空調自控技術方案

空調自控系統(tǒng)技術方案空調自控系統(tǒng)技術方案 第第 1 章章 總體設計說明總體設計說明 1 1建筑概況 本項目 XXXXX 有限公司整體遷擴建項目 位于浙江省杭州市 共有綜合 車間 1 及綜合倉庫 綜合車間 2 質檢研發(fā)樓 前處理提取及倉庫 4 個區(qū)域 1 2工程設計資料 暖通專業(yè)圖紙 1 3采用的主要規(guī)范及標準 1 智能建筑設計標準 GB T50314 2006 2 智能建筑工程質量驗收規(guī)范 GB50339 2003 3 民用建筑電氣設計規(guī)范 JGJ T16 2008 4 公共建筑節(jié)能設計標準 GB50189 2005 5 建筑設計防火規(guī)范 GB50016 2006 6 低壓配電裝置及線路設計規(guī)范 GBJ54 83 7 電氣工程施工質量驗收規(guī)范 GB50303 2002 8 采暖 通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范 GBJ19 87 9 分散型控制系統(tǒng)工程設計規(guī)定 HG T20573 95 10 低壓配電裝置及線路設計規(guī)范 GBJ54 83 11 低壓配電設計規(guī)范 GB50054 95 第第 2 章章 設計范圍設計范圍 2 1空調自控系統(tǒng) 冷熱源系統(tǒng) 空調機組 新風機組 配套排風機 除塵機 室外溫濕度 室 內溫濕度 室內靜壓 定風量閥 變風量閥 第第 3 章章 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 3 1系統(tǒng)主要技術指標 1 本工程空調自控系統(tǒng)設計成一套完整的分布式集散控制系統(tǒng) 通過對廠房 的空調機組 新風機組 配套排風機 除塵機組等主要機電設備的集中管理 和分散控制 使之達到最佳運行狀態(tài) 同時收集 記錄 保存及管理各系 統(tǒng)中重要信息及資料 實現綜合自動監(jiān)測 通訊 控制與管理 達到科學 管理 節(jié)能管理及綜合報警處理的目的 提高建筑物的現代化管理水平 2 系統(tǒng)采用基于 B S 瀏覽器 服務器 的網絡體系結構 系統(tǒng)網絡協(xié)議符合 國際標準 ISO16484 5 BACnet 系統(tǒng)為兩層網絡結構 分別為管理層和控 制層 兩層網絡均具有足夠的開放性且應易于擴展 為將來運營和維護中 可能發(fā)生的變化提供便利 3 系統(tǒng)由服務器 工作站 網絡控制引擎 現場控制器 DDC 等組成 服務器 工作站與網絡控制引擎通過管理層網絡采用 BACnet IP 協(xié)議通訊 網絡控 制引擎作為管理層網絡核心設備管理控制層網絡并向服務器 工作站發(fā)布信 息 控制層網絡現場控制器通過 RS 485 現場總線連接到網絡控制引擎上 采用 BACnet MS TP 協(xié)議與網絡控制引擎及其他現場控制器保持緊密聯系 傳感器及執(zhí)行器等連接至各現場控制器 4 系統(tǒng)在控制中心配置服務器及工作站 操作系統(tǒng)支持 Windows XP 系統(tǒng)配 置打印機用于系統(tǒng)的報警及統(tǒng)計資料的打印 系統(tǒng)僅需在主控工作站上安 裝系統(tǒng)管理軟件 無需在分控工作站上購買和安裝特定的軟件 5 為滿足管理要求 整個系統(tǒng)還可以讓用戶設任意多個工作站通過 Web 以共 享方式訪問 系統(tǒng)應支持至少 5 用戶同時訪問系統(tǒng) 6 為保持系統(tǒng)穩(wěn)定安全 系統(tǒng)數據存儲不僅僅依賴于工作站電腦 工作站電 