精品楼宇自控系统设计方案

1、第一章 楼宇自控系统补充说明:针对xxx办公楼弱电系统方案设计招标文件，对楼宇自控系统的要求，由于未具体提到被控设备的数量，因此无法准确作出报价和方案，在此仅作一概述性方案，供参考。1 概述作为一座现代化的综合楼，需要采用一套先进的楼宇自控系统来提高大厦内部机电设备的运行效率，降低大厦能源的消耗，并通过机电设备的自动化管理，提高物业管理人员的工作效率，减轻物业管理人员的劳动强度。本方案中楼宇自控系统的设计以满足大厦业主的要求、采用最先进的技术和系统、提供最高的价格性能比为原则，提供优化的设备运行方案和管理方式，以实现集散式（即集中管理、分散控制）的管理控制模式来运行设备，为办公综合实验楼提供高

2、效率的楼宇设备管理。根据楼宇自控系统招标书的技术要求，我们推荐采用美国霍尼韦尔（Honeywell）公司最新推出的EXCEL5000-EBI综合楼宇管理系统。该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大厦的楼宇控制系统、消防报警系统及安保自动化系统集成在EBI平台上， 包括选用最先进的LonWorks技术的现场控制器，以及与其他供应商系统及BA系统的开放性接口。本方案EBI楼宇自控系统的监控范围及系统目标包括以下几部分：· 空调系统的设备监控；· 冷热源系统的设备监控；· 变配电系统的设备监控；· 给排水系统的监控；

3、83; 照明、电梯等系统的监控；本系统设计的特点：· 系统采用集成化的EBI系统机构，可以将BA与FA及SA集成在一个EBI平台上，实现各系统间的联动控制，并便于集成到IBMS系统中。· 控制器采用了最新的XL500和XL100，该控制器为模块化控制器，由于采用了基于现场总线的LonWorks技术，监控模块可直接设置在最接近空调机组、风机及其他设备的机房内，方便布线及维修；· 根据大厦机电设备分布情况，尽可能合理分区分散设置现场控制器，以便减少布线施工，提高可靠性；· 按照输入输出点配置控制器的输出输入模块，减少浪费；· 控制器留有1520%的

4、控制点余量。办公综合实验楼BAS系统共有超过500个物理点，同时考虑需要将来对监控系统、消防报警系统进行集成，因此选用1000点的EBI中央监控系统软件，在设计本监控系统时，我方亦根据以上的原则，对控制器及其控制模块进行了合理安排，并有足够的系统扩充容量。由于采用Honeywell公司EBI系统，可以实现将楼宇设备控制系统、安保系统（CCTV、出入口控制、防盗报警及保安巡更系统等）及消防报警系统集成在EBI中央主机上，便于BMS系统的集中管理及监控，方便与上位机及OA系统集成，以共享数据。该系统的网络符合BACnet协议标准，提供一系列的标准开放性接口，便于与众多不同的楼宇自动化子系统的通讯，

5、以及可以灵活地扩充或缩减，因而能真正满足用户使用功能及经济上的需要。能够在许多不同类型的前卫的开放型系统技术下运作，因此系统的灵活性很高。该系统自推出到现在，已在多个国家、地方及多种不同类型的建筑物上应用过，包括商业楼宇、机场、工业设施、政府设施等。系统构成如下图所示：EBI管理主机其他机电设备供配电系统打 印 机照明统给排水系统XL100/4500控 制 器楼宇自控系统示意图空调系统 2 EBI系统设计原则和系统特点为了达到以上的目标，系统设计遵从以下原则：2.1 JGJ/T16-92<<民用建筑电气设计规范>>；2.2 所采用的EBI系统结构完全符合JGJ/T16-

6、92第条，即系统应采用中央站为核心，DDC与中央站实现数据通信，DDC应设在受控对象附近（采用LonWorks的模块）且DDC间能实现同层通信；从通讯数据类别来划分为：网络数据域、控制数据域和现场末端域。2.3 EBI系统在网络数据域是由中央服务器及操作站、通讯子网和相关的系统及应用软件所构成的局域网环境。该系统以标准的以太网(IEEE802.3)作为物理标准，TCP/IP为网络通讯协议，并采用Windows NT作为操作系统。2.4 EBI系统的网络配置遵循分散控制、集中监视、资源和信息共享的基本原则，是一个工业化标准的集散型控制系统。现场的XL500控制器均能脱离EBI中央服务器而独立实现

