楼宇自动化BA系统技术方案措施.doc

无锡海岸新城空调智能化系统无锡海岸新城空调智能化系统 设 计 方 案 深圳市 有限公司 二 一一年十月 目目 录录 楼宇自动化系统 楼宇自动化系统 BAS 方案 方案 4 摘要摘要 4 一 需求分析一 需求分析 7 1 1 监控对象分析 7 1 2 监控目标分析 7 二 设计依据和标准二 设计依据和标准 7 三 系统设计三 系统设计 8 3 1 系统选型 8 3 2 系统设计说明 10 3 2 1 设计重点 10 3 2 2 主要设备选型 11 3 2 3 系统通讯网络 12 3 2 4 系统结构 13 3 3 监控功能说明 17 3 3 1 中央站监控功能 17 3 3 2 与其他系统的集成 17 3 3 3 冷热源系统的监控 18 3 3 4 空调 通风系统 23 3 3 5 给排水系统 24 3 3 6 发电机及配电系统 24 3 4 系统设计特殊说明 24 3 4 1 最先进的软件 EXO4 系统 24 3 4 2 节能控制 25 3 5 集成界面以及接口协议要求 25 四 系统性能及设备介绍四 系统性能及设备介绍 25 4 1 系统性能介绍 25 4 1 1 中央站功能 25 4 1 2 节能效果技术分析 27 4 1 3 节能及能源控制软件 29 4 2 DDC 功能介绍 30 4 2 1 EXOflex 控制器 DDC 介绍 31 4 2 2EXOcompact 控制器 DDC 介绍 33 4 2 3 DDC 软件 35 4 2 4 现场设备 37 五 系统调试五 系统调试 39 5 1 系统调试验收步骤 39 5 1 1 现场控制器检查 39 5 1 2 电源检查 39 5 1 3 线路敷设的检查 39 5 1 4 系统网络 39 5 1 5 中央监控站硬件及其组态 39 5 1 6 系统软件 40 5 2 设备调试 41 5 2 1BAS 系统出厂测试 41 5 2 2DDC 加电检测 41 六 设备清单六 设备清单 45 楼宇自动化系统 楼宇自动化系统 BAS 方案 方案 摘要摘要 根据无锡海岸新城相关图纸 本项目由裙楼商业部份和酒店公寓主体组成 是集大型购物中心 SOHO 酒店 住宅 幼儿园 绿花广场等于一体的商业综 合体 总建筑面积约 50 万平方米 无锡海岸新城的出现代表着全新的生活方 式与消费潮流的开始 它将以雄浑的商业外观 别致的休闲景观 开放的公共 空间 清晰的休闲动线成为无锡新城区的备受期待的高端的生活 工作 休闲 目的地 结合当今楼宇科技发展的主流 无锡海岸新城楼宇自控系统的监控主 要为本工程中建筑所属组合式空调机组 热回收型新排风机组 新风机组 冷 水机组 锅炉及热水系统等设备进行控制 对生活水泵 热水泵及集水坑及排 污泵等设备的运行 安全状况实现综合自动监测 控制与管理 对发电机及高 低压开关柜的运行状态 故障信息 电流 电压等参数进行自动监测的系统 系统主要设计思想系统主要设计思想 1 采用瑞典 REGIN 瑞晶瑞晶 先进的技术和产品 为本工程提供一个高效 节 能 可靠的智能控制系统 对本项目的楼宇机电设备予以控制 实现绿色 智 能的建设目标 充分展现现代化工厂在智能化管理上的特点 REGIN 瑞晶瑞晶 是一家国际性的企业集团 创建于 1947 年的瑞典 为欧洲 其中一家历史悠久 专注于研发室内气候环境变化控制技术及建筑物自动化管 理技术的专业公司 REGIN 产品的涵盖面很广 从传统的单一传感器至无限点数容量的建筑物 自动化管理系统 配合市场上流行的通讯协议 例 TCP IP LON MODBUS M BUS SIOX KNX EIB EXOline Regin 系统的通讯协议 及传输中介 例 计算机网络 无线网络 电话网络 GSM 网络 GPRS 网络 宽带 卫星网络 等 令远程监控 故障诊断 应用程序下载等要求成为可能 现代技术要求在一个开放型的体系中整合不同产品 不同协议 要求产品 之间能相互通讯 相互协同工作 达至一个无地域 无国界限制的全方位自动 化管理 REGIN 全系列产品 建筑物自动化管理系统 EX04 自动化管理控制器 可自由编程 EXOflex EXOcompact Regio Maxi 自动化管理控制器 内置预编程 Corrigo E Optigo Regio Midi 区域控制器及温控器 Regio Mini Pulser TTC 机械型及电子型温控 器 Floorigo 等 变送器及感应器 温度 湿度 压力 二氧化碳 风管烟感等 阀门及其推动器 风门推动器 REGIN 集团拥有悠久的国内及国外项目经验以及商务关系 在全球超过 40 多 个国家销售产品 企业于 1998 年获得 ISO9001 认证 从 2000 年起成为 LONMARK 合作伙伴之一 合力参与研究 LON 技术的开发 另外 REGIN 亦 成为环保团体 REPA 协会成员之一 REPA 为一个致力环保 倡议包装材料循 环利用及回收的组织 集团于 2007 年国际论坛年奖大会以 Regio 产品系列成 为当届最杰出产品设计大奖的得主 得到业界内外一致的赞赏 REGIN 集团会继续努力 在建筑物自动化管理方面再作贡献 2 使用瑞晶系统 您无需受某一标准的限制 