霍尼韦尔SymmetrE楼宇自控系统方案设计

技术方案0×××××××楼宇管理自动化系统深圳市松贤机电设备有限公司2007年3月技术方案技术方案1第一章楼宇管理自动化系统(BAS)1.1概述本大楼作为一座集楼宇自控、消防、安保及诸多子系统于一体的综合性智能化建筑，其对于楼宇自控系统有很高的要求，它不仅需要对建筑内的所有机电设备如HVAC设备、供配电及照明设备、给排水设备、电梯等进行统一管理，而且这些设备还需与其它的智能化系统进行通讯和必要的联动控制，以致力于创造一个高效、节能、舒适、高性价比、温馨而安全的就餐、会议及住宿环境。为此我们推荐性能优越的美国霍尼韦尔（Honeywell）公司楼宇自动化系统SymmetrE，确保整个工程提供的设备为先进的、节能的、便于维护、操作方便，自动控制、技术经济性能符合规格书的要求，既满足高度智能化和系统集成化的技术要求，又能满足系统今后升级换代及系统扩展的需要。1.2设计说明设计原则本智能化系统在满足现实需要基础上，应有适当的超前性，以满足新世纪科技不断发展的潮流。为此在制定本系统方案时遵循下列原则：先进性本系统建设于新世纪的信息时代，因此系统方案设计力求与当前科学技术高速发展的潮流相吻合。系统总体结构定位于高起点、开放式、模块化，从而建设一个可扩展的平台，保护前期工程与后续技术的衔接。实用性系统设计以实用为第一原则。在符合当前实际需要的前提下，合理平衡系统的经济性和先进性，避免片面追求先进性而脱离实际或片面追求经济性而损害本智能化建设的初衷。可靠性技术方案2系统设计为每天24小时连续工作，局部设备故障不会影响整个系统的正常运行，也不会影响其它智能化子系统的正常运行。关键的系统部件对故障容错和数据备份应提供相应的解决措施。安全性系统选用的所有设备、配件及其系统，在保证其安全、可靠运行的同时，符合国际和国家的有关安全标准和规范要求，并在非理想环境下能有效地工作。经济性系统选用的设备及其系统，是以现有成熟的设备和系统为基础，以总体目标为方向，局部服从全局，力求系统在初次投入和整个运行生命周期内获得最佳的性能价格比。易维护性系统中需要监视和监控的设备品种繁多，而且位置分散，要保证日常系统正常工作、可靠运行，系统必须具有高度可靠的可维护性和易维护性。尽量做到所需人员少，维护工作量小，维护强度弱，维护费用低。开放性和可扩展性系统设计采用国家和国际标准及规范，兼容不同厂家、不同协议的设备和系统。采用符合工业标准的操作系统、网络技术、相关数据和图形系统。各子系统可方便进出总系统，同时具有开放接口，以便用户进行二次开发。系统特点和产品选型根据本BAS的系统功能和技术要求：需选用具有集成功能及开放性的BAS系统，便于实现与安保系统、消防系统的综合联动，实现与上位管理系统及其他相关系统的集成和数据共享。此外，本系统的很多第三方设备采用软件接口连入BA系统，如冷水主机、变配电系统等，要求BAS具有很好的开放性，可提供丰富多样、符合行业标准的接口设备和软件。对于本BAS，能耗主要集中于动力设施、暖通空调、照明设备等方面，其中暖通空调和照明占了相当大的一部分，也是较易直接控制、实现节能的能耗负荷。因此BAS应在满足建筑使用功能、舒适度要求的情况下对空调和照明进行有效的节能管理。技术方案3需采用先进的、集散型网络结构实现BAS的实时集中监控管理功能。既符合国际标准，又符合本大楼的建筑特点，其设备较分散，作为集散性控制分站的控制器通讯网络，应能实现各分站间、分站与中央站之间的数据通讯，分站的运行可以独立于中央站，内部网络的通讯不会因中央站的停止工作而受到影响。本大楼对BA系统的设备可靠性要求较高，要求系统运行不过分依赖某一设备，若设备故障时要求减少其波及面，系统采用三层网络结构。