7、全部的监控功能，不受网络或其他DDC的故障影响，控制器配置的Care软件及控制模块可实现各种现场监控要求的编程功能。XL500控制器均能与EBI中央控制主机通过C-Bus可靠通讯，并能实现DDC间的直接的同层通信，以实现各控制器间的联动控制功能。2.5 采用EBI服务器软件，该系统的网络符合BACnet协议标准，具有多种开放性接口。EBI可根据需要选用ODBC、API、Microsoft Excel、Data Exchange、Advance DDE/DDE和OPC等接口软件。通过这些开放的标准数据库接口软件，提供网络数据的共享模式。本方案已将楼宇自控系统与安保系统、消防报警系统(Honeyw

8、ell系统)集成在一起，与其他系统的通讯可通过ODBC(EBI软件已含)或选用API接口。2.6 选用XL500控制器，具有LonWorks技术，标准的模块化结构，可适应不同现场不同监控类型和点数。Lon模块可直接设置在远离控制器主机而放置在监控设备旁，具有灵活配置和分布模块的特点，可在总监控点数范围内灵活方便地进行扩充。2.7 EBI系统除了提供设备日常的运行方式外还提供多种节能优化控制技术，提高设备运行的合理性，自动保持设备运行在最佳工况，使这一主流能耗系统经济运行，同时延长设备使用寿命，从而使BA系统获得最显著经济效益。通过系统集中管理和调度，充分发挥系统对大厦机电设备的整体协调与配合功

9、能。2.8 EBI系统除了其功能强大的监控功能和开放性外，大屏幕的汉显，能准确显示各设备的运行状态并能可靠地控制相应设备。具有强大的报警和报表功能，包括实时地提供机电设备的运行时间、故障情况等资料和报表，供集中分析，为设备管理决策提供依据和手段，全面地实现机电设备管理的自动化。3 系统结构采用EBI冗余系统结构，将C-Bus通过XLNET Node连接至以太网，通过以太网连接主机及备站，组成冗余系统结构。消防报警系统工作站及安保系统工作站可通过以太网连接至EBI主机。EBI与其他子系统、OA系统及与IBMS服务器均通过以太网通讯，通讯采用的通讯协议为最常用的TCP/IP，传输网络为以太网,速率

10、为10/100MHZ。控制器选用Lonworks技术的XL500(分布式、模块式)以及XL100单元式控制器，所采用的控制器及系统软件都是HONEYWELL代表目前世界最新技术的产品。系统结构如下：4 控制范围及功能4.1中央站功能4.1.1监视功能EBI系统以Windows NT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，可几个同时显示，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Dis

11、play Builder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。EBI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和系统监控。控制功能能在EBI中央通过对图形的操作即可对现场设备进行手动控制

12、，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。EBI对系统的操作权限有严格的管理，以保障系统的操作安全。EBI对操作人员以通行字的方式进行身份的鉴别和管制。操作人员根据不同的身份可分为从低到高6个安全管理级别。EBI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。5至60分钟用户自定义的自动关闭时间。以防操作员而然离开的时的系统安全。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，EBI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

13、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。综合管理功能EBI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EBI服务器硬盘作为大容量存储器建立EBI的数据库，并形成棒状图、曲线图等显示或打印功能。EBI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

14、设备管理和维护提供依据。EBI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。通信及优化运行功能EBI中央站采用Windows NT操作系统，以太网连接和TCP/IP通信协议，通过ODBC，API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。EBI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。C-Bus的通讯速率为76.8kbps，能够满足画面刷新对通讯速率的要求。4.2空调

15、系统空调冷热水系统.1冷水系统监控设备：(1)冷冻水系统：冷水机组2台，冷冻水泵2台。(2)冷却水系统：冷却水泵2台，冷却塔2台。系统结构示意图如下：监控功能:· 冷水机组：实现对机组的有效监控，在中央实现以下监测功能：监测冷水机组的运行状态、故障报警，控制冷水机组的启停。· 冷冻水泵、冷却水泵：监测运行状态、故障状态，启停控制· 冷却塔：监测风机的运行状态、故障状态，启停控制，冷却水进水阀开关控制。· 冷冻水系统：压差旁通控制，保持系统流量和压力的稳定。· 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。· 冷

16、却水系统：根据供回水的温差，比例控制供回水管之间的旁通阀，控制冷却水供水温度。控制方案：(1)冷冻水压差旁通控制:根据冷冻机房内分水器和集水器之间的压差比例控制压差旁通阀.其调节曲线如下：旁通阀开度 0SPP注：P-差压SP-设定值(2)冷水机组台数控制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，并能使设备交替运行，平均分配各设备运行时间。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Excel500直接数字控制

17、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、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等进行台数控制，同时监视其运行状态。冷水机组开机台数控制方案如下：(热负荷比=实际负荷/总热负荷，2台机组负荷相同.)热负荷比开机台数热负荷比开机台数>0%1台<50%1台>50%2台<100%2台表（一）* 停机顺序为：CH-1CH-2，且冷冻机的启停与冷冻水泵、阀门及冷却水系统联动。* 冷冻机启动第一台冷冻机启动时要将系统启动信号设为ON(虚拟点)，CH-1冷冻机组支路冷冻水蝶阀=ON。当全开信号反馈后，

18、冷冻水泵P-1启动，冷却塔CT-1进水阀开，当两者全开信号反馈后，冷却水泵P-1启动，延时30秒，冷冻机CH-1启动。其它冷冻机启动由表（一）确定，启动程序相同。* 冷冻机的停止由表（一）确定，如需停止一台冷冻机，例如CH-2，则停止顺序如下：关闭冷冻机CH-2，延时T（T为冷冻机要求的稀释时间），关闭冷却水泵P-2、冷却塔CT-2水阀、冷却风机、冷冻水泵2及其支路上的冷冻水阀门。· 备用冷冻、冷却水泵切换：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。.2热水系统热交换器监控设备：板式热交换器2台，热水循环泵2台。· 对热水循环泵的运行状态、故障报警进行监测，

19、并进行启停控制。· 通过调节一次侧的进水阀门的开度来控制板式热交换器的出水温度，根据设定的温度与实测的出水温度的差，对阀门开度进行PID调节。.空调机新风组监控设备：14台空调/新风机组监控内容：· 根据送风温度、回风温度与设定温度，对冷/热水阀开度进行PID调节，从而控制回风温度。在夏季工况时，当回风温度升高时，调节水阀开大；当回风温度降低时，调节水阀开小。在冬季工况时，当回风温度升高时，调节水阀关小；当回风温度降低时，调节水阀开大。使室温始终控制造设定值范围内。· 新风风阀、回风阀比例调节，并与风机及水阀联锁控制，停风机时自动关闭新风阀及水阀，风机启动时，延时

20、自动打开风阀。· 新风阀根据维持最小新风量及新回风的比例进行开度调节。· 过滤网的压差报警，提醒清洗过滤网。· 风机手/自动状态、运行状态及故障状态监测，启停控制。· 防冻开关开关报警，机组停止运行，采取保护措施。· 冬夏自动转换，按照时间表程序进行控制。· 紧急状态下关闭空调机组，实现与消防系统的联动。· 编制时间程序自动控制风机启停，并累计运行时间。· 监测室外1组温湿度，传感器一般置于室外避免阳光直射处。 通风系统风机监控设备：总计35台风机监控内容：· 风机运行状态及故障状态监测，自动及手动启停控

21、制。· 累计风机的运行时间，编制时间程序自动启停风机。4.3给排水系统监控设备：a. 屋顶水箱：2个b. 生活储水箱： 1个c. 生活给水加压泵：2台 d. 中水水箱： 1个e. 中水加压泵： 2台f. 中水高位水箱： 1个g. 软化水箱： 1个h. 软化水泵： 2台i. 污水坑：6个j. 污水泵：12台监控内容：· 水池、水箱高低水位的监控。· 各水泵的工作状态及故障报警监测，及手动/自动启停控制。· 集水坑高水位监测及控制。4.4变配电系统：本工程变配电系统按常规预留包括2路高压进线，2台变压器。变配电系统是大厦的重要设施之一，关系到大厦内其它机电设

22、备的运行。因此对变配电系统的监控是设备自控系统的重要内容之一。根据当前的实际情况，楼宇自控系统对如下变配电设备进行监测：高压进线，高压母联，变压器，发电机，低压进线，低压输出回路等，达到“无人值守或少人值守”。4.5照明监控照明监控系统能够对大厦内外的景观及公共区域照明等照明回路进行监控。一般要监控每层总电源、每层公共照明(走廊、楼梯走道等)、室外照明、泛光照明等的开关状态，可根据室外照度，进行自动/手动开关控制并同时监测其开关状态、故障报警。照明监控系统可以对大厦内的公共场所的灯光如走廊，大厅等照明回路进行自动控制。另外，系统还可以对室内办公区域的办公照明等进行自动控制，在满足人们的工作需求

