1、楼宇自控系统设计培训

厦门市万安实业有限公司XIAMENWANANINDUSTRIALCO.,LTD设计所培训资料第1页，共27页楼楼宇宇自自控控系系统统1、系统介绍1.1系统概述楼宇自控系统是整个智能大厦智能化系统中，内容最为丰富、设备最多、控制管理最复杂、控制范围最广的智能化系统，是整个建筑智能化系统的重要组成部分。楼宇自控系统就是将建筑物或建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水等众多分散设备的运行、安全状况、能源使用状况及节能管理实行集中监视、管理和分散控制的建筑物管理与控制系统，称为BAS（BuildingAutomationSystem）。也就是通过系统软件平台，系统地管理相互关联的设备，发挥设备整体的优势和潜力，提高利用率，优化设备的运行状态和时机（并不影响设备的工效），从而延长设备的服役寿命，做到降低能源消耗，减低维护人员的劳动强度和工时，最终降低设备的运行成本。楼宇自控系统为大型建筑中的环境提供了有效的保证手段：舒适：保证了舒适的温度、湿度、空气质量、风速等空调参数安全：保证了设备的正常运行高效：保证了对建筑内各类机电设备运行的有效管理便利：保证了始终满足入驻人员的需求节能：降低大楼的运行成本厦门市万安实业有限公司XIAMENWANANINDUSTRIALCO.,LTD设计所培训资料第2页，共27页1.2监控范围冷源系统：冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵的监控、冷却塔膨胀水箱液位监测等；空调系统：新风空调机组、组合式空调机组、变风量空调机及VAV控制等通风系统：送风机、排风机给排水系统：生活水箱和集水坑的水位监测、给水泵和排水泵的监控等电梯系统配电系统照明系统热源系统1.3系统功能室内恒温、恒湿、良好的空气质量、合理的灯光照度控制实现最佳的能源控制方案，节约能源消耗并实现能源管理自动化。实现设备自动化运行，提高运行效率，降低劳动强度。厦门市万安实业有限公司XIAMENWANANINDUSTRIALCO.,LTD设计所培训资料第3页，共27页便于大楼内的所有设备运行于最佳工况，同时便于设备的保养和维修便于大楼管理人员对设备进行操作并监视设备运行情况，提高整体管理水平良好的管理将延长大楼设备的使用寿命，使设备更换的周期延长，节省大楼的设备开支及时发出设备故障及各类报警信号，便于将损失降到最低点，便于操作人员最短时间处理故障1.4系统组成各类传感器现场设备各类执行机构直接数字控制器DDC中央监控中心管理层现场设备层控制器层管理层：包括服务器、工作站、相关网络设备以及在服务器、工作站上运行的管理软件；主要是用于日常控制监视和管理工作。控制器层：它是整个控制系统的核心，采用直接数字控制器（DDC）它具有AI、AO、DI、DO四种输入/输出接口。方便灵活地与现场的传感器、执行调节机构直接相连接，对各种物理量进行测量，以及实现对被控系统的调节与控制。AI-模拟量输入接口，可用作仪表的检测输入，如温度、压力等，一般为0-10V、2-10V或4-20mA的直流信号输入。AO-模拟量输出接口，用于操作控制阀、执行器等，如电动阀、三通阀、风门执行器等，需要外部电源，输出为0-10V、2-10V或4-20mA的直流信号。DI-数字量输入接口（开关输入），即触点、液位开关闭合与断开，一般用作检测设备状厦门市万安实业有限公司XIAMENWANANINDUSTRIALCO.,LTD设计所培训资料第4页，共27页态、报警接点、脉冲计数等。DO-数字量输出接口（开关输出），用于控制风机，水泵等运行，常见的湿接点输出24VAC可控硅开关输出，干接点输出有24~220VAC的继电器开关输出。现场设备层：传感器和执行调节机构;传感器是指装设在各监视现场的各种敏感元件、变送器、触点和限位开关、用来检测现场设备的各种参数（如温度、湿度、压差、液位等）;执行机构是指装设在各监控现场接受现场控制器（DDC）的输出指令信号，并调节控制现场运行设备的机构（如各类风阀、水阀等）；BA系统结构示意图2、系统设计BAS系统的设计具有很大的灵活性，应根据建筑物的整体功能需求和物业管理方式控制水平，根据建筑物内不同区域的要求和被控系统的各个特点，选择技术先进、成熟、可靠、经济合理的控制系统方案和设备，避免投资的盲目性。