楼宇自控方案与系统集成.doc

天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 1 页 2004 年 7 月 楼控自控系统技术建议方案楼控自控系统技术建议方案 设计方 2004 年 7 月 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 2 页 2004 年 7 月 目目 录录 一 系统简介一 系统简介 4 1 1 监控内容 4 1 2 系统特点 4 1 3 水源热泵技术简介和特点分析 6 二 需求分析二 需求分析 8 三 设计依据三 设计依据 9 3 1 设计依据 9 3 2 设计原则 9 四 系统建议方案四 系统建议方案 10 4 1 中央监控管理系统 11 4 2 水源水系统控制 11 4 3 水源空调机控制 12 4 4 水源新风机控制 13 4 5 送 排风机系统控制 15 4 6 给排水系统控制 15 4 7 变配电系统监测 15 4 8 电梯系统 16 4 9 照明系统 16 4 10 系统结构 16 4 11 操作系统 17 4 12 系统集成及接口技术 21 五 检验内容和要求五 检验内容和要求 30 5 1 说明 30 5 2 空调与通风系统 30 5 3 变配电系统 30 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 3 页 2004 年 7 月 5 4 给排水系统 31 5 5 中央管理工作站与操作员工作站 31 5 6 楼宇自控系统与主要设备间的数据通信接口 31 六 楼宇自控系统产品品牌的选择六 楼宇自控系统产品品牌的选择 32 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 4 页 2004 年 7 月 一 系统简介一 系统简介 北辰中医院作为一个新建的综合性医院 使用者需要利用一套先进的楼宇自控系统 对这些设备进行合理 有效的管理 为大厦创造一个良好的舒适环境 并在提高机电设 备的使用寿命的同时降低日常的使用能耗 1 11 1 监控内容监控内容 北辰中医院的楼宇自控监控内容包括 水源水系统 换热器 循环水北辰中医院的楼宇自控监控内容包括 水源水系统 换热器 循环水 系统 稳压装置 系统 稳压装置 空调通风系统 水源空调机 水源新风机 送排风机 空调通风系统 水源空调机 水源新风机 送排风机 给排水系统 变配电系统 照明供电系统 电梯系统等八个系统 给排水系统 变配电系统 照明供电系统 电梯系统等八个系统 系统中可采用以下系统中可采用以下 2 种方式进行监控 一 采用通讯网关的形式进行种方式进行监控 一 采用通讯网关的形式进行 监控 如变配电系统 二 采用集散式控制方式 如水源水系统 空调通监控 如变配电系统 二 采用集散式控制方式 如水源水系统 空调通 风系统 给排水系统 照明供电系统 电梯系统 通过现场控制器风系统 给排水系统 照明供电系统 电梯系统 通过现场控制器 DDC 结合末端设备 各种传感器及执行机构 的方式进行监控 结合末端设备 各种传感器及执行机构 的方式进行监控 以楼宇自控为平台 采用 OPC 技术 安全防范系统进行集成 集成方案及 OPC 接口技术请见第六节 系统同时支持 LonWorks Modbus 技术 1 21 2 系统特点系统特点 北辰中医院作为一个新建医院 建筑群内分布着大量的各种不同使用功能的机电设 备 这些设备一方面价格昂贵另一方面在使用过程中是大厦中的耗能大户 因此 大厦 使用者需要利用一套先进的楼宇自控系统对这些设备进行合理 有效的管理 在提高机 电设备的使用寿命的同时降低日常的使用能耗 由于系统非常复杂 因此对 楼宇设备 智能自控系统 提出了较高要求 BAS 系统不仅在图形控制 历史记录 动态绘图 事件安排 报警和远程访问等 方面具有优越性 还在系统规模 网络支持 开放性及通讯速度等方面有了很大的提高 该系统是基于微机上先进的 Windows NT 2000 操作系统 采用国际上通用的 Ethernet 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 5 页 2004 年 7 月 网进行数据传输 性能先进 质量可靠 价格合理 中文图形化界面操作使用简便易行 从功能 速度和容量等诸多方面考察都非常适合于本项目 该系统具有以下优点 系统和产品的配套兼容性强 利于系统将来的维护和更新换代 具备多项独特的世界专利 该系统适应性非常强 系统组成为模块化 可分为不同等级的独立系统 每级都具 有非常清楚的功能和权限 这就使得既可用于单独的楼宇管理 也可用于一个区域的 分散的楼宇集中管理 1 2 1 可靠性 在设计上充分体现了分散控制 集中管理的特点 保证每个子系统都能独立控制 同时在中央工作站上又能做到集中管理 使得整个系统的结构完善 性能可靠 系统当中的各级别设备都可独立完成操作 即在同一时刻组成不同级别的集散系统 或不同级别的结构组织形式 使用界面非常亲切 其全套楼宇自控产品 统一的生 产管理体系保证了系统的配套性 同时使系统可靠性大为增加 1 2 2 先进性 系统在网络扩展方面提供了强大的功能 可与其他厂家的系统或产品 包括各种形 式 PLC 消防系统等 联接 系统优越的远程通讯功能 能够使不同楼宇间的控制系统联系起来组成一个群集系 统 系统网络结构的开放性和兼容性 确保了它和先进通讯技术结合的能力 