23、的同时，节省能耗。照明监控系统的各种参数、状态、报警，可以通过系统的中央站，以图形化的方式，动态地进行显示；同时，通过中央站，可以记录被控照明回路启停时间，累计运行时间，并且进行归档处理，方便系统的管理维护。本方案中根据甲方要求考虑了5个照明控制回路。包括一层大堂照明3个回路，室外照明2个，如果甲方方案确定后另有要求，还可以考虑增减回路。4.6电梯系统监控主要监控内容：电梯总计5台（1） 电梯运行状态，累计各电梯运行时间；（2） 电梯故障报警状态显示及打印功能；（3） 电梯启停控制；4.7节能及能源控制软件主要控制功能：· 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

24、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。· 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，既能在人员离开之前维持舒适的水平，又能尽早地关闭设备，减少设备能耗。· 减小再加热控制：对于使用集中供冷、分区再加热方法进行温度控制多区单位空调系统，根据区域状态计算再加热需要量，并据此进行优化，重新设定冷冻水最佳温度（或冷盘管出口最佳温度）的控制算法，最大程度地减少冷热抵消所引起的能源消耗。&#

25、183; 设定值再设定：根据室外空气的温度、湿度的变化对新风机组和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

26、调能耗。· 零能量区域：设置冷却和加热两个设定值，有一个既不用冷也不用热的区域，实现空间温度在该舒适范围内不消耗冷、热能源的控制。· 循环启停程序：自动按时间循环启停工作泵及备用泵，维护设备。· 非占用期程序：在非占用期编制专门的非占用期程序，自动停止一些可以停止运行的设备，以节约能源。· 例外日程序：为特殊日期、如假日提供时间例外日程序安排计划，中断标准系统处理，只运行少数必须运行的设备。· 临时日编程：如遇特殊情况可编制临时日编程，提前一天编制好下一天的临时日程序，停止运行一些不必要运行的设备，或运行一些必须运行的设备。临时日程序优先于其他

27、时间程序。5 子站系统功能系统方案采用EBI，现场直接数字控制器采用Excel5000系列控制器，DDC的硬件及软件配置均能保证分站按独立方式运行，真正实现危险分散的集散型控制，分站软件包括系统软件（含监控程序和实时操作系统）及需的一系列应用软件，以方便用户日后的修改程序。DDC所配置的软件支持现场各种控制功能，支持最主要的HVAC的节能控制，同时也能实现与EBI中央及DDC间的同层通信。Excel500控制器是可自由编程、并可现场进行独立控制的直接数字控制器，也可经C-BUS（1Mbps）总线连接最多15台控制器的网络进行中央控制。该控制器为模块化设计，使系统既易于扩展，又能根据用户的实际需

28、要配置。Excel500控制器又可经二线LONBUS（78kbps）连接现场扩充式I/O模块实现较为分散的控制。Excel500共由5个机箱组成，由CPU模块，电源模块，通讯模块及最多16个I/O模块（包括扩展型模块），128个输入输出点。每个控制器相同功能I/O模块最多为10块。主要特点：* 经C-Bus进行最多15台控制器的网络通讯中央控制。* 经LONBUS扩充式I/O模块和内部的插入式I/O模块可一起使用。* 控制方便，并带6行LED显示。* 可通过手动操作器查看或修改单个DDC内或整条C-Bus上的DDC内的数据、参数，设口令保护。* 挂墙式或控制面板式安装。* 通过调制解调器进行通

29、讯。* Flash Memory EPROM程序或CARE工程系统运行。* 操作系统及控制程序可下载。* 金制电容缓冲器72小时数据缓冲，后备锂电池数据缓冲可大于60天。* 模块故障，发出报警。* 可选手动超弛带反馈。* MTBF>13.7年Excel 100这是一台36点的控制器，装有16位电脑芯片，及先进的快闪记忆体(FLASH MEMORY)，供用户于现场作编程调试之用。36点之分布如下：² 模拟/数字输入：12点(AI/DI)，010VDC，420MA，PT1000，BALCO² 模拟/数字输出：12点(AO/DO)，010VDC² 数字输入：12点(DI)，1mA，24VDC由于Excel5000控制器之间能相互通讯，它们可以独立工作。也就是说，BMS中央