樓宇自控系統(tǒng)（BA）設計思路說明2018-4-24學習資料

一、概述當今，世界各地的大廈管理部門為了使其客戶擁有更舒適的環(huán)境而正在尋找創(chuàng)建完美室內(nèi)環(huán)境的方法，他們越來越注重于通過優(yōu)化控制提高管理水平和環(huán)境質(zhì)量的可調(diào)性。智能大廈向人們提供全面的、高質(zhì)量的、快捷的綜合服務功能，它是現(xiàn)代高科技的結晶，是建筑藝術與信息技術完美的結合。樓宇自控系統(tǒng)(BuildingAutomationSystem，簡稱BAS)是智能大廈的一個重要的組成部分。它的監(jiān)控范圍通常包括冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、送排風系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等。高新信息技術和計算機網(wǎng)絡技術的高速發(fā)展，對建筑物的結構、系統(tǒng)、服務及管理最優(yōu)化組合的要求越來越高，要求建筑物提供一個合理、高效、節(jié)能和舒適的工作環(huán)境。節(jié)能是一項基本國策，也是建筑電氣設計全面技術經(jīng)濟分析的重要組成部分。樓宇自控系統(tǒng)正是順應了這一潮流，它的建立，對于大廈機電設備的正常運行并達到最佳狀態(tài)，以及大廈的防火與保安都提供了有力的保證。同時，依靠強大軟件支持下的計算機進行信息處理、數(shù)據(jù)分析、邏輯判斷和圖形處理，對整個系統(tǒng)作出集中監(jiān)測和控制；通過計算機系統(tǒng)及時啟停各有關設備，避免設備不必要的運行，又可以節(jié)省系統(tǒng)運行能耗。當前現(xiàn)代化大廈就空調(diào)系統(tǒng)而言，是一棟大樓耗能大戶，也是節(jié)能潛力最大的設備。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，中央空調(diào)系統(tǒng)占整個大樓的耗能50%以上，而大樓裝有樓宇自控系統(tǒng)以后，可節(jié)省能耗25%，節(jié)省人力約50%。出現(xiàn)故障，能夠及時知道何時何地出現(xiàn)何種故障，使事故消除在萌芽狀態(tài)。當前隨著建筑物的規(guī)模增大和標準提高，大廈的機電設備數(shù)量也急劇增加，這些設備分散在大廈的各個樓層和角落，若采用分散管理，就地監(jiān)測和操作將占用大量人力資源，有時幾乎難以實現(xiàn)。如采用樓宇自控系統(tǒng)，利用現(xiàn)代的計算機技術和網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)對所有機電設備的集中管理和自動監(jiān)測，就能確保樓內(nèi)所有機電設備的安全運行，同時提高大樓內(nèi)人員的舒適感和工作效率。**大廈是采用西歐古典三段式的、國際化標準的智能型建筑，采用樓宇自動化系統(tǒng)將為大廈的管理者提供自動化水平較高的先進運行手段，并為用戶提供舒適宜人的生活和工作環(huán)境。二、設計原則實用性和先進性本工程樓宇自控系統(tǒng)按照智能建筑設計標準的甲級標準進行設計，系統(tǒng)的設置既強調(diào)先進性也注重實用性，以實現(xiàn)功能和經(jīng)濟的優(yōu)化設計。標準化和結構化系統(tǒng)設計依照國家有關標準外，還根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，作到系統(tǒng)的標準化和結構化，能綜合體現(xiàn)出當今的先進技術。集成性和可擴展性系統(tǒng)設計遵循全面規(guī)劃的原則，并有充分的余量，以適應將來發(fā)展的需要。保證樓宇自控系統(tǒng)總體結構的先進性、合理性、可擴展性和兼容性。三、系統(tǒng)設計描述3.1工程概況**大廈整棟建筑物基本采用西歐古典三段式。建筑有地下一層，地上主體建筑為十二層。大樓的應用功能可以劃分為四個區(qū)，即：業(yè)務區(qū)、辦公區(qū)、科技用房區(qū)、設備管理區(qū)、機動車車庫區(qū)。根據(jù)辦公樓的結構，它分為東區(qū)和西區(qū)。3.2樓宇自控系統(tǒng)控制方式及網(wǎng)絡型式**大廈樓宇自控系統(tǒng)采用集散型控制方式，即現(xiàn)場區(qū)域控制，計算機局域網(wǎng)通訊，最后進行集中監(jiān)視、管理的系統(tǒng)控制方式。這種控制方式保證每個子系統(tǒng)都能獨立控制，同時在中央工作站上又能做到集中管理，使得整個系統(tǒng)的結構完善、性能可靠。