您可以使用现有的基础设施 和网络 您可以用每一个可以想象到的方式与系统进行通信 我们为以下各种总线系统提供解决方案 TCP IP LON BACnet N2Bus KNX EIB EXOline S bus Trend Modbus M Bus SIOX 我们的解决方案支持大多数通信媒体 计算机网络 无线电连接 电话线 有线电缆 GPRS GSM 卫星 等等 这些既可以用于控制器之间的通信 也可以用于这些模块和 SCADA 系统 之间的通信 EXOflex 控制器可以发送 SMS 短讯 例如 在设定报警之后 即使正常的通信线路发生故障 EXOflex 控制器也可以确保快速地把该状况通 知给维修工程师 3 针对无锡海岸新城建筑机电设备分散的特点 配置 DDC 控制器要保证 系统配置的余量和系统扩充能力 我们所有的现场 DDC 控制器物理控制点均 预留了 10 15 的余量 在通讯协议上我们采用了国际流行的标准开放性通讯 协议 以保证系统的开放性 4 合理的配置 DDC 控制器 DDC 的分配上要考虑日后施工和管理的便利 便于维护和安装 所有 DDC 控制器具有现场手动控制和手 自动切换装置 5 无锡海岸新城属于大型多功能企业建筑群 又区别于传统的工厂建筑 在日常的管理上要综合考虑管理方式 控制系统的合理构建显得尤其重要 6 采用高性能的现场传感器和执行机构 保证系统的使用寿命 我们所采 用的产品已有几十年的应用历史 其平均寿命 13 年 是目前市场上最为先进 的自控产品之一 7 由于本工程建筑设备特别分散 这就要求我们的控制设备能根据现场情 况灵活分配组网 REGIN 瑞晶瑞晶 的 EXOflex 控制器采用模块式设计 其 I O 模 块可以分布在设备现场 并通过总线进行通讯 非常适合于无锡海岸新城项目 的建筑结构特点 即分散控制 集中管理 8 结合本项目的建筑特点 提供机电设备的监控 管理功能 以保证大楼 的环境舒适性 管理高效性 同时提供多种节能措施 实现绿色建筑的最终目 标 一 需求分析一 需求分析 1 1 监控对象分析监控对象分析 根据无锡海岸新城相关图纸 结合当今楼宇科技发展的主流 无锡海岸新 城楼宇自控系统的监控将包括以下主要内容 冷源冷水机组系统 接口 新风及组合式空调系统 锅炉热水系统 点表未做进去 高低压变配电系统 点表未做进去 给排水系统 发电机系统 点表未做进去 对本项目的其它弱电子系统和部分第三方设备将采用软件接口方式连入 BA 系统 如高低压变配电系统 发电机系统等等 这就要求采用的 BAS 系统需有 很好的开放性 监控设备数量详见监控点数表 1 2 监控目标分析监控目标分析 我们为无锡海岸新城提供一套先进 可靠 设计功能完善的 BAS 系统 系 统将致力于以下目标 1 节约能源 2 节约人力 提高工作效率 3 延长设备使用寿命 4 创造舒适的环境 二 设计二 设计依据和标准依据和标准 为了保证系统的既能适应当今网络技术的发展 又具有极高的可靠性 系 统设计遵从以下原则和标准 1 无锡海岸新城相关图纸 2 国家有关标准规范 智能建筑设计标准 GB T 50314 2000 民用建筑电气设计规范 JGJ T16 92 建筑设计防火规范 GBJ16 87 2001 修订版 电气装置安装工程施工机验收规范 GBJ 232 90 92 中国采暖 通风与空气调节设计规范 GBJ19 87 2001 修订版 中国室内给水排水热水供应设计规范 GBJ15 88 智能建筑弱电工程设计施工图集 GJBT 471 低压配电设计规范 GB50054 95 三 系统设计三 系统设计 3 1 系统选型系统选型 与集成管理系统联网 BAS 可将设备维修信息自动传送至集成系统 方便 物业管理部门及时组织维修 对于无锡海岸新城这样的建筑来说将有大量的设 备维护工作 通过系统间的联网将大大提高工作效率 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 既能符合国际标准 又符合无锡海岸新城的建筑特点 其设备较分散 作为集散性控制分站的控制器通信网络 应能实现各分站间 分站与 中央站之间的数据通信 监控的界面应为全中文 Windows 界面 便于操作员的学习和掌握 监 控界面直观形象 需采用灵活的模块化具有开放式通信协议技术现场控制器 对于不同 楼层的现场设备分布配置相应的输入 输出模块 保证系统良好的集散 性和今后的扩展性 需尽量采用同一厂家的设备 高可靠性的设备 以保证各设备间良好 的协调性且长期运行良好 需采用优化的控制方案 实现节能控制 空调系统将成为本项目的能 源消耗的大户 采用优化的控制方案不但可为无锡海岸新城创造一个 舒适及安全的工作环境 且能大大节约能源 瑞典瑞典 REGIN 瑞晶瑞晶 SCADA 软件是用于实行完全控制系统软件是用于实行完全控制系统 系统网络应采 用标准网络协议 符合远程通信管理以及符合计算机发展技术趋势的要求 系 统软件应能提供多种标准通讯协议便于实现系统集成 并按模块化的方法设计 便于系统规模及应用功能的扩展 开放式的网络架构 3 2 系统设计说明系统设计说明 3 2 1 设计重点设计重点 无锡海岸新城是一集楼宇自控 消防及诸多子系统于一体的建筑群 为此 