31个TACXenta701网络控制器进行连接，直接接入龙岩商会大厦的局域网。Xenta701网络控制器将LonWorks总线中的数据通过IP网络进行传输，将236个台LonWorks扩展模块连接起来。此外，Xenta701控制器控制器是一个多协议集成平台，支持包括Modbus,LonWorks等在内的多种协议。VISTA系统可以灵活地以多种方式实现系统集成，既可直接与现场控制器互连，也可以通过以太网接入系统。使用这套BAS系统即可方便完成楼宇的设备管理作业的全部工作，给用户提供舒适、安全的环境，在满足用户的各种使用要求的同时，亦能够最大限度节省能量消耗，从而更好地发挥建筑物的潜能。4.2通讯网络本BAS系统为分布式智能系统（DISTRIBUTEDINTELLIGENCESYSTEM），其网络结构分为三层：网络管理层、自动控制层和现场控制层。管理层为IP控制器，采用TCP/IP通讯协议；自动控制层为数字控制器（DDC），采用LonTalk标准通讯协议与数字控制器之间的通信。在Xenta701网络控制器失效时，各现场数字控制器的DDC均能独自继续其正常运行。现场控制层是各种传感器、执行器，接入DDC中，实现信号采集与实时控制。a.以太网（TCP/IP）：国家标准推荐用总线拓扑结构的以太网作为局域网的干线，以实现网络资源的共享。b.现场总线：由双绞线连接各分站与中央控制室，组成的区域网络，构成分站总线，以数字形式进行传输，通信协议采用标准LonTalk总线形式。BAS系统的设计/结构符合以下技术规格要求：DDC至DD