楼宇自控系统设计方案.docx
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楼宇自控系统设计方案.docx
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楼宇自控系统设计方案
楼宇自控系统
设
计
方
案
XX工程公司
年月日
一、概述
二、设计依据
三、设计原那么
四、系统设计描述
五、TAC楼宇自控系统产品介绍
楼宇自控系统设计说明
一、概述
现今,世界各地的大厦治理部门为了使其客户拥有更舒适的环境而正在寻觅创建完美室内环境的方式,他们愈来愈注重于通过优化操纵提高治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、快捷的综合效劳功能,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BAS)是智能大厦的一个重要的组成部份。
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。
高新信息技术和运算机网络技术的高速进展,对建筑物的结构、系统、效劳及治理最优化组合的要求愈来愈高,要求建筑物提供一个合理、高效、节能和舒适的工作环境。
节能是一项大体国策,也是建筑电气设计全面技术经济分析的重要组成部份。
楼宇自控系统正是顺应了这一潮流,它的成立,关于大厦机电设备的正常运行并达到最正确状态,和大厦的防火与保安都提供了有力的保证。
同时,依托壮大软件支持下的运算机进行信息处置、数据分析、逻辑判定和图形处置,对整个系统作出集中监测和操纵;通过运算机系统及时启停各有关设备,幸免设备没必要要的运行,又能够节省系统运行能耗。
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。
从统计数据来看,中央空调系统占整个大楼的耗能50%以上,而大楼装有楼宇自控系统以后,可节省能耗25%,节省人力约50%。
显现故障,能够及时明白何时何地显现何种故障,使事故排除在萌芽状态。
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,假设采纳分散治理,当场监测和操作将占用大量人力资源,有时几乎难以实现。
如采纳楼宇自控系统,利用现代的运算机技术和网络系统,实现对所有机电设备的集中治理和自动监测,就能够确保楼内所有机电设备的平安运行,同时提高大楼内人员的舒适感和工作效率。
**大厦是采纳西欧古典三段式的、国际化标准的智能型建筑,采纳楼宇自动化系统将为大厦的治理者提供自动化水平较高的先进运行手腕,并为用户提供舒适宜人的生活和
工作环境。
二、设计依据
2.1《民用建筑电气设计标准》JGJ/T16-92
2.2《电气装置安装工程施工及验收标准》GB50254-50259-96
2.3《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000
2.4《建筑智能化系统工程设计标准》DB32/181-1998
2.5“**大厦智能化设计招标书”
2.6**大厦相关设计图纸
三、设计原那么
有效性和先进性
本工程楼宇自控系统依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有效性,以实现功能和经济的优化设计。
标准化和结构化
系统设计依照国家有关标准外,还依照系统的功能要求,作到系统的标准化和结构化,能综合表现出现今的先进技术。
集成性和可扩展性
系统设计遵循全面计划的原那么,并有充分的余量,以适应以后进展的需要。
保证楼宇自控系统整体结构的先进性、合理性、可扩展性和兼容性。
四、系统设计描述
工程概况
**大厦整栋建筑物大体采纳西欧古典三段式。
建筑有地下一层,地上主体建筑为十二层。
