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bas楼宇自控系统设计方案
BAS楼宇自控系统设计方案
1、楼宇自控系统设计综述
1.1系统设计概述
楼宇山控系统(BuildinAutomationSystem.简称BAS)是智能建筑的一个重要的纟II成部分。
BAS是基丁•现代分布控制理论而设计的集故系统,通过网络系统将分布在各监控现场的系统控制器连接起来.共同完成集中操作,管理和分散控制的综合自动化系统。
RAS的11标就是对建筑内部的机电设备采用现代计算机技术进行全血仃效的监控,以确保建筑物内舒适和安全的办公环境,同时实现高效节能的要求,并对特定事物作出适当反应.通过BAS対大原内机电设备的门动化监控和冇效的管理,可以便大厦内的温湿度控制达到最舒适的程度,同时以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的iE常工作,以求取得最低的大厦运作成本利最高的经济效益。
这极大的方便了设备的操作与维修,减少管理和维护人员。
取得H•约能源和人力资源的点好效益。
为了真正实现设备的良好运转、大大地节省电能、保持良好的环境控制粘度、降低设备管理及维护的成本,根据先进性和实用性相结合的原则,本方案采用中美合资企业怕斯顿公司(BESTON)的最新一代楼宇自控系统IBS-5000楼宇自控系统。
本项目设计的楼宇自控系统是对建筑内的公用机电设备.包括对建筑群内的空调系统、冷水系统,新风系统,排水系统、送排风系统.照明系统等进行集中监測和遥控管理,以提高整个建筑的数字化管理程度,降低设备故障率,减少维护及营运成本。
1.2系统设计原则
1.先进性;采用国际或国内通行的先进技术,适应时代发展需要;
2.成熟性:
以实用为原则采用成熟的经过工程验证的先进技术:
3.开放性:
采用开放的技术标准,避免系统联或扩展的障碍:
4.按需集成:
根据本项目特点,按照需要分层次实现集成:
5.标准化:
采用标准化的设计和标准化的产品:
6.可扩展性:
本丄程设计应恣虑到未来发展,在预埋和线缆布设上留冇余量,
7.安全性、可靠性:
包括系统自身安全和信息传递的安全,以及运行的可靠性;
8.设计、施工、运营与服务:
强调以人为本的设计思想,为医院大楼提供安全、舒适、方便、快捷、高效、节约的医疗、工作环境,提高效率:
9.二次深化设计图纸完成后,需经中元设计院相关专业工程师审核签认,方可进行施工。
1.3系统设计依据
本系统设计是以實公司提供的楼宇H揑设计图纸以及楼宇自控系统点表为基础,参照以下标准进行设计:
%《民用建筑电气设计规范》(JGPT1&92)
%《智能建筑设计标准》(GB50314-2000)
%《釆暖通风与空调设计规范》(GBJI9-87)
*《民用建筑照明设计规范》(GBJ133-90)
%《电气装置工程施工验收规范》(GBJ232-82)
%《电子计算机机房设计规范》(GB0174-93)1
《计算机场地安全要求》(GB9361-88)'I||(J|||
%《计算机场地技术条件》(GB2887-89)
为《柏斯顿楼宇自控系统应用手册》及其它技术资料
2、旧S-5000系统概述
IBS-5000楼宇自控系统(或称楼宇管理系统)是由中央管理站、芥种现场数字控制器及各类传感器、执行机构卽成的、能够完成多种控制及管理功能的网络系统,它是随者计算机在环境控制中的应用而发展起来的-种智能化控制管理网络。
目前,系统中的各个组成部分己从过去的非标准化的设计产生,发展成标准化、专业化产品,从而使系统的设计安装及扩展更加方便、灵活,系统的运行更加可靠.系统的投资大大降低.
