中央空调自动控制系统设计说明..

自控系统介绍一、概述随着科技的不断发展和进步，现代化的建筑物迅速崛起及发展，已成为国民经济迅速增长的必然条件。而现代化建筑物的大型化、智能化和多功能化，必然导致建筑物内机电设备种类繁多，技术性能复杂，维修服务保养项目的不断增加，管理工作已非人工所能应付。因此，采用自动化监控系统技术及计算机管理已成为现代建筑最重要的管理手段。它可以大量的节省人力、能源、降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、减少维护及营运成本，提高建筑物总体运作管理水平。建筑自动化监控系统（BuildingAutomationSystem，简称BAS），实质上是一套中央监控系统（CentralControlMonitoringSystem,简称CCMS）,有时称为综合中央管理系统。现阶段已广泛应用于各类建筑领域，以提供对各类建筑物内设备进行高效率管理与控制的有效途径。BA系统的主要功能是：对机电设备实现以最优控制为中心的过程控制自动化；以运行状态监视和计算为中心的设备管理自动化；以安全状态监视和灾害控制为中心的安全管理自动化；以节能运行为中心的能量管理自动化。机房集中监控系统是智能建筑系统中最重要的子系统之一，这可以从以下几方面看出：智能建筑设备控制中机房设备相对比例较大，控制流程和技术较复杂，涉及自动控制、通信、计算机、图形及显示技术等。机房集中监控系统，它不仅涉及对大厦的电、风、水等设备进行控制，而且与大厦的IT（信息技术）应用了有紧密的联系。机房集中监控系统技术发展十分迅速，控制网络技术的突破性进展给楼宇控制领域带来巨大的影响。机房集中监控系统是智能化工程中投资较大的部分。1、系统的必要性随着计算机技术的发展和普及，计算机系统数量与日俱增，其配套的环境设备也日益增多，计算机房已成为各大单位的重要组成部分。机房的环境设备（供配电、UPS、暖通设备、等）必须时时刻刻为计算机系统提供正常的运行环境。一旦机房设备出现故障，就会影响到计算机系统的运行，对数据传输、存储及系统运行的可靠性构成威胁，如事故严重又不能及时处理，就可能损坏硬件设备，造成严重后果。所以机房的集中管理更为重要，一旦系统发生故障，造成的经济损失更是不可估量。尤其目前国内普遍缺乏机房环境设备的专业管理人员，在许多地方的机房不得不安排软件人员或者不太懂机房设备管理甚至根本不懂机房设备维护的人员值班，这对机房的安全运行无疑又是一个不利因素。正是为了解决上述问题，本自控方案实现了机房设备的统一监控，减轻了机房维护人员负担，提高了系统的可靠性，实现了机房的科学管理。第2页共18页2、设计依据该系统的设计配置，完全依据业主对项目自控系统的招标文件及相关专业设计图纸。该系统实施所涉及的技术标准和规范，产品标准和规范及工程标准规范包括如下：《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)《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)《综合布线系统工程验收规范》（GB50312-2007）《综合布线系统工程验收规范》（GB50311-2007）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）《电气装置安装工程施工及验收规范》(GB50254-96GB50259-96)《信息技术互连国际标准》(ISO/IECISP12061-6-1995)《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-952005年版)《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)《自动化仪表安装工程施工质量检验验收规范》（GB50131-2007）3、设计原则我公司对该系统的设计思路，均遵循以下优化原则：保证系统的可靠性、适用性和先进性。系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。