腦因為故障或者其它原因無法訪問即工作站失效時 網絡通訊亦可以在正 常情況下運作 用戶仍舊可以采用 WEB 方式通過網絡控制引擎訪問系統(tǒng) 網絡控制引擎與服務器之間互為備份 7 按照對機電設備分散控制的原則配置現場控制器 現場控制器之間可以點 對點無主從的方式進行直接通訊 控制層網絡中任一節(jié)點故障時均不致影 響系統(tǒng)的正常運行和信號的傳輸 從而保障系統(tǒng)不間斷的可靠運行 8 現場控制器可根據現場點位數量 設置 I O 模塊以擴展容量 現場控制器 與模塊間的通訊協(xié)議應與控制層網絡現場總線上的協(xié)議相同 使得 I O 模 塊既能用于擴展現場控制器的監(jiān)控容量 又可以直接接駁于控制層網絡現 場總線上 為將來運營和維護中可能發(fā)生的變化提供便利 9 現場控制器和 I O 模塊均能支持通用輸入輸出點 即輸入點既接受模擬量 輸入又接受數字量輸入 使 I O 配置更靈活 10 為保障網絡的通訊質量和穩(wěn)定性 每條控制層網絡現場總線長度不超過 1200 米 每條總線監(jiān)控點位不超過 1000 點 3 2系統(tǒng)網絡結構 我們?yōu)楸竟こ膛渲玫?MSEA 系統(tǒng)由操作站 網絡控制引擎 現場控制器組成 其系統(tǒng)架構示意如下圖所示 圖 MSEA 系統(tǒng)網絡架構 系統(tǒng)構架采用兩層網絡結構 支持 BACNET 協(xié)議標準 管理層上服務器 工 作站之間的通訊采用基于 BACnet IP 的 B S 方式 控制層上 DDC 之間通訊采用 符合 BACnet MS TP 協(xié)議方式 管理傳輸層建立在 100M 以太網絡上 采用星形連接方式 以綜合布線為物 理鏈路 通過標準 BACnet IP 通訊協(xié)議高速通訊 進行信息的交換處理 主要 設備包括服務器 管理工作站 網絡控制引擎等 系統(tǒng)基于瀏覽器 服務器 Browser Server 結構 控制中心設置一臺主交換機 控制層通過網絡控 制引擎 NAE 轉換后連至交換機 控制層采用總線拓撲結構實現各個 DDC 之間 DDC 與網絡控制器之間以及 它們與接口設備的數據通信 遵守 BACnet 標準 SSPC 135 支持 BACnet MS TP 協(xié)議 控制層每一條現場總線的總的信息量不超過 1000 點 保障了網絡的通訊 質量和穩(wěn)定性 為了確保現場控制的可靠性 一個調節(jié)閉環(huán)中的或一個有邏輯 控制關系中的各個傳感器 執(zhí)行器將全部接到一個 DDC 控制器中 現場總線還 支持自由拓撲結構 易于在網絡中添加或減少設備 為組網實施和今后升級改 造提供了最大的便利 DDC 控制器還具有擴展功能 系統(tǒng)中無論是管理層還是控制層 均具有同層資源共享功能 在系統(tǒng)主機 發(fā)生故障時 所有網絡控制引擎仍保持通訊和數據的交換 而倘若網絡控制引 擎掉線 其控制網絡的全部現場控制器之間亦能保持點對點無主從的方式進行 直接通訊 從而保障系統(tǒng)不間斷的可靠運行 另外 MSEA 系統(tǒng)架構是面向 IBMS 集成的強大平臺 IBMS 服務器管理軟件 也是該系統(tǒng)架構中的組成部分 它用來連接信息域和其他控制系統(tǒng) 并管理龐 大的網絡 第第 4 章章 系統(tǒng)選用設備系統(tǒng)選用設備 4 1操作站 MSEA操作站是當今控制領域最為先進的 最為友好的系統(tǒng)集成及管理平臺 它是在MSEA系統(tǒng)的基礎上進行升級的功能極其強大的最新產品 它著眼于國際 通用標準 提供給用戶高級管理系統(tǒng)和適應將來發(fā)展的工業(yè)微機控制 支持多 種國際工業(yè)標準 如最新的標準協(xié)議 BACnet Ethernet TCP IP LonWorks ODBC Open Data e Connectivity ActiveX DDE WindADS 95 98 2000 NT Internet Intranet及OPC OLE for Process Control 等等 操作站每個工作區(qū)都是ActiveX 文件服務器 提供 給用戶極其靈活和無縫的應用環(huán)境 它的動態(tài)圖形 動態(tài)歷史記錄 動態(tài)趨勢 等功能為用戶提供了極其友好的界面 最為直觀的管理 由于采用了最新的軟 硬件設計 MSEA系統(tǒng)及其操作站具有友好的界面 開放式結構 完全符合工業(yè)標準 用戶可以跟上軟件及硬件的不斷發(fā)展 METASYS系統(tǒng)代表了樓宇管理與控制的最新潮流 體現了最新的質量 性能 可 靠性方面的工業(yè)標準 MSEA及其操作站不僅提供了當今最好的設備管理系統(tǒng) 并且保證了系統(tǒng)以后的發(fā)展 MSEA采用分布式結構 實現集中管理 分散控制 軟件和數據貫穿于MSEA 網絡 也就是說 不是只有一個中央處理器負責監(jiān)控全部設備 操作站不再扮 演網絡 大腦 的角色 它用于編程 創(chuàng)建數據 報表匯總 和其他操作功能 信息從操作設備下載到各現場控制器 而數據也會稍后被上傳到操作設備存檔 所有管理操作站均可通過Web訪問 采用標準WEB瀏覽器界面 具有統(tǒng)一的 操作界面和同等使用功能 能實時動態(tài)顯示所集成的各子系統(tǒng)經授權選擇的設 備工作狀態(tài)及報警信息 授權顯示及設定各種參數值 提供設備的維護記錄 電力和能源消耗分析等日程統(tǒng)計報表 操作站界面能實現以下功能 彩色動態(tài)圖形用戶界面 提供用戶的安全訪問手段 通過輸入用戶名和密碼來鑒別試圖連入系 統(tǒng)的用戶 該訪問授權的設置應能對用戶或用戶組的登錄時間 設備 管理范圍和操作級別三個方面同時定義 區(qū)分報警信息顯示的優(yōu)先次序 能夠設定不同級別的告警或報警分別 傳送至工作站畫面 打印機 數據庫 email 服務器或其他應用服務器 并提示報警設備的類別 位置 故障原因等 提供以圖形方式顯示的趨勢數據 提供時間表功能 提供圖形化的編程手段 全部由鼠標點取完成各種應用程序的編制和 修改 具有跟蹤用戶操作的能力 4 2 網絡控制引擎 網絡控制引擎是本系統(tǒng)架構的核心設備 也是管理現場網絡并向操作站發(fā) 布信息的職能設備 網絡控制引擎代表了建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)界最新的技術和 發(fā)展趨勢 它在硬件中內置了 Windows Embedded 操作系統(tǒng)和空調自控系統(tǒng)的 監(jiān)控管理軟件 基于 Web 的設計使這個硬件能夠作為 Web 服務器將建筑設備 監(jiān)控管理系統(tǒng)的信息在以太網上發(fā)布 并通過嵌入式網絡用戶界面進行系統(tǒng)導 航 系統(tǒng)配置及系統(tǒng)操作 而不需要安裝任何專用程序 網絡控制引擎技術規(guī)格 能通過以太網和 MS TP 進行通訊 雙絞線通訊總線的網絡通訊速率從 9 6k 到 76 8Kbps 提供 DDC 與 DDC 對等通訊能力 允許系統(tǒng)全局數據 交換 為 MS TP 通訊主干上 BACnet 設備提供全局 DDC 管理 32 位處理器高處理速度 192 MHz SH4 7760 增強型處理器 通用性 內置 10 100M 以太網卡與速率可達 76 8Kbps BACnet MS TP 局域網 可靠性 內置 EEPROM 