西门子楼宇自控BA设计方案

西门子BA控制部分一、系统概述基地的自动化控制系统将致力于实现基地建筑物内的空调、给排水、照明、电梯及其他各类系统机电设备管理自动化、智能化、安全化、节能化，同时为基地的工作人员提供昀为舒适、便利和高效率的环境。西门子楼宇科技的APOGEE控制管理系统是采用集散控制的系统，每个DDC控制器均有CPU处理器进行数据处理，都能够独立工作，不受中央或其他控制器故障的影响，从而大大提高了整个集控管理系统的可靠性。并且系统可对所有的DDC进行巡检，如有DDC控制器丢失，中央管理站可在其恢复通信后自动下载程序，保证了系统的运行可靠。二、系统需求分析根据甲方要求对机电设备的自动化控制需求本方案制定如下控制项目主楼的BA系统及辅楼人防指挥所的BA系统。两个系统相对独立。但是共用同一个冷热源系统。主楼BA系统的工作站安放在主楼地下一层的控制室内。辅楼的的BA系统的工作站安放在人防指挥所的控制室内。所有系统均包含以下控制部分冷热源系统控制基地的冷暖源系统共分2个区（包括主楼及辅楼的人防指挥所），共有4台冷冻机组，11台冷却塔、和冷冻水泵、冷却水泵、锅炉、循环水泵、热交换器等设备组成。APOGEE楼宇自控系统可以采用DDC控制器直接采集冷热源系统中的冷冻机组、热交换器以及空调水泵的各种参数。同时程序控制冷冻机组及空调水泵、冷却塔的启停，完成各种联动控制，备用设备的转换。同时APOGEE系统还可以采用标准网关的方式采集冷冻机组的各种参数，在冷冻机组的控制中，APOGEE系统与许多著名冷冻机生产厂家都有标准的接口网关，如：约克（York）、开利（Carrier）、特灵（Trane）、麦克维尔（McQuay）等公司。它可将机组的内部运行状态，过热报警、防冻报警，及机组的内部温度等内部参数通过通信方式直接告诉APOGEE系统。网关的方式比DDC方式具有以下优点：●提高了系统的技术等级和可靠性●可监控更多的系统参数，且增加监控点不增加现场布线工作●避免了传感器的重复投资，减少了现场的布线工作冷冻系统控制内容：监控设备监控内容冷水机组程序开关控制，蝶阀控制运行状态，故障报警，手/自动状态，冷冻机供回水温度检测，蝶阀位置反馈冷冻水泵启停控制运行状态，故障报警，手自动状态监测，水流开关状态冷却水泵启停控制运行状态，故障报警，手自动状态监测，水流开关状态冷却塔启停控制，蝶阀控制运行状态，故障报警，手自动状态监测，蝶阀位置反馈冷却水总管回水温度检测同时采用DDC直接采集冷冻水供/回水总管路的温度、流量的参数监测冷冻水旁通的压差，控制调节旁通阀开度监测膨胀水箱的高低液位控制内容：●在指定管道位置设置温度及压差传感器和水压调节阀，以测量空调水供回水温度，调节空调水供回水压差。●根据冷冻水总进/回水温度差和流量计算系统总负荷来控制冷冻机组的运行台数。独立空调区域负荷计算根据Q=C*M*(T1--T2)T1＝分回水管温度，T2＝分供水总管温度，M＝分回水管回水流量当负荷大于一台机组的15%，则第二台机组运行。详细流程见群控流程图。●根据程序或管理的日程安排自动开关冷冻机组。●根据管理的要求自动切换4台冷冻机组的运行次序，累计每台机组运行时间，自动选择运行时间昀短的机组，使每台机组运行时间基本相等，以延长机组使用寿命，自动监测各关键设备的运行状态，故障报警，手/自动状态，并按照程序及实际情况自动启动备用设备。●测量冷却水总回水温度，控制冷却塔风机的运行台数，以维持适当的冷却水温并节约能源。冷热源系统同时还完成如下控制：♦监测热交换器的供回水温度根据热交换器的二次侧出水水温控制一次侧电动蒸汽调节阀，以维持出水水温图1冷冻机群控流程图选定冷水机启动冷却塔确定风机状态启动冷却水泵确定水泵开动启动冷冻水泵确定水泵开动启动冷水机组确定冷水机状态停冷却塔报警排序停止水泵报警排序停止水泵报警排序停冷水机报警排序冷水机开/停机后，延时30分钟计算负荷，测量流量加机减机停冷水机停冷冻水泵停冷却水泵停冷却塔NONONOYESYESNO空调控制基地项目的空调系统由新风机组、空调机根据基地项目空调系统的特点，我们采用DDC控制器方式，对大楼空调系统实行具体的监控，内容如下：启停控制于预定时间程序下控制空调机组的启停，可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表，确定假期和特殊时段。