BA关键技术专项方案.doc

楼宇自控系统
一、概述
本项目关键由地上一层、二层及夹层组成，其关键能耗是由空调和给排水及相关设备组成，其中空调系统能耗最大。在科学技术发展日新月异今天，降低能耗成本根本路径已经发生转变，从重视管理转变为重视技术，即用优异技术更新传统能耗运行系统，不停升级和优化大楼耗能系统结构，提升整体节能水平。

此次提供台州卷烟物流配送中心改造项目楼宇自控系统设计方案，是我方按摄影关专业条件图精心考虑、设计制作而成。系统采取世界一流、久经考验、建筑行业使用最多楼宇自控系统产品之一：Schneider楼宇控制系统，并选择了它最优异网络硬件和软件产品。本方案以分布于大楼现场众多DDC控制器作为关键监控设备，配置对应网络设备和中央监控工作站，实现分布式控制，集成操作管理系统工作模式。本楼宇自控系统在投运以后，估计能够节省日常运行开支10%～25%，让业主取得连续，可观中长久回报。系统搜集、统计、保留相关系统关键信息及数据，作到一体化管理，达成提升运行效率、确保物流及办公环境需要、节省能源、节省人力成本效果，并最大程度延长受控设备使用寿命。
二、需求分析
本项目工程特点是设计定位较高，功效结构多样，建筑面积大，横向距离远，设备相对分散。遍布于项目内全部空间监控对象除了空调设施以外，还有其它水泵等动力配电等设备，而且数量比较大。如此多设备对于楼宇自动控制系统也有很高要求，它不仅需要对大楼内全部机电设备如HVAC设备、供配电设备、给排水设备等进行统一管理，而且这些设备还需和其它智能化子系统进行通讯和必需联动控制，方便于发明一个节能、舒适、高效、安全物流及办公环境。
针对上述特点，本系统很适合采取“分散控制，集中管理”集散型控制模式。分散控制，能够极大地提升系统可靠性，降低系统布线造价和复杂程度；集中管理又为系统操作管理和维护带来巨大方便。
此次楼宇自控系统在空调和能源管理监控配点设计上给完善支持。而且尽可能考虑管理方案可操作性和可维护性。对大楼内多种设备运行数据进行共享，以节省资源，加强科学管理和决议。设备管理集成和信息系统集成需要来自建筑设备日常和应急多种工况参数，比如故障报警信息，设备负荷状态(时间、水平)等等，楼宇自控系统必需采集这些数据，并将它们和共享数据库关联，成为系统集成能够利用原始数据。这一个数据自动化采集作业，是整个建筑群实现智能化关键一环。同时这些数据提供给系统集成平台，作深入分析和处理，以形成完善报表、图表，维护保养时间安排，备品备件库存安排，能耗分析，以利于完成节能、高效管理策略，使系统运行在更合理、更经济、更安全、更高效状态中。
此次BAS监控范围为：
冷热源系统、空调系统、给排水系统、照明系统、电梯系统、变配电系统等
以上系统将在下面具体方案设计中详述。
基于上述内容，本企业在台州卷烟物流配送中心改造项目楼宇自动化控制系统设计中，关键由以下多个方面进行考虑：
Ø 系统确保提升人职员作效率和健康舒适工作环境；
Ø 确保项目内各功效区温度适宜；
Ø 系统能够实现高效节能，节省管理费用，降低管理人员；
Ø 系统含有集散型控制网络结构能够适应管理工作发展需要、含有可扩展性、可变性、能适应环境改变工作性质多样化；
Ø 系统所选产品本身优异、成熟，含有应用于楼宇控制专门性能，含有大量现成控制功效模块，编程设置方便，安装方便，易于调试，工程效率高不延误工期；
Ø 系统设备使用管理方便、安全可靠；
Ø 系统应确保投资合理，达成短期投资长久受益目标。
Ø 系统采取现代最优异且符合业界标准软件技术，含有功效强大人机接口图形界面，能够对设备系统进行完善集成监控和管理；
Ø 系统含有真正开放性，能够方便地和第三方设备通讯，将第三方设备纳入监控系统中，实现设备系统集中监控和管理；其次又能够为含有向IBMS集成条件；
Ø 系统含有足够稳定性，在能够预见未来（3-8年内）不会列入淘汰行列；
Ø 系统含有足够技术支持，无维护保养后顾之忧。
Ø 系统容量留有一定冗余，方便未来用户扩展。
三、系统选型
综合考虑、比较国外优异楼宇自控化控制系统，我们设计选择施耐德楼宇自控系统。Schneider楼宇自控系统是世界上第一家推出集散控制系统企业，是第一家将直接数字控制技术（DDC）应用到楼宇控制企业，还是第一家取得ISO9001和ISO14001质量认证楼宇自控厂家。我们有理由信任、选择Schneider楼宇自控系统为您服务。
以下为针对项目技术要求列举系统特点：
1）分布式拓扑结构、模块化结构、良好系统可扩展性
系统由监控中心服务器主机、工作站、网络控制器、现场数字控制器及I/O模块组成份布式体系结构。管理层由中央监控电脑配以监控软件和网络控制器组成；控制层则由多种控制子站(DDC及I/O模块)连接而成。控制器之间以LONWORKS/BACNET总线方法互联，并经网络控制器以以太网形式接入监控中心。控制层设备直接和现场控制元件（阀门实施器，继电器接点）、传感元件（温度、压差、流量等传感器）连接。这种网络结构实现了现在流行于楼宇自控系统中“分散控制，集中管理”控制模式。这种自控模式不仅便于系统扩充，而且每个子站工作全部是独立，这么就大大降低了系统故障几率和范围。含有高可靠性、灵活性、优异性、延展性。
