昆山某中心樓宇自控系統(tǒng)方案

1、目錄第1卷系統(tǒng)概述 2第2卷設計依據(jù) 2第3卷設計原則 3第4卷設計方案 3系統(tǒng)概述本系統(tǒng)是為昆山科技文化博覽中心實現(xiàn)智能化樓宇管理而設計的一個集散控制系統(tǒng)， 該系統(tǒng)能使管理者在中央控制室內就可實現(xiàn)對整座建筑內機電設備的監(jiān)控和相應的各種現(xiàn) 代化管理。我公司推薦采用瑞典 TAC VISTA 樓宇自控系統(tǒng)。作為清華同方所倡導的“數(shù)字化人居環(huán)境”新概念的應用， TAC VISTA 自控系統(tǒng)具備 諸多全新的、超前和開放特點。TAC VISTA 建筑物自動化系統(tǒng)，是一個由高效能PC 機和微處理器組成的開放性網絡系統(tǒng) LonWorks 。它為整個大樓的管理提供了簡便、有效的手段。該系統(tǒng)遵守 LonWork

2、s 網絡協(xié)議，是一套集散型網絡系統(tǒng)。本系統(tǒng)使用的控制器包括有TAC VISTA 300 、400 控制器以及 TAC VISTA 411、421、451、471、491 等擴展模塊，并配置適當?shù)默F(xiàn)場設備，滿足 BAS 設計的需要。TAC VISTA 系統(tǒng)的產品為瑞典 TAC 公司生產。瑞典 TAC 公司全名為 TOUR & ANDERSSON ，是歐洲最早的樓宇自控公司， 具有近百年歷史。其總部設在瑞典， 在全世界 設有 14 家分公司，負責在世界各地的銷售業(yè)務。亞太地區(qū)分公司設在新加坡。TAC 公司是由瑞典第一家族威倫伯格控股的SEP 屬下的一家獨立的子公司， SEP 還擁有 ERI

3、CSSON 、 VOLVO 、ABB 、 SAAB 、Electrolux、SKF、Atlas、Copco 等瑞典其他一流 的大公司。由 Percy Briarnevik （現(xiàn)任 ABB 總裁）組成的高級董事會對其進行管理。TAC 公司生產從 DDC 子站到閥門、執(zhí)行器機構、傳感器、變頻器等全部產品，系統(tǒng) 成套性高，為用戶提供高質量、高可靠性的樓宇自動化系統(tǒng)。加上清華同方獲得 ISO9001 認證的設計、生產和工程體系， TAC VISTA 系統(tǒng)在售后服務和今后系統(tǒng)的升級和擴展方面 有良好的保證。設計依據(jù)：昆山科技文化博覽中心工程招標文件； 甲方提供的昆山科技文化博覽中心設備及平面圖；1）民用

4、建筑電氣設計規(guī)范 JGJ/T16 922）民用建筑照明設計標準 GBJ 133 19903）供電系統(tǒng)設計規(guī)范 GB 50052 954）低壓配電裝置及線路設計規(guī)范GBJ 54 19835）電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范GBJ 232926）高層民用建筑防火規(guī)范GB 50045 957）電子計算機機房設計規(guī)范GB 50174 938）工業(yè)企業(yè)通信接地設計規(guī)范GBJ 79859）中國采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范GBJ 19 8710）建筑智能化系統(tǒng)工程設計管理暫行規(guī)定（建設部1997 290）11）智能建筑設計標準GB/T 50314-2000設計原則工程設計本著“技術先進、設備可靠、節(jié)約資金、經濟

5、實用、功能完備”的原則，堅 持清華同方公司“自強不息厚德載物”的理念，考慮甲方的投資效益及長遠經濟利益，兼顧 未來發(fā)展技術空間、合理配置、優(yōu)化設計。設備選型樓宇自控系統(tǒng)能使管理者在中央控制室內就可實現(xiàn)對整座大廈內所有設備的監(jiān)控和相 應的各種現(xiàn)代化管理，并且本設計也為將來系統(tǒng)的擴容和升級做了必要的準備?？紤]系統(tǒng)的先進性和檔次要求，我們選用了最新推出的TACVISTA2000自控系統(tǒng)。TAC VISTA系統(tǒng)具備諸多全新的特點，包括：-集散控制體系結構，具備高度可靠性，符合中國國家行業(yè)標準規(guī)范；-LONTALK通訊協(xié)議，具有良好的開放性和互操作性；-子站為模塊化結構，組態(tài)靈活方便；墻掛式導軌安裝；-