同时可以根据需要在网络范围内预留或设置多个监控分中心的通讯接口，便于通过分中心来监控整个系统。根据以上的需求分析，我们推荐采用美国Honeywell公司的SymmetrE企业楼宇设备集成系统。该SymmetrE系统具有灵活的开放性，提供多种符合行业标准的接口标准和协议（如BACnet、Lonwork、OPC、DDE、ODBC和NetAPI），并具备系统网络数据库，可以满足本BAS的特点需求。SymmetrE系统还可基于内部的Intranet（企业网）之上，通过SymmetrE服务器实现本内的信息交互、综合和共享。实现建筑内信息、资源和任务的综合共享，以及全局事件的处理和一体化的科学管理。现场控制器选用Honeywell在中国应用最广泛的Excel5000控制系统，以及应用LonWorks技术的最新型的XCL5010现场控制器和XFL系列Lon分布式输入输出模块。传感器和执行器方面则大部分选用了Honeywell提供的各类楼控产品。SymmetrE系统完全满足本BAS关于集成及开放性，成熟及可靠性、可扩展性等要求。Honeywell公司的Excel500现场分布式模块化控制器集合SymmetrE系统将完全实现集散型的监控系统。整个方案设计将基于以上的需求分析，为本项目提供一套先进、可靠，设计功能完善的BAS系统。1.3系统目标实现建筑各种机电设备的自动控制和管理如送排风机的程序启停、给排水泵开启台数的自动控制，设备故障报警的自动接收，备用设备自动切换运行等。按管理者的需求，自动形成各种设备运行参数报表，或随时变更设备运行参数(如启停时间、控制参数等)。技术方案4降低建筑的营运成本BAS只需在管理中心安排一至二名操作管理人员，即可承担对建筑内所有监控设备管理任务，从而可大大减少有关的管理人员及其日常开支。另外，由于BAS其所具有的多种有效的能源管理方案，使得建筑在满足舒适性条件下，能耗可大大降低，从而进一步降低了建筑的日常营运支出，提高了建筑的效益。延长机电设备的使用寿命以及提高建筑安全性BAS可以通过编程实现有关机电设备的平均使用时间，从而提高大型机电设备(如空调机组、各种水泵等)的使用寿命。由于BAS具有极强的系统联网功能，在特定的触发条件下，可以和消防报警系统、安保系统等其它智能化子系统实现跨系统的联动功能，使建筑的安全性管理更可靠。1.4系统设计需求分析从本项目弱电系统的实际需要考虑，参考相关的建筑图纸，本项目楼宇自动控制系统监控的内容有：冷源系统空调新风系统通排风系统变配电系统电梯系统根据建筑设计图纸和实际功能需求，SymmetrE系统软件已完全满足本项目BAS监控点需求（如还需增加，则可通过网桥、增加软/硬件的方式，最高可达到63000点）。系统接口：冷水机组的运行参数，通过RS-485接口并提供通信协议格式说明、详细点表，并配合BAS系统调试人员，通过RS-485与RS-232的转换器连接至SymmetrE主机。电梯系统的监测信息，通过RS-485接口并提供通信协议格式说明、详细点技术方案5表，并配合BAS系统调试人员，通过RS-485与RS-232的转换器连接至BA的SymmetrE主机。变配电系统的监测信息，通过RS-485接口并提供通信协议格式说明、详细点表，并配合BAS系统调试人员，通过RS-485与RS-232的转换器连接至BA的SymmetrE主机。同时BA系统提供与上位管理机IBMS系统集成的OPC接口。说明：该部分系统接口协议必须由供货商提供，请在购置该设备时要明确要求供货商承诺提供其接口协议，以免后期不必要的投资。设备监控要求目前根据本相关的设计图纸，楼宇自动控制系统监控范围如下，有待根据设计院的暖通图纸，进行调整和深化（BAS点数配置详见图纸）：冷热源系统中央空调冷热源设备包括冷冻机组及各种水泵、水箱（膨胀水箱等）等配套设备。