2.1设计依据建筑专业提供的建筑图纸厦门市万安实业有限公司XIAMENWANANINDUSTRIALCO.,LTD设计所培训资料第5页，共27页暖通专业提供的空调系统资料给排水专业提供的图纸电气专业提供的图纸《智能建筑设计标准》（GB/T50314—2000）《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019—2003）《建筑设计防火规范》（GBJ16－87）（2001年版）《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16——92）《建筑智能化系统工程设计标准》（DB32/181-1998）2.2系统设计步骤第一步、了解项目概况；第二步、详读图纸，根据招标文件和技术要求，空调、电气、给排水等相关专业提供的设计条件（资料）及投资情况，功能要求，确定需要监控的设备种类、数量、分布情况及标准；第三步、统计监控系统的监控点（AI、AO、DI、DO）的数量，分布情况并列表，根据监控点数和分布情况确定分站的监控区域、分站设置的位置，统计整个大楼所需分站的数量、类型及分布情况第四步、选择现场设备的传感器和执行机构第五步、BAS中各子系统与大厦其它部分间的接口，根据各专业的控制要求和控制内容确定并画出设备监控系统原理图第六步、确定楼宇监控的系统网络及中心站设备的选择2.3冷冻站系统2.3.1系统组成冷冻站系统可分为冷水机组、冷冻水系统、冷却水系统三大部分冷冻水系统包含冷冻水系统由冷水机组、冷冻水循环泵、分水器/集水器、差压旁路调节和空调末端等构成。冷却水系统包含冷水机组、冷却水循环泵、阀门、冷却塔等部分。厦门市万安实业有限公司XIAMENWANANINDUSTRIALCO.,LTD设计所培训资料第6页，共27页2.3.2系统原理空调冷冻站系统担负着整栋智能大厦个楼层个房间、办公室的制冷任务，并随着控制系统自动的调节控制，满足大厦内的温度的舒适性。主要包括两个水循环。冷冻水循环系统原理是冷水机组所制成的冷冻水进入分水器，由分水器向各空调区域的新风机组、空调机组或风机盘管等空调末端设备，冷冻水与末端设备的空调系统进行水/气热交换、吸热升温后返回到集水器，再由冷冻水循环泵加压后进入冷水机组循环制冷，这样就实现了冷冻水的循环过程。通过冷冻水供回水温度、流量、压力检测和差压旁路调节、冷水机组运行台数、循环泵运行台数的监控，实现冷水（循环）系统的控制以满足空调末端设备对空调冷冻站冷冻水的需要，同时达到节约能源的目的。冷却水循环系统原理是从冷水机组冷凝器出来的冷却水到冷却塔与空气进行换热，冷却塔冷水机组冷冻水泵压差旁通阀集水器分水器空气处理机组空气处理机组蝶阀控制器控制器压差变送器温度传感器蝶阀冷冻站原理图厦门市万安实业有限公司XIAMENWANANINDUSTRIALCO.,LTD设计所培训资料第7页，共27页冷却下来的冷却水通过冷却水循环泵返回到冷水机组中循环。监控的目的主要是保证冷却塔风机和冷却水泵安全运行；确保制冷机冷凝器侧有足够的冷却水通过；根据室外气候情况及冷负荷调整冷却水运行工况，使冷却水温度保持在要求的范围内。2.3.3监控内容1、冷水机组在冷水机组两侧，冷冻水供水管上和冷却水回水管上各设置一个电动蝶阀，用于当该台冷水机组停止运行时切断水路，以防水流短路。冷冻水回水管和冷却水供水管上各设置一个水流开关，监测管道的水流状态，保护冷水机组。2、冷冻水系统楼宇自控系统BAS通过设置在冷冻水管路上的传感器和冷冻泵电控箱的接口，实时监测并记录冷冻水系统中各设备的运行状态与系统运行参数，监控点包括：冷冻水回水流量（AI）；冷冻水供/回水温度、压力测量（3AI）；冷冻水供、回水压差测量（AI）；冷冻水供、回水旁通阀控制(AO）；冷冻水泵手/自动状态（DI）；冷冻水泵运行状态（DI）；冷冻水泵启停控制（DO）；冷冻水泵故障报警（DI）；冷冻泵变频器的转速反馈（AI）；(带变频装置)冷冻泵变频器调节（AO）；(带变频装置)3、冷却水系统根据冷水机组开启台数、冷却回水温度，冷却水泵开启台数来确定冷却塔的启停台数。根据冷却塔供回水总管温度差，确定冷却塔补水泵的启停及台数，同时根据冷却厦门市万安实业有限公司XIAMENWANANINDUSTRIALCO.,LTD设计所培训资料第8页，共27页塔启停台数要求对冷却水路的蝶阀进行切换控制。根据冷却水供水和回水的温度控制冷却水热回收泵的启停。实时监测并记录冷却水系统中各设备的运行状态与系统运行参数，监控点包括：冷却水供/回水温度、压力测量（3AI）；冷却水泵手/自动状态（DI）；冷却水泵运行状态（DI）；冷却水泵启停控制（DO）；冷却水泵故障报警（DI）；冷却泵变频器的转速反馈（AI）；(带变频装置)；冷却泵变频器调节（AO）；(带变频装置；冷却塔冷却水路蝶阀开关状态（2DI）；冷却塔冷却水路蝶阀控制（2DO）；冷却塔风机运行状态（包括设备状态、手/自动状态、故障报警）（3DI）；冷却塔风机启停控制（DO）；2.3.4监控功能监控内容控制方法冷负荷需求计算根据冷冻水供、回水温度和供水流量测量值，自动计算建筑空调实际所需冷负荷量。机组台数控制根据实际使用情况计算出建筑所需冷负荷、差压旁通阀开度，通过智能模糊控制算法自动调整冷水机组系统各个设备的运行台数，达到最佳节能目的。机组联锁控制启动：冷却塔蝶阀开启，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组，关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷却塔蝶阀。厦门市万安实业有限公司XIAMENWANANINDUSTRIALCO.,LTD设计所培训资料第9页，共27页冷冻水差压控制根据冷冻水供回水压差，自动调节旁通调节阀，维持供水压差恒定。冷却水温度控制根据冷却水供回水温度和智能模糊控制算法启停相关的冷却水泵。水泵保护控制水泵启动后，水流开关检测水流状态，如故障则自动停机水泵运行时如发生故障，备用泵自动投入运行。机组定时启停控制根据事先排定的工作节假日作息时间表，定时启停机组自动统计机组各水泵、风机的累计工作时间，提示定时维修。机组运行参数监测系统内各检测点的温度、压力、流量等参数，自动显示，定时打印及故障报警。2.4空调系统空调监控系统包括对空调机组、新风机组和末端风机盘管系统的控制。空调机组和新风机组是冷热源的主要负载，所以对机组的自动控制目的是在保证被控区域舒适性的基础上，尽可能的节能。设计空气调节能系统的目的在于，创造一个良好的空气环境，即根据季节变化提供合适的空气温度、相对湿度、气流速度和空气洁净度，以保证人的舒适度。在智能建筑中，由于使用着大量的办公设备和电信电气设备，空调负荷中主要是内部发热量引起的负荷，在设备使用高峰期，设备发热量可达内部发热量的50％左右。因此，智能化大楼的内区基本上全年供冷，周边区可能出现供热,供冷交替反复形式。夏季冷负荷，智能化大楼可以达到一般大楼的1.3—1.4倍，而冬季热负荷却仅为后者的50％。所以,智能化大楼的空调也将根据不同区域有着不同的方式。通过BA系统的监控环境温度可控制在设定温度的+/-20C范围。需要强调的是，尽管机组不同、应用的场合不同，但是，对它们的控制均有一个共同的目标和控制重点就是在保证舒适性的前提下，保证机组可靠运行，提供节能措施。对每一台机组的控制原理和控制方式，均建立在这个基础上。2.4.1新风机组监控新风机组是半集中式空调系统中用来集中处理新风的空气处理装置。新风在机组内厦门市万安实业有限公司XIAMENWANANINDUSTRIALCO.,LTD设计所培训资料第10页，共27页进行过滤及热湿处理，然后利用风机通过管道送往各个房间。新风机组由过滤器、空气冷却器／空气加热器、送风机等组成，有的新风机组还设有加湿装置。监控原理图：新风机组一般带有水阀调节