6、圖形化編程，專家控制模塊；-電話網遠程通訊；WWW方式數(shù)據(jù)傳送；系統(tǒng)中主要的設備包括中央管理站和現(xiàn)場區(qū)域控制器等。中央管理工作站本系統(tǒng)采用TAC VISTA系統(tǒng)，在軟件配置、網絡配置和控制器配置上，我們采用TACVISTA 2000軟件包、一條 FTT-10總線，同時控制器點數(shù)留有約10%的備用量。中央管理站硬件配置：硬件組成品牌:DELL速馬電腦微機處理器：PIII933內存：128MB硬盤：20GB顯示器：17”磁盤驅動器：1.44MB3.5 ”鍵盤：101鍵通用鍵盤及專用功能鍵盤定位器：鼠標器總線接口板：PCLTA-20不間斷電源：1000VA，后備式打印機：HP 6L激光打印機軟件配置

7、操作系統(tǒng)： WINDOWS 98網絡通訊協(xié)議：TCP/IP ； IPX/SPX ； LONTALK采用最新技術的視窗圖形用戶界面，形象地監(jiān)控大廈機電設備，有關的圖形是動態(tài)顯 示，將采集到的模擬量/數(shù)字量等數(shù)據(jù)在圖形相應位置中實時顯示運行工況。采用多任務、多用戶操作系統(tǒng)方式，操作員可在屏幕上觀察不同的任務視窗信息，并 在視窗之間進行切換。收集和分析采樣數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動生成圖表，包括歷史數(shù)據(jù)、進行數(shù)據(jù)傳輸。區(qū)域控制器昆山科技文化博覽中心的TAC VISTA系統(tǒng)的區(qū)域控制器采用以下幾種：TAC VISTA 300 控制器TAC VISTA 300是一類可自由編程控制器的統(tǒng)稱，是為中小型供暖和空調系統(tǒng)而

8、設計 的,具有獨立通訊功能。TAC VISTA 300控制器提供HVAC暖通空調的全部功能，包括循環(huán) 控制、控制曲線、時間控制、報警管理等等。TAC VISTA 300控制器有兩種不同的I/O配置，TAC VISTA 301和TAC VISTA 302。如果需要還可以加入單獨的I/O模塊。擴展的I/O單元也可連接至網上并可根據(jù)需要增加，一個I/O單元僅與一個控制器相連。TAC VISTA 300控制器和I/O模塊均設計為控制柜安裝。TAC VISTA 300以微處理器為基礎，它由安裝在一起的端子部分和電子部分組成。TACVISTA 300可與多種前端傳感器/變送器和被控裝置連接。終端負載的線纜

9、僅與端子部分連 接，因此可根據(jù)需要移去電子部分，而不會影響端子連接。TAC VISTA 300每一個數(shù)字輸入點 DI都可用于脈沖計數(shù)， 例如水量和電量測量。另一個應用是作為報警監(jiān)視，每次發(fā)出報警時，相應的計數(shù)器可以自動累加，提供數(shù)據(jù)用于運行統(tǒng)計。數(shù)字輸入電路使用內置電源。TAC VIDITIUID0AO 擴展模STA 4002ModulesCVC2 K3Desba 301:4控制器TF Desba 400 ControllerTAC VISTA 400是一類可編程控制器的統(tǒng)稱，具有通訊功能，是為暖通和空調系統(tǒng)控 制設計的。TAC VISTA 400 控制器提供全面的 HVAC暖通空調功能，包括