2）强大运算能力及较大存贮容量
系统总线采取LONWORKS/BACNET总线形式，通讯速率达78Kbps，系统网络控制器含有强大数据运算能力，主频达成160MHZ，超大4G内存容量，方便系统大数据量存放。
3）断电时数据保留能力
DDC含有72小时失电保护，含有足够稳定性和使用寿命，控制器平均无故障时间MTBF应达10万小时以上。确保系统能长久处于稳定、不间断工作状态，任何现场设备损坏全部不影响控制器正常运行，任何一台控制器故障全部不影响整个系统正常操作；网络控制器更是含有30天时钟备份周期。
4）当地和远程调试和维护能力
网络控制器、DDC及I/O模块上有对应状态指示灯，如总线状态、电源状态、通讯状态等，方便当地调试，系统含有网络自检功效，当控制器或模块掉线或损坏时能立即反馈报警信息。
5）点数及用户端访问要求
系统软件支持无限点, 能够同时支持TCP/IP、BACnet/IP、Lonworks/IP、Modbus TCP传输协议，符合相关国际标准和国家标准，软件支持最少5个WEB用户端同时访问。
四、关键设计依据及规范
1．招标资料；
2．《智能建筑设计标准》（GB/T 50314-）；
3．《公共建筑节能设计标准》（GB50189-）；
4．《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）；
5．《中国采暖通风和空气调整设计规范》（GBJ19-87）；
6．《中国室内给水排水热水供给设计规范》（TJ15-74）；
7．《电气装置工程施工及验收规范》（GBJ232-82）；
8．《智能建筑工程质量验收规范》（GB 50339）。
五、楼宇自控系统方案
本项目设置1套BAS监控中心,监控软件支持5个WEB用户端同时访问，后期业主可依据实际需求设置相关权限，在软件支持用户端数量内不会增加相关其它软件费用；控制器之间以LONWORKS/BACNET总线方法互联，并经网络控制器以以太网形式接入监控中心。系统软件支持3D全汉字动态人机交互界面，易于操作，同时支持Win7操作系统、SQL SERVER数据库,支持WIN XP等操作系统。软件系统含有开发性、可集成功效、实时冗余功效；管理软件支持B/S结构。系统软件应包含运行系统、数据库管理、通讯控制、操作人员接口接口、程序调度、时间和联锁程序、能源管理等功效。系统开放BACNET接口及WEB接口，可用于系统向上集成。
操作系统满足多任务／多用户功效，允很多终端运行和同时进行多个实时程序和常见程序。应让运行人员在整天任何时刻全部能进行诊疗性检验，并足够根当地确定部件失效，方便作快速诊疗和维修。
此次楼宇自控系统由以下子系统组成：
1）冷热源系统（冷冻机组等设备连锁控制）
2）空调新风系统（空调、新风机运行状态及对应控制）
3）给排水系统（水泵运行情况及集水井水位）
4）电梯系统（采取接口形式监测）
5）变配电系统（采取接口形式监测）
5.1冷热源系统
冷源系统由冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等设备组成，其控制由BA完成，BA系统编制程序对机组、水泵及阀门等相关设备进行连锁启停控制、加减机节能控制，方便物业人员操作管理节省能源。
以下按水冷系统举例说明：
监控设备
监控内容
冷水机组
冷水主机接口协议读取；
冷冻水泵
运行、故障、手自动监测；远程启停控制；
冷却水泵
运行、故障、手自动监测；远程启停控制；
冷却塔
运行、故障、手自动监测；远程启停控；对冷却水供回水温度进行监测；
分集水器
依据供回水压差，对分集水器间旁通阀进行控制；依据供回水温度、回水流量计算负荷实现加减机控制。
监控方法：
1、冷源设备及循环水系统
对于冷源系统，此次设计采取群控系统由BAS进行总体控制，监控内容以下：
ü 经过冷水机组自带通讯接口监测机组内部各设备运行参数，能够软起停机组及相关阀门开启，机组本身节能控制由其自带控制系统完成；
ü 冷冻机进出水蝶阀控制及状态反馈。
ü 冷冻水泵运行、故障、手自动监测；远程启停控制；
ü 冷冻水供、回水压差监测, 依据供回水压差监测，完成旁通阀调整控制及开度反馈监测；
ü 冷冻水供回水温度及回水流量监测，计算出末端总负荷情况，完成冷水机组加减机控制；
ü 冷却塔风机运行、故障、手自动监测；远程启停控；进出水蝶阀控制及状态反馈。
ü 冷却水供回水温度监测监测，完成冷却塔加减机控制；
ü 冷却水泵运行、故障、手自动监测；远程启停控；