冷冻机组1台，冷冻泵2台，冷却水泵4台，冷却塔1台，膨胀水箱1个。冷却机组的运行参数，通过通讯接口来采集数据。其它设备的监测和控制，通过DDC来完成。空调系统空调设备包括空调机组、新风机组等。空调机组1台，新风机组7台。风机盘管36台。房间阀门36台。变配电系统（接口方式）变配电系统的监测信息，通过RS-485与RS-232的转换器连接至BAS的SymmetrE主机。电梯系统（接口方式）本建筑设3台升降电梯。电梯系统的监测信息，通过RS-485与RS-232的转换器连接至BAS的SymmetrE主机。技术方案6冷热源系统冷冻机组监控点：数字量输出点（DO）:冷冻机组启停控制、阀门开关控制、冷冻水泵启停控制、冷却水泵启停控制、冷却塔启停控制、冷却塔阀门开关控制；模拟量输出点（AO）:/；数字量输入点（DI）:水流开关状态显示、冷冻水泵运行状态、冷冻水泵故障报警、冷却水泵运行状态、冷却水泵故障报警、冷却塔运行状态、冷却塔故障报警、阀门开关状态；模拟量输入点（AI）:冷冻水系统水管流量、压力、供回水温度、冷却水系统供回水温度；接口点：通过RS-485接口，采集冷冻机组的运行参数，在BAS系统界面上显示。业主在订购设备时，需要设备提供商免费提供该接口，以免以后追加费用，给业主带来不必要的经济损失。下图为冷热源系统的控制原理图。技术方案7监控内容：•冷冻机组的台数控制控制系统监测冷水机组集水器和分水器的出水和回水温度。由冷冻水的供／回水温度传感器和流量传感器测量出整个大楼的制冷负荷Q=F*△T，根据实际冷负荷控制冷水机组及水泵的运行台数，以达到节能效果。在冷水系统启动时，冷冻水的温度会较高，控制系统通过分析温度变化与时间变化的趋势来判断当前满足系统负荷所需的冷水机组开启数量，从而进行冷源系统的自适应调节。•设备的自动切换及故障设备的自动锁定为了保护冷源设备，延长设备的使用寿命，因此需要累计每台设备的运行时间，使同类设备进行交替运行，并在发生故障时自动切换。在冷水系统中有某一设备发生故障时，系统立即发出报警到终端，同时锁定该设备以防再次启动。在这同时自动启动另一个可得到的备用设备或一组可得到的设备。当故障故障排除后，设备需要重新加入自控行列时，必须在BAS终端手动复技术方案8位相应的锁定点，这样才能使锁定的设备再次进入自控行列，以防止设备未经确认的突然动作。•冷却塔控制冷却塔的投入使用是由冷冻机启动时，由控制程序打开相应的冷却塔进出水蝶阀确定的。投入运行的冷却塔风机是由冷却水总回水管的温度传感器决定。当温度在一定范围内时依次投入风机运行。当风机发生故障时，将发出报警到BAS终端，并且锁定该风机。在排除风机故障后，必须在控制软件相应的复位点复位后才能重新投入自动运行。当冷却水回水温度低于某设定值时，冷却水供回水旁通管上的电动蝶阀开启，使冷却水旁路后直接流回冷冻机。•水泵监测控制系统通过水泵电控箱的干接点信号监测泵的运行情况，按工艺要求启停泵，并能累积运行时间等。通过水流开关和蝶阀开关状态判定水系统管道的水流流动情况。空调系统水冷柜机6台，新风机组7台，风机盘管36台，房间阀门36台。BA系统对室外温湿度等进行监测，作为系统联动优化控制运行参数。BA系统通过DDC及预先编制的程序对各楼层空调设备进行监视和控制，设备的工作状况以图形方式在管理机上显示，并打印记录所有故障。监控方案：l监测水冷柜机运行状态、故障报警、滤网淤塞、回风温湿度，室外温度、室内CO2浓度等，设备运行状况在BA管理机上作图形显示。l风阀和风机、水阀进行联锁，当风机停机时，水阀和风阀自动关闭，减少空调冷负荷量。l过滤网的压差报警，提醒清洗过滤网；l按照制定的时间程序自动启停空调机电源，记录风机的运行累计时间，提示定时维修。l对房间阀门实行回风的