大楼的应用功能能够划分为四个区,即:
业务区、办公区、科技用房区、设备治理区、机动车车库区。
依照办公楼的结构,它分为东区和西区。
楼宇自控系统操纵方式及网络型式
**大厦楼宇自控系统采纳集散型操纵方式,即现场区域操纵,运算机局域网通信,最后进行集中监视、治理的系统操纵方式。
这种操纵方式保证每一个子系统都能独立操纵,同时在中央工作站上又能做到集中治理,使得整个系统的结构完善、性能靠得住。
楼宇自控系统网络结构可分为三级,第一级为中央工作站,即操纵中心,操纵中心内设中央工作站,中央工作站系统由PC主机、彩色大屏幕显示器及打印机组成,是BAS系统的核心,整个大厦内所受监控的机电设备都在那个地址进行集中治理和显示,它能够直接和以太网相连;第二级为直接式数字操纵器,第三级为搜集现场信号的传感器和执行机构。
直接数字操纵器、传感器及执行机构随被控设备就近设置。
楼宇自控系统留有与消防报警系统、综合保安系统、闭路电视监控系统、停车场治理系统等系统的通信接口,这有利于实现对各弱电子系统的信息集中治理,系统之间的事件联动,提高系统整体决策能力。
楼宇自控系统监控内容
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
电梯监测等。
冷热源系统
**大厦的冷热源由位于11层的冷热水系统提供。
系统监控对象:
6台风冷热泵机组、8台离心水泵及相关温度、压力、流量参数。
由于冷热源系统是建筑物内的用电大户,也是直接决定办公环境好坏的重要系统,而且该系统设备价钱昂贵、日常保养和保护工作所需的人力和物力也专门大。
因此,对冷/热源系统实施有效的监控和治理是相当重要的。
楼宇自控系统能实施以下功能:
系统负荷操纵
通过监测空调水供回水温度和空调水流量计算出大楼的冷/热负荷,在此基础上对机组进行台数操纵。
领先/滞后的操纵
在拥有多台风冷热泵机组的情形下,为了使每台机组的运行时刻趋于合理,通过比较各台机组的运行时刻,从而决定各台机组开启的顺序。
关于冷热源系统,楼宇自控系统具体监控内容如下:
·监测
-
风冷热泵机组手/自动状态、运行状态和故障状态;
-
风冷热泵机组累计运行时间,发出定时检修提示;
-
离心水泵手/自动状态、运行状态和故障状态;
-
离心水泵累计运行时间,发出定时检修提示;
-
空调水(冷冻水/空调热水)供、回水温度和回水流量;
-
空调水供、回水压差;
-
空调膨胀水箱高、低液位报警。
·操纵
-
定时控制;
按预先编排的时间程序控制系统启停。
-
根据空调水供、回水温度和回水流量,计算大楼实际冷或热负荷,进行机组台选控制,并控制相应的水泵;
-
根据DDC内部存储的风冷热泵机组累计运行时间,对风冷热泵机组进行时间均衡调节,系统为优先权设计:
需要启动时,开启累计运行时间最短的机组;需要关闭时,关闭累计运行时间最长的机组;
-
按正确顺序依次联锁启停设备;
启动:
离心水泵→风冷热泵机组
停机:
风冷热泵机组→离心水泵
-
根据空调水供、回水总管压差,PID调节旁通阀开度,保持空调水供水压力稳定。
空调系统
**大厦空调系统监控对象为空调机组、新风机组,空调/新风机组位于各层空调机房内。
楼宇自控系统具体监控内容包括:
·监测
-
过滤器阻塞状态,提醒操作人员及时清洗;
-
风机的手/自动状态、运行状态和故障状态;
-
风机累计运行时间,定时发出检修提示信号;
-
对新风机组,监测送风温度;对空调机组,监测回风温度。
·操纵
-
定时控制;
按预先编排的时间程序控制机组启停。
-
新风风阀与风机联锁;
风机停机时,新风风阀关闭。
-
在冬/夏季,采用最小新风量;在过渡季,采用焓值控制方式。
-
根据送风温度(回风温度)与设定值(可调)的偏差,通过PID运算,输出相应的控制信号,调节回水管上电动阀的开度,以保持送风温度(回风温度)的恒定。
注:
在大楼的典型位置,测取室外新风的温、湿度,为整个系统利用。