冷源监控组态示意图

5.2空调系统
空调机监控内容：
监控设备
监控内容
空调机
滤网、风机压差监测；机组开关控制，运行、故障、手自动状态监测；水阀控制及状态反馈；新风阀控制及状态反馈；风管温度监测
控制方法：
ü 风管温度自动控制：以室内温度设定值作为控制目标，以风管温度测量值作为过程变量，以控制阀门作为实施器，采取闭环控制方案进行PID调整，使风管温度保持在设定值周围。在夏季工况时，当风管温度高于设定值时，增大阀门开度；当风管温度低于设定值时，降低阀门开度。在冬季工况时，当风管温度高于设定值时，降低阀门开度；当风管温度低于设定值时，增大阀门开度。使风管温度一直控制在设定值范围内。
ü 动力设备启停节能控制目标：避免早开、晚停，浪费能耗；按间歇循环控制：在工作期内按一个或多个周期循环启停设备；按最优启停控制：使用前：进行预冷或预热，使用结束前提前停机；可按区域，对每台被控空调设备开/关、温度设定、运转模式权限等依日程进行设置。
ü 压差报警：对过滤网、风机两端设压差进行监测，并作高限报警。压差开关将会监察过滤网情况，设定值为30~200Pa范围，当过滤网堵塞时，压差开关便会发出讯号，以催促维护人员清洗过滤网。
ü 连锁控制：风机开启：新风风阀打开、水阀实施自动控制；风机停止：新风风阀关闭、水阀关闭。
ü 状态监测：监视风机组之运行状态、故障状态。经过开启柜接触器辅助开关，直接监测风机运行状态；经过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号。
ü 时间表控制：可按区域，对每台被控空调设备开/关、温度设定、运转模式权限等依日程进行设置。
ü 每台设备系统图、和故障报警所关联平面图能够在中央工作站可进行彩色动态图形显示，打印相关故障报警信号。
ü 统计多种参数、状态、报警、统计启/停时间、累计运行时间及其它历史数据等, 定时输出维修保养汇报。