我们为本项目提供建筑物自动化管理系统 REGIN EX04 系统 该系统是目 前世界上最为先进的高效能 集成化的自动化控制系统 该系统根据需要可将 本项目的楼宇控制系统 消防报警系统及安保自动化系统集成在同一平台上 并适用于本项目的建筑特点及先进的控制和管理要求 包括选用最先进的开放 式通信技术的数字控制器 以及与其他供应商系统及第三方系统的开放性接口 系统设计以满足工程的要求 采用最先进的技术和系统 根设计院有关图纸 以最高价格性能比为原则以最高价格性能比为原则 采用优化的设备配置 运行方案及管理方式 为本 项目提供高效率的系统管理 为本项目的机电设备提供良好的运行环境 为本 项目提供舒适的学习 工作及生活环境 我们认为 本项目建筑机电设备有如下主要特点 1 暖通空调设备种类较多 包括冷热源系统 普通空调机 组合式空调 机组 新风空调机 热回收型新排风机组等设备 BA 系统要对以上设 备完成监视及自动控制 2 大楼功能复杂 建筑设备分散 每栋楼的管理均需考虑其功能特点 3 功能定位较高 4 由于是新建项目 在技术应用上也要考虑与建筑内设备的兼容性 结合本项目的实际功能和档次 我们认为 在本工程的楼宇自动化管理系 统的设计和应用中 主要应突出以下重点 1 采用先进的技术和产品 为本项目提供一个高效 节能 可靠的智能控 制系统 对本项目的楼宇机电设备予以控制 实现绿色 智能的建设目标 充 分展现现代化大楼在智能化管理上的特点 2 我们所采用的系统应是一个具有国际先进水平的一流产品 同时也具有 良好的性价比 其先进性应体现在硬件产品成熟 优质 在国际上有过较长时 间的应用历史背景 另外在通讯协议上应能够具有良好开放性和通用性 并已 成为发展主流的先进通讯协议 以确保用户在日后系统的升级和扩容上不受单 一产品通讯协议限制 方便的对原有系统进行升级和扩容 在软件上应具有良好的人机界面 便于日后本项目管理人员的维护 尤其 对于系统的控制平台不应是单一的 而应当是一个集安防 消防等功能于一体 的多功能软件操作平台 以便于本项目各系统间的集成和统一管理 3 针对无锡海岸新城建筑机电设备分散的特点 配置 DDC 控制器要保证 系统配置的余量和系统扩充能力 我们所有的现场 DDC 控制器物理控制点均 预留了 10 15 的余量 在通讯协议上我们采用了国际流行的标准开放性通讯 协议 以保证系统的开放性 4 合理的配置 DDC 控制器 DDC 的分配上要考虑日后施工和管理的便利 便于维护和安装 所有 DDC 控制器具有现场手动控制和手 自动切换装置 5 无锡海岸新城属于大型多功能企业建筑群 又区别于传统的工厂建筑 在日常的管理上要综合考虑管理方式 控制系统的合理构建显得尤其重要 6 采用高性能的现场传感器和执行机构 保证系统的使用寿命 我们所采 用的产品已有几十年的应用历史 其平均寿命 13 年 是目前市场上最为先进 的自控产品之一 7 由于本工程建筑设备特别分散 这就要求我们的控制设备能根据现场情 况灵活分配组网 REGIN 瑞晶瑞晶 的 EXOflex 控制器采用模块式设计 其 I O 模 块可以分布在设备现场 并通过总线进行通讯 非常适合于无锡海岸新城项目 的建筑结构特点 即分散控制 集中管理 8 结合本项目的建筑特点 提供机电设备的监控 管理功能 以保证大楼 的环境舒适性 管理高效性 同时提供多种节能措施 实现绿色建筑的最终目 标 3 2 2 主要设备选型主要设备选型 1 中央系统的配置 中央系统的配置 硬件 硬件 中央主服务器选用国际名牌 PC 机 该 PC 机均经过公司现场测试完 全支持 REGIN 瑞晶瑞晶 公司楼宇控制 EX04 系统的监控型 PC 机 操作站同样采用国际名牌 PC 机 并其各项技术性能指标均满足 EX04 的系统 要求 并满足工程要求 打印机采用了矩阵打印机 以便连续打印事件 报警事件 软件配置 软件配置 服务器上将安装 EX04 服务器 工作站软件及 Windows XP 以上操 作系统 标准接口软件及第三方的开发接口 2 现场设备的配置 现场设备的配置 控制器控制器 采用 EXOflex 大型控制器 支持本地及现场分布式模块 可以通过 增加 PIFA 卡来伸延和扩展 I O 点 配置灵活 为开放式产品 完全 支持开放式总线结构 系统模块及详细点数配置见点数表及设备清单 采用 EXOcompact 紧凑型控制器 支持本地及现场分布式模块 配置 灵活 为开放式产品 完全支持开放式总线结构 系统模块及详细点 数配置见点数表及设备清单 电源 电源 控制器及现场控制设备的电源建议由控制中心统一提供一路交流 220V 电源 本方案所采用的主要组件中央软件 控制器及主要的现场传感器均是 REGIN 瑞晶瑞晶 生产的标准设备 在世界各国得到广泛的应用 REGIN 瑞晶瑞晶 的 楼宇控制设备均采用工业标准 具有极高的可靠性 3 2 3 系统通讯网络系统通讯网络 1 管理层网络 管理层网络 采用标准的 TCP IP 以太网构成局域网 中央站与工作站为服务器 客户 机结构 通过以太网及相应的通讯接口实现中央站 工作站 及第三 方设备 相关子系统间的及上位 IBMS 系统的数据通信 资源共享和 综和管理功能 EX04 系统由于其结构及开放性易于实现与其他相关系统和独立设 