10、循環(huán)控制、控制 曲線、時間控制、報警管理等等。TAC VISTA 400控制器本身沒有輸入和輸出點，需與Desba 400系列I/O模塊配合使用。TAC VISTA 401可支持多達10個I/O模塊。擴展的I/O單元也 連接至網上，一個I/O單元僅與一個控制器相連。設計范圍BAS系統(tǒng)對昆山科技文化博覽中心內各類設備的監(jiān)控（監(jiān)視、測量、控制）做到運行 可靠、安全、節(jié)省能源、節(jié)省人力。包括：冷熱源系統(tǒng)進行冷凍站內的設備的監(jiān)測和控制，主要包括：2臺蒸汽雙效吸收式冷水機組，1臺螺桿式冷水機組，5臺冷凍水泵，5臺冷卻水泵，3組冷卻塔，3臺二次冷暖水泵，2臺一次暖水泵，2臺凝結水排水泵空調通風系統(tǒng)共包括：

11、23臺空調機組，12臺送風機，28臺排風機給排水系統(tǒng)共包括：生活水池1個，2臺生活水泵，3臺給水泵，6臺排污泵集水坑3個，每個集水坑兩個排污泵變配電系統(tǒng)共包括：2路高壓進線，2臺變壓器，5個斷路器，一路聯(lián)絡開關要求監(jiān)測變壓器的溫度和風機的狀態(tài)，監(jiān)測進線和出線的電壓、電流、功率因數(shù)、有 功功率，有功電度，監(jiān)測斷路器和聯(lián)絡開關的狀態(tài)等其他機電系統(tǒng)監(jiān)測展覽館內的電梯和扶梯的狀態(tài)，故障報警，上行和下行方向；應急照明系統(tǒng)的監(jiān)測和控制暫時不在此次投標范圍內?？刂品桨咐鋬鰴C組控制冷凍機組一次水側設備，包括冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵，冷卻塔、電動蝶閥等 均可由BAS來控制，也可由機組自帶的DDC來控制。機組

12、 DDC可完成冷水機組出水溫度控制和機組自保護。當冷凍站安裝多臺制冷機時，根據(jù)冷負荷情況適當?shù)卮_定冷凍機的運行臺數(shù)使冷 量滿足負荷要求，系統(tǒng)工作效率高，同時又不使某臺冷凍機頻繁啟停，這對于保障機組安全可靠和節(jié)能地運行有重要意義。一般制冷機組都具備較好的冷量調節(jié)手段，使機組可以在部分負荷下工作。然而，不 論采用哪種調節(jié)手段，制冷機的COP總隨冷量變化，在最大制冷量附近出現(xiàn)效率最高點。當冷凍機出口溫度不變，并且通過蒸發(fā)器的水量也不變時，不同的冷負荷相當于具有不同的蒸發(fā)器進口溫度。較低的部分負荷時蒸發(fā)器進口水溫較低，這也導致COP降低。因此若兩臺冷凍機均工作在 50%的負荷時，改為一臺冷凍機運行，冷

13、凍機本身的COP提高，尚可停止一臺冷凍水循環(huán)泵和冷卻水循環(huán)泵。因此，少開一臺冷凍機，使各臺運行的機組均處于全負荷狀態(tài)比多開一臺冷凍機，使各臺機組都處于部分負荷要好。這就是BAS冷機群控節(jié)能意義所在。冷機一般控制過程如下：設冷源與空調機組協(xié)調及要求水量為Q，水溫為t，此處可計算出基本供冷要求E=PCQ to C"=t取5C）。每臺冷機容量可查得，設為E, 每臺冷凍水泵供水量可查得，設為Qi。如水泵為變頻泵，冷機可通過溫度設定獨立調節(jié)，變頻泵根據(jù)總供水流量設定及測量值即可實現(xiàn)。冷機部分如算得1臺冷機容量已大于 E,啟動1臺開關，同時給出冷機設定溫度，即可實現(xiàn)冷源控制。如水泵不是變頻泵，冷

14、機也無法進行溫度調節(jié)，同時一冷機對應一臺泵，此時必在供 回水干管加旁通閥門，冷機部分如算得2臺冷機容量已大于 E,那么開啟2臺冷機及對應2臺泵，通過調節(jié)旁通閥調節(jié)供水流量。由于旁通閥調節(jié)，冷凍水與回水混合，冷機回水溫度降低，借此節(jié)約能源，如此處冷機可進行溫度設定，節(jié)能效果更好。如水泵不是變頻泵，同時冷機與泵不足對應，此時也應加旁通閥門，水泵部分計算如2臺水泵容量已大于 Q，開啟兩臺水泵，旁通調節(jié)供水流量，冷卻部分如計算2臺容量已大于E，開啟兩臺冷機，其節(jié)能過程同b。如空調機組采用三通調水溫閥門，其控制方法基本相關，只是不需供回水干管旁通閥 門。冷熱部分有許多形式，應根據(jù)具體情況具體解決，但其總

