同方楼宇自控系统.docx

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除1.1. 系统的概述 3 1.2. 系统的设计目标 3 1.2.1. 集中管理 3 1.2.2. 分散控制 4 1.2.3. 系统联动 4 1.2.4. 优化运行 4 1.3. 集成系统的设计原则 4 1.3.1. 安全性和可靠性 4 1.3.2. 满足业主需求 4 1.3.3. 合理性和经济性 4 1.3.4. 标准化 4 1.3.5. 先进性 4 1.3.6. 结构化和可扩充性 5 1.4. 系统解决方案 5 1.4.1. 系统的优良业绩 6 1.5. 楼宇设备自控系统（BAS） 7 1.5.1. 智能楼宇控制系统范围(机电系统) 7 1.5.2. 系统功能及要求 7 1.5.3. 系统组成 10 1.1. 系统的概述进入二十一世纪，人们对建筑的要求不再停留在安身，随着信息技术的发展，人们对建筑智能化的要求越来越高，为满足用户需求，智能建筑所要实现的功能也越来越多。这些功能的实现涉及多种学科、多种技术、多种系统、多种设备，而且有相当一些功能必需由几个系统，多种不同设备共同协作完成的，这样需要对原来互不相干的多个系统进行集成系统来实现。因为用户的情况不同，需求不同，对集成系统的要求也不相同。集成系统，不是系统间联网，不是单纯的自控，专业人士要根据项目情况与用户商谈需求，根据需求决定集成的子系统和集成方法，整体搭建网络；在原有集成软件平台上，结合用户需求选择功能模块，调整原有软件，并为某些系统间的集成开发软件。在这个过程中，完成各子系统的功能是前提，信息技术是保障建筑智能化实现的关键。以世界一流高科技企业为目标的清华同方，致力于提高网络技术在各行各业的应用和服务，并以此作为公司的重要发展定位及方向。在网络管理系统及网络传输平台方面，清华同方自主开发和集成了大量核心技术、核心产品。网络经济时代。清华同方将继续这些卓有成效的研发，并着重与数字家园e-Home、网络教育e-Education等行业相结合，自主研发或投资发展完全面向应用的节点技术，为中国用户提供更实用、更方便、更贴近生活的网络应用服务这就是清华同方e战略的核心。作为智能建筑领域的排头兵，清华同方充分利用自身在网络控制、人工环境、能源等领域的综合技术能力，成功地将现代信息技术与建筑技术相结合，创造性推出“数字化人居环境”及其系列“e-Home数字家园”的全新概念，为智能大厦、智能社区的建设提供完整、系统的解决方案。 1.2. 系统的设计目标系统的目标是要对建筑物内所有机电设备采用现代化技术进行全面有效的监控和管理。确保建筑物内所有机电设备处于高效、节能、最佳运行状态。提供一个安全、舒适、快捷的工作环境。具体可分解为如下子目标： 1.2.1. 集中管理可对各子系统进行集中统一式监视和管理，将各集成子系统的信息统一存储、显示和管理在同一平台上，并为其他信息系统提供数据访问接口。重点是要准确、全面地反映各子系统运行状态。并能提供建筑物内关键场所的各子系统综合运行报告。 1.2.2. 分散控制各子系统进行分散式控制保持各子系统的相对独立性，以分离故障、分散风险、便于管理。 1.2.3. 系统联动以各集成子系统的状态参数为基础，实现各子系统之间的相关软件联动。 1.2.4. 优化运行在各集成子系统的良好运行基础之上，提供设备节能控制、节假日设定等功能。 1.3. 集成系统的设计原则 楼宇综合管理系统的工程设计将遵循以下技术目标和原则： 1.3.1. 安全性和可靠性安全和可靠是对智能建筑的基本要求，是本弱电集成系统工程设计所追求的主要目标。 1.3.2. 满足业主需求本工程设计将以业主需求分析着手，并以得到业主认可的需求为目标来开展工作。 1.3.3. 合理性和经济性在保证先进性的同时，以提高工作效率，节省人力和各种资源为目标进行工程设计，充分考虑系统的实用和效益，争取获得最大的投资回报率。 1.3.4. 标准化工程设计及其实施将按照国家和地方的有关标准进行。我们所开发的系统软件将尽可能符合工业标准或主流模式。 1.3.5. 先进性工程的整体方案及各子系统方案将保证具有明显的先进特征。考虑到电子，信息技术的迅速发展，本设计在技术上将适度超前，所采用的设备，产品和软件不仅成熟而且能代表当今世界的技术水平。 1.3.6. 结构化和可扩充性集成网络系统的总体结构将是结构化和模块化的，具有很好的兼容性和可扩充性，既可使不同厂商的设备产品综合在一个系统中，又可使系统能在日后得以方便地扩充，并扩展另外厂商的设备产品。 1.4. 系统解决方案经过长期努力，清华同方已形成一套自由技术与产品，并在实践中得到广泛的应用。在智能控制领域，清华同方研制、开发并生产的RH分布式微机控制系统，是清华大学的专家、教授及技术人员经过多年潜心研究而开发的科研成果，主要用于楼宇自动化系统、大型城市集中供热系统的自动控制等领域，多次荣获国家、省、部委科技进步奖，被评为国家级新产品，在国内外数百个工程的应用中，取得了良好的经济效益和社会效益。 RH-2000新一代分布式控制管理系统是继RH分布式微机系统之后，清华同方又开发出的面向二十一世纪的建筑设备管理系统。 该系统的主要特点表现在以下两点： “面向对象”的模块化结构 RH-2000系统承袭了国外各大公司的较为著名的控制系统产品的优秀设计思想，并顺应控制系统产品的发展趋势。该系统在控制器的设计上采用“面向对象”的控制器结构新概念，模块设计不再以I/O点为对象，而是直接面向被控对象设备，在每个测控模块中都已固化了相应的单回路测控程序，使得应用者只需在计算模块中编制简单的协调控制程序即可。可为二次开发人员组建系统、调试系统提供便利。在现场控制机（DCU）的设计中采用多智能模块结构、集线器星型网络拓扑以及模块独立供电方案，全面贯彻“功能分散而风险分散”的高可靠设计原则。 拥有专利技术的网络结构 RH-2000控制系统是一个3层网络系统，它的上层网络用以实现各个监控管理机与网络服务器的连接；中层网络用以实现各个现场控制机（DCU）与网络服务器的连接；下层网络用以实现DCU内各个模块之间以及分布在远端现场的各个现场控制器之间的连接。在系统网络结构的中、下层成功地使用了具有自主知识产权的 RH-B-NET现场总线，并在网络的应用层使用了BACnet的数据表达形式。在上位机软件特别是组态人机界面软件IDCS的开发中采用了COM技术，使用ActiveX控件作为画面显示控件。 1.4.1. 系统的优良业绩 RH-2000控制管理系统，作为通用型的控制系统，已广泛应用与智能建筑、空调、环境控制、给排水、变配电、热网调控等众多清华同方的优势领域，取得了较高的社会效益和经济效益。仅具不完全统计，就有赤峰热网、兰州二热热网、国家会计师学院BAS、沧州热网、沈海热网、长春一汽高温水和换热站、济南开发区热网、解放军301医院、清华同方科技广场BAS等十余个工程项目中的实际应用和良好效果。而作为其前身的清华同方RH控制系统，十余年来更是在人民大会堂BAS、北京饭店改造弱电总包、伊朗德黑兰地铁车站环控等200多个智能建筑项目中得到广泛应用。北京饭店改扩建智能化弱电系统工程项目及被北京建委评为“99年十个样板工程”之一的望京新城小区工程项目便是清华同方为建设数字化人居环境，在智能大厦、智能社区领域的高科技魅力的展现。 1.5. 楼宇设备自控系统（BAS） 1.5.1. 智能楼宇控制系统范围(机电系统) 1. 冷热源系统 2. 空调及通风系统 3. 给排水系统 4. 供配电系统 5. 照明系统 6. 电梯及其他机电设备监控系统 1.5.2. 系统功能及要求 楼宇自动化系统对各机电子系统的监控要求 1 空调、采暖及通风系统的监控 空调系统的冷源系统（冷水机组、冷冻水泵、冷水泵及冷却塔风机）进行控制，完成最佳台数运作；对冷冻水、冷却水的温差、压差及流量等进行监控；在确保空气温度及新鲜度的情况下实现最佳新风及外气节能运作。对楼宇空气环境进行监测；须在指定位置安装室外温湿度探测组件，并显示在楼宇自控系统中。 空调机系统 (温度控制) 控制原理图 实现对通风系统及排烟系统，包括厕所楼顶排风系统、地下室机房、人防及地下车库送/排风系统以及空调新风进风系统、防烟系统、排烟系统及加压送风系统。还有变风量系统。 实现对热力系统进气、水量调节与热水循环泵连锁控制。 2 给排水系统的监控 实现对给水系统、排水排污系统水泵运行状态的显示及水泵启/停控制。水泵故障、过载报警。 对水池、水箱水位高低显示及报警 3 供配电系统监测 高压进出线和中间断路器状态及故障报警信号；进线电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数和有功电度等参数的测量。 监测低压进线和中间断路器状态及故障报警信号；进线电压、电流、频率、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、功率因数等参数的测量、计量。 变压器断路器状态监测和故障报警；变压器温度超温报警。 电源电压值及主回路电流值显示。 4 照明系统的监控 根据季节的变化，按时间程序对大厅、入口大堂、走道、楼梯停车场（库）等区域的照明进行控制。 对泛光照明、庭院灯进行控制。 航空障碍灯的状态及故障报警显示。 对事故照明进线电源状态监测；故障报警及显示。 5 电梯系统的监控 利用通讯接口与电梯自带控制系统联网。 对每部电梯运行状态、上下行状态进行全面监视 电梯故障检测及报警 通讯方式读取电梯升降楼层信号，并传送到中央控制室。 电梯的启/停控制。 发生火警时与消防系统联动返回首层。 根据具体需要，设定电梯运行模式。 累计电梯运行时间，到达指定时间自动提示维护保养 1.5.3. 系统组成采用清华同方最新一代分布式控制管理系统RH-2000构建系统平台。 1 系统整体指标：模块连接总线RH-I-NET通讯速率 57.6kbps 现场控制机最大模块连接数 16 远端现场控制器与现场控制机之间通讯线最大长度 1.2km 系统支持最大站点数 250 站点连接总线RH-B-NET（CAN）通讯速率 38.4kbps 站点连接总线RH-B-NET（CAN）单网段最大站点数 64 站点连接总线RH-B-NET（CAN）单网段最大长度 1km RH-B-NET集线器的最大分支数 8 RH-B-NET集线器的最大接续数 3 现场控制机在最大配置情况的模块耗电功率 150KVA 2 系统网络结构 RH-2000系统网络结构分3层结构，最底层为模块连接总线RH-I-NET，中间层为站点连接总线RH-B-NET，最上层为标准以太网TCP/IP。其中模块连接总线RH-I-NET用来连接键显模块，计算模块，通讯模块和I/O模块，它的网络拓扑为基于RS-422接口的集线器结构，通讯速率为57600bps。中间层站点连接总线RH-B-NET有四种通讯类型：CAN型、ILP型、X.25型、以太网型。 应用于楼宇设备自动化系统的RH-B-NET多为CAN型。其访问机制采用带有冲突检测的载波侦听多路存取的介质访问方式（CSMA/CD），支持“点对点”可靠发送、“1对N”可靠发送以及广播发送。 RH-B-NET在使用CAN物理层组网时的主要性能如下表所示： 最大通讯速率 网段内的连接方式 网段内的最大站点连接数 单网段最大长度 CAN物理层 38.4kbps 差动并联 64 1km RH-B-NET允许使用集线器（已获国家专利技术）对网段进行扩展，以增加网络的地域覆盖范围或增加站点连接数量。集线器的最大分支数为8；其最大中继级连数为3。 3 现场控制机DCU 现场控制机DCU由键盘显示模块、计算模块、通讯模块和若干智能I/O模块共同插装在无源底板上构成。DCU可按用户需求灵活配置（模块的插接位置及顺序由用户自行确定）， 键盘显示模块（KDHUB/KDHUBA） 键盘显示模块用于对DCU内各模块进行软件安装和调试。它能显示DCU内各个模块的参数，可以向各模块发送控制命令。另外，键盘显示模块内含HUB集线器，使得插入模块通过该集线器形成星形网络拓扑，提高模块通讯可靠性。键盘显示模块内含电源干扰抑制器，将外部24V电源滤除干扰后经无源背板向其它模块供电。键显模块是DCU内的必备模块，其地址固定为16。键盘显示模块目前有2种型号：KDHUB和KDHUBA。二者的区别在于支持远端I/O模块的方式上。KDHUB需要通过RCA连接模块与远端I/O模块连接，KDHUBA直接或者通过CAN集线器与EXHUBA扩展集线器连接。 计算模块（CAL） 计算模块支持上位机将控制方案下载，协调控制各个I/O模块。当DCU不需要控制方案时，可以不安装计算模块。 通讯模块（COM-CAN/COM-ILP/COM-232/COM-LAN） 通讯模块是模块连接总线和站点连接总线之间的网关。通讯模块的选用应与系统使用的站点连接总线配套。当系统使用基于CAN物理层的站点连接总线时，应选用COM-CAN型通讯模块；当系统使用ILP型站点连接总线时应选用COM-ILP型通讯模块；当系统使用X.25公共电信网连接站点时，应选用 COM-232型通讯模块；当系统使用使用以太网连接站点时，应选用COM-LAN型通讯模块。若现场控制机单独使用，不与上位机连接，则可以不安装通讯模块。 扩展模块（HUB/EXHUBA） 当DCU插接的模块多于8个（不含键盘显示模块）时，需要用使用扩展模块以支持再插接其余模块的接入。