置的智能化系统间的数据通信 系统集成以及与其他厂商设备和系统 的连接 数据传输速率为 10 100M 与网络设备也有关 2 监控层网络 监控层网络 鉴于本项目建筑面积大 楼层功能复杂 设备分布比较分散 建筑机电设 备种类多的特点 为了保证系统日后维护 升级和系统扩容的便利 通我们将 采用我们最新的 也是目前最为先进的通讯方式为本项目进行系统设计 REGIN 瑞晶瑞晶 的控制器通过开放式通信接口与 EX04 中央站通讯 能实现控制器间的自由通讯 即同层通讯 便于系统之间参数的共享 及不同控制器间的联动控制 EX04 中央可通过通信方式把信息传送至任何指定的分站 3 2 4 系统结构系统结构 本系统控制器主要选用开放式通信技术的 EXOflex 分布式 模块式 控制器 EXOcompact 控制器 Corrigo E 和 Regio 控制器 其可组合成各种系统 能够 适应不断变化的需求的具有最佳成本效益 所采用的控制器及系统软件都是 REGIN 瑞晶瑞晶 代表目前世界最新技术的产品 用于实行完全控制的瑞晶 SCADA 软件是为了应用 EXO 家族的硬件而特别 设计的 其结果就是高度有效的 使用简易的楼宇自动化系统 该系统的软件 充分利用了硬件所提供的所有可能性 系统网络架构 EXO4 EXO4 是一个完整的而强大的 SCADA 系统 EXO4 能够使操作者对建筑管理系 统有全面的认识 使操作者有权直接使用所有重要的参数 功能和存储数据 EXOdesigner EXOdesigner 一个软件工具 被用于设计并配置一个完整的 EXO 系统 该软 件工具包括以下功能 例如设计通信网络 配置各类控制器 设计 SCADA EXO4 Web 服务器 允许进入与英特网相连的 配有 Web 浏览器的计算机的自动化系统 EXOreport EXreport 是 EXO4 的一个附加程式 通过对收集的运行数据进行分析和演示 EXOreport 简化并自动化相应工作 数据储存格式是 Microsoft Excel 格式 EXOopc Driver EXOopc Driver 使 EXO 控制器可以与支持 OPC 标准的任何软件相连 这使得 我们可以使用大多数配有我们的控制器的 SCADA 软件 EXO4 和 EXO 系统的特点 工厂和工艺流程的动态可视化 控制和监控 报警和数据的远程读数 可与所有的 EXO 控制器通信 多用户系统 把窗口分类为大系统中的模板 模板库 事件登记与处理 报警与状态监视 三个报警优先级 报警与干扰报告处理 报警确认 报警闭锁 报警解除 由一个或多个打印机打印的时间及 或事件控制的报警报告 强大的用户与授权功能 实时曲线与趋势 与客户 服务器技术之间的网络通信 时间通道程序 多窗口同时显示 历史数据库 支持调制解调器 为节约日光而进行的自动变更 系统同步 SQL 通用技术数据 操作系统 Windows 调制解调器版本 系统要求 PIII 或者更好的 256 兆字节的内存或者更高 20 千兆字节硬盘或者更高 通信端口 EXO4 EXO4 是一个完整而强大的 SCADA 系统 EXO4 能够使操作者对建筑管理系统 有全面的认识 使操作者有权直接使用所有重要的参数 功能和存储数据 操作站 SCADA HMI 软件 EXO4 有一个图形用户界面 所有的设置与命令都很易用 易懂 EXO 软件受复制保护 需要预先安装一个硬件密钥 硬件密钥以 USB 或 PC 卡的形式存在 许可包括一个能够处理 2 千兆字节数据的 MSDE 数据库 对于更大的数据库 可以使用 SQL 服务器 不包括在内 该许可包括所有的 配置工具 EXOdesigner 开发软件开发软件 EXOdesigner 一个开发软件 用于设计并配置一个完整的 EXO 系统 该工具 包括如下功能 设计通信 Web 配置控制器 设计 SCADA 所有的 EXO 控制器软件完全兼容 所有的 EXO 控制器都是用 EXOdesigner 进 行编程的 是一个基于 PC 机的开发环境 各代产品均具有兼容性 这就意味 着您只需要学习一个编程工具 您可以随意改变某一系统中的控制器而无需重 写所有程序 编程可以通过两种方式实现 较容易且较快的一种编程方式是使用 EXOdesigner 中的现成程序模块 通过组合这些程序模块 您可以快速地建立 大规模应用 适用于最常见的楼宇自动化任务的许多程序模块都包括在 EXOdesigner 之中 例如 控制泵 风机和采暖 处理报警和时间程序 通信 等等 另一种给控制器编程的方式是使用高级语言 EXOL EXOL 是一个为 EXO 系统 而特别开发的程序设计语言 EXOL 有许多使自动化应用的编程更为容易的命 令和功能 由于可以使用现成的程序模块 可以使用 EXOL 程序设计语言定制 程序 因此 开发过程中的最大速度和灵活性都得到了保障 我们一直致力于 使编程变得更加容易和快速 EXO 硬件的编程环境 Windows 的编程环境 不包括在内 用预设对象 功能模块和 或高级程序设计语言进行编程 包括一个使配置更为容易的在 线调试工具 EXOreport EXOreport 是一个用于在 Excel 环境下生成高级图表的软件 EXOreport 可 以显示来自 EXO4 