国投大厦楼宇自控系统技术方案说明

国投大厦

楼宇自控系统

技术方案说明

一、系统概述

该系统专为各类建筑中所有设备的监测、控制和集中管理而

设计，具有开放性、灵活性、可靠性及高质量,集中体现了楼宇

管理与控制的最新潮流。

系统是由操作站，网络控制单元及各种直接数字控制器所构

成的一种智能化控制网络。操作站及网络控制单元间的通讯方式

可有两种选择：Ethernet/IP(传输速率为10M)o其间的数据交换

采用点对点(peertopeer)方式，各节点均具备动态数据访问

(DynamicDataAccess)功能，即无论任何操作站或任一网络

控制单元均可以对全部的数据实现检测或控制。分布在受控机电

设备现场的直接数字控制器，通过现场总线连接到网络控制单元

上，具备独立的微处理器及时钟，以实现准确、实时的现场控

制。各控制器必须具有独立的控制能力，彼此互不影响，网络中

任何一个设备的故障，都不会影响系统的正常运行。现场总线的

通讯速度为9600波特。

操作站提供视窗化的，高水平人机界面(可选择中文或英文操

作)，以微软公司的Windows为运行环境，允许Windows支持的

其他软件同时运行，并可以与他们进行动态的数据交换

(DDE)°它可编程及产生数据库，并直接下传程序至各捽制

器。它可备份数据库、存储点的历史记录、趋势分析、操作员进

入/退出记录、以及报警记录等。网络中任一个操作站均可以存

取整个网络的所有信息，各操作站可同时使用。

打印机用于系统操作的记录。每台打印机的记录内容可根据

用户要求设定，而记录格式在调试阶段即可定义。

网络控制器是一种高性能的现场盘，它由一系列可兼容的电

子智能化模块所构成，可脱离任何上位机独立承担控制及通讯功

能。

它可以实现复杂高性能控制的任何控制程序，同时也可以协

调通信网络中各独立的直接数字控制器，为它们提供报警监视和

综合控制功能。它装备高速中央处理器(CPU)、内存(RAM)