(DO)状态监测通过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号(DI)通过空调控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号(DI)通过安装压差开关，监测过滤网两侧压差，根据设定值产生阻塞报警信号，提示清洗过滤网，提高过滤效率。压差设定值20-300Pa，可调报警范围(DI)通过PI算法调节新风机冷源阀门调整新风机组送风温度跟踪设定温度点。软件控制模式A)DDC控制器能进行下列各项标准及完备的控制模式：♦两态控制（ON/OFF）♦设备状态检测（NORMAL/ALARM）B)控制软件提供一个备用功能，用以限制每小时装置被控制周期次数。C)控制软件对重型装置提供一个延迟开启的功能，用以保护重型装置在过度开启情况下可能造成的损坏。D)当停电回复正常后，控制软件将会根据每一个装置的个别启/停时间表，对装置发出启/停的指令。节能控制模式－每日的预定时间表－每年的预定日程表－假期的安排表－临时超控安排表－昀佳启/停功能－夜间设定自动切断空调机主电源回路送排风机的控制启停控制于预定时间程序下控制送排风机的启停，可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表，确定假期和特殊时段。(DO)状态监测通过启动柜接触器辅助开关，直接监测风机运行状态(DI)通过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号(DI)照明系统的监控公共照明在一幢建筑中能耗也是非常大的，因此照明控制系统主要对楼层公共照明、泛光照明进行节能控制。照明控制设备照明回路启停控制(DO)照明回路状态反馈(DI)给排水系统控制采用DDC采集给排水系统中的生活水箱、地下水池、污水池高低液位，各种水泵的参数。具体如下：设备监控内容生活水箱的高低液位监测(DI)生活水池的高液位检测（DI）根据生活水箱的低液位启动生活水泵，生活水箱的高液位停止生活水泵(DO)。生活水泵、排水泵、运行状态，故障状态，(DI)污水池的高液位指示（DI）系统还可根据时间表对排水泵启停进行分时、分区控制。电梯系统监控监视电梯系统的运行状态和故障状态。变配电系统的监控为了大楼的安全考虑，对变配电系统的有关变配电状况，由中央监控系统实施监视而不作任何控制，一切控制操作均留给现场有关控制器或操作人员执行。所以变配电监控系统采集低压出线的合闸开关状态、跳闸开关状态，检测变压器高温报警状态和电力品质参数，如低压出线的用电量等。变配电系统中，西门子楼宇科技公司也具有于ABB、西屋公司、西门子等公司的标准接口网关，可通过与变配电系统的电脑采集配电系统的各项参数，省去配电系统报价的各种变送器。设备监控内容监测低压配电柜的合闸状态(DI)检测低压配电柜的跳闸状态(DI)监测低压出线的重要工作参数(AI)，包括：三相电压三相电流频率有功功率、无功功率、功率因素电量监测变压器高温报警信号（DI）此外，系统还监测备用柴油发电机的三相电压、三相电流及频率，监视油箱液位，高低限报警，并自动监视发电机的工作状态。三、设计依据和设计原则系统设计规范与依据-建筑智能化系统工程设计管理暂行规定(建设部1997-290)-建筑电气设计规范(JCJ/T16-92)-智能建筑设计标准(DBJ-08-47-95)-采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19-87)-建筑设计防火规范(GB50045-95)-电气装置工程施工及验收规范(GBJ232-82)-业主提供的招标文件四、系统结构及设备简介APOGEE系统介绍APOGEE系统是以安装Windows2000/NT计算机工作站为监控平台，可连接多达4条楼宇级网络（BLN），每条楼宇级网络可连接昀多100个DDC控制器，而每个DDC又可通过楼层级网络（FLN）连接多达96个扩展点模块或终端设备控制器。