并且保证 系统结构在产品更新换代时的延续性 1 2 3 经济性 系统结构形式为模块式 控制方式极其灵活 使得楼宇管理系统可以很方便地扩展 节省初期投资 系统各部分可分别随调试完成投入使用 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 6 页 2004 年 7 月 1 31 3 水源热泵技术简介和特点分析水源热泵技术简介和特点分析 水源热泵技术是利用地球表面浅层水如地下水 地热水 地表水 海水及湖泊中吸 收的太阳能而形成的低位热能资源 并采用热泵原理 通过少量的高位电能输入 实现 低位热能向高位热能转移的一种技术 水源热泵机组的工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中 由于水源温 度低所以可以高效地带走热量 而冬季 则从水源热泵中提取能量 油热泵原理通过空 气或水作为载冷剂 提升温度后送到建筑物中 通常水源热泵消耗 1kw 的能量 用户 可以得到 4kw 以上的热量或冷量 目前 我国利用较多的是水源热泵 就是以地下水 作为冷热 源体 在冬季利用热泵吸收其热量向建筑物供暖 在夏季热泵将吸收到的 热量向其排放 实现对建筑物制冷 传统的暖通空调系统需要很多辅助系统或设备来完 成一个完整的暖通空调功能 如冷却塔 而水源热泵系统只是通过与地下水的热交换来 完成制冷或制热效果 制应用一个硬件系统 通过在不同季节进行冷凝器和蒸发器的转 换 就可以完成制冷或制热功能的转换 水源热泵机组由压缩机 蒸发器 冷凝器 节流阀 制冷管道系统 水源系统 控 制系统等组成 水源热泵空调系统的特点 1 体积小 布置灵活 可以实现天棚内连接送回风管 配合较高档次的装饰 2 机组噪声一般在 45dB 以下 满足写字楼的低噪声要求 3 系统管网少 冷却水系统通常不需要保温 系统没有大型设备 安装也很方便 对建筑的要求不高 4 水源热泵机组可以单独计量电费 冷却水系统运行用电较少 因此在计算摊收公 用建筑空调费时 与用户矛盾较小 5 还可以同中央空调系统互为补充 在高区使用水源热泵系统 中低区使用中央空 调系统 所以该方式在高层民用建筑中应用越来越广泛 6 水源热泵系统冬天供暖 夏季制冷 还能提供日常生活热水 实现三联供 且具 有较高的能效比 其消耗 1 度电 最高可产生 4kwh 的能量 最重要的是该系统 节能降耗又无污染 这使得该系统越来越广泛地被广大用户所采用 水源热泵系统分类 可以分为双井抽灌及单井抽灌得水源热泵 所谓单井抽灌 就 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 7 页 2004 年 7 月 是指抽水井和回灌井是同一口井 这样即节省了占地面积 又减少了回灌井的投资 而 且还能有效地防止移沙 为用户带来收益 所谓双井抽灌 就是指抽水井和回灌井是两 口井 这样做能够使得冷 热源循环情况良好 但占地面积较大 增加了回灌井的投资 且存在移沙问题 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 8 页 2004 年 7 月 二 需求分析二 需求分析 由于医院的特殊性 对空调系统的要求与一般楼宇不同 有以下一些特点 对空气品质要求高 包括温度 湿度 新风量 换气次数 洁对空气品质要求高 包括温度 湿度 新风量 换气次数 洁 净度等 净度等 医院一般在温湿度控制时采用湿度优先的原则 因为经研究 在相对湿度 50 时 细菌浮游 10 分钟后死亡 但相对湿度偏高或偏低时 2 小时后大部分 细菌仍存活 此外 在新风量方面也要求达到每人 60 立方每小时 是普通办公 楼的 2 4 倍 因为新风量大 所以对节能要求明显 因为新风量大 所以对节能要求明显 由于大量使用新风 使能源消耗明显增加 所以对楼宇自控系统的需求也 更为明显 如楼宇自控系统能够在某些新风要求较高的区域 在无人状态下先 进行新风换气 从而减少正常使用时的能耗 正压正压 负压控制 负压控制 医院的部分场合有正压或负压的要求 如手术室一般有正压的要求 而传 染病区则要求负压 只有采用楼宇自控系统才能保证压力的动态变化 由于北辰中医院中的各种机电设备非常众多 因此业主对设备的运行成本 管理成本和管理效率十分重视 楼宇设备管理系统自动高效地控制设备能耗 完全能够降低运行成本和设备管理成本 提高管理效率 同时在每台控制器 DDC 中都留了部分的预留 以满足系统今后设备增加 的需求 由于大楼各层的机电设备的数量和分布位置都不太相同 如控制系统的控 制器配制不合理会引起系统的不稳定和增加日后管理人员的工作难度和工作量 因此我们在方案的中是根据各控制器的特点结合受控设备的位置进行控制器的 配制 如 地下部分设备比较多 而且多为大厦的核心设备 变电站 水源水 系统 这部分设备监控内容复杂而且监控点数非常多 因此我们采用模块采用模块 化控制器进行监控化控制器进行监控 而对于分布在各层的水源空调机及新风机 由于这类设 备的监控内容相对比较固定而且监控点数不多 因此我们采用模块化设备控制 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 9 页 2004 年 7 月 器进行监控 三 设计依据三 设计依据 为了更好做到建筑机电设备管理和节约能源 我们在楼宇设备自控系统设 计方案中 纳入管理系统的机电设备主要包括 水源水系统 空调通纳入管理系统的机电设备主要包括 