與 ROM 閃存 報警 至少可設置 200 個報警設定 可個別地按需要配置 BACnet 事故 報告物件 趨勢日志 至少可存儲 200 個趨勢日志數據 用于歷史記錄和分析 電源 24VAC 50 60 Hz 功耗 20VA 電池 可更換 3 0V 鋰電池 能保持一年半的實時時鐘和 RAM 中數據的 備份 備用電池的壽命為十年 內存 CPU 128 MB 閃卡 EPROM 128 MB SDRAM 動態(tài)隨機存取存 儲器 用于操作數據動態(tài)內存 實時時鐘 控制器內置 電池后備電源 實時時鐘支持時間排程操作 趨勢日志 定時自動控制功能 遵從標準 UL 認證 CE 標志 EMC 指令 89 336 EEC BTL B BC 認證 4 3 DDC控制器 DDC 控制器需采用標準的 BACnet 主從 令牌傳遞 MS TP 協(xié)議進行通信 為控制大樓機電設備提供全方位的標準應用 DDC 控制器可以按照實際控制要求而自由編程 無論是獨立工作或連入 BACNET MS TP 網絡時 它的軟 硬件功能靈活地適應各種不同的控制過程 除此之外 DDC 控制器還可在擴展總線上連接 I O 擴展模塊 來增加它的輸 入 輸出點的容量 并可通過內置的 LED 來監(jiān)控這些點 當這條網絡連入完整的 網絡時 控制器可將所有監(jiān)控點情況和各種控制信息準確的提供給整個網絡或 控制站 技術規(guī)格 通用輸入點 可支持干接點數字輸入 0 10V 電壓輸入 4 20mA 電流 輸入 阻值型模擬量輸入 通用輸出點 可支持開關量數字輸出 浮點輸出 0 10V 電壓輸出 4 20mA 電流輸出 輸入輸出特性 6 個通用輸入 UI 2 個數字量輸入 DI 4 個 通用輸出 CO 3 個晶閘管 triacs DO 2 個模擬量輸出 AO 通用性 BACnet MS TP 局域網 速率可達 76 8Kbps 多功能 可編程與可獨立操作 可靠性 內置閃存的高性能處理器 內置閃存可駐存 數據不易丟失 可編程 電源 20 30 VAC 50 60 Hz 24VAC 電源一端必須接地 需內置 24VDC 輸出 提供 24VDC 最大輸出 250mA 給傳感器和其它 設備 處理器與內存 處理器 32 位 20MHz Renesas H8S 2398 RISC processor 19 66MHz 時鐘速率 內存 1256KB FLASH 520KB RAM DDC 采用基于模式識別的自適應在線調節(jié)技術 遵從標準 UL 認證 CE 標志 BTL B ASC 認證 第第 5 章章 監(jiān)控內容及控制說明監(jiān)控內容及控制說明 5 1 冷源系統(tǒng) BAS對冷源系統(tǒng)實現冷水機組 配套冷凍水泵 冷卻水泵 冷卻塔等相關系 統(tǒng)設備的群控 冷水機組設備供應商提供BAS通信接口 將機組內部參數開放給 樓宇自控系統(tǒng) 監(jiān)控內容如下 監(jiān)控內容如下 制冷機組內部參數 如 冷凍水溫度設定值 冷凍水進水溫度 冷凍 水出水溫度 冷卻水進水溫度 冷卻水出水溫度 蒸發(fā)器冷媒溫度 蒸器壓力 冷凝器冷媒溫度 冷凝器壓力 壓縮機排氣溫度 軸承溫 度 電機繞組溫度 油槽溫度 油壓力 油壓差 基本需量限制點 作用中需量限制點 線電壓百分比 線電壓實際值 壓縮機馬達負載 壓縮機滿載電流百分比 壓縮機馬達電流安培數 目標導葉 滑閥 位 置 實際導葉 滑閥 位置 壓縮機啟動次數 12小時內啟動次數 壓 縮機開機時間 機組報警狀態(tài) 機組運行狀態(tài) 機組的控制模式等 并可實現設定溫度控制 機組啟?？刂频?具體功能 點位根據冷凍 主機廠家提供的協(xié)議內容 不僅限于此 冷水機組運行狀態(tài) 故障報警 手 自動狀態(tài)監(jiān)測 啟?？