现代化智能化标准BA系统设计方案

1 现代化智能化标准 一、工程概况 *项目 是一个新建的建筑。该建筑采用楼宇自控系统，对各类机电设备进行监视和控制。根据业主提供的具体图纸以及我们与业主的沟通，我们采用了德国西门子公司的 我们设计的楼宇智能化管理系统将致力于实现建筑物内的冷热源系统、空调系统、送排风系统、给排水系统、照明系统、变配电系统、电梯系统等其他机电设备管理自动化、智能化、安全化、节能化，同时为建筑内的工作人员提供最为舒适、便利和高效率的环境。 二、系统设计规范与依据 系统工程设计管理暂行规定 (建设部 199716 2 三、系统方案描述 我们通过对项目具体要求的分析，结合楼宇控制系统的设计规范，对 *项目楼宇自动化系统提出以下方案。 该楼宇自控系统监控的主要内容有： 冷热源系统、空调系统、送排风系统、给排水系统、照明系统、变配电系统、电梯系统等 1. 冷热源系统控制 冷热源系统控制包括对 *台风冷热泵机组制冷机组和 *台循环水泵以及供回水管温度、流量监测及旁通水阀控制。 模块 直接采集冷热源系统中的机组的各种参数。同时程序控制冷水机组及循环水泵的启停，完成各种联动控制及备用设备的转换。 本处选用 制器的替代产品， 制器具有相同的特点就是控制点数可以根据实际需要自由组合，同时 1. 通过“自组”总线可以控制最多达 500 点的 模块。 2. 通过一个总线扩展模块（ 总线扩展模块可以连接 3 条 络。 因为冷热源部分点数相对集中，但控制点数又相对不规则，这样依据具体点数灵活选用需要的自组的 模块 是非常的经济方便。同时所有模块安装都使用搭扣方式，不 必要使用螺丝等安装工具，简化了设备安装及维护。 具体控制原理如下，可能最终调试需要依据现场具体情况作些必要更改。 冷水机组台数控制 a)根据冷源系统总负荷量 (供回水温差 进行冷水机组台数控制。运行台数需与负荷相匹配，实现机组最优启停时间控制，使设备交替运行，平均分配各设备运行时间。对各季节的优先使用设备进行指定，发生故障时自动切换，根据送水分水器温度进行减少，回水集水器进行增加的冷 /热源运行台数补充控制。 负 荷 计 算： Q K M ( Q： 负 荷 3 K： 常 数 M：流 量 水 总 管 温 度 水 总 管 温 度 采用 回水总管路的温度、流量的参数 (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。 机组启动后通过彩色图形显示，显示不同的状态和报警，显示每个参数的值，通过鼠标任意修改设定值，以达到最佳的工况 机组的每一点都有列表汇报，趋势显示图，报警显示 设备发生故障时，自动切换 程序控制冷冻水系统，目的是达到最低的能耗，最低的主机折旧 根据程序或建筑的日程安排自动开关冷水机组 根据建筑的要求自动切换机组的运行时间，累积每台热泵机组运行时间最短的机组，使每台机组运行时间基本相等，目的是延长机组使用寿命 冷热源系统动态图最后会在类似如下背景的图下再添加上一些按纽和显示形成： 4 制器 产品介绍 制器是 统 络上最新的 制器。 制器是一款高性能的 制器， 它安装灵活， 控制点数多， 并支持 络设备。 制器和 模块组合， 可以形成一个独特的解决方案： 1. 通过“自组”总线可以控制最多达 500 点的 模块 2. 部分 模块带有 地显示和手动超持功能 3. 通过 64 认证 制器可以支持两种总线。 一种是“自组”总线， 由 的电源模块和 I/O 模块组成， 制器最多支持 64 个 模块上的 500 个物理点。 电源模块必须使用， 电源模块的数量取决于 I/O 模块的功耗。 下图所示是 制器连接了一个 的电源模块和 4 个 I/O 模块。 2另一种总线是 制器通过一个总线扩展模块（ 总线扩展模块可以连接 3 条 络。 连接方式如下图所示。 制器可以同时支持通过“自组”总线连接的 模块和通过总线扩展模块连 接的 3 条 络。 连接方式如下图所示。 5 总线扩展模块， 电源模块， 输入 /输出模块都需要分别独立订货， 这种模块化的设计和订货方式更便于设计人员根据实际需求灵活组合不同的硬件设备。 输入 /输出模块介绍 描述 是一系列在 模块为一体的 I/ 产品包括 8 种 I/O 模块，标准化的 电源，总线连接模块和总线接口模块。 模块为基于 技术的 外，该模块点数的分布较为合理，为多种信号组合提供了极大的灵活性及更好的人性化操作。 8 种 模块： 8点 16点 6点 6点 ) 8点通用模块 ( 8点带本地液晶显示 (通用模块 ( 8点超级通用模块 ( 8点带本地液晶显示 (级通用模块 (特点： 总线同时传送电及通讯信号，最大可以扩展到 50米。 