柏斯顿(BESTON)公司推出的1BS-5000楼宇H控系统应用于大楼及能源管理,是国际上先进的BA系统之<■IBS-5000系统适应性IF常强,系统鉗成为模块化,该系统能够方便的同西门子PLC、MBC等下位机系统通信,1:
位机与下位机构成完整的集散式控制系统。
系统可分为不同等级的独立系统.每级都具有非常清楚的功能和权限,这就使IBS-5000既可用于单独的楼宇管理,也可用于-•个区域的、分散的楼宇集中管理。
2.1IBS-5000系统特点
可靠性
系统具簿长期和稳定的工作能力,系统指标如下:
MTBF(平均无故障匸作时冋或无故障间隔时间):
50000小时
MTTR(平均修夏时间):
24小时
系统可利用率A[A=MTBF/(MTBF+MTTR)]:
0.99976
IBS-5000在设计上充分体现了分散控制、集中管理的特点,保证何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。
先进性
IBS-5000在冋络扩展方而提供了强大的功能,可与其他厂家的系统或产品(包括各种形式PLC,消防系统等)联接。
■
IBS-5000优娥的远程通讯功能,能够使不同楼宇间的控制系统联系起来组成•个群集系统。
IBS-5000网络结构的升•放性和兼容性,确保了它和先进通讯技术结合的能力,并且保证系统结构在产品更新换代时的延续性。
口从1988年以来,柏斯顿开始发展楼宇管理直接数字控制器(DDC),后来柏斯顿将宜接数字控制器引入楼宇控制,公司奉行这样-个政策,所冇宜接数字控制器系统产品的更新和新型控制器的开发完全后向兼容。
由于这样的政策,客户川.确保发展其设施时,柏斯顿提供的产品和系统会随着新系统和产品的开发而壮大。
经济性
IBS-5000结构形式为模块式,控制方式极其灵活,控制层的维护和扩展极为方便。
使得楼宇管理系统可以很方便地扩展,节省初期投资,系统各部分可分别随调试完成投入使用。
IBS-5000系统能够满足您任物业管理上节省费用的要求,投入有效的使用能蛾即能保证房间的高标准和舒适性。
2.2IBS-5000系统结构
2.2.1网络形式
1.管理层网络:
町扩充到以太通讯网络(ETHERNET),采用匚业标度数据通路及时存取到-•个成多个工作站(25个),它为庞大的系统提供IOM波特率以上的高速通讯。
操作员可以监测、改变设定点和在网络的任何…位置存取信息。
通过地区级网络今后完成整个丿、楼的系统集成(包括本丄程要求的消防系统、安保系统的集成)。
2.
楼宇层冋络:
釆用工业级的具有极强的抗干扰能力及纠错能力的现场总线CANBUS通讯,保证智能控制器之冋的高速信息通讯,X别于环冋和星网,保证同层控制器与同层控制器之间的高速通讯,而无需汇总到上层工作站去处理大暈信息,这样在任何特殊情况卜'都不会丢失记忆而误操作。
具有同层资源共享功能(PeertoPeerNetwork)o系统主机发生故障时,现场控制器之间仍能保持通讯畅通,传输速率为19.2Kbps。
管理层网络
1BS-5000的图形丁.作站(采用DcUPC或其他兼容机)可以进入以太网进行数据管理,实现区域性数据联网,提高管珅水平。
楼宇层网络
BS系列宜接数字控制器(DDC)是用「所有楼宇自控系统的主要控制装置,PC通过CAN总线(同层总线共享无主从方式),可以连接多达110台DDC.每台DDC并可相应自由插接扩展模块,完成不同点数需要。
DDC通过-•个安装在侮一•単个大厦上CAN通讯网络在设施内相互通讯.每个DDC拥有山己的数据本,能对其所控制的大厦系统进行编程。
这种设计即使它的通讯中继絞在占用,仍能作为-个单独控制装置执行所有正常控制功能.此等级系统控制称为楼宇层网络。
2.2.2直接数字控制器
宜接数字控制器(也称下位机),通过通讯线与中央管理工作站(也称上位机)构成-套完整的集散式控制系统(DCS系统)。
卜位机”以就地采集现场各点的温湿度等模拟量和防冻、火警等开关最,实现门动开、关机和n动调冇相关阀门,以达到控温控湿或控制其他状态参数的目的.