水源水系统 空调通 风系统 给排水系统 变配电系统及照明系统 电梯等 风系统 给排水系统 变配电系统及照明系统 电梯等 3 13 1 设计依据设计依据 本方案的设计依据如下 JGJ T16 92 民用建筑电气设计规范 GB T50314 2000 智能建筑设计标准 GB J 93 96 自动化仪表工程及验收规范 GB J 131 96 自动化仪表工程质量检验评定标准 CBJ19 87 中国采暖通风与空气调节设计规范 CBJ16 87 95 修订 建筑设计防火规范 EIA TIA 568A 商用建筑线缆标准 ISO IEC11891 95 信息技术互连国际标准 GB50045 95 高层民用建筑设计防火规范 GBJ232 92 电气装置安装施工及验收规范 需要提供以下基本设计资料和条件 北辰中医院住院部大楼给排水 暖通 电气的专业图纸 有关照明 风机的强电箱的接口 自带控制箱的主要设备 如变配电 污水泵 的接口 电梯 变配电的接口 3 23 2 设计原则设计原则 3 2 1 实用性和先进性 系统设置既强调先进性也注重实用性 注重系统设置的经济效益 达到 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 10 页 2004 年 7 月 综合平衡 BA 系统按照甲级智能建筑的标准设置 达到标志性建筑 3 2 2 集成性和可扩展性 BA 系统设计遵循全面规划和分步实施的原则 并有充分的余量 以适应 将来发展的需要 保证 BA 系统总体结构的先进性 合理性 可扩展性和兼容性 3 2 3 标准化和结构化 系统设计依照国家和北京地区的有关标准外 还根据本系统的功能要求 作到系统的结构化和标准化 能综合体现出当今的先进技术 3 2 4 便利性 系统能适应多功能 外向型的要求 讲究便利性和舒适性 达到提高工 作效率 节省人力和能源的目的 对于来自本系统内外的各种类型的信息予以收集 处理 存贮 传输 检索 3 2 5 安全性 本 BA 系统具有极高的安全性 可靠性和容错性 3 2 6 经济性 在实现先进性 可靠性前提下达到功能和经济的优化设计 系统遵循开放 性原则 提供符合国际标准的软件 硬件 通信 网络 操作系统和数据库管 理系统等诸方面的接口与工具 系统具备良好的灵活性 兼容性 扩展性和可 移植性 3 2 7 经济性 系统满足其性能与价格化在同类系统和条件下达到最优 保证系统的先进性 适用性 可靠性和安全性 追求最优化的设备配置和较高的性能价格比 提供开放性 兼容性强的系统性能 保留足够的扩展能力和容量 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 11 页 2004 年 7 月 四 系统建议方案四 系统建议方案 北辰中医院工程建筑建成后 将纳入楼宇自动化系统监控的对象包括 中中 央工作站 水源水系统 水源空调机 水源新风机 给排水系统 央工作站 水源水系统 水源空调机 水源新风机 给排水系统 送 排风机系统 变配电监控 照明供电 电梯系统 送 排风机系统 变配电监控 照明供电 电梯系统 4 14 1 中央监控管理系统中央监控管理系统 在中央监控中心设置一中央管理工作站 操作人员通过工作站中运行软件 以彩色动态图形方式灵活地监控楼内的设备 在主 副菜单的帮助下 用户操作 十分方便 此外 软件包还可支持具有操作权限的使用者通过浏览器方式对系 统进行浏览和操作的功能 软件包强大的功能包括 基于 Windows2000 NT 的真正实时多任务软件包 图形化界面 全汉化提示 连续监视系统运行状态 最大限度节能 水源空调机运行参数动态显示 六级密码保护 可满足 50 个用户需要 有效保护数据库文件 具有三维 HVAC 图形库 日期时间设定程序 故障及维护性报警显示 对水源空调机的远程手动操作 各类监控信息的打印记录及报警自动记录 室外温度自动补偿 PC 机硬盘与现场盘数据库共享 报警等级自动识别 设备运行时间累积 提示操作人员定期维护 4 24 2 水源水系统水源水系统控制控制 换热器换热器 监测地热水一次 二次测的水温 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 12 页 2004 年 7 月 控制板式换热器的电动阀 记录设备运行时间状态 动态实时地显示各测量参数 BAS 可根据系统的数据转换成各种动态图 像 使用户可迅速直接地掌握系统各方面情况 冷热水循环泵 中间循环泵冷热水循环泵 中间循环泵 控制冷热水循环泵 中间循环泵的启停 监测其运行状态 手 自动状 态和故障报警 监视水流状态 水泵运行时间积累等 泵发生故障时备用泵自动投切 中央站彩色动态图形显示 打印 记录各种状态 报警 记录启停时间 累计运行时间及其它历史数据等 膨胀稳压系统膨胀稳压系统 控制水泵的启停 监测其运行状态 手 自动状态和故障报警 监视水流状态 水泵运行时间积累等 膨胀水箱的高中低水位报警 根据液位控制补水装置的开关 中央站彩色动态图形显示 打印 记录各种状态 报警 记录启停时间 累计运行时间及其它历史数据等 4 34 3 水源空调机控制水源空调机控制 建议设计说明 目前我们所掌握到的情况是 空调系统采用冷建议设计说明 目前我们所掌握到的情况是 空调系统采用冷 源热泵的方式 具体到采用何种控制方式还不清楚 一种可能方式源热泵的方式 具体到采用何种控制方式还不清楚 一种可能方式 是 设备厂商已有完善的现场控制 