送、排风系统
纳入楼宇自控系统的送排风机为用于地下室配电间、汽车库、自行车库的送/排风机;用于洗手间的屋顶排风机;用于会议室、餐厅的通风机;用于厨房的通风机。
楼宇自控系统具体监控内容包括:
·监测
-
各风机手/自动状态、运行状态和故障状态;
-
各风机累计运行时间,定时发出检修提示信号。
·操纵
-
定时控制:
按预先编排的时间程序控制风机启停。
给排水系统
纳入楼宇自控系统的给排水系统包括生活给水系统和生活污水系统。
系统中的水泵与水箱或水池液位状态联动,仅在需要时才投入运转,幸免没必要要的浪费,节约水源。
楼宇自控系统具体监控内容包括:
·监测
-
各水箱高、低液位监测;
-
水泵手/自动状态、运行状态和故障状态;
-
水泵累计运行时间,定时发出检修提示信号;
-
水箱及水池超高(低)液位报警;
·操纵
-
根据水箱及水池高、低液位信号,控制水泵的启停;
变配电系统
纳入楼宇自控系统的供配电系统包括其高压、变压器、低压配电。
大厦内高压进线,一样为两路10KV独立电源,两路可自动切换,互为备用。
电力的治理是大厦内最重要的部份之一。
基于目前的技术水平和治理水平,楼宇自控系统对变配电系统只监测不操纵。
楼宇自控系统具体监控内容包括:
·监测
-
变压器超温报警;
-
低压进线开关状态、三相电压和三相电流;
-
低压母线联络柜开关状态。
照明系统
楼宇自控系统对建筑照明实行监控不仅可简化操作,还能够按时刻要求或照度要求进行操纵,使被控灯具要求点亮或熄灭,利于节约电能。
**大厦照明系统包括泛光/航空标志灯照明、车库照明。
楼宇自控系统具体监控内容包括:
·监测
-
要求控制的照明回路的手/自动状态、开关状态。
·操纵
-
根据工作时间表进行照明回路的开关控制。
电梯监测
楼宇自控系统对电梯的运行状态、故障报警进行监测,以保证电梯系统的正常运行。
管线敷设和设备安装
从中央操纵站至现场直接数字操纵器之间采纳专用的通信电缆沿镀锌钢管敷设,从直接数字操纵器至执行机构采纳屏蔽或非屏蔽线,在冷冻站、变配电所、空调机房等处线缆集中的地址采纳金属线槽进行敷设,其它零散测点线缆较少的地址采纳穿镀锌钢管进行敷设。
通信系统由通信卡、现场通信接口和通信线路组成,通信卡安装在中央治理工作站,与中央治理工作站的运算机相联,现场通信接口安装在每台现场操纵机内,通信线将中央通信卡与现场通信接口依次相连。
为操纵器配置的操纵柜可提供操纵器工作所必需的电源、继电器板、接线端子等,操纵器内置于操纵柜中。
操纵柜安装在被控对象周围,便于操作及施工,每台现场操纵柜需提供一个220V,1000W的电源,或在周围留有电源插座。
需要操纵的风机或水泵等设备的配电柜内需设置手自动转换开关,转换开关置于手动状态时,用手动启停按扭操纵风机或水泵启停;转换开关置于自动状态时,由现场操纵机提供的无源常开触点操纵风机、水泵启停。
被控风机或水泵配电柜需提供一对常开无源辅助触点,留有现场操纵机利用,以检测风机或水泵的运行状态。
传感器、执行器安装在工艺管道上,每一个元件需要的电缆视不同产品而有所不同。
当风道温度传感器与湿度传感器一同安装时,应注意顺风走向,温度应置湿度传感器上测。
各个传感器不该安装于管路弯头处。
风阀驱动器安装必然要注意阀的叶片轴与驱动器轴同心。
电动阀门驱动器安装,注意阀的实际开启方向与驱动器指示方向相符。
流量计必然要注意于直管段竖直安装,流量计前至少要有10倍流量计通径的距离;流量计后至少要有5倍流量计通径的距离。
系统供电
中央操纵室设专用配电盘,采纳结尾自动切换的双回路供电方式,直接数字操纵器由现场供电。
接地
本系统采纳联合接地,接地电阻不大于1欧姆。
关于正常情形下不带电的仪表外壳、设备及操纵箱均应接地。
五、TAC楼宇自控系统产品介绍
TAC公司最新的TACVista楼宇自控系统,是一个由高效能PC机和微处置器组成的开放性网络系统-LonