楼宇自控方案 .pdf
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1、1 楼宇自控方案设计名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 40 页 - - - - - - - - - 2 目录一. 系统概述 . 1二. 用户需求分析 . 22.1. 建设目标分析 . 22.2. 监控对象分析 . 22.3. 监控目标分析 . 32.4. 设计原则 . 3三. 系统概要设计 . 43.1. 系统设计标准 . 43.2. 监控方式及策略设计 . 53.3. 传输方式设计 . 53.3.1. 管理层网络 TCP/IP . 53.3.2. 监控层网
2、络 -LonWorks . 53.4. 中央管理站功能设计 . 63.4.1. 中央控制工作站 . 63.4.2. 系统软件功能 . 63.5. 厂商及品牌选择 . 93.5.1. 施耐德电气 TAC公司及产品介绍 . 93.5.2. TACVista 系统特点和优势 . 10四. 系统详细设计 . 124.1. 系统拓扑结构图 . 124.2. 冷热源子系统 . 134.2.1. 监控原理 . 134.2.2. 监控内容 . 134.2.3. 控制方案 . 134.2.4. 通讯接口 . 144.3. 空调子系统 . 14名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -
3、- - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 40 页 - - - - - - - - - 3 4.3.1. 新风机组 . 154.3.2. 空调机组 . 184.4. 送排风子系统 . 214.4.1. 监控原理 . 224.4.2. 监控内容 . 224.4.3. 控制方案 . 224.5. 给排水系统 . 234.5.1. 监控原理 . 244.5.2. 监控内容 . 244.5.3. 控制方案 . 244.6. 照明系统 . 254.6.1. 监控原理 . 254.6.2. 监控内容 . 254.7. 电梯系统 . 264.7.1
4、. 监控原理 . 264.7.2. 监控内容 . 26五. 关键产品介绍 . 275.1. 现场控制单元模块 . 275.1.1. 子站单元 TACXenta . 275.1.2. 灵活的 I/O 模块 . 285.1.3. 方便的安装与维护 . 305.2. TACVista 系统软件功能 . 325.2.1. 图形显示和操作 . 345.2.2. 迅速、可靠的报警功能. 355.2.3. 登录控制 . 355.2.4. 系统备份 . 355.2.5. 精确、同步、功能齐全的时间表. 355.2.6. 能源管理 . 365.2.7. 记录功能 . 36名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载
5、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 40 页 - - - - - - - - - 楼宇设备自动化控制系统31第三章 楼宇设备自动化控制系统一. 系统概述当今,世界各地的大厦管理部门为了使其客户拥有更舒适的环境而正在寻找创建完美室内环境的方法, 他们越来越注重于通过优化控制提高管理水平和环境质量的可调性。智能大厦向人们提供全面的、高质量的、快捷的综合服务功能,它是现代高科技的结晶,是建筑艺术与信息技术完美的结合。楼宇自控系统(BuildingAutomationSystem,简称 BA)是智能大厦的一
6、个重要的组成部分。它的监控范围通常包括冷热源系统、空调系统、送排风系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯系统等。高新信息技术和计算机网络技术的高速发展,对建筑物的结构、系统、服务及管理最优化组合的要求越来越高,要求建筑物提供一个合理、高效、节能和舒适的工作环境。 节能是一项基本国策, 也是建筑电气设计全面技术经济分析的重要组成部分。楼宇自控系统正是顺应了这一潮流,它的建立,对于大厦机电设备的正常运行并达到最佳状态, 以及大厦的防火与保安都提供了有力的保证。同时,依靠强大软件支持下的计算机进行信息处理、数据分析、逻辑判断和图形处理,对整个系统作出集中监测和控制;通过计算机系统及时启停各有关
7、设备,避免设备不必要的运行,又可以节省系统运行能耗。当前现代化大厦就空调系统而言,是一栋大楼耗能大户, 也是节能潜力最大的设备。大楼装有楼宇自控系统以后,可节省能耗25%,节省人力约 50%。出现故障,能够及时知道何时何地出现何种故障,使事故消除在萌芽状态。 当前随着建筑物的规模增大和标准提高,大厦的机电设备数量也急剧增加,这些设备分散在大厦的各个楼层和角落, 若采用分散管理, 就地监测和操作将占用大量人力资源,有时几乎难以实现。 如采用楼宇自控系统, 利用现代的计算机技术和网络系统,实现对所有机电设备的集中管理和自动监测,就能确保楼内所有机电设备的安全运行,同时提高大楼内人员的舒适感和工作效
8、率。成功的工程, 需要优秀的产品,更需要出色的服务。本工程方案所表达的技名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 40 页 - - - - - - - - - 楼宇设备自动化控制系统32术内容,是我们向用户提供全面服务的重要组成部分,我们在方案本身的表述中,以最大的努力来反映这种全面服务的思路。详细内容请阅读本方案的描述。二. 用户需求分析2.1. 建设目标分析上海创业者公共实训基地总建筑面积112364 平方米,包括主楼及裙房、实训楼 1、实训楼 2、实训楼 3、
9、大学生实践园区、新增地下车库、门卫、垃圾房等建筑,整个建设将分两期进行。楼宇自动化系统设计要求实现中央计算机工作站的集中管理和各现场控制器的分散控制,管理者可通过集中管理的中央计算工作站上的图形化界面对所有设备进行操作、管理、 警报等,通过计算机图型化的用户界面实时向管理者集中报告各种运行状态和运行参数,可有效的提高管理水平和工作效率。通过分布在各电气设备旁的现场控制器内置程序和I/O 接口对设备进行有效的控制, 分散的控制即使个别的控制器出现故障也不会影响其它设备的运行,有很高的安全性。同时可通过 INTERNET 对各大楼进行远程管理,使管理者可在异地进行管理。通过对设备的自动控制,使设备
10、在要求的状态下工作大量减低能耗。通过楼宇自动化系统对各机电设备进行自动监控和集中管理,达到以下目的:确保各个建筑内获得绿色环保境和舒适的工作条件;提高建筑群自身以及人员与设备的整体安全水平和灾害防御能力;提供可靠、经济的最佳能源供应方案,进行节能管理,减少运行成本;使设备高效运行,减轻人员劳动强度的同时实现现代的物业管理;不断地及时地提供有关设备运行状况的资料,集中收集、整理,作为设备管理决策的依据,实现设备维护工作的自动化。2.2. 监控对象分析楼宇自动化系统对上海创业者公共实训基地各个建筑内各自辖区内的冷热源、空调、给排水、供变配电、照明、电梯、等建筑设备及室外公共场所的道路照明、建筑物的
11、景观照明等进行集中管理,分散控制。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 40 页 - - - - - - - - - 楼宇设备自动化控制系统33楼宇自控系统由以下子系统组成:冷热源监控系统空调机组监控系统新风机组监控系统送排风监控系统给排水监控系统照明监控系统电梯监测系统2.3. 监控目标分析建筑设备监控系统的目标:为各个建筑提供适宜环境。要提供最佳的能源供应方式,达到节约能源和减少运行成本的目的实现物业管理现代化。楼宇自动化系统的应用使整个实训基地内的机电设备
12、可以集中、合理、方便快捷的控制,节省人力, 利用计算机科学分析使机电设备能够合理的运转,延长使用寿命,节约能源。2.4. 设计原则本着“设备先进、技术完备、功能齐全、配置合理、节约资金”的原则进行设计。实用性和先进性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 40 页 - - - - - - - - - 楼宇设备自动化控制系统34本工程楼宇自控系统按照智能建筑设计标准的甲级标准进行设计,系统的设置既强调先进性也注重实用性,以实现功能和经济的优化设计。标准化和结构化系统
13、设计依照国家有关标准外,还根据系统的功能要求, 作到系统的标准化和结构化,能综合体现出当今的先进技术。集成性和可扩展性系统设计遵循全面规划的原则,并有充分的余量, 以适应将来发展的需要。 保证楼宇自控系统总体结构的先进性、 合理性、可扩展性和兼容性。节约能耗和经济性BA 方案设计应首先建立在对其节能与经济性能的分析上,达到设计方案合理,节省投资,获得最佳运行效果,建设BA的目的最主要是提高电源、冷、热源的科学管理和利用价值,使庞大的能耗受到科学的管理和控制,为达到节能目的,BA 的系统模式应采用集散型的建筑自控系统、网络采用同层总线方式。专业性和开放性系统设计中充分考虑设备的专业性,确保智能系
14、统总体结构专业性的前提下,又具有足够的开放性,能与其他系统充分的联接,数据能对外开放并能接受其他系统数据。服务性和便利性系统能使用户达到多功能、 外向型要求,讲究便利性和舒适性,使用户有高效、舒适、便利、安全的工作环境。 系统服务能做到 24 小时响应,2 小时内到现场解决问题,并备有足够的库存设备,保证随时更换,让用户真正的提高效率,达到节约人力及能源的目的。三. 系统概要设计3.1. 系统设计标准智能建设设计标准 (GB/T50314-2006) 控制网络国家标准 (GB/Z20177.4-2006)上海创业者公共实训基地弱电工程招标文件技术招标要求名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载
15、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 40 页 - - - - - - - - - 楼宇设备自动化控制系统353.2. 监控方式及策略设计楼宇自控系统采用集散型控制方式,即现场区域控制,计算机局域网通讯,最后进行集中监视、管理的系统控制方式,实现分布式控制,集成操作管理的系统工作模式。 这种控制方式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。楼宇自控系统网络结构可分为二级,第一级为管理层网络,即控制中心,控制中心内设中央工作站, 中央工作站系统由P
16、C 主机、彩色大屏幕显示器及打印机组成,是 BA 系统的核心,整个大厦内所受监控的机电设备都在这里进行集中管理和显示,它可以直接和以太网相连;第二级为监控层网络, 由直接式数字控制器、扩展模块、 采集现场信号的传感器以及执行机构和阀门等组成。直接式数字控制器、扩展模块、传感器以及执行机构和阀门等随被控设备就近设置。3.3. 传输方式设计3.3.1. 管理层网络 TCP/IP 采用总线型的网络拓扑结构来构成局域网,支持TCP/IP 协议,能够提供基于 Internet的远程管理解决方案。能容易地实现与建筑物中其它相关系统和独立设置的智能化系统之间的数据通信、系统集成以及与其它厂商设备和系统的联接
17、。通过这层网络能够把BA中所有监控信息及时地反馈到中央站显示画面,而中央站系统也可通过这一网络传送程序、指令等到有关设备。提供 OPC 或 DDE 的第三方接口软件。数据传输速率不低于10Mbps 。3.3.2. 监控层网络 -LonWorks 采用国际领先的Lonworks 控制网络技术 . 作为集散控制分站之间的通信网络采用总线拓扑结构或自由拓扑结构实现各个分站之间、 分站与中央站之间以及它们与专用控制、接口设备的数据通信。中央站可以通过这层网络把信息传送到任何指定的数据通信。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
18、名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 40 页 - - - - - - - - - 楼宇设备自动化控制系统36所有分站以同等地位即点到点方式彼此互通信息。监控层网络可以根据实际需要建立其子网。数据传输速率不低于78Kbps,并且可以根据需要提高到1.25Mbps。总线通讯距离不低于2700米。3.4. 中央管理站功能设计中央监控管理中心必须对各个建筑内各机电设备的运行、安全、能源使用状况及节能等实现自动监控及管理。该监控管理系统能快速进行信息检索,并对信息点参数进行查询、修改、控制等。该系统应能及时反映故障的部位,记录和打印发生事件的时间、地点和故障现象,指出排除的方法和措
19、施, 且能进行智能预测,制定维护计划。对所监控设备的工作状态、运行参数、运行记录、报警记录等作模拟实时显示、遥控、打印报表、存档,并定期打印各种汇总报告。3.4.1. 中央控制工作站工作站设于消防或弱电控制中心内,直接与ETHENET网络连接,将各个建筑所受监视及控制之设备进行显示及控制。操作站也适用于其他一些常用套装软件,在使用其他套装软件时, 系统绝对不可受干扰。 操作站设备全部安装于弱电总控中心。工作站包括:个人电脑CPU:不低于 P43.0G ,前端总线:不低于800M,二级缓存: 2M 内存:不小于 1G 彩色显示器类型: SUPERVGA 、桌面平板打印机( PRINTER )3.