空调机组态示意图
新风机监控内容：
监控设备
监控内容
新风机
滤网、风机压差监测；机组开关控制，运行、故障、手自动状态监测；水阀控制及状态反馈；新风阀开关及状态反馈；送风温度监测。
控制方法：
ü 送风温度自动控制：以送风温度设定值作为控制目标，以送风温度测量值作为过程变量，以控制阀门作为实施器，采取闭环控制方案一进行PID调整，使送风温度保持在设定值周围。在夏季工况时，当送风温度高于设定值时，增大阀门开度；当送风温度低于设定值时，降低阀门开度。在冬季工况时，当送风温度高于设定值时，降低阀门开度；当送风温度低于设定值时，增大阀门开度。使送风温度一直控制在设定值范围内。
ü 动力设备启停节能控制目标：避免早开、晚停，浪费能耗；按间歇循环控制：在工作期内按一个或多个周期循环启停设备；按最优启停控制：使用前：进行预冷或预热，使用结束前提前停机；可按区域，对每台被控空调设备开/关、温度设定、运转模式权限等依日程进行设置。
ü 压差报警：对过滤网、风机两端设压差行监测，并作高限报警。压差开关将会监察过滤网情况，设定值为30~200Pa范围，当过滤网堵塞时，压差开关便会发出讯号，以催促维护人员清洗过滤网。
ü 连锁控制：风机开启：新风风阀打开、水阀实施自动控制；风机停止：新风风阀关闭、水阀关闭。
ü 状态监测：监视风机组之运行状态、故障状态。经过开启柜接触器辅助开关，直接监测风机运行状态；经过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号。
ü 时间表控制：可按区域，对每台被控空调设备开/关、温度设定、运转模式权限等依日程进行设置。
ü 每台设备系统图、和故障报警所关联平面图能够在中央工作站可进行彩色动态图形显示，打印相关故障报警信号。
ü 统计多种参数、状态、报警、统计启/停时间、累计运行时间及其它历史数据等, 定时输出维修保养汇报。

新风机组态示意图
5.3 给排水系统
监控内容：
监控设备
监控内容
集水坑
超高液位监测
潜水泵
水泵运行、故障、手自动状态进行监测 ；启停控制

给排水设备组态示意图
监控方法：
Ø 对集水井超高液位进行报警监测
Ø 对水泵故障状态进行报警，对其运行、手自动状态进行监测；远程启停控制。
5.4电梯系统
对于电梯监控，我们考虑采取网关方法接入BAS系统，这种方法需要电梯厂家提供通讯接口形式及通讯协议。

监控组态示意图
控制原理说明
实时监控电梯运行状态，并配合电梯专用摄像机对电梯进行集中管理。管理中心在CRT图形显示器上，直接监视每部电梯运行状态，并显示故障报警。
经过网关接口显示出电梯相关故障代码，值班人员能够依据不一样故障情况通知电梯厂家上门维修，立即处理电梯故障问题。

5.5变配电系统
变配电系统经过含有智能接口智能仪表进行集中管理，并以经过变配电网关和楼宇自控系统通讯。智能仪表及智能保护单元有强电单位设计、安装。电控厂家需提供对应通讯接口及通讯协议。

监控组态示意图

监测原理说明
ü 变压器：监测变压器超高温报警及温度。
ü 低压：监测低压进线及联络开关状态。
ü 监测低压进线电流、电压、功率因数、有功功率、电度及频率。
ü 高压：监测高压进线开关及联络开关状态。
ü 监测高压进线电流、电压、功率因数、有功功率。
ü 趋势统计：开关各动态运行参数、能量管理参数及能耗均可自动统计、储存、列表，并定时打印，方便管理人员查询、管理和分析。
ü 全部预设程序均可按实际需要和要求，在中央管理工作站上调整修改，以满足用户使用。
ü 控制设备均为24V 弱电 ，强电配管线路也对应降低了2／3 左右，大大减小了火灾风险系数，同时可经过电话系统或互联网通知管理人员或相关部门示警。
ü 同时累计照明回路运行时间。
ü 中央站用彩色图形显示上述各参数，统计各参数、状态、报警、启停时间(手动时)、累计时间和其历史参数，且可经过打印机输出；
ü 统计多种参数、报警、运行时间、趋势图、动态步骤图。
六、关键设备技术参数（控制部分）
6.1、监控软件
功效强大
Ø 管理多个网络控制器
安全
Ø 全方面安全集成到Wondows 域用户账户
Ø 少一个IT管理工具
Ø 确保安全策略一致性
可追踪
Ø 完整审计线索
开放
Ø 兼容开放协议，对更广范围施耐德产品和很多第三方设备提供无缝网关
存放及归档报警、趋势和事件数据
Ø 几乎无限数据存放
Ø 系统无点位限制
Ø 含有WEB报表生成功效
Ø 能源分级及能源汇报
用户友好性
Ø 独立可定制工作区
Ø 简单报警，事件和时间表配置
Ø 直观地址栏，包含了部分简单屏幕导航命令
Ø 支持多个Microsoft Windows 操作系统
有效性
Ø 集中修改/多选功效
Ø 一键实施多点修改命令
Ø 观察窗口
Ø 可随意查看定制实时数据
Ø 实时数据汇总，用于调试，编程和故障诊疗
强大报警管理
Ø 优先级, 过滤, 和组事件

组态监控界面示意图

能源分析界面示意图
6.2、网络控制器
Ø 网络控制器可实施工程、调试、管理和监视全部功效。
Ø DC电源输入：由底板提供24 VDC输入，功耗：最大7 W
Ø 通讯：Ethernet LAN接口：10/100 Mbit/s, 带RJ-45转接头双绞线
ü BACnet (AS-B): BACnet IP和MS/TP
ü LonWorks (AS-L): FTT 和RS-485
ü COM A: 2 线RS-485
ü COM B: 2线RS485 和3.3 VDC
Ø USB：1 个设备和2个主机端口
Ø IO 模块：RS-485
Ø CPU主频：160MHZ；SDRAM ：128 MB；FLASH RAM :4 GB
七、施耐德楼控系统优势
7.1、开放楼宇自控系统
－ 开放系统结构；
－ 在系统中能够依据需要选择不一样厂商产品直接互联，选择范围更广；
－ 低造价，低安装成本；
－ 低运行维护成本；
－ 低升级改造成本；
－ 增加新功效简单；
－ 规模能大能小结构；
－ 从单台PC到基于网络技术管理网；
－ 符适用户需要多种连接方法；
－ 总线型网络、星型网络、闭环型网络、混合型网络多个拓扑结构；
－ 调制解调器和“拨号控制”；
－ 多个介质通讯网络总线；
－ 高性能/价格比；
－ 点显示和命令
－ 历史数据采集
7.2、施耐德楼宇自控系统特点
施耐德楼控系统适应性很强，系统为模块化结构。可很方便地结构出不相同级独立系统，每级全部含有很清楚功效和权限，这就使系统既可用于单独楼宇管理，也可用于一个区域分散楼群集中管理。用户可经过计算机直观、具体地监测并控制楼宇设备运行情况，完全将HVAC、照明、能源管理、时间表安排和安全等系统置于自己监控之下。
施耐德 楼控系统由上位机、下位机及其之间通讯方法所组成。
上位机软体包含组态、人机界面、编程工具于一体。
下位机包含DDC可直接（自由）编程控制器。
通讯方法包含直接网卡通讯、IP网络通讯及modem远程通讯。
下位机（DDC控制器）：
每个DDC含有数位、模拟输入和输出，可独立完成，比如一台空调机组控制，无需和输入／输出模块配套使用。
模数：数模转换全部是12位。
每个DDC含有实时时钟，确保DDC之间实现时钟同时，并确保网络故障时DDC可独立运行。
每个DDC可编制独立时间控制表。
每个DDC可由用户生成多达127个报警信息、报警信息可同时发送到上位机和手操器中。
每个DDC全部是经BTL认证。
7.3、系统扩展性
系统可采取自由拓扑结构或总线型拓扑结构由单个子站拓展为超大型分布式综合集散控制系统。这种模块结构特点对于楼宇管理系统而言，在先期资金条件有限情况下，既可确保建筑物高标准和舒适性，又不会影响以后新功效扩展，所以说在物业管理方面含有很好经济性。
7.4、系统独立性
控制处理单元是含有独立CPU和存放器DDC控制器，所以只需将一台该站置于控制现场如空调机房内，经过便携式计算机将程序输入即可对现场设备进行控制，全部现场信息将在子站存放，可随时调出查看。同时，子站也可作为网络一部分，全部单元均可经过网络中心控制。
7.5、系统高可靠性
因为含有了独立控制功效，使得子站在中央系统停止工作、通讯完全断绝情况下，仍可独立完成全部控制功效，从而确保了控制连续性和可靠性。另外，系统中各级设备可经过网络通讯在同一时刻组成不一样等级集散控制系统或不一样结构组织形式，从而最大程度提升了系统可靠性和灵活性。
另外，施耐德TAC也是世界上第一家取得楼宇自控系统ISO9001质量认证企业。
7.6、优异网络通讯
施耐德楼宇自控系统中控制网络已含有Internet和Infranet关键特征，已从通常控制网络升级为Infranet（基础网），Internet、Intranet和Infranet之间经过TCP/IP协议实现互联。整个企业内部可实现资源共享。
网络操作系统能够采取主从式、对等式或用户/服务器结构。
网络结构能够是总线型、环型、星型、混合型等拓朴结构。组网方法灵活，升级改造费用低。