热插拔的电子组件允许在没有除去末端导线或者扰乱总线的情况下拆开甚至替换带电器件。 考虑到使用者可以自己定制标签，模块上的标签可移动。 6 对于模块上的 全部 模块都具 有： 导轨安装 高密度布局 (每点之间的物理距离很小 ) 硬件采用地址码来做标注：与末端组件和插入式 I/O 模块分离： - 许现场布线在电子器件安装之前完成。 结的外部设备可以被测量而没有影响或者被 I/O 模块影响。 以迅速替换电子器件。 模块介绍： 为 模块提供 讯和电源。它不包含对 模块的 应用或控制。 特点 在 通讯 支持 80个 点 支持 10个 I/O 模块 24产生 600 24 模块和外部设备提供电源 在到动力外部设备的一个 44 插入式的螺旋插座 如果发生超载或者短路情况，交流保险丝立即切断对外部设备的供电。 分别对以下操作做独立的 于模块的操作， 总线上 24电情况显示以及对 24 数字输入模块 ( 7 和 16个 们通过常开（ 常闭点（ 号状态的监控，控制模块干触点的开闭状态。 块上的 8个块上 16个 个点可以被用作 10赫兹的脉冲计数器。 每个输入点都有一个绿色的 数字输出模块 (数字输出模块提供 6 个常开（ 常闭（ ,连续或脉冲的无源干触点信号。 这些触点可容纳的最大电量为： 4A ， 250 每个 I/O 点均有一个绿色 模块也装有手动操持开关。 每个手动操持开关上都有一个橙色的 通用模块 ( 允许 8个点根据不同情况的需要分别可作为 O。 特点 所有的通用模块可以提供： 电源供应：例如为阀门和驱动器那样的外部设备的提供交流电压。 每 I/O 点均有一个绿色的 亮度会根据电压和电流的强若变化同步变化。 数字 输入支持包括： 无源电压 / 干触点 25赫兹的脉冲计数器 8 模拟输入传感器支持包括： 1 k 镍 - 线 1k 铂 - 375 和 385 系数 10 k 和 100 k 热敏电阻 - 型曲线有源输入和输出支持包括： 模拟输入电压在 0间 模拟输出电压在 0间 注意： 当所连接的传感器需从该模块提取电源时，有源的输入和输出被允许放在相同 的模块上。 当所连传感器需被外部供电时，有源输入和输出需被放在单独的模块上 块也具有本地液晶显示设置 ( 示每个 的下列信息： 配置信号种类 过程值的有关显示 误操作，短路或者传感器断路的报警信息； 橙色 超级通用模块 (提供： 模拟输入电流 4模拟输出电流 4 每个模块上最多 4个电流输出：第 5个点上 ) 每模块最大输出值为 200 多提供给传感器 24 注意： 当所连接的传感器需从该模块提取电源时，有源的输入和输出被允许放在相同的模块上。 当所连传感器需被外部供电时，有源输入和输出需被放在单独的模块上。 电源模块 ( 9 特点： 电源供电： 为 模块和外部设备提供 24 总线 244 个 电源模块可以在与最多两个导轨上并行操作。 给 模块和外部设备提供 244 可以放在轨道的起始端或者排列在 模块当中。 在导轨之间发送 24源信号 )以及。 为额外的外围设备提供 24 如果超载或者短路状况，切断外围设备 24 险丝状态显示 (通过 ，检测简单。 总线连接模块 (特点 总线连接模块： 为 模块和外部设备传递 24 可以放在轨道的起始端或者排列在 模块当中。 在导轨之间传递 +24源信号 )以及。 为额外的外围设备提供 24 10 如果超载或者短路状况，切断对外围设备 24 内置 险丝可以被可替换。 险丝状态显示 (通过 ，检测简单。 2. 空调机组控制 *项目 的空调系统 由空调机组组成。具体控 制方案应用 用点对点通讯的 点数非常适合空调系统设备监控。 6 个输入输出点，其中包括 8 个通用的输入输出点。这些点有 : 35; 23制器提供 24 个输入输出点，其中包括 16 个通用的输入输出点。这些点有 : 313;35用输入输出点采用 技术，可以通过软件来设定信号的类型，包括包括 01K 10K 10K 或 100K 的热敏电阻，数字或脉冲输入。通用的输入输出点能提供 0模拟量输出。模拟量输出点输出 0字量输入为干接点，数字量输出为 110/220V 4 型继电器输出。这就大大方便了系统监控的灵活性。 空调机组监控内容 ： 启停控制： 在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空调 的启停。 温度控制： 通过安装在回风风管上的风管温度传感器测量回风温度 (根据系统的设定的回风温度来调节冷冻水 水阀 或加热盘管的热水阀开度，以达到降温或加热的功能，满足控制区域内温度的要求，同时节约能源。 