的历史数据和当前数据 因为需要 EXO4 硬件密钥 所 以 要在计算机上安装 Windows 和 Excel EXOreport 支持 Windows2000 Windows XP Windows 2003 Windows Vista Excel 2003 和 Office 2003 EXOopc Driver EXOopc Driver 是一个 OPC 服务器 使用 EXOopc Driver 可以把可编程 Regin 控制器连接到其他制造商的 SCADA 和管理程序上 请注意 需要 用 EXOdesigner 来配置系统 3 3 监控功能监控功能说明说明 3 3 1 中央站监控功能中央站监控功能 全中文化的图形化操作界面监视整个 BA 系统的运行状态 提供动态图片 工艺流程图 实时曲线图 监控点表 绘制平面布置图 以形象直观的动态图 形方式显示设备的运行情况 可根据实际需要提供丰富的图库 并提供图形生 成工具软件 绘制平面图或流程图并嵌以动态数据 显示图中各监控点状态 提供修改参数或发出指令的操作指示 采用 EXO4 服务器配置的矩阵打印机可 连续记录报警打印输出 保证报警记录的连续性 3 3 2 与其他系统的集成与其他系统的集成 我们目前采用的 BA 系统 EXO4 为开放型网络体系 它可提供其他基 于网络的应用以任何被集成的详细实时的设备数据 可与其他应用系统之间共 享数据 EXO4 系统已包含了广泛的设备及协议界面供集成选用 系统有以下 开放接口 ODBC 数据接口 Network API C C VB FORTRAN AdvanceDDE 客 户端 BACnet 客户端 服务器 Microsoft Excel Data 交换 OPC 客户机等 EXO4 的数据库备有 ODBC 开放式数据库连通性 EXO4 为其数据库提 供一个 ODBC 驱动程序 用户可选择自己的报告工具 这一功能特性已经包括 在基本软件内 用以制作报告为目的 对数据库进行开放的和灵活的访问 EXO4 OPC 客户机 EXO4 OPC 客户机程序可节约成本并且方便地集成大 量以前未得到支持的设备和系统 OPC 服务器一般由设备制造商或第三方软件 公司编写 可方便的集成到 EXO4 OPC 客户机程序中 EXO4 OPC 客户机接口 支持 OPC2 0 和 OPC1 0a 数据访问 它能提供对模拟点和状态点标准信息的读 写访问 但不支持报警 EXO4 OPC 服务器用于补充 EXO4 系统的开发能力 它可以让其它采用 OPC 客户机程序的系统使用所有的 EXO4 系统的点参数数据 OPC 服务器支持 所有的强制性 OPC 接口 因此与其他系统的集成 在 EXO4 系统平台上完全可实现 3 3 3 冷热源系统的监控冷热源系统的监控 制冷系统设于地下层 设备包括冷水机机组 冷冻水泵 冷却水泵 补水 泵及膨胀水箱等 冷冻站自设自动监控系统 系统根据冷负荷的需求及每天预 先编排的程序对以上所述设备进行优化控制 并通过高阶数据接口 将冷冻站 的状态交接给楼宇自控系统 设计采用控制器直接采集冷源系统中的冷冻机组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 程序控制内容 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 空调负荷计算根据 Q C M T1 T2 T1 回水管温度 T2 供水总管温度 M 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 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各台冷冻机组的运行次序 累计每台机组运行时 间 自动选择运行时间最短的机组 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 冷冻机群控流程图冷冻机群控流程图 为更有效的监测各台冷水机组的详细运行参数 BAS 通过数据通讯接口或 网关与冷水机组连接 读取各台冷水机组的内部参数 以利于中央制冷系统的 群控和达到最好的节能效果 冷水机组提供标准通讯协议 本工程采用多功能 服务器的方式与冷水机组连接 具体连接方式可参见下文冷水机组接口部分内 容 停 停停 停停 停停 停停 停 停 停停 停停 停停 停停 停 停 停停 停停 停停 停停 停停 停 停 停停 停停 停停 停停 停停 停 停 停停 停停 停停 停停 停停 停 停 停停 停停 停停 停停 停停 停 停 停停 停停 停停 停停 停停 停 停 停停 停停 停停 停停 停停 停 停 停停 停停 停停 停停 停停 停停 停 停 停停 停停 停停 停 停 停停 停 停 停停 停 停 停停 停停 停停 停 停 停停 停 停 停停 停 停 停停 停停 停停 停 停 停停 停 停 停停 停 停 停停 停停 停停 停 停 停停 停 停 停停 停 停 停停 停停 停停 停 停 停停 停停 停停 停停 停 停 停3 30 0停 停停 停 停 停停 停停 停停 停停 停停 停停 停停 停停 停 停 停停 停 停 停停 停 停 停停 停停 停停 停 停 停停 停停 停停 停停 停 停 停停 停停 停停 停停 停 停 停停 停停 停停 停 N NO O N NO O N NO O Y YE ES S Y YE ES S N NO O 详细监控内容如下 冷水机组台数控制 根据供水管的流量及集水器 分水器的温差 计算负荷 对冷冻机组进行 群控 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 根据程序或大楼的日程安排自动开关冷冻机组 根据大楼的要求自动切换机组的运行时间 累积每台冷冻机组运行时间 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 a 根据冷源系统总负荷量 一次供回水温差 X 总流量 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 T1 T2 Q 负 荷 K 常 数 M 流 量 T1 回 水 总 管 温 度 T2 供 水 总 管 温 度 b 冷冻水系统控制方案 所有冷冻机组的启停与相关的负荷控制连锁 用户可以根据现场的具体情 况和用户的要求对这些程式中的参数及连锁点自行修改和设定 BAS 系统通过 安装在冷冻机房内的 DDC 直接数字控制器来完成对冷冻机组的控制要求 冷 冻机台数控制运行顺序的转换控制根据水系统的供回水温差和流量计算空调系 统的冷 或热 负荷 以此来对冷水机组 冷 热水泵 冷却水泵 冷却塔风机 冷却塔进水阀及相关的水阀实现联动控制 同时监视其运行状态及故障状态 监测冷冻机组的手自动状态 运行状态 故障状态 根据负荷自动进行机 组的组群控制 冷冻水 冷却水进出水温度 压力测量 水流量测量及冷量测量 运行时间和启动次数记录 机组冷却水进出水阀的联动开关控制 联 动 起 动 顺 序 冷却水阀门开 冷却水循环水泵开 冷却塔风扇开 冷冻水阀门开 冷冻 水循环水泵开 水流开关信号 冷水主机开 联 动 停 止 顺 序 冷水主机关 延时 5 分钟 无水流开关信号 冷冻水循环水泵关 冷冻 水阀门关 冷却塔风扇关 冷却水循环水泵关 冷却水阀门关 首先 BA 系统监测手自动状态 运行状态 故障状态 再根据每台设备的 累计时间相等或每台设备的开启次数相等的原则选择优先起动的机组和循环水 泵 DDC 将所选择的机组的电动蝶阀打开 通过 DDC 判断蝶阀状态是否正确 并将信号反馈至 BAS 服务器 如正确 则 BAS 服务器发出信号由 DDC 将相应 所选择的循环水泵打开 通过水流开关信号来判断水泵运行状态的正常与否 由 DDC 将水流状态的信号反馈到 BAS 服务器中 服务器发出开启对应机组的 命令 冷冻水泵 监测手自动状态 运行状态 启停控制 监测设备的手 自动状态 根据设备累计运行时间备用冷冻水泵自动切换 同时在自动运行模式下 常用泵如发生故障 备用泵将自动切入 累计运行时间 开列保养及维修报告 通过联网将报告直接传送至有关部 门 中央监控对系统中各种温度 设备运行状态和报警及各种设备的启停 中 央可编制节假日上 下班等时间运行程序 在不同时间段合理地运行设备 节 约能源 冷却塔控制 监测风机运行状态 故障状态 手 自动状态 冷却塔运行台数按冷却水供 水温度进行控制 当供水水温低于设定值时减少冷却塔运行台数 反之则增加 运行台数 以降低能耗 分析冷却系统的冷却塔 此冷却塔为带风机形式 基于节能方面的考虑 每台冷却塔的风机运行台数也可根据冷却水供水温度来决定 冷却塔风机控制 关系如下 风机开启数量与冷却水供水温度的关系图 说明 T1 TN 的数值需与设计院共同确定 DT 调节压区温度值 冷却塔数量为 0 时 代表冷却塔的风机不需开启 冷却水仅需通过自然 冷却即可达到要求 此时 相应的冷却塔的水阀需打开 DT 为避免冷却塔的 冷却水供水温度在设定值附近变化时冷却塔频繁开启 所设定的一个调节死区 温度值 DT 0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 1234 风机台数 冷却水供水温度 对于带风机的冷却塔 如果在所有风机全开启后 冷却水供水温度仍不能 满足工艺要求 这时通过 BAS 程序会开启另外一台冷却塔来增加冷却效果 冷却塔总供回水温度监测 根据供水温度对冷却塔进行台数控制 冷却塔进水阀自动开关控制 累计运行时间 开列保养及维修报告 通过联网将报告直接传送至有关部 门 3 3 4 空调 通风系统空调 通风系统 本项目的空调形式根据大楼的特点有多种形式 主要以变频空调器与普通 空调器为主 结合送排风机 实现大楼各区域的供冷及供暖 以上设备主要通 过机组本身自带的控制系统来完成机组的控制需求 设计空气调节系统的目的在于 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 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 空调通风系统包括普通空调机 新风机 洁净空调机 空调室外机 送 风机 排风机 监控点有 设备设备监控内容监控内容 普通空调风机启停控制 风机故障报警 风机运行状态 风机压差状态 风机手 自动状态 送风温度 回风温度 过滤器报警 冷热水 机组阀调节 