15、體方式相同。BAS監(jiān)控點包括：-冷凍水供/回水溫度；-冷凍水供水壓力；-冷凍水總流量；-冷卻水供/回水溫度；-冷凍水泵的啟停狀態(tài)、故障狀態(tài)、開關指令；-冷卻水泵的啟停狀態(tài)、故障狀態(tài)、開關指令；-冷水機組的啟停狀態(tài)、故障狀態(tài)、開關指令；-冷卻水蝶閥開關控制；-冷凍水、冷卻水水流狀態(tài)監(jiān)測；-冷凍水旁通閥PI控制器調節(jié)；-冷卻塔蝶閥的開關控制；-冷卻塔風機啟停狀態(tài)、故障狀態(tài)、開關指令；控制與管理：-由BAS的時間程序來控制冷水機組的開關。開機過程：冷卻塔蝶閥開啟|冷卻水蝶閥開啟|冷凍水泵啟動|冷凍水蝶閥開啟|開冷凍水泵|丨開 啟冷機。關機過程：關冷機|關冷凍水泵|關冷凍水蝶閥| 關冷卻水泵| 關冷卻

16、水蝶閥|丨關冷卻塔風機、蝶 閥。-冷凍機組控制主要是通過檢測冷水總供水、回水溫度及流量，經現(xiàn)場處理機運算大 廈的冷負荷量而控制冷水機群組的開關程序。如果制冷機包含自控單元，則可完成制冷機與系統(tǒng)之間的通訊功能。-系統(tǒng)負荷調節(jié)除臺數(shù)控制外，如果制冷機自控單元納入BAS，則在一定的范圍內，BAS可自動調整冷機出水溫度設定值；提高冷機出水溫度設定值即意味著冷機效率的提高；-水泵啟動后，水流開關檢測水流狀態(tài)，如故障則自動停機；水泵運行故障時，備用 泵自動投入運行；-根據(jù)冷凍水供回水壓差，自動調節(jié)旁通閥開度，維持壓差恒定；-根據(jù)補水管壓力大小，控制補水泵的啟停和變頻器的頻率；-顯示各測量參數(shù)；BAS可通過

17、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉換成各種圖象，使用戶可迅速直接地掌握系統(tǒng)各方面情況；-記錄設備運行時間；-設定故障報警和緊急停機；-系統(tǒng)專家診斷；-水箱補水控制：可自動控制進水電磁閥的開啟和閉合，使膨脹水箱水位維持在允許 的范圍內，水位超限則報警?？照{系統(tǒng)風系統(tǒng)一般控制思想：基于協(xié)調級送風參數(shù)設定，空調機組控制就是如何將新風、回風空氣處理到送風參數(shù) 過程?？照{機組控制與新風、回風、送風參數(shù)以及新風閥、回風閥、排風閥、冷熱盤管閥門、 加濕器以及風機有關，因此空調機組控制應是一個綜合考慮上述問題的方法，如何進行空調機組控制，這包括兩個方面，一是水力工況即風量控制，一是熱力工況即送風溫、 濕度等控制。對于風量控制較簡單

18、， 即通過變頻器調節(jié)相應轉速即可，對于送風溫、濕度則較為復雜，其包括空調系統(tǒng)分區(qū)及單回路調節(jié)兩部分。A :測量參數(shù)：新風、回風、送風溫、濕度，各種風閥反饋其它如過濾器壓差，水盤管回水溫度等為觀察值B :被控設備：新、回、排風閥、熱盤管、表冷器、加濕器閥門假設控制時間：每10秒鐘循回測量一次參數(shù)每10秒鐘單回路控制一次每60秒多工況分區(qū)一次多工況分區(qū)控制思想：多工況分區(qū)的任務就是根據(jù)已知新、回、送風參數(shù)及已有被控 設備決定用哪個設備控制溫度，哪個設備控制濕度，如下圖情況。圖中1點為新風點，2點為回風點，S點為送風點，C點為S過含濕量線與1-2點連線 交點。L點為過S點等d線與=95%相對濕度線交