调用坚固耐用的水阀及执行器 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 ( 11 通过空调控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号 (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。一般压差设定 值为 20调报警范围 ( 差开关 空调系统动态图最后会在类似如下背景的图下再添加上一些按纽和显示形成： 列可编程控制器是 制系统的一部分，是高性能的直接数字控制器。控制器可以独立运行或联网执行复杂的控制、监视和能源管理 功能，而无需依赖于更高级的处理器。 制器采用点对点（ to 通讯方式在自动化级网络彼此访问或与上位机通讯。 络可以是 P 的以太网或 络。可以选择相应的机型安装在室外温度要求较高的环境。 特点 多种控制器满足不同的应用需求 充分验证的程序保证设备控制的要求 先进成熟的自适应控制（ 法，闭环控制算法的一种，能根据对象负载 /季节的变化自动进行调解补偿 内置的能源管理程序和对 编程能完全满足 对设备管理的要求 全面的报警管理、历史数据收集、运行控制和监视功能 终端、打印机、寻呼机和工作站的信息传送功能 12 使用西门子新的、极富创意的 技术，提供更加灵活的输入输出点 16 和 24 点位两种选择，满足不同成本的需 了包含设备和系统管理的基本功能， 6 个输入输出点，其中包括 8 个通 用的输入输出点。这些点有 : 35; 23了包含设备和系统管理的基本功能， 4 个输入输 出点，其中包括16 个 通用的输入输出点。这些点有 : 313;35项 许多可选的型号满足不同应用的要求 以太网或 持 2 协议的 络，可以是以太网或 络 输入输出点 控制器包括 16 个或 24 个输入输出点，这些点执行 A/D 或 D/A 转换、信号处理、点命令输出、与中央处理器通讯。接线端子可插拔，便于接线。通用输入输出点使用西门子 技术，可通过软件设定信号的类型，包括 041K 0K 10K 或 100K 的热敏电阻，数字或脉冲输入。通用的输入输出点能提供 0模拟量输出。模拟量输出点输出 0字量输入为干接点，数字量输出为 110/220V 4 型继电器输出。 电源 为输入输出点和传感器提供 24V 直流电源。电源安装在控制器里面，避免了外接电源，安装及维护方便。 处理器与电源配合工作保证 I/O 点平稳的起停设备，尤其是在特殊的情况下。 控制器中央处理器 控制器包含一个多任务的微型处理器，用于程序执行、与 I/O 点和网络中其他控制器的 13 通讯。控制器提供一个 编程口，该端口支持很多操作设备（例如就地操作面板或 端）。 头可快速方便的插入。控制器还提供调制解调器的接口用于拨号接入。 制器中 外部电源断电的情况下，不必重新编写程序和录入数据库。如果需要更换电池，控制器上的 示灯会提示“低电量”。 固件版本程序（ 包括操作系统存储在不可擦写的 存中。现场对 存 的升级非常方便。这样使得对控制器的升级成为可能。 电压不足以及功率 保护电路可以很好的保护控 制器不受电源波动的影响。 还指示控制器的运行状态。 可编程控制，应用更灵活 . 列控制器是高性能的控制器，允许用户对每台控制器针对不同的应用编写程序。 每台控制器的程序因为控制对象的不同而不同，经过无数次验证的 程语言是一种类似于 编程语言，提供直接的数字控制和能源管理逻辑，使得对设备的控制更精确、更节能 . 全局信息访问 控制器提供一个 编程口，该端口支持很多操作设备（例如就地操作面板或 端）。 头可快速方便的 插入。控制器还提供调制解调器的接口用于拨号接入。通过该端 口连接的设备可以获取控制器所有的信息。 多用户操作 多个操作员可同时地进入网络。当本地操作员正在操作系统，而另一个远程操作员经由调制 解调器也正在访问系统时，这个功能很有用处。多个操作员访问的功能确保当一个操作员通过 本地存取信息时，报警会传送至报警打印机。当使用以太网 ，多个操作员可通过同时 14 的 话或本地操作员的端口访问控制器，菜单式操作界面。 制器有一简单明了的菜单提供的操作界面。该界面提供诸如以下一些功能： 监 控点监视和显示 监控点命令 多个监控点的历史趋势记录和显示 设备时间表 可编程语言（ 程序编辑和修改 报警报表和应答 动态信息的连续显示 内置直接数字控制程序 制器采用独立的直接数字控制（ 可提供正确地 制及有关系统操作的全 面性信息。控制器在现场中从传感器接收信息并直接控制设备。控制器具有以下功能： 自适应控制，一种自学习和调整的闭环控 制算法。比传统的 法更高效、适应 性更强、响应速度更快、控制更稳定。