只需要弱电集成商采用通讯方是 设备厂商已有完善的现场控制 只需要弱电集成商采用通讯方 式采集和控制设备的方式 还是另外一种 设备厂商不提供通讯方式采集和控制设备的方式 还是另外一种 设备厂商不提供通讯方 式 需要弱电集成商重新作空调的现场控制 但是不管是哪一种方式 需要弱电集成商重新作空调的现场控制 但是不管是哪一种方 式 控制的效果应该是类似的 控制原理和控制结果如下 式 控制的效果应该是类似的 控制原理和控制结果如下 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 13 页 2004 年 7 月 在中央工作站上对系统中各种温度进行监测和设定 编制时间程序自动控 制风机启停 并累计运行时间 与水源空调机共用典型的室外温 湿度 以供 水源新风机作最优的启停及节能控制 中央站彩色图形显示 记录各种参数 状 态 报警 记录启停时间 累计运行时间及其历史数据等 水源空调机监控内容水源空调机监控内容 控制送风机的启停 监测其运行状态 手 自动状态和故障报警 风机 风流监视 电动两通阀进行 PID 调节 控制加湿阀的调节 监测回风温 湿度 监视防冻开关 低温时报警 监测初效 中效过滤器前后压差 到设定范围后通知清洗过滤器 以防 堵塞 新风阀 回风阀调节与控制 室外温湿度监测 风机运行时间积累等 提供时间控制程序 事故报警等功能 春秋直接使用新风 夏季清晨及 时吸入冷空气 根据回风湿度与设定湿度 调节加湿器开度 保持送风湿度为设定值 精度为 10 RH 在冬季 当热盘管后的温度低于 5 时 防冻开关动作 控制器将停止 风机运行并将新风门开至 0 将盘管水阀开至 100 以防止盘管冻裂 同时中控室有报警 冬季根据室内回风相对湿度及设定值对湿膜加湿电动阀进行湿度比例控 制 联锁控制 风阀与风机和水阀联锁控制 停风机时自动关闭新风阀及水 阀 风机启动前 延时自动打开风阀 4 44 4 水源新风机控制水源新风机控制 控制风机的启停 监测其运行状态 手 自动状态和故障报警 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 14 页 2004 年 7 月 监测风机的运行压差状态 当其两侧压差低于设定值时 故障报警并停 机 电动两通阀进行 PID 调节 新风阀的调节 低温防冻报警 监测水源新风机的送风温湿度 监测过滤器前后压差 到设定范围后通知清洗过滤器 以防堵塞 依据送风温度及设定值控制热水盘管电动二通调节阀的开度 维持送风 温度在设定范围值 监测初效 中效过滤器前后压差 到设定范围后报警通知清洗过滤器 以防堵塞 冬季根据送风相对湿度及设定值对加湿器进行湿度比例控制 新风阀控制与风机联锁 开风机前先开风阀 停风机后关闭风阀 根据预定时序自动控制 或手动控制 风机的启 停 动态实时地显示各测量参数 BAS 可根据系统的数据转换成各种动态图 像 使用户可迅速直接地掌握系统各方面情况 记录和自动累计设备运行时间 定时提醒工作人员进行检修保养 新风阀控制 风机运行时间积累等 提供时间控制程序 事故报警等功能 春秋直接使用新风 夏季清晨及 时吸入冷空气 根据送风湿度与设定湿度 开关电磁加湿阀 保持送风湿度为设定值 精度为 10 RH 在冬季 当热盘管后的温度低于 5 时 防冻开关动作 控制器将停止 风机运行并将新风门开至 0 将盘管水阀开至 100 以防止盘管冻裂 同时中控室有低温报警 联锁控制 新风风阀与风机和水阀联锁控制 停风机时自动关闭新风阀 及水阀 风机启动前 延时自动打开风阀 在中央工作站上对系统中各种温度进行监测和设定 编制时间程序自动控制风机启停 并累计运行时间 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 15 页 2004 年 7 月 中央站彩色图形显示 记录各种参数 状态 报警 记录启停时间 累计 运行时间及其历史数据等 4 54 5 送 排风机系统控制送 排风机系统控制 监测送 排风机的运行状态 故障报警及手自动状态 排烟风机平时作为排风机由 BA 监控 一旦有火灾发生则由消防系统监 控 屋顶排风机可根据预定时序自动控制 或手动控制 各台风机的启 停 动态实时地显示各测量参数 BAS 可根据系统的数据转换成各种动态图像 使用户可迅速直接地掌握 系统各方面情况 记录和自动累计设备运行时间 定时提醒工作人员进行检修保养 4 64 6 给排水系统控制给排水系统控制 控制生活水泵 潜污泵 中水水泵的启停 监测其运行状态 手 自动 状态和故障报警 监视水流状态 监测集水坑的高 低及报警液位 水泵运行时间积累等 屋顶水箱 生活水箱 生活水池 中水水箱 消防水池的高中低水位报 警 泵发生故障时备用泵自动投切 中央站彩色动态图形显示 打印 记录各种状态 报警 记录启停时间 累计运行时间及其它历史数据等 4 74 7 变配电系统监测变配电系统监测 所有变配电系统采用高低压柜自带的控制系统进行控制 并通过通信接口将 系统各个参数 见下 接入 BAS 系统进行监测 本系统监控内容如下 高压系统的监测 进线出线真空断路器的开关状态及跳闸报警 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 16 页 2004 年 7 月 进线电压 电流 功率因数 有功功率 电量 母联真空断路器的开关状态及跳闸报警 变压器温度的监测和报警 变压器风机运行状态 故障报警 启停控制 低压系统监测 