樓宇自控系統(tǒng)網(wǎng)絡結構可分為三級，第一級為中央工作站，即控制中心，控制中心內(nèi)設中央工作站，中央工作站系統(tǒng)由PC主機、彩色大屏幕顯示器及打印機組成，是BAS系統(tǒng)的核心，整個大廈內(nèi)所受監(jiān)控的機電設備都在這里進行集中管理和顯示，它可以直接和以太網(wǎng)相連；第二級為直接式數(shù)字控制器，第三級為采集現(xiàn)場信號的傳感器和執(zhí)行機構。直接數(shù)字控制器、傳感器及執(zhí)行機構隨被控設備就近設置。樓宇自控系統(tǒng)留有與消防報警系統(tǒng)、綜合保安系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)等系統(tǒng)的通訊接口，這有利于實現(xiàn)對各弱電子系統(tǒng)的信息集中管理，系統(tǒng)之間的事件聯(lián)動，提高系統(tǒng)總體決策能力。3.3樓宇自控系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、送排風系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯監(jiān)測等。3.3.1冷熱源系統(tǒng)**大廈的冷熱源由位于11層的冷熱水系統(tǒng)提供。系統(tǒng)監(jiān)控對象：6臺風冷熱泵機組、8臺離心水泵及相關溫度、壓力、流量參數(shù)。由于冷熱源系統(tǒng)是建筑物內(nèi)的用電大戶，也是直接決定辦公環(huán)境好壞的重要系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)設備價格昂貴、日常保養(yǎng)和維護工作所需的人力和物力也很大。因此，對冷/熱源系統(tǒng)實施有效的監(jiān)控和管理是至關重要的。樓宇自控系統(tǒng)能實施以下功能：系統(tǒng)負荷控制通過監(jiān)測空調(diào)水供回水溫度和空調(diào)水流量計算出大樓的冷/熱負荷，在此基礎上對機組進行臺數(shù)控制。領先/滯后的控制在擁有多臺風冷熱泵機組的情況下，為了使每臺機組的運行時間趨于合理，通過比較各臺機組的運行時間，從而決定各臺機組開啟的順序。對于冷熱源系統(tǒng)，樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容如下：·監(jiān)測-風冷熱泵機組手／自動狀態(tài)、運行狀態(tài)和故障狀態(tài)；-風冷熱泵機組累計運行時間，發(fā)出定時檢修提示；-離心水泵手/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)和故障狀態(tài)；-離心水泵累計運行時間，發(fā)出定時檢修提示；-空調(diào)水（冷凍水/空調(diào)熱水）供、回水溫度和回水流量；-空調(diào)水供、回水壓差；-空調(diào)膨脹水箱高、低液位報警?！た刂?定時控制；按預先編排的時間程序控制系統(tǒng)啟停。-根據(jù)空調(diào)水供、回水溫度和回水流量，計算大樓實際冷或熱負荷，進行機組臺選控制，并控制相應的水泵；-根據(jù)DDC內(nèi)部存儲的風冷熱泵機組累計運行時間，對風冷熱泵機組進行時間均衡調(diào)節(jié)，系統(tǒng)為優(yōu)先權設計：需要啟動時，開啟累計運行時間最短的機組；需要關閉時，關閉累計運行時間最長的機組；-按正確順序依次聯(lián)鎖啟停設備；啟動：離心水泵→風冷熱泵機組停機：風冷熱泵機組→離心水泵-根據(jù)空調(diào)水供、回水總管壓差，PID調(diào)節(jié)旁通閥開度，保持空調(diào)水供水壓力穩(wěn)定。3.3.2空調(diào)系統(tǒng)**大廈空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控對象為空調(diào)機組、新風機組，空調(diào)/新風機組位于各層空調(diào)機房內(nèi)。樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括：·監(jiān)測-過濾器阻塞狀態(tài)，提醒操作人員及時清洗；-風機的手/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)和故障狀態(tài)；-風機累計運行時間，定時發(fā)出檢修提示信號；-對新風機組，監(jiān)測送風溫度；對空調(diào)機組，監(jiān)測回風溫度?！た刂?定時控制；按預先編排的時間程序控制機組啟停。-新風風閥與風機聯(lián)鎖；風機停機時，新風風閥關閉。