尤 其是在响应时间和维持状态上更 加具有优 势。并且能减少误差、振荡和驱动器的磨 损。 闭环回路比例，积分和微分（ 制 逻辑顺序控制 报警监测及报告 复位控制时间表 内置能源管理程序 以下应用已在 制器中编辑，输入简单参数后即可执行： 尖峰负载控制（ 设备启动停止时间最佳化控制（ 设备时程表控制和优化 温度循环补偿 15 经济节能模式控制 自动日光节约时间切换，无须每年调整 夜间恒温控制 临时强制修改时间计划 假日计划 基于日历的时间列表 事件计划列表 规格说明 处理器 C 作频率 100存容量 16共 24电池维持 的数据 性电池 锂电池 一般 2 个月 一般 3 个月 模拟 /数字信号分辨率 (模拟输入 ) 16 位 数字 /模拟信号分辨率 (模拟输出 ) 10 位 模拟量输出 0字量输入干接点，二进制 数字量输出 继电器 通用输入 0000, 1K 0k 100k 干接点输入或脉冲计数 (20通用输入 /输出输入 : 04000, 1K 10k 100k 干接点输入或脉冲计数 (20输出 : 0讯接口双 口 300 络通讯速率 以太网 1000P 16 电源 20 3050/6024体型号 选择） 工作环境 +32至 +122 （ 0至 +50） 93%工作环境（室外型） +158 （ +70） 93%运输和存储环境 +185（ +85） 标准及规范 64 外型除外） （室外型除外） 16 容 3. 通风系统的控制 *项目 要是完成对送排风机系统监控， 系统采用挂 于 条 条 2个 模块与 且通讯距离理论可以达到 1200米，针对送排风机比较分散原因采用本上也是比较经济的。 送 /排风机具体监控 内容 ： 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风机启停。 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 (通过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号 (点扩展模块介绍： 点扩展模块 提供有效的方法来控制和监视远程信息点。作为现场控制器的扩展，该项功能可以扩展 17 特点 与 扩展总线（ 其他楼层级网络（ 场控制器兼容。 数字和模拟点提供了点的扩展能力以配合应用的需要。 终端模块的可移动性使现场布线更容易。 可选择的手自动切换开关。 通讯速率为 4800 照明控制主要是完成地下车库、航空障碍灯、广告景观照明及楼层公共照明控制，系统采用采用点扩展模块监控。该点扩展摸块通过挂在 制器的 启停控制： 于预定时间程序下控制照明的启停，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照明启停。 (状态监测： 通过启动柜接触器辅助开关，直接监测照明运行状态 (5. 给排水系统 给排水系统监控的内容有：地下室排水泵、污水池、机房层水箱、喷淋稳压泵等设备。 本方案系统监控也是采用挂在 制器的 地下室排水泵、污水池监控下面的内容： 通过启动柜接触器辅助开关，直接监测水泵运行状态 (通过水泵过载继电器状态监测，产生水泵故障报警信号 (污水池： 通过安装在水箱内的浮球开关监测水箱内的液位变化，当高于或低于设定液位时进行报警，防止水箱 内水位溢出或达不到设定值。（ 18 机房层水箱： 通过液位开关监测水箱高低液位变化。 喷淋稳压泵： 监测水泵运行、故障状态及水管压力。 电梯系统主要是完成 4部客梯与 1部消防电梯的故障报警，具体采用挂在 制器的 低压抽出式开关柜、低压联络柜的合闸状态监测，变压器的高温报警及运行状态监测；高压进线柜的和闸拖扣监测，所有这些点位是通过 一个 模块 来时间监测。本处选用该控制器的最大 原因就是利用了 为变配电部分点数相对集中，但控制点数又相对不规则，这样依据具体点数灵活选用需要的 模块是非常的经济方便。同时所有模块安装都导轨安装，简化了设备安装及维护。 变 配电系统除了以上通过硬件接点监控内容外其余需要监控内容 是通过各厂家提供的通讯接口协议，对其进行网关开发，通过网关和 统的 统集成变配电系统，实现各个参数的监视。 术 LE 一种开放式的工业标准 术 客户机 /服务器体系结构 务器提供标准的对象和接口 客户端程序可在服务器或其他联网计算机上 数据访问用于客户端监视和控制 报警和事件处理 开发软件可以是 C+， 19 基于 成 四、系统结构 一个较完整的 设计就是采用该网络结构实现系统组网 五、软件系统 本方案软件采用 软件基本功能 监视功能（图形，趋势，报警） 据库服务器 太网 10/100M P X