追求最优化的系统设备配置在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。实现一体化控制要求将项目有限的几个子系统置于一个中央监控系统监视、控制之下，不但方便安装和操作，节约系统投资，并且不同的子系统连接起来后，还可以产生单独控制所不具备的新功能。保留足够的扩展容量随着科技的发展，需要控制的场合和设备都会不断增加，所以控制容量上保留一定的余地，不全部用满，以便在系统中加入新的控制点；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。舒适——提供舒适良好的工作环境节能——降低能耗和管理成本第3页共18页在满足舒适性的前提下，机房集中监控系统通过合理组织设备运行，使大楼的运行费用为最低。即以能耗值最低为控制目标，进行优化系统控制。安全——提供突发故障的预防手段如果建筑内的机电设备突然发生故障而停机，将对整个建筑产生不良后果。本自控方案可以从以下几个方面预防这种局面的出现：随时检查设备的实际负载和额定负载，一旦发现设备过载，立即自动卸载同时向中央控制室发出报警信号，以防损坏贵重设备；监视设备运行状况，一旦发现其中某台设备运行异常，立即报警通知检修人员前去检查，以防引起更大范围的设备故障；自动记录设备的累计运行小时数，当累计值达到规定的维修时间时，自动报告中央控制室，及时提醒进行设备检修；当一组设备中的某台设备出现故障不能继续运转时，自动切换到备用设备；同时，对于临时停电的情况，当恢复供电后，系统自动执行顺序启动程序，可保证设备投运顺利，避免启动失败对设备的损害。通过这些检测、报警和处理方式，使智能建筑对机电设备突发故障具备有效的预防手段，以确保设备和财产安全。高效——提高设备运行效率、减少管理人员数量在没有智能楼宇自动化监控系统的建筑物中，设备的开关、维护及保养都需要人去操作，这样不可避免地要求建筑配置庞大的人员队伍，而采用了本自控方案之后，上述工作均由系统根据预先设计好的程序自动完成，大批的人力将被减少下来，首先节约了管理上的开支，同时也减少了由于管理众多人员所引起的一系列问题。实惠——降低初期的投资及未来升级费用本自控方案的扩展性能极强，实现起来极其灵活方便。扩展时只需将所需的扩展模块连接至原有的控制器，或将新增的控制器直接连接到楼内计算机局域网的网络通讯线上即可。直接降低了设备控制的初期投资成本。——相信采用我公司为您精心优化设计，使您将获得具有高度的灵活性与可扩展性，满足将来发展的需要的可靠动力，为您长久创造安全、健康、舒适宜人和能提高工作效率的人性化办公与商业环境。二、主机机房控制系统介绍：本自控方案采用工业级控制器PLC（可编程序控制器）为核心的控制系统，所有的逻辑控制功能均由程序完成，简化了外围电路，极大的提高了系统的可靠性。并具有动态画面监控系统，监控显示采用触模式液晶显示屏，操作简单方便。本系统能够对温度、压力、液位、设备状态等现场参数进行采集、显示，并根据工艺要求自动控制机组、水泵、电动阀、风机等机房内所有设备的运行，能够连续记录系统数据，方便管理人员查阅，能够自动判断系统及设备的故障，并发出声光报警。整套系统可以做到完全自动控制，无需人为参第4页共18页与。本自控方案所有配件均采用工业级产品，主要部件均为国际国内知名厂家的产品，所有配件都经过多年在各种项目中长期使用测试过,完全能够保证系统在恶劣的环境中长期稳定可靠的运行。同时本公司可提供最优化的机房配电系统及整体解决方案，并可根据用户要求设计其他功能。1、本控制系统的先进性我单位自控系统采用了完善的现代工业控制技术，配备工业计算机系统及可编程控制器、执行机构和检测元件，在充分考虑系统造价的前提下同时兼顾了自控系统的先进性、兼容性、可靠性和实用性。自控系统采用集散型（DCS）结构，实现集中管理、分散控制的技术目标。系统由控制工作站（即上位机）和现场控制器（即下位机）两部分组成。上位机以图形和菜单的形式提供友好的人机界面，并承担控制模型中较为复杂的计算、以及系统运行数据的管理；下位机除提供底层输入输出操作外，还承担简单的闭环控制。