19、點。 從此圖分析可看出， 共有三種可能處 理方式新、回風閥調節(jié)混合至 C點，加熱器閥門調節(jié)至 S點混風在（2，C）點之間， 表冷器閥門調節(jié)至 L點，加熱器調節(jié)至 S點。一混風在（1，C）點之間，加熱至過 S等溫線，加濕至 S點。從能耗比較可以看出方案-能耗最小，通過此分區(qū)給出了在此情況下應采用混風至C,再加熱至S點方式，即給出了選擇被控設備及設定值（此方式通過證明是最小能耗，沒 有比此方案更小能耗。，'也可做為空調處理方式）。有了被控設備及設備設定值，就可以進行單回路調節(jié)了。單回路調節(jié)任務就是在已有被控設備及設備設定值前提下如何控制操 作。這里值得說明的是，此處僅給出了一種新、回、送風

20、關系情況下分區(qū)策略，新、回、送風關系一共僅有 20種，每種情況下進行分析，就可以得出任何情況下分區(qū)方案及邏輯表 達。在清華大學的博士論文建筑能源管理控制應用研究第3132頁為該方法詳細介紹,將此處方法編寫為程序輸入計算機即可用計算機實現(xiàn)該方法。單回路調節(jié)：空調系統(tǒng)多工況分區(qū)給出了某一時刻所選取設備及該設備控制設定值，那么單回路控制可采用 PI調節(jié)或人工智能控制方法等。一般講，PI控制足可以解決空調單回路控制問題。選擇設備即是選擇了閥門，設為V設該設備控制設定值為P送風參數(shù)為S那么閥門控制算法V =V -1+kp(e -e .-1)+kie .其中.為現(xiàn)時刻.-1為前一時刻(前10秒)e =P

21、-S .e -1=P -1-S -1kp為比例系數(shù)Ki為積分系數(shù)空調機組空調機組控制點：-送/回風溫度；-風機啟停狀態(tài)、故障狀態(tài)、開關控制；-過濾器壓差狀態(tài)；-冷熱水閥的開度控制；-新、回風閥的開度控制；控制與管理：-當風機啟動時，機組自控系統(tǒng)執(zhí)行開機程序自動投入各設備；-當風機關機時，機組自控系統(tǒng)執(zhí)行關機程序，電動風閥、電動水閥可自動關閉；-自動調節(jié)冷/熱水閥開度，保證回風溫度為設定值；-過渡季根據(jù)新風溫度計算焓值，自動調節(jié)新、回風閥的開度從而調節(jié)混風比；-監(jiān)視并調整機組的運行情況；-顯示各測量參數(shù)，修改各設定值；-提供冬/夏季節(jié)能轉換，時間控制程序，事故報警專家診斷等功能；-空氣過濾器兩端

22、壓差過大時報警，提示清掃。送、排風機送、排風機控制點：-風機運行狀態(tài)、故障報警狀態(tài)、開關控制；-進風機的的進風閥門與風機聯(lián)鎖控制；控制與管理：-風機按程序開/關；-累計運行時間，開列維修、保養(yǎng)報告；-按不同時段及樓層屬性自動時序控制風機啟停。-送排風機節(jié)電周期運轉。-火警發(fā)生時自動開閉送排風機。給排水系統(tǒng)給水、排水系統(tǒng)無論缺水或溢出都是很大的故障。監(jiān)測系統(tǒng)可對給排水系統(tǒng)進行全面 監(jiān)控。電腦屏幕以動畫圖形顯示給排水系統(tǒng)的運行狀況， 一有異狀， 自動調出報警畫面顯示 故障位置及原因并提供聲響報警的報警打印。 在不滿足負荷時可輪流使用各臺水泵。 以延長 水泵的壽命。給排水系統(tǒng)包括：生活水泵、水池、污水泵、污水池等。 BAS 監(jiān)控水泵的工作狀態(tài)， 檢測水池、水箱的液位。當設備發(fā)生故障，液位異常時， BAS 將馬