新风阀调节 组合式空 调机组 风机启停控制 风机故障报警 风机运行状态 风机压差状态 风机手 自动状态 风机变频控制与反馈 送风温湿度 回风温 湿度 过滤器报警 冷热水阀调节 新回风阀调节 新风空调 机组 风机启停控制 风机故障报警 风机运行状态 风机压差状态 风机手 自动状态 送风温度 过滤器报警 冷热水阀调节 3 3 5 给排水系统给排水系统 监控内容包括生活水泵 消防泵 消防喷淋泵 水池 污水井 污水泵等 设备进行监控等 监测生活水泵的运行状态 故障报警 手 自动状态及水泵启停控制 监测污水泵的运行状态及故障报警 手 自动状态及水泵启停控制 监测水池的高低液位报警 中央站用彩色图形显示上述各参数 记录各参数 状态 报警 累计时间 和其历史参数 且可通过打印机输出 3 3 6 发电机及配电系统发电机及配电系统 监控发电机及高低压开关柜运行状态反馈及故障报警 中央站用彩色图形显示上述各参数 记录各参数 状态 报警 启停时间 累计运行时间和其历史参数 故障报警且可通过打印机输出 3 4 系统设计特殊说明系统设计特殊说明 根据标术的要求 参考了相关的设计图纸和文件 针对无锡海岸新城的特 点 在设计过程中 有以下几点需特殊说明 3 4 1 最先进的软件最先进的软件 EXO4 系统系统 EXO4 系统是目前世界上最为先进的高效能 集成化的 BMS 系统 该系统 根据需要可将本项目的楼宇控制系统 消防报警系统及安保自动化系统集成在 EXO4 平台上 并适用于大楼的建筑特点及先进的控制和管理要求 包括选用 最先进的开放式通信技术的数字控制器 以及与其他供应商系统及第三方系统 的开放性接口 EXO4 对于 ActiveX DDE ODBC API Access 等标准技术均可实现无 缝连接 EXO4 系统将可实现与这些系统的通讯 从而实现有关的联动控制以 及方便物业管理和系统集成 如持卡人读卡进入某个区域时 可自动打开相应 区域的照明 如果发生火灾时可关闭火灾层的空调机组 3 4 2 节能控制节能控制 一般而言 一幢建筑的空调系统的能量消耗几乎占整个大楼的绝大部分 特别是空调系统 采用最优化的节能控制模式来满足大楼的功能要求 不仅为 物业带来很大的经济效益 而且还可使系统处于较佳的工况下运行 从而延长 设备的使用寿命 3 5 集成界面以及接口协议要求集成界面以及接口协议要求 EXO4 作为 BMS 的管理平台 通过选用已经有的接口软件 可方便地将第 三方集成在一起 便于无锡海岸新城控制域的统一集中管理及信息共享 实现 相关系统间的联动控制 对于非 REGIN 瑞晶瑞晶 公司的各集成子系统可通过以太网连接至 EXO4 主 机 集成子系统可通过配置的相应 OPC 接口及开发工作可实现与 BA 系统的集 成和数据交换 直接与 EXO4Server 实现点对点的通讯 四 系统性能及设备介绍四 系统性能及设备介绍 4 1 系统性能介绍系统性能介绍 4 1 1 中央站功能中央站功能 1 监视功能 监视功能 EXO4 以 Windows2000 xp 2003 为操作平台 采用工业标准的应用软件 全中文化的图形化操作界面监视整个 BA 系统的运行状态 提供现场图片 工艺 流程图 如空调控制系统图 实时曲线图 如温度曲线图 可几根同时显示 时间可任意推移 监控点表 绘制平面布置图 以形象直观的动态图形方式显 示设备的运行情况 可根据实际需要提供丰富的图库 并提供图形生成工具软 件 绘制平面图或流程图并嵌以动态数据 显示图中各监控点状态 提供修改 参数或发出指令的操作指示 可提供多种途径查看设备状态 如通过平面图或流程图 通过下拉式菜单 或十个特殊功能键进行常用功能操纵 以单击鼠标的方式可逐及细化地查看设 备状态及有关参数 画面的转换不超过两键 画面全部数据刷新小于 2 秒 EXO4 系统软件能提供一个多任务的操作环境 使得用户可同时运行多个 应用程序 在运行多个实时监控程序的同时可同时运行如 Word 或 Excel 软件 也可浏览 Internet 网页 通过使用工业标准的软件来支持并行访问系统的监控 操作 2 控制功能 控制功能 在 EXO4 中 通过对图形的操作即可对现场设备进行手动控制 如设备的 ON OFF 控制 通过选择操作可进行运行方式的设定 如选择现场手动方式或自 动运行方式 通过交换式菜单可方便地修改工艺参数 EXO4 对系统的操作权限有严格的管理 以保障系统的操作安全 EXO4 对操作人员以通行字的方式进行身份的鉴别和管制 操作人员的根据不同的身 份可分为从低到高 6 个安全管理级别 EXO4 软件能自动对每个用户产生一个登录 关闭时间 系统运行记录报告 用户自定义的自动关闭时间 以防操作员易然离开时的系统安全 3 先进的报警功能 先进的报警功能 当系统出现故障或现场的设备出现故障及监控的参数越限时 EXO4 均产 生报警信号 报警信号始终出现在显示屏最下端 为声光报警 可选择 操作 员必须进行确认报警信号才能解除 但所有报警多将记录到报警汇总表中 供 操作人员查看 报警共分 4 个优先级别 报警可设置实时报警打印 也可按时或随时打印 4 综合管理功能 综合管理功能 EXO4 对有研究与分析价值 应长期进行保存的数据 建立历史文件数据 库 