刂?冷水機組冷凍 冷卻水水流開關狀態(tài)監(jiān)測 冷凍水泵運行狀態(tài) 故障報警 手 自動狀態(tài)監(jiān)測 啟?？刂?冷卻水泵運行狀態(tài) 故障報警 手 自動狀態(tài)監(jiān)測 啟?？刂?冷卻塔風扇運行狀態(tài) 故障報警 手 自動狀態(tài)檢測 啟停控制 冷卻塔電動蝶閥開關控制及閥位狀態(tài)反饋 冷凍水供 回水總管溫度 流量監(jiān)測 冷卻水供 回水總管溫度監(jiān)測 冷凍水供回水壓力監(jiān)測 壓差旁通調節(jié) 室外溫濕度監(jiān)測 冷水機組 冷凍水泵 冷卻水泵 冷卻塔運行時間累計 控制說明 控制說明 順序啟停設備 順序啟停設備 按編寫之時間程序或通過管理中心操作員 順序聯鎖 啟停冷凍機組及各相關設備 冷卻塔 冷卻水泵 冷凍水泵 冷水機 組 冷凍水泵 冷卻水泵 冷卻塔一一對應 開啟數量匹配 冷水機 組 冷水泵 冷卻水泵 冷卻塔風機及其進水電動蝶閥應進行電氣聯 鎖啟停 其起動順序為 冷卻塔進水電動蝶閥 冷卻水泵 冷水泵 冷卻塔風機 冷水機組 冷水機組在冷水水流得以證實后啟機 系統(tǒng) 停機時與上述順序相反 冷負荷計算 冷負荷計算 根據大樓實際負荷 冷凍水溫差 流量 或者冷凍機負 載電流百分比 自動調節(jié)冷凍機組啟動的臺數 設備選擇原則 設備選擇原則 按照 均等運行時間 原則 順序啟停各臺機組設備 延長設備使用壽命 冷凍水壓差旁通調節(jié) 冷凍水壓差旁通調節(jié) 當冷凍系統(tǒng)關閉時 冷凍水旁通閥強制打開100 當冷凍系統(tǒng)啟用時 冷凍水旁通閥的開度隨冷凍水供回水壓差進行調 節(jié) 使維持合適的壓差 保證空調系統(tǒng)的正常工作 冷卻塔啟停臺數控制 冷卻塔啟停臺數控制 根據冷卻水回水溫度 自動調整冷卻塔開啟臺 數 保證冷卻水溫度在冷凍主機能效比較好的溫度范圍內 32 37 冷凍水出水溫度再設定 冷凍水出水溫度再設定 根據外界環(huán)境條件 冷水機組的運行狀態(tài) 空調機組的運行特性 末端負荷情況 空調區(qū)域的溫濕度參數等 優(yōu) 化機組運行狀態(tài) 自動重設冷凍水出水溫度 如過渡季節(jié) 在滿足空 調區(qū)域除濕制冷的舒適性條件下 適當提高冷凍水出水溫度 提高機 組的運行能效 冷凍水出水溫度每提高1 冷水機組的運行能效提高 3 5 5 2 熱源系統(tǒng) BAS對熱源系統(tǒng)實現配套熱水循環(huán)泵 熱交換器等相關系統(tǒng)設備的群控 監(jiān)控內容如下 監(jiān)控內容如下 熱交換器二次側供水溫度監(jiān)測 超溫報警 熱交換器一次側回水閥 蒸汽閥 調節(jié) 熱水循環(huán)泵運行狀態(tài) 故障報警 手 自動狀態(tài) 啟?？刂?控制說明 控制說明 設備聯鎖控制 按編寫之時間程序或通過管理中心操作員 順序聯鎖 啟停鍋爐及相應熱水循環(huán)泵 鍋爐及熱水循環(huán)泵一一對應 開啟數量 匹配 熱交換器溫度控制 監(jiān)測二次側供水溫度 通過比例積分 調節(jié)一次 側回水水閥 蒸汽閥 開度 使熱水出水溫度保持在設定值 5 3 潔凈空調機組 監(jiān)控內容如下 監(jiān)控內容如下 送風溫濕度 回風溫濕度監(jiān)測 風機的運行狀態(tài) 故障報警 手 自動狀態(tài) 啟?？刂?送風管風管靜壓監(jiān)測 送風機頻率調節(jié)及反饋 過濾網淤塞報警與風機壓差狀態(tài) 冷水閥調節(jié)控制 熱水閥調節(jié) 加濕閥調節(jié)控制 新風 回風風閥控制 控制說明 控制說明 按內部預先編寫之時間程序或通過管理中心操作員啟停風機 并自動累