楼宇级网络和楼层级网络都符合RS485标准，昀大通信距离可达1200米，从而使APOGEE系统可以合理地分布于各监控现场，实现对机电设备集中监控和管理。APOGEE系统是基于现代控制论中分布式控制理论而设计的集散型系统，具有集中操作、管理和分散控制功能的综合监控系统。系统的目标是致力于实现建筑物内的暖通空调、变配电、给排水、冷暖源、照明、电梯扶梯及其他各类系统机电设备管理自动化、智能化、安全化、节能化，同时为大楼内的工作人员和其他租户提供昀为舒适、便利和高效率的环境。APOGEE系统特点：♦遵循分布式控制，集中式管理的原则。充分发挥Windows2000/NT平台的实时多任务特性和多用户管理功能。支持WEBServer服务，让用户通过Internet/Intranet，使用标准的浏览器就能监控系统运行状况。支持远程通告，能将系统报警和系统事件信息发布给例如讯呼机、电子邮件或电话等各种不同的通告设备。遵循开放性原则，支持ANSI135－1995标准—BACnet，现场总线LonMark标准和OPC技术，便于与其他第三方系统实现数据共享。♦利用微软的SQL数据库，可以对系统的历史数据进行统一管理，并提供以Excel格式的报表。系统的可靠性高，扩展和维护方便。APOGEE系统结构¾管理级网络MLN(ManagementLevelNetwork)：支持Client/Server结构，采用高速以太网连接，运行TCP/IP协议，可以利用大楼内的综合布线系统实现。操作员可以在任何拥有足够权限的工作站实施监测设备状态、控制设备启停、修正设定值、改变末端设备开度等得到充分授权的操作。目前APOGEE系统在得到授权的前提下，昀多可以通过以太网连接25台工作站。¾图2APOGEE系统结构¾楼宇级网络BLN(BuildingLevelNetwork)：系统昀多可以同时支持4条楼宇级网络，每条楼宇级网络昀多可连接99个DDC控制器，如昀常用的模块式楼宇控制器（MBC）和模块式设备控制器（MEC）。楼宇级网络使用24AWG双绞屏蔽线，昀快支持115Kbps的通信速率。¾楼层级网络FLN(FloorLevelNetwork)：重要的DDC控制器都支持昀多3条楼层级网络，每条楼层级网络昀多可连接32个扩展点模块（PXB）或终端设备控制器（TEC）。楼层级网络昀快支持38.4Kbps的通信速率。APOGEEInsight监控软件APOGEE系统监控软件采用Insight图形界面监控系统，具有以下特点。¾多任务性：使用Windows2000/NT操作系统，充分利用操作系统的多任务特点，操作员可以在连续监视系统状态的同时，其他功能软件，如报警信息，报表打印，修改参数等仍能正常运行，从而提高系统的可操作性和效率。¾保密性：利用操作系统的用户管理系统管理Insight用户，从而使Insight用户的安全级别与操作系统的安全级别相同。¾直观性：采用图形化的管理和监控界面，让用户可以直观地管理和监视设备的运行状况，包括图形化的系统网络结构（图二），图形化的设备监控界面，图形化的历史数据和即时数据趋势显示，直观的日程安排表（图三）等。¾图3系统网络结构的图形界面图4日程安排表的界面¾扩展性和开放性：除Insight软件包外，APOGEE系统还提供多种功能选项，如支持通过浏览器进行远程访问的APOGEEGO，能将系统报警和系统事件信息发布给讯呼机、电子邮件或电话等各种不同设备的RENO，利用微软的SQL数据库对系统的历史数据进行统一管理和分析的InfoCenter，提供数据开放的BACnet选项和OPC技术。一、Insight监控软件基本功能：●系统用户管理●系统网络结构●图形监控界面●点编辑器●程序编辑器●日程安排表●趋势图形界面●系统报警管理●点命令●报表生成器●点的详悉信息●程序的上传与下载●数据的备份与恢复●在线帮助功能可选功能：●自动拨号功能自动拨号软件用来实现和管理在ApogeeInsight工作站和现场控制器之间的远程通讯，远程通讯采用调制解调器