进线的开关状态 跳闸报警 进线的电压 电流 功率因数 主要出线的电流 电压 有功功率 功率因数 电量 母联开关状态 故障信号 柴油发电机运行状态 柴油发电机故障报警 柴油发电机电流 电压 柴油发电机开关状态 柴油发电机日用油箱液位监测 4 84 8 电梯系统电梯系统 从电梯电控箱中选取相应的无源点 具体监控内容如下 监视电梯的运行状态 电梯故障报警监视 电梯的上下行指示显示 历史记录及维护保养清单 按时间程序 节假日设定电梯运行 运行时间的累积纪录 4 94 9 照明系统照明系统 从层照明电控箱中选取相应的无源点 具体监控内容如下 监视公共照明回路的运行状态 公共照明回路的故障报警监视 按时间程序 节假日设定公共照明回路的运行 历史记录及维护保养清单 运行时间的累积纪录 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 17 页 2004 年 7 月 4 104 10 系统结构系统结构 系统是 3 层网络结构 上层 管理层 并以 TCP IP 为其通讯协议 中层 自动化层 高速率的 RS485 标准网络 且以同层对等网络 Peer to Peer 为主要结构 下层 现场层 为可延伸 DDC 控制器监控功能的楼层网络 管理总线管理总线 用在信息域中 主要传递管理信息 特点是传输速率高 10Mbps 采用以 太网 或者可称为 TCP IP 总线 它负责联系安全防范系统 火灾消防报警系统 楼宇自控系统三种中央站 进行集成功能信息的传输 也就是三站数据交换 建立系统之间的联动控制关系 并且以楼宇自控系统的中央站为中心 构成三 位一体的网络式集成控制系统 控制总线控制总线 用在控制域传递实时传递实时控制信息 完成现场设备的实时控制 特点 是传输速率不高 通常为 9600bps 采用 RS485 标准 信息传递的目的在于完 成实时控制 所以时间性强 现场总线现场总线 用在控制域传递实时传递实时控制信息 完成现场设备的实时控制 特点 是传输速率不高 通常为 78000bps 采用 LON 的协议 信息传递的目的在于 完成实时控制 所以时间性强 4 114 11 操作系统操作系统 系统采用 Windows NT 2000 平台 系统中央监控管理软件采用中文图形化软件 软件采用模块化设计 中文化人机界面 便于国内用户使用 动态图形显示 直观形象 点数据库结构 表格填充式的设定和程序编辑方式 系统监控对象 在软件中是以地址点形式编辑 按受控对象的系统名称 点名称 监 控类型 时间延迟 控制模式等分成小的功能模块化软件 用户在设 定或编程时 只需在表格中填充或用鼠标修改即可 使用极为方便 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 18 页 2004 年 7 月 系统具有自诊断功能 故障诊断相应速度快 软件包模块化设计 图形软件包 控制程序软件包 数据库软件包 报告生成软件包 故障诊断软件包等 模块化设计利于系统软件升级 换代 保护用户利益 图形及文字显示图形及文字显示 在楼宇自控系统内每一个监控点 操作员可以决定在操作站以图形或文字 方式显示出来 多方面资料的显示多方面资料的显示 操作系统有能力在同一时间内以 窗口 式的方法显示多方面的资料 以 便容易对不同表现进行分析 真正做到了实时和多任务 密码的保护密码的保护 多级别的密码将为业主及管理人员提供一个有效的保护工具 管理及限制不 同部门人员使用楼宇自控系统 同时防止系统被非有关人员使用 提高系统的 安全性 同一密码系统同时应用在所有的操作装置上 如操作站 手提检测器等 当密码系统有增减或改变时 所有操作装置同一时间自动配合 而不需要在个 别操作装置作出更改 密码系统最少分开下列五级 第一级 资料的显示及取存 第二级 第一级 操作员改变程序的能力 第三级 第二级 资料库的更改 第四级 第三级 资料库的重新设定 第五级 第四级 更改密码系统 当操作人员离开前忘记彻去密码所容许的操作深度时 系统应提供一个从 一分钟至一小时的可调时间 自动将操作人员的密码彻去 使系统继续受密码 保护 系统内最少有五十个密码以供有足够的人员容量 操作员的指令操作员的指令 操作系统可容许操作员进行最少下列各项的指令 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 19 页 2004 年 7 月 启停有关的设施 装置 调教设定点 增加 取消或修正时间控制程序 执行或停止执行各项电脑程序 停止或接上有关监控点的报警状态 执行或停止执行有关监控点的运行时间累积记录 执行或停止执行有关监控点的动向趋势记录 超控有关微积分控制回路的设定点 输入临时性的超控表 设立假期表 修正系统内的日期 时间 加入或更改模拟量输入点的报警上下限数值 加入或更改模拟量输入点的提示危险上下限数值 检察报警及提示危险上下限数值 执行或停止执行每个电表的最大用电量控制 执行或停止执行每个负荷的 工作次序 记录及摘要记录及摘要 楼宇自控系统内的活动可通过人手或自动地制作成一份记录表 然后打印 出来 或存放在硬盘 磁蝶内 系统可以容许操作员最少很轻易获得下列的记 录表 系统内的所有监控点总表 所有正在报警中的监控点 所有正在与系统网络停止联系的监控点 所有正在被超控的监控点状态 所有正在被停止活动的监控点 所有正在被锁上的监控点 所有被指定为须要跟进的项目 一星期启停活动表 期启停活动表 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 20 页 2004 年 7 月 上下限数值及静区 系统同时可以提供以下的摘要 有关监控点 互相关联点的组别 操作员自行选择的组别 在任何情况下 操作员在指示楼宇自控系统提供记录或摘要时 并不需要 提供有关硬件的地址码 彩色动态图形显示彩色动态图形显示 为使系统内的报警更快被确定及更容易分析系统的表现 建管系统根据本 方案的要求提供彩色动态图形显示 包括楼层的平面图及机电装置的系统示意 图 操作系统容许操作员通过菜单的选择 文字的指令或图象的途径而达至不 同系统的图形示意图或平面图 有关的图形是动态显示 将温度 湿度 流量 状态等在图形正确位置中 不断以实时的数值及状态显示出来 操作员不需介入 作出任何的动作程序 操作站以 窗口 式运作 可同时显示多幅图形 以便分析或将报警的图 形显示出来而不影响正在进行的工作 彩色动态图形软件可容许操作员增加 取消或修正图形显示 监控点历史记录监控点历史记录 楼宇自控系统内所有监控点的历史都自动存放在有关的控制器内 模拟量 输入监控点应该每半小时取样本一次 而过去 24 小时的记录随时可以被用户提 出来分析研究 至于两态的输出及输入在过去十次的改变亦记录在网络控制器 内以便随时用作参考之用 动态趋势记录动态趋势记录 用户可根据需要利用动向趋势软件应用在系统内任何的监控点 抽取样本 的时间可从一分钟一次至两小时一次 由用户根据需要自行选择 每个控制器 最少可以储存五千个样本资料 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 21 页 2004 年 7 月 累积记录累积记录 每个控制器拥有下列的累积记录 若累积记录超过用户所定下的限额 系 统将自动把用户指定的警告讯息发放出来 运行累积记录 例如水泵的运行 累积时间记录 模拟量及脉冲累积记录 例如用电量 发生事项的累积记录 例如水泵 风机启 停的累积次数 4 124 12 系统集成及接口技术系统集成及接口技术 4 12 1 系统集成的目标 对各机电子系统进行统一的监测 控制和管理对各机电子系统进行统一的监测 控制和管理 BMS 集成管理系统将分散的 相互独立的弱电子系统 用相同的环境 相 同的软件界面进行集中监视 物业管理部门的管理员或者其他部门的相关人员 都可以通过自己的桌面计算机进行监视 他们可以看到环境温度 湿度等参数 空调 电梯等设备的运行状态 大楼的用电 用水 通风和照明情况 以及保 安 巡更的布防状况或停车场系统的车位数量等等 这种监控功能是方便的 可以以生动的图形方式和方便的人机界面展示你希望得到的各种信息 实现跨子系统的联动 提高大厦的功能水平实现跨子系统的联动 提高大厦的功能水平 弱电系统实现集成以后 原本各自独立的子系统在集成平台的角度来看 就如同一个系统一样 无论信息点和受控点是否在一个子系统内都可以建立联 动关系 这种跨系统的控制流程 大大提高了大楼的自动化水平 例如 当有 人上班进入办公室 用 IC 智能卡开门时 楼宇自控系统将办公室的灯光 空调 自动打开 保安系统立刻对工作区撤防 门禁 考勤系统能够记录上下班人员 和时间 同时 CCTV 系统也可由摄像机记录人员出入的情况 当大楼发生火灾 报警时 楼宇自控系统关闭相关区域的照明 电源及空调 门禁系统打开房门 的电磁锁 CCTV 系统将火警画面切换给主管人员和相关领导 同时停车场系 统打开栅栏机 尽快疏散车辆 这些事件的综合处理 在各自独立的弱电系统 中是不可能实现的 而在建立了 BMS 集成管理系统后却可以按实际需要设置后 得到实现 这就极大地提高了大楼的集成管理水平 提供开放的数据结构 共享信息资源提供开放的数据结构 共享信息资源 随着计算机和网络技术的高度发展 信息的建立及形成已不是一件困难的 事 虽然系统产品供应商们正在努力制定各种应用层次的通讯协议标准 在目 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 22 页 2004 年 7 月 前条件下 真正限制信息系统发展的是不同信息类型之间的数据交换或者说是 系统之间的通讯接口 如果 BMS 集成管理系统无法得到需要的数据 就不能发 挥有效的作用 弱电系统控制着大楼内几乎所有的机电设备 包括 空调系统 通讯系统 广播系统 安保系统 消防系统等等 传统上各系统自成体系工作 并不和外界交换信息 由于数据结构 通讯格式的不同 集成系统无法采集所 需的资料 用户花费大量资金 心血建立的信息服务系统 物业管理系统 设 备维护系统 决策辅助系统就不能发挥应有的潜在能力 楼宇管理系统将真正 解决这样的数据 信息交换问题 它建立一个开放的工作平台 采集 转译各 子系统的数据 建立对应系统的服务程序 接受网络上所有授权用户的服务请 求 即实现了数据共享 这种网络环境下的分布式客户机 服务器结构使 BMS 集成管理系统充分发挥其强大的功能 提高工作效率 降低运行成本提高工作效率 降低运行成本 BMS 集成管理系统的建立充分发挥了各弱电子系统的功能 以前为了达到 同样功能 往往要增加许多硬件和设备 如在消防和安保系统中增加输出点 接入楼宇自控系统的输入点上 以达到统一监控和联动的目的 但由于硬件点 数量的限制 往往不能达到很好的效果又增加了投资 现在集成系统用软件功 能代替硬件设备 不仅节约 更增加了集成的信息量和系统功能 集成系统可 以使管理人员在一台或多台电脑上 以相同的界面操作 管理各个弱电子系统 而电脑可以放在大楼的任何地方 这样一来方便了管理 也可以减少管理人员 的人数 提高了管理效率 同时降低了对管理者素质的要求 降低了人员培训 的费用 4 12 2 BMS 系统结构 BMS 楼宇集成管理系统 是将大楼内实时性弱电子系统 楼宇自控系统 消防系统 闭路电视监控系统 门禁管理系统 集成到同一计算机软件和硬件 平台下 实现对各弱电子系统的信息集中管理 系统之间的事件联动 提高系 统总体决策能力 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 23 页 2004 年 7 月 BMSBMS 系统结构基本结构示意图系统结构基本结构示意图 BMS 楼宇集成管理系统 如图所示 是采用 Client Sever 客户机 服务器的 系统结构模式 通过开放的 OPC 技术和系统网关接口 将各弱电子系统集成到 同一计算机网络和集成软件平台下 在保持各弱电子系统的相对独立的前提下 实现数据信息共享及系统集成统一管理 BMS 楼宇集成管理系统是基于以太网 络 WINDOWS 2000Server 操作系统 通过 OPC 接口技术和 Info Ccnter 数据管 理软件将系统开放给 IBMS 用户 BMS 集成管理系统具有以下特点 系统结构 系统分为三层 采用 Client Server 和 Intranet 相结合的方式 在上层软件无 须修改的情况下 可连接多种子系统 TCP IP 将作为网络的通讯协议 一机全能 具有高性能图形用户界面 采用组态软件 加入系统及网络管理 能源管 理 并具备记录 统计 报表以及打印功能 直观方便地对各子系统进行监测 控制 它集空调 给排水 发电机 电梯 照明 机房 安保 门禁 停车库 系统等系统的管理为一体 使用户在一个简明的操作界面上 实现整体系统的 集成 大大提高了管理的效率和综合服务的能力 同时降低了运营成本 多机协同 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 24 页 2004 年 7 月 良好的联动功能 使子系统能够协同工作 对异常情况能够及时有效地处 理 友好的人机界面 基于 WINDOWS2000 平台 全汉化的图形界面 操作人员可通过形象的图 形加文字菜单及联机帮助 用鼠标或键盘进入子系统进行监控 具有全局事件 响应功能 以动态图和声音报警提示系统设备的异常 安全性保证 权限分级 根据工作职能给不同人员设定不同权限 使其只能使用系统的 相关功能 避免越权操作 系统设有密码锁 防止非法用户的入侵 对于重要 数据的修改 只能授权用户进行重复确认后才能完成 同时 系统的所有操作 都由系统自动存入日志文件中 而日志文件的查阅和审查由专门人员进行 与 操作权限分开 用于考虑操作人员的工作 在事故处理中也便于调查原因及做 出处理 历史数据 历史数据采用大型关系数据库 Microsoft SQL7 0 存储 由于采用 ODBC 数 据库接口 SQL 数据库语言和 COM DCOM 技术 使数据库易于扩展 数据的 备份可自动进行 同时可以与不同类型的数据库或操作系统进行连接 如 ORACLE 数据库 UNIX 操作系统 设备管理 设备管理功能提供了完善的业务功能 包括固定资产 设备维修和综合服 务等功能块 对北京财富中心内部各设备建立设备档案 包括设备名称 型号 产地 厂家 安装地点 运行时间等参数 自动产生设备维护保养报告 并通 过 BMS 提供与大厦办公自动化系统的 COM DCOM 接口 这样 设备管理功 能可为大厦有关工作人员提供设备信息 并可通过 BA 系统进行调度安排和执 行控制 BMS 楼宇集成管理系统包括 BMS 服务器 OPC 服务器 INFOCENTER 数据库服务及客户机 BMS 服务器 BMS 服务器对各子系统实施统一管理 它采用 Client Server 客户机 服务 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 25 页 2004 年 7 月 器 的系统结构 支持多客户机 用户不但可以在服务器上对 BMS 系统进行操 作 而且也可以在客户机上通过以太网络进行监控和管理 OPC 服务器 OPC 服务器是一种基于微软 OLE COM 的技术 现已成为一种工业标准 它支持多种开发式协议 可满足对信息集成之需要 利用 OPC 技术 BMS 系 统允许其他系统对其实行监视和控制 也可以开放 BMS 系统的内部数据和各类 事件记录 BMS 系统通过 OPC 接口技术不但可以监视 BMS 系统中实时数据 包括信息和特征 而且还能对其实施控制 并可以从 BMS 服务器上获取报 警信息和事件记录 Info Center 数据库服务器 主要处理 BMS 系统中的大量数据 并且提供存放 管理和检索等功能 它 不但为 BMS 系统管理所有的数据 而且也为 IBMS 系统提供了数据 使整个 BMS 达到信息共享 它的数据库采用的是 Microsofe SQL 关系型数据库 它提 供了一个开放和灵活的工作平台来满足存放数据的需求 同时它的性能和可靠 性是通过与 WINDOWS 2000 服务器充分结合来实现的 BMS 子系统网络 网络采用以太网形式 支持 TCP IP IPX SPX 等协议 由于 BA 系统与消 防报警系统地处不同层面 因此 我们建议借助大楼网络设备组建虚拟网 VLAN 方式组成 BMS 子系统网络 如果各分系统工作站距离一个网络设备 的距离小于 100 米 可以采用一个网络交换设备 数据信息共享 各子系统之间的通讯主要是在以太网上进行的 采用客户机 服务器的结构 来查询各子系统的工作情况 并在客户机上对各子系统的事件设定界面 作空 调 摄像机 读卡器等设备的控制 集成系统将建立信息管理系统 采用微软的 SQL 关系型数据库存储 BA 闭路电视 消防 门禁等系统的相关数据 以便第三方工作站作数据处理 本 系统还提供 OPC 和 ODBC 数据库的接口 以便于将来的 IBMS 的实施 联动控制 对于有时间相应要求的联动 采用网关技术直接与 BA 系统控制器连接 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 26 页 2004 年 7 月 以确保系统的安全性及快速性 从消防系统 安防系统 BA 系统来看 当消防系统报警后 启动相应照 明 打开摄像机进行录象 并打开相关应急通道以确保人员逃生 同时 BA 系统也会采取相应措施 例如关闭水源空调机 关闭送风系统等来控制火势和 排烟系统的正常运行 从安防系统 BA 系统来看 当门禁系统上的辅助报警输出端产生报警信 号后 送到 CCTV 系统的报警单元 联动摄像机录象 同时送信号到 BA 系统 控制照明的 DDC 打开相应的照明 4 12 3 网关技术 在本系统中 楼宇自控系统通过通讯网关的方式对生活水系统 变配电系 统等系统进行全面的监控 网关是通过通讯接口将子系统的信息和数据转换成 BAS 可接受的信息 并 存储在 BSA 系统中 同时能把 BAS 系统的命令发送至子系统 对其实施控制 网关技术是相当成熟的技术 4 12 4 OPC 简介 利用 OPC 技术实施了整个系统开放 使第三方系统对集成变得更为标准和 方便 OPC 服务器技术允许第三方系统利用 OPC 客户端的应用程序对楼控软 件实行监测和控制 也可从楼控软件上获取报警信息和事件记录 OPC OLEforProcessControl 技术已成为一种工业标准 它是由多家自控公 司和微软共同制定并采用微软 ActiveX COM DCOM 等先进和标准的软件技术 OPC 支持多种开放式协议以满足客户对信息集成之需求 它为客户提供了一种 开放 灵活和标准的技术 减少了未来的集成系统所需要的开发和维护费用 OPC 是一种基于微软 OLE COM 的技术 它由客户机和服务器二部分构成 采用客户机 服务器体系结构 OPC 服务器程序安装在应用系统的服务器上 客 户端应用程序既可运行在应用系统的服务器上 也能安装在其他联网的计算机 上 如果客户端应用程序和服务器程序安装在不同的计算机上 那么它们之间 需要通过网络 TCP IP 协议 进行通讯 OPC 服务器可以由不同的供应商提供 每台服务器可以连接多个客户机 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 27 页 2004 年 7 月 OPC 的对象和接口由服务器提供 而其服务器上的应用系统正是通过对象 和接口实施整个系统的开放 客户端应用程序允许同时联接至多个服务器 4 12 5 系统集成功能 BMS 集成系统是将分散的 相互独立的各个 BMS 子系统 用相同的环境 相同的软件界面进行集中监视 通过集成对各 BMS 子系统进行统一的监测 控 制和管理 经理 部门主管 物业管理部门以及管理员可以通过自己的桌面计 算机进行监视 他们可以看到环境温度 湿度等参数 空调 电梯等设备的运 行状态 大厦的用电 用水 通风和照明情况 以及保安 巡更的布防状况 消防系统的烟感 温感的状态 或停车场系统的车位数量等等 这种监控功能 是方便的 可以以生动的图形方式和方便的人机界面展示你希望得到的各种信 息 BMS 楼宇集成系统能够对各子系统中重要的点的状态和信息进行监测 用 户通过服务代理和单元接收这些数据到他们的工作站 系统中的任何用户通过 组态 都可以对任何 BMS 子系统进行统一和全面的监测和管理 用户可以监视 和观察设备的启动 停止 事故状态和模拟参数的量值等等 这些设备将以对 象的形式按需要的模式显示在屏幕上 用户可以组织需要的报表 各子系统的 集成功能如图所示 BMS 楼宇集成管理系统采用了楼宇自控与楼宇管理同一网络系统管理中心 的方式 是以楼宇自控管理系统为基础 将楼宇自控系统 消防自动报警系统 包括紧急广播 闭路电视监控系统 门禁管理系统 停车场管理系统等集 成在同一计算机软件平台下 见 BMS 系统结构示意图 即在同一人机界面下 实现对楼内各 BMS 子系统的集成管理 4 12 6 系统集成内容 4 12 6 1 BA 系统 通过系统集成建立 BA 系统的用户界面 用户可以通过浏览器对 BA 系统 的空调 照明 新风设备等事件设定 具体如下 A 根据授权情况确定操作者操作范围 B 按设备号进行操作 天津市北辰区中医院住院部大楼弱电系统 技术建议方案 共 34 页 第 28 页 2004 年 7 月 C 按区域进行操作 D 重要设备操作 监视的机电设备运行状态 故障报警 这些机电设备为 空调设备 给排水 设备 变配电设备 照明设备 电梯设备 UPS 系统 以及运行和检测参数的 变化值 这些参数是 温度 流量 压力 电流 电压等 变配电系统中 系统也具有于 ABB 西屋公司 西门子等公司的接口网关 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