扩展模块可支持8个模块的接入。扩展模块目前有2种型号：HUB和EXHUBA，二者的区别在于：HUB是通过422与KDHUB连接，二者空间上必须安装在一起。EXHUBA是通过CAN与KDHUBA连接，二者的安装位置可以相距较远。 I/O模块 I/O模块的基本功能是完成对现场设备的控制、测量以及故障诊断等功能，由于内部有CPU，因此有时也称“智能I/O模块”。I/O模块的种类包括： MCA四电机控制模块， MCB三电机控制模块， MCC二电机控制模块， MCD六电机控制模块， MCE二脉冲输出电机控制模块， VAA 四模拟输出阀门控制模块， VDA四双通调节阀控制模块， VDB二双通调节阀控制模块， TIA占空比温度测量模块， TIB占空比温湿度测量模块， PIA脉冲计数测量模块， PIB脉冲频率测量模块， GCA通用控制模块， GCB通用控制模块， GCC通用控制模块， AIA模拟量输入模块， DIA数字量输入模块， DOA数字量输出模块，等等。 I/O模块的选用应根据受控现场的实际需求而定。 4 DCU的主要技术指标 1、 最大模块配置数量：16个注1：计算模块和通讯模块计入模块配置数量，远端I/O模块和现场控制器也计入I/O模块配置数量注2：键盘显示模块、扩展模块以及连接模块不计入模块配制数量 2、 扩展距离：I/O模块通过远端扩展可以分布在1.2公里的范围 3、 模块连接总线通讯速率：57.6kbps 4、 供电电源：24VAC/8A，50Hz 5、 工作环境温度：0 50 6、 工作环境相对湿度：10% 90%RH 7、 静电放电抗扰度：大于8000V 8、 工频磁场抗扰度：大于3A/m 9、 射频电磁场辐射抗扰度：大于3V/m 10、射频场感应的传导骚扰抗扰度：大于10V 11、电快速瞬变脉冲群抗扰度：大于2000V（干扰信号注入到电源线） 大于1000V（干扰信号注入到I/O线） 12、浪涌（冲击）抗扰度：大于4000V 13、传导发射干扰：小于45dBV 14、辐射发射干扰：小于45dBV/m 15、平均无故障工作时间：大于10000小时。 16、模块外形尺寸 一般模块（I/O模块、计算模块、通讯模块等）：45x180x170(宽x高x厚) 特殊模块（键盘显示模块、扩展模块等）: 90x180x170(宽x高x厚) 5 监控管理界面的运行软件 a) 配置工具软件RHSYS RHSYS在网络服务器上运行，实现对整个控制系统的配置和管理，主要供工程调试人员配置整个控制系统。它与下位机通讯并与用户交互完成对下位机的设置，也可以在系统运行时从下位机取得数据，供工程调试人员分析系统的运行情况。 RHSYS的基本功能包括: （1） 下位机登录，登录过程完成后，即可见下位机DCU 信息。（2） 登录完成后，可关心某一下位机，索要下位机模块的信息。（3） 展开某一模块后，可选择显示某一模块的变量及属性。（4） 修改各DCU的可修改配置信息以及向各DCU发送控制数据（5） 下载控制算法。 b) 组态软件IDCS IDCS组态软件是控制工程中与下位机或上位机之间通讯的上位机软件，它运用图形化的界面设计，界面友好、操作简单、易于使用。同时，它的组态功能使其适用于多种控制系统，用户可以根据需要自行定义，功能十分强大。组态软件IDCS可以在网络服务器上运行，也可以在各台监控管理机上运行。IDCS软件是图形组态软件，它的功能为： l 系统组态、显示组态、控制组态、报表组态、通讯组态、报警组态 l 数据采集和图形显示 l 数据存储和历史趋势显示 l 报警信息采集、记录和显示 l 支持编制控制逻辑实施控制 l 打印报表 l 网络通讯 c) 中控室软、硬件环境要求 IDCS软件的安装，建议配置如下： 适用586以上微机及兼容机； VGA、SVGA显示器、支持256色的显示卡； 处理器主频100MHZ以上； 32M以上内存（建议64M）； 容量6G以上硬盘（由于需要存储大量数据，建议容量20G以上硬盘）； 兼容的网络通讯卡一块（如果与下位机连接，还需要RH-2000专用通讯卡一块）； 运行于WINDOWS98/2000/NT4.0环境； 典型工程：工 程 名 称：中国注册会计师北京培训基地楼宇自控工程工 程 地 址：北京顺义天竺开发区工 程 性 质：楼宇自控系统/RH-2000 工 程 规 模：7万平米，22个建筑体工 程 概 况：国家会计学院（简称CPA）位于北京顺义天竺开发区，