-在冬/夏季，采用最小新風量；在過渡季，采用焓值控制方式。-根據(jù)送風溫度（回風溫度）與設定值（可調(diào)）的偏差，通過PID運算，輸出相應的控制信號，調(diào)節(jié)回水管上電動閥的開度，以保持送風溫度（回風溫度）的恒定。注：在大樓的典型位置，測取室外新風的溫、濕度，為整個系統(tǒng)使用。3.3.3送、排風系統(tǒng)納入樓宇自控系統(tǒng)的送排風機為用于地下室配電間、汽車庫、自行車庫的送/排風機；用于衛(wèi)生間的屋頂排風機；用于會議室、餐廳的通風機；用于廚房的通風機。樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括：·監(jiān)測-各風機手/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)和故障狀態(tài)；-各風機累計運行時間，定時發(fā)出檢修提示信號?！た刂?定時控制：按預先編排的時間程序控制風機啟停。3.3.4給排水系統(tǒng)納入樓宇自控系統(tǒng)的給排水系統(tǒng)包括生活給水系統(tǒng)和生活污水系統(tǒng)。系統(tǒng)中的水泵與水箱或水池液位狀態(tài)聯(lián)動，僅在需要時才投入運轉，避免不必要的浪費，節(jié)約水源。樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括：·監(jiān)測-各水箱高、低液位監(jiān)測；-水泵手/自動狀態(tài)、運行狀態(tài)和故障狀態(tài)；-水泵累計運行時間，定時發(fā)出檢修提示信號；-水箱及水池超高（低）液位報警；·控制-根據(jù)水箱及水池高、低液位信號，控制水泵的啟停；3.3.5變配電系統(tǒng)納入樓宇自控系統(tǒng)的供配電系統(tǒng)包括其高壓、變壓器、低壓配電。大廈內(nèi)高壓進線，通常為兩路10KV獨立電源，兩路可自動切換，互為備用。電力的管理是大廈內(nèi)最重要的部分之一?；谀壳暗募夹g水平和管理水平，樓宇自控系統(tǒng)對變配電系統(tǒng)只監(jiān)測不控制。樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括：·監(jiān)測-變壓器超溫報警；-低壓進線開關狀態(tài)、三相電壓和三相電流；-低壓母線聯(lián)絡柜開關狀態(tài)。3.3.6照明系統(tǒng)樓宇自控系統(tǒng)對建筑照明實行監(jiān)控不僅可簡化操作，還可以按時間要求或照度要求進行控制，使被控燈具要求點亮或熄滅，利于節(jié)約電能。**大廈照明系統(tǒng)包括泛光/航空標志燈照明、車庫照明。樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括：·監(jiān)測-要求控制的照明回路的手/自動狀態(tài)、開關狀態(tài)。·控制-根據(jù)工作時間表進行照明回路的開關控制。3.3.7

電梯監(jiān)測樓宇自控系統(tǒng)對電梯的運行狀態(tài)、故障報警進行監(jiān)測，以保證電梯系統(tǒng)的正常運行。3.4管線敷設和設備安裝從中央控制站至現(xiàn)場直接數(shù)字控制器之間采用專用的通訊電纜沿鍍鋅鋼管敷設，從直接數(shù)字控制器至執(zhí)行機構采用屏蔽或非屏蔽線，在冷凍站、變配電所、空調(diào)機房等處線纜集中的地方采用金屬線槽進行敷設，其它零散測點線纜較少的地方采用穿鍍鋅鋼管進行敷設。通訊系統(tǒng)由通訊卡、現(xiàn)場通訊接口和通訊線路組成，通訊卡安裝在中央管理工作站，與中央管理工作站的計算機相聯(lián)，現(xiàn)場通訊接口安裝在每臺現(xiàn)場控制機內(nèi)，通訊線將中央通訊卡與現(xiàn)場通訊接口依次相連。為控制器配置的控制柜可提供控制器工作所必需的電源、繼電器板、接線端子等，控制器內(nèi)置于控制柜中?？刂乒癜惭b在被控對象附近，便于操作及施工，每臺現(xiàn)場控制柜需提供一個220V，1000W的電源，或在附近留有電源插座。需要控制的風機或水泵等設備的配電柜內(nèi)需設置手自動轉換開關，轉換開關置于手動狀態(tài)時，用手動啟停按扭控制風機或水泵啟停；轉換開關置于自動狀態(tài)時，由現(xiàn)場控制機提供的無源常開觸點控制風機、水泵啟停。被控風機或水泵配電柜需提供一對常開無源輔助觸點，留有現(xiàn)場控制機使用，以檢測風機或水泵的運行狀態(tài)。傳感器、執(zhí)行器安裝在工藝管道上，每個元件需要的電纜視不同產(chǎn)品而有所不同。當風道溫度傳感器與濕度傳感器一同安裝時，應注意順風走向，溫度應置濕度傳感器上測。各個傳感器不應安裝于管路彎頭處。風閥驅