及后备电池。备有多种简单而通用的系统接口，供操作人员使

用。能支持多用户环境，具有5级密码口令，

直接数字式控制器它分布于建筑物内各处的设备现场，为一

模块化、可扩展、在现场具有显示及操作能力的控制器。所有的

编程均可在操作站完成，并直接下传至控制器，也可直接在线进

行变更。

现场设备包括传送器，变送器，风阀执行器等，它们均直接与

直接数字式控制器连接。

I.主要软件功能如下：

•摘要（各类报告清单）：提供如下基本清单

•监控点清单；

•报警点清单；

・严重级别报警点清单；

•脱机点清单；

•处于超越控制状态下点的清单；

•禁匕通讯点的清单；

•被锁定点的清单；

•被定义于跟进文件中的报告；

•时间预定的时间表清单；

•假日时间预定的时间表清单；

•各监控点的高低限及死区值清单；

2.密码保护

•提供五个等级密码口令；

•口令访问在整个METASYS网络中是一致的；

•对每个口令系统提供一个自动退出时间；

用户编程（图形化编程语言）

3.用户可以通过先进、直观、易懂、方便修改的图形化编

程语言，实现各种复杂的高级算法及超越控制；

4.状态改变报告

5.报警信息报告

・操作站优先处理和首先显示最重要的报警点；

•显示报警点的名称，点的详细说明及发生报警的时间

和日期；

•用户可自行决定报警级别；

・用户可对每个报警点增加报警信息；

6.报告分组/报警管理

7.监控点历史

8.动态趋势分析

9.累积、统计功能

•运行时间统计；

•模拟量及脉冲累积；

10.事件发生次数的统计一一如某一段时间中，房间

温度超出高限的次数；

11.数据库下传/上载功能

10基于MicrosoftWindows之图形化操作站工作环境

•通过菜单的选择或直接从图形上切换不同系统或平

面的图形；

•所有监控点的数值或状态是动态显示；

•可同时显示多幅图形；

•报警点图形自动弹出并以事先指定的颜色不断闪

烁；

11能量管理控制

12时间预定功能

•正常E、替换日、节假日、及特殊日

13设备循环启/停保护

14重大设备启/停延时

二、系统方案及配置说明

•国投大厦位于北京西二环内大街，主楼分A.B.C.D栋

最高20层，总建筑面积约16万平方米。本建筑功能是高档

写字楼。根据用特点和设计要求，楼宇自动化中央管理系

统监测和控制的系统包括：

・空调机组监控；

・新风机组监控；

・排风机系统监控；

・制冷站系统的群控；

•热力系统监控；

•给排水系统监控；

•照明控制系统；

・电梯系统：

•变配电系统；

•设备接入及集成。

我司对本系统的控制器配置基于如下原因采用一对一的分散式控

制。原因①由于高级的控制需求导致控制过程相对复杂，因此

使用集中的现场控制器对分散于楼中各处的机电设备将无法满足

采样及控制需求；原囚②使用分散的现场控制器将极大减少施工

所需的管线数量及施工量；原因③分散的控制器将极大降低系统

出现故障的概率，当控制器因人为破坏等不可预见的因素毁坏

时不致影响过多现场设备的安全运行。

1空调机组监控

大厦的空调机组包括：定风量空调机组，三台。

L1定风量空调机组

•METASYS系统的监控功能如下：

•监测风机手/自动转换状态，确认空调机组风机现是否处于

楼宇自控系统控制之下，同时可减少故障报警的误报率；

•当机组处于楼宇自控系统控制时.，可控制风机的启停；

•监测风机供电主回路是否接通，确认风机运行状态；

•监测热继电帮状态，当风机供电主回路出现过流、过载等

情况下进行报警，提示操作人员并自动停止风机；

•监测过滤器淤塞报警状态，当堵塞严重的情况下可提示操

作人员进行适时的维修，同时因不需经常巡检可极大的节

省日常维护E寸间及人力；

•监测送风机玉差状态，确认风机机械部分是否已正式投入

运行，可区别机械部分与电气部分的故障报警；

・测量水盘管表面温度，当温度低于设定值（可调整）时触发

报警并联动一系列的防冻保护动作；

•送风温度监测；

・回风温度监测；

•送风湿度监测（仅对带加湿器并需提供加湿控制的机组）；

・回风湿度监测（仅对带加湿器并需提供加湿控制的机组）；

•通过对安装于水盘管回水侧二通电动调节阀的自动调整,

实现对送风温度设定点（可调整）的控制，保证空调机组

供冷/热量与所需冷/热负荷相当，减少能源浪费；

•通过控制空调机组加湿器的启/停，实现对送风湿度设定点

（可调整）的控制，确保人员舒适程度；

•与新风风阀联锁控制回风风阀的开度；

通过以上控制在保证满足空调空间新风量需求的前提下，最大

限度的达到充分节能的目的。

安装在机房内的直接数字式控制器（该控制器与现场设备是一

对一的安装及控制方式）将按内部预先编写的软件程序来满足空

调机的自动控制和操作顺序。

以上工作状况通过网络通讯可将现场情况用文字或图形显示于中

央控制室内的中控机的彩色显示屏上，供操作人员随时使用，其

中的重要数据可通过打印机打印出来作为记录。

1.2风机盘管

•控制为电子；

•可进行冬夏季转换；

・带风机三速开关的温控器安装于室内适当位置，实时测量

空调空间的温度；

•球型水阀安装于风机盘管水管管路上；

•根据温控器测得室内温度与设定温度的差值控制水阀的开

关；

•人为控制风机转速以达到对室内温度降温速度的控制。

2新风机组监控

METASYS系统的监控功能如下：

•控制风机的启停，手/自动转换，监测风机运行状态及过载

报警状态；

•监测过滤器淤塞报警状态；

・送风机压差监测；

•防冻保护；

•当风机的启动得到确认后，控制程序便投入工作；

・新风机组风阀与风机联锁全开；

•根据送风温度与设定值的偏差用比例积分微分控制回水电

动二通阀的开度；

•当风机停止后，新风风门和回水电动二通阀返回全闭位

置。

L4送/排风机系统

在原要求中未提及此类设备，但考虑到空调系统体系的固有特

性予以增加。

・回风控制可分为：

•回风机的启停；

•回风机的状态监测；

•回风机的故障监测。

・排风控制可分为：

•排风机的启停；

•排风机的状态监测；

•排风机的故障监测。

由METASYS系统按①每天预先编排的时间程序②某些特定的

气体参数（可通过专用气体传感器于指定位置采样）来进行排风机

开关控制及监视其开关状态，而且工作状况可用文字或图形显示

于彩色显示屏上，也可通过打印机打印出来作为记录。

2制冷站系统群控

制冷站所包含的设备预计为水冷冷水机组、冷却水泵、冷冻

水泵、冷却水塔、集分水器及若干相关设备组成。由

METASYS系统按每天预先编排的时间假日程序来控制冷冻机组

的启停和进行监视各设备的工作状态如下：

•控制冷冻机启停，监测运行状态；

•监测冷冻机故障报警；

•监测设备手/自动状态；

•控制冷冻水泵启停，监测水泵的运行状态；

•监测冷冻水泵故障报警；

•监测设备手/自动状态；

•控制冷却水泵启停，监测运行状态；

•监测冷却水泵故障报警；

•监测设备于/自动状态；

•控制冷却塔风机启停，监测运行状态；

•监测冷却塔风机故障报警；

•监测设备手/自动状态；

•测量冷冻水管的典型压差；

•冷冻水供/回水温度遥测；

・冷却水供/回水温度遥测；

•室外温度、湿度测量；

•冷冻水回水流量；

•计算冷负荷；

•冷冻机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔运行时间累积；

以上工作状况可用文字或图形显示于彩色显示屏上，也可通过

打印机打印出来作为记录。

•通过安装在冷冻机房内的网络控制器(NCU)和直接数字式

控制器DDC将按内部预先编写的软件程序来控制冷冻机

启停的台数和相关设备的群控：

•通过量度冷冻水的总供/回水温度和回水流量，计算出空

调系统的冷负荷。

•根据实际冷负荷来决定冷冻机的启停组合及台数，以便达

至最佳的节能状态。

•各联动设备的启停程序包括一个可调整的延迟时间功能,

以便配合冷冻系统内各装置的特性。

•各设备的启停联动顺序为：

i启动：电动蝶阀一冷冻水泵一冷却水泵一冷却塔风机一

冷动机组；

•ii停止：冷冻机一冷冻水泵一冷却水泵一冷却塔风机一

电动蝶阀；

iii当其中一台冷冻水泵/冷却水泵出现故障时，备用水泵会

自行投入工作。

控制其旁通阀的开度，以维持要求的压差°

注：以上监控内容可通过设置楼宇自控专用传感器采集现场数据

并通过直接数字控制器进行控制，也可通过双方专用的数据接口

利用数据交换进行监控(可选推荐品牌为：约克、开利、麦克维

尔、敦汉布什、特灵).

3热力系统监控

•由METASYS系统进行监视热交换器之热水出水温度，及

控制热水泵之启停。由装于机房内之直接数字式控制器

DDC按内部预先编写之软件程序来满足自动监视：

・水管温度监测；

•热水泵运行状态；

•热水泵故障报警。

•热交换起进出