2.2.2.1硬件部分
%先进的技术性能
现场控制器的硬件与仝汉化软件是在我国空调制冷控制苫名专家、清华大学张瑞武教授的指导下,在引进技术基础上由本公司与清华大学电机系,环境系、自动化系、热能系等共同开发的。
产品设计参考了务种国外同行业名牌产品,并结合中国国情加以改进。
自89年至今应用丁多种现场,性能优异,得到J'用户的好评、多次被国际知名大公司选做其主控没為的配套控制系统,不仅在国内T程中应用,而旦出口俄罗斯、朝衅、叙利亚等国家。
95年又推出采用国际最新技术的一体化超大规模集成电路为上控芯片的多点数控制器出综合性能达到世界先进水平。
会髙抗干扰性能
考虑到现场工作环境般较为夏,、恶劣,尤It在采用変频控制又没有良好接地系统的
条件下。
该控制器采用了电磁構合、全光电隔离、电源电压监测、瞬变干扰电压抑制、看门狗等多达十余项抗「扰措渔,使系统具冇极强的抗「扰能力M以与强电柜合-•并負接作在被控设备上构成机电-体化系统。
%宽电压工作范围
针对国内电源电压特殊条件,现场控制為的电源电路釆用了宽电压工作电源,冇效地保证了控制器在悪劣供电条件下可靠丄作。
其正常丄作输入电压实测指标达220V+15%至220V-20%,EP允许电源电压变化范围内175V25OV,远远超过国内外同类产品。
%可靠的故障分隔及保护措施
现场控制器采用了全光电隔离技术,选用了耐压达1500V的光电耦合器件,从而保证了系统的安全运行。
不但控制器内部的各主要电路在电气上是完全隔离的。
而H.系统各子站的通讯接门也是全光电隔离的,电源为右路隔离电源.并具•有过压、过流、短路保护等功能。
可在出现意外悄况时,最大限度地的减小故障影响范围。
为结构合理易于维护
山于现场控制器釆用了先进的插件结构或单板结构,使维护极为方便。
一级维护通过更换插件的方式即可完成、故障产品经替换后送凹生产厂进行二级雄护。
2。
5部分
现场控制器(DDC)采用匚具有通用的狙态软件包。
可根据不同的控制对象对软件进行组态、实现PID控制、门适应控制及模糊控制。
空调控制软件配备了完善的节能多工况分区、判断与自动转换功能,开机后机组自动进入节能工况启动调节到节能最优运行状态,即在舒适性空调系统中,根据气象条件、室内热湿负荷及舒适度等要求自动整定温湿度设定值11动决定凤速,使之达到节能优化运行。
当应用对象为丄.艺空调时,应以实现髙精度恒温恒湿为首要目标本系统叮实现高能度恒温但湿控制。
.当控制对象为舒适性空调时,软件设计上在满足用户对环境要求的同时,能充分考虑节能的要求、当釆用【BS系统及多丄况分区软件后,系统综合节-能可达到25%以上。
2.2.2.3控制器功能:
>现场控制器H有自动和炊手动功能,叮在控制褓处于任意状态(门动或手动)时.
通过控制器实现手动幵/关机及调尚电动阀升度°
>温度、湿度、压力、流量等模拟量的巡检及显示。
>防火报警及显示,并自动停机和火警上传.
>防冻报警及显示,并自动处理上传.
>过濾器堵塞报警及显示。
>所有冋络上下传信息的接收及执行.
>自适应控制功能。
>自动工况转换,过渡季节能运行功能。
>恒温恒湿高精度控制。
>CAN-BUS通讯功能。
2.3IBS-5000操作系统
IBS-5000系统釆用WindowsNT平台:
WindowsNT平台己经取代传统的Windows95操作系统,成为主流平•合。
WindowsNT平台是-个真正实时多任务多用户操作系统。
IBS-5OOO系统中央监控管理软件采用图形化设计,软件釆用模块化设计。
中文化人机界血,便于国内用户使用:
动态图形显示,直观形象。
点数据咋结构,表格埴充式的设定和程序编辑方式:
系统监控对纹,在软件中是以地址点形式编辑,按受控对象的系统名称、点名称'监控类型、时冋延迟、控制模式等分成小的功能模块化软件,使用极为方便.
由于软件对监控对象地址点的定义采用两级定义,多字符描述方式,使得系统出现故障时.故障诊断软件可•以准确快速査找故障点.