采用流行的通用标准关系型数据库软件包和 EXO4 服务器硬盘作为大容量 存储器建立 EXO4 的数据库 并形成棒状图 曲线图等显示或打印功能 EXO4 提供一系列汇总报告 作为系统运行状态监视 管理水平评估 运 行参数进一步优化及作为设备管理自动化的依据 如能量使用汇总报告 记录 每天 每周 每月各种能量消耗及其积算值 为节约使用能源提供依据 又如设 备运行运行时间 起停次数汇总报告 区别各设备分别列出 为设备管理和维 护提供依据 EXO4 可提供图表式的时间程序计划 可按日历定计划 制订楼宇设备运 行的时间表 可提供按星期 按区域及按月历及节假日的计划安排 5 通信及优化运行功能 通信及优化运行功能 EXO4 中央站采用 Windows2000 xp 2003 操作系统 以太网连接和 TCP IP 通信协议 通过 ODBC API OPC BACnet 等接口方式与其他子系统及 IBMS 服务器通信 传送综合管理 能源计量 报警等数据 并接收其他系统发 出的联动及协调控制命令 以便控制整个大厦设备的优化运行 EXO4 中央站与 DDC 间可直接通讯 无需采用其他任何的转接设备 提高 了整个系统的可靠性及运行的速度 BACnet TCP IP 通讯速率为 10 100Mbps 能够满足画面刷新对通讯速率的要求 4 1 2 节能效果技术分析节能效果技术分析 一般而言 一幢建筑的机电设备 包括暖通空调 电梯 照明等设备 其 能量消耗几乎占整个大楼的绝大部分 特别是暖通空调机组 如何使这些设备 高效运行 是楼宇自控系统必须考虑的问题 因此 采用最优化的控制模式来 满足大楼的功能要求 就会为本项目物业带来很大的经济效益 据初步测算 大楼的运营成本每平方米每年为人民币 700 1600 元 其基本 构成大致如下 固定成本 73 22 能源9 11 维护10 85 清洁6 82 采用 BAS 节能的具体表现 设备控制加强了能量管理 机组系统采用优化启停控制和预测负荷控制 空调冷热水系统采用优化启停控制和预测负荷控制 空调机组系统采用多种节能控制程序 设备的优化控制措施加入了室外气象边界条件 可通过与变配电系统的集成实现负荷控制 用上述方法 BAS 可为新的无锡海岸新城节能 15 20 左右 随着时间的增 加 设备费用也随之增加 40 年楼龄本项目的运营成本大约是初始投资的 4 倍 BAS 在旧的大楼中可以节能 30 35 节约人力 提高工作效率节约人力 提高工作效率 作为一个大型建筑 无锡海岸新城机电设备数量和型号众多 并且分布于 本项目的各个建筑和楼层管理 难度很大 采用楼宇自控系统统一管理这些设 备 只需在工作站上就可监控所有设备的运行情况 并且可以通过设定时间让 BA 系统自动对设备定时控制 延长设备寿命延长设备寿命 利用 BAS 系统的软件功能 自动累计各种机电设备的运行时间 在可以利 用备用设备的情况下 自动循环使用常用设备和备用设备 如冷水机组 循环 水泵等 这样可以延长它们的使用寿命 另外 BAS 实现设备的统一管理 快速 反映故障 使危险降至最小 保证舒适的环境保证舒适的环境 BAS 的优点不仅在于对设备的监控 还可对特定的对象如环境温度进行精 确的自动控制 以创造一个舒适环境 这方面靠人工控制很难实现 鉴于上面分析 BAS 可在 3 5 年左右收回投资 4 1 3 节能及能源控制软件节能及能源控制软件 智能项目的一个重要建设目标就是节能 我们通常将一个具有很好节能效 果的本项目称为绿色项目 在本工程中 我们也同样要实现以上的目标 下面 是我们在本楼宇控制系统中将采用的一些节能措施 主要控制功能 焓值控制 对每种空气源进行全热值计算 并进行比较决策 自动选择空 气源 使被冷却盘管除取的冷量或增加的热量最少 来达到所希望的冷却或加 热温度 比如说 尤其是本项目上班期间人员流动比较频繁 而且没有规律性 这时候室内温度随着人员的变化就比较大 不同时间对新风的需求不同 而下 班后人员流动少 冷热负荷小 而且相对稳定 新风的需求也相对稳定 平时 楼内没有人员 只有少数工作人员 只有办公区域需要空调 我们可以借此时 间将室内空气全部更换 如果增加了焓值控制 我们就可以很好的根据室内外 温度情况来自动选择空气源 最佳启动 根据人员使用情况 提前开启 HVAC 设备 在保证人员进入时 环境舒适的前提下 提前时间最短为最佳启动时间 最佳关机 根据人员使用 情况 在人员离开之前的最佳时间 关闭 HVAC 设备 既能人员离开之前空间 维持舒适的水平 又能尽早地关闭设备 减少设备能耗 在活动前自动更换新 鲜空气 保证的空气质量 设定值再设定 根据室外空气的温度 湿度的变化对空调机组的送风或回 风温度设定值进行再设定 使之恰好满足区域的最大需要 以将空调设备的能 耗降至最低 负荷间隙运行 在满足舒适性要求的极限范围内 按实测温度和负荷确定 循环周期与分断时间 通过固定周期性或可变周期性间隙运行某些设备来减少 设备开启时间 减少能耗 分散功率控制 在需要功率峰值到来之前 关闭一些事先选择好的设备 以减少高峰功率负荷 夜间循环程序 分别设定低温极限和高温极限 按采样温度决定是否发出 供热 或 制冷 命令 实现加热循环控制或冷却循环控制 在凉爽季节 夜间只送新风 以节约空调能耗 夜间