20、4.2. 系统软件功能I.编制功能系统软件应采用中文Windows 及显示。 BA 的软件编写应采用“图形化编名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 40 页 - - - - - - - - - 楼宇设备自动化控制系统37程序语言”,此语言不用编程代码,而是用一些简单符号表示出建筑物中的采暖通风空调,照明等的控制程序。 这些图形对任何一单元控制工程师(不只是编程序者本人)而言,都应是易读,易懂,要对程序作进一步变更与增加也很方便,能达到预期结果。II. 控制功能网
21、络控制器及直接数字式控制器应能进行下列各项标准及完备的控制模式:开关控制比例控制比例加积分控制比例加微积分控制控制回路的自动调节控制软件应对重型装置提供一个延迟开启的功能,用以保护重型装置在过度开启情况下可能造成的损坏。当停电回复正常后,控制软件将会根据每一个装置的启/停时间表,对装置发出启 /停的指令。III. 节能软件投标人应提供以下的节能软件, 这些软件程序应能在系统内自动运行而不需要操作员的介入。同时软件应有足够的灵活性, 让用户根据现场情况而作出修定。每日的预定时间表每年的预定日程表假期的安排表最佳启 / 停功能夜间设点自动调节控制焓值切换功能用电量高峰期的限制温度设定点的重置名师资
22、料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 40 页 - - - - - - - - - 楼宇设备自动化控制系统38IV.报警管理报警的管理应包括监视,缓冲,储存及将报警导向至有关操作员的装置上。所有报警应显示有关报警监控点的详细资料,包括发生的时间及日期。报警应根据严重程度最少分为三级,以便更有效及快速处理严重的报警。用户可以为不同的报警自行决定严重性的级别。报警发生应该根据用户的事前安排,自动导向至有关操作员的装置上。在严重性级别最高的报警或特定的报警情况发生后,该报
23、警信号可以通过电话系统自动传到其他地方,包括建筑物以外的有关单位, 使报警得到及时的处理。整个传送程序自动进行,不需操作员的介入。V.监控点历史及动向趋势记录监控点历史记录所有监控点的历史都应自动存放在有关的网络控制器内。输入监控点根据需要的时间段取样本试一次,动态趋势记录用户可将动向趋势软件应用于系统内任何的监控点,抽取样本的时间可调,由用户根据需要自行选择。累积记录每个系统应该拥有下列的累积记录,若累积记录超过用户所定下的限额,系统将自动发出指定的警告信息。运行累积记录例如水泵的运行的累积时间记录模拟量及脉冲累积记录例如用电量发生事件的累积记录例如水泵、风机启/停的累积次数VI.应用功能指
24、令输入及功能表选择的方式图形及文字显示多方面资料的显示密码保护图形化编写程序名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 40 页 - - - - - - - - - 楼宇设备自动化控制系统393.5. 厂商及品牌选择3.5.1. 施耐德电气 TAC公司及产品介绍施耐德电气 TAC 公司是一家世界领先的楼宇自控产品供应商。作为欧洲最早的楼宇自控产商,TAC 是世界第一家把 DDC 技术应用在楼宇自控系统的公司,也是楼宇自控行业第一家获得ISO9001 和 ISO140
25、01 质量体系认证的公司。最新的 TACVista 楼宇自控系统,是一个由高效能PC 机和微处理器组成的开放性网络系统 LonWorks 。它为整个大楼的管理提供了简便、有效的手段。该系统遵守 LonWorks 网络协议, 是一套开放的集散型网络系统。整个网络架构开 放 透 明 , 且 完 全 符 合ANSI/EIA852标 准 / 控 制 网 络 国 家 标 准(GB/Z20177.4-2006 ) 。LonWorks 全分布式智能控制网络技术由美国Echelon 公司于 1990 年推出,被广泛用于工业控制、设备自动化、家电自动化、动力传输等领域。在目前多种现场总线技术标准并存的情况下,L
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