软件包模块化设汁:
图形软件包、控制程序软件包、数据犀软件包、报吿生成软件包、故障诊断软件包等,模块化设计利于系统软件升级换代,保护用户利益。
IBS-5OOO的动态图形楼宇管理软件包,在结构上它居于系统的顶部。
是用户和DDC控制器之间的主要操作接口。
IBS-5OOO操作系统为楼宇门控系统提供了强大的工作平台,通过操作系统的程序,操作员叫以在楼宇〔I控系统内进行各项资料的取存及监控。
1)指令输入及菜单选择的方式
操作员除了可以通过常规的键盘进行操作外,亦可以通过”鼠标”进行操作,包括启停,
更改设定点,选择菜单等齐项操作。
2)图形及文字显示
在楼宇自控系统内每一个监控点,操作员可以决定在操作站以图形或文字方式显示出
3)多方而资料的显示
操作系统有能力在同一时间内以“窗口”式的方法显示多方面的资料,以便容易对不同友现进行分析,真正做到了实时和多任务。
4)密码的保护
多级别的密码将为业主及管理人员提供-个有效的保护工具.管理及限制不同部门人员便用楼宇h控系统,同时防止系统被非有关人员使用,提高系统的安全性。
同i密阳系统同时应用在所仃的操作装置上,如操作站,POT等。
当密码系统仃增减或改变时,所有操作装置同-时间H动配合,而不需要在个别操作装置作出更改。
当操作人员离开询忘记彻去密码所容许的操作深度时,系统则提供-个从•分钟至一小时的可魂时间,自动将操作人员的密码彻去,使系统继续受密码保护。
5)操作员的指令
操作系统可容许操作员进行卜列各项的指令:
>启停有关的设施、装荒
>调教设定点
>増加、取消或修正时间控制程序
>执行或停止执行各项电脑程序
>停止或接上有关监控点的报警状态
>执行或停止执行有关监控点的运行时间累积记泉
>执行或停止执行有关监控点的动向趋势记录
>超控冇关微积分控制回路的设定点
>输入临时性的超控表
>设立假期表
>修止系统内的日期、时冋
>加入或更改模拟量输入点的报警上下限数值
>加入或更改模拟量输入点的提示危险上下限数伉
>检察报警及提示危险上下限数值
>执行或停止执行每个电表的最大用电星控制
>执行或停止执行每个负荷的”工作次序"
“6)记录及搁要BI
IBS-5000楼宇fl控系统内的活动可通过人手或自动地制作成-份记录我,然后打印或在显示屏显示出来,或存放在硬物磁蝶内。
系统容许操作员很轻易获得下列的记录表。
>系统内的所有监控点总表
>所冇正在报警中的监控点
>所有正在与系统网络停止联系的监控点
>所有正在被超控的监控点状态
>所有正在被停止活动的监控点
>所有正在被锁上的监控点
>所有被指定为须要跟进的项口
>-星期启停活动表
>期启停活动表
>上下限数值及静区
系统同时町以提供以下的摘要:
>有关监控点
>互相关联点的组别
>操作员自行选择的組别
在任何情况下,操作员在指示楼宇控系统提供记泉或摘要时,并不需要提供有关硬件的地址码。
7)彩色动态图形显示
为使系统内的报警更快被确定及更容易分析系统的表现,建管系统根据本方案的要求提供彩色动态图形显示,包括楼层的平面图及机电装置的系统示意图.
>操作系统容许操作员通过菜単的选择、文字的指令或图象的途径而达至不同系统的图形示意图或平面图.
>有关的图形是动态显示,将温度、湿度、流星、状态等在图形正确位置中不断以实时的数值及状态显示出来,操作员不需介入,作出任何的动作程序.
>操作站以”窗「I”式运作,可同时显示多幅图形,以便分析或将报警的图形显示出来而不影响正在进行的工作。
>彩色动态图形软件可容许操作员増加,取消或修正图形显示。
8)系统的架构及界定
所有温度及装賞的控制策略及甘能程序可以山用户决定,在作出界定或修疋的程序时不会影响楼宇自控系统正常的运作。
2.4IBS-5000系统软件功能
2.4.1软件功能
1.基本界面描述
采用标准的工业软件、集散控制系统、二级网络结构、实时曲线图、揑制点标、绘制平而布置图,以形象宜观的动态图形方式显示设备的运行情况•绘制平而图或流程图井帙以动态数据,显示图中各监控点状态,提供修改参数、发岀指令进行各种操作。
工作站界血采用全部汉化、简体汉字的名任务32位操作系统.简单易学,以减少对操作员所需的培训。
软件包括以下功能:
有关设备运行操作界面应是三维动态显示,将温度、湿度、压力、流暈、运
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