下位机在脱离上位机时能维持空调系统的基本运行，并具备支持这一功能的人机交互手段。自控系统和水源热泵机组相结合能发挥更大的软硬件功能，可通过控制器直接控制机组，使得用户不用走到机组前面也能够对热泵机组的运行状态了如指掌。作为楼宇自控系统(BAS)的一个子系统，本自控系统方案为BAS提供Ethernet网接口，符合OPC通讯协议，使BAS无需附加设备就能接纳本系统。本方案还维护一个数据共享区并实时更新共享区中的数据，供BAS中其它系统读取、调用，以实现信息共享。…….机组压力变送器温度变送器电动阀控制柜监控界面循环泵第5页共18页自控系统界面自控系统方案的中央计算机采用工业微机，为金属全密封工业机箱，配备可连续工作的工业电源及PC完全兼容主板，能适应较为恶劣的工业现场，并能满足长时间不间断工作的要求。系统总体结构参见下页所示，主系统下辖4个子系统：开关量输入/输出模块，用于控制水泵、风阀、风机的开关量输出，及上述设备的运行状况检测、故障检测和液位开关检测。模拟量输入/输出模块，用于对模拟量信号的检测，及对调节阀等设备的模拟量输出。中央控制单元可通过RS485通讯接口，实现热泵机组内部参数的读取。现场总线集线器，用于对所有集成式数字传感器输出信号的采集。子系统由可编程控制器（PLC）组成，中央控制单元与各子系统之间由RS485通讯接口实现数据交换。第6页共18页控制柜外观2、自控系统结构特点：采用一对多的DCS结构，集中管理分散控制，以充分释放故障风险。采用了总线技术，使结构更为紧凑，故障率得以进一步降低。采用了电流变送传感器，稳定可靠，不受干扰且不存在信号衰减。中央控制单元由工业微机担任，金属全密封工业机箱，配备可连续工作的工业电源及PC完全兼容主板，能适应较为恶劣的工业现场，并能满足长时间不间断工作的要求。下位机以控制器为核心，完成数据采集及底层的控制回路。下位机在脱离上位机时仍能对空调系统进行基本控制，下位机和上位机通过RS485总线进行数据交换。3、三个操作层面“全自动层面”——不仅能根据工况自动启停设备，还能根据控制目标不断调控系统运行参数。“上位手动层面”——即当第一层面失效或因操作者对系统有非常规操作要求时，可在上位机的图形接口第7页共18页上利用鼠标的点击可启动或关闭任意设备。“配电柜手动操作”—所有的设备具有手自动转换开关，在特殊情况下可以不依赖自动系统，由人为手动开启。触摸屏显示界面4、中央控制单元中央控制单元由工业控制计算机及外围辅助设备自动监测控制和管理软件等组成，为整个自控系统的核心部分.中央控制单元的主要作用是对自控系统的管理功能，如提供图形化人机交互界面，负责将系统的运行数据定时加入到数据库、并具有数据库维护及制表、打印等功能，根据对各受控设备和检测点的巡检结果作出故障判断并发出故障或异常报警，根据事先按逐时负荷编制的时间表自动切换系统工况以在必要时实现无人值守等。中央控制单元还为操作人员对系统进行人工干预提供操作界面，通过该界面，经过特殊授权的操作人员可绕过自动控制系统直接启停设备。中央控制单元的工业计算机采用金属全密封工业机箱，配备可连续工作的工业级电源和PC完全兼容的主板，能适应较为恶劣的工业现场，并能满足长时间不间断工作的要求。中央控制单元采用工业计算机，出于安全考虑，中央监控计算机不配备软器和光驱。中央控制单元配备22寸液晶显示器及操作柜等外围辅助设备。中央控制单元从用户角度出发，结合我国的实际情况精心设计了工业控制软件和上位机监控软件。该控制软件不仅实现了楼宇自控系统监控、历史数据记录等控制功能，还具备了丰富的故障检测、故障报警、故障处理功能，保证了系统的安全可靠运行。第8页共18页5、现场控制单元现场控制单元器采用开放式可编程控制器（PLC）,分为开关量输入输出、模拟量输入输出等部分。现场控制单元利用RS485通讯接口接受中央控制单元的指令，并将现场数据采集的结果送给中央监控计算机。开关量输入输出模块负责对状态信号的采集及实现状态控制输出。它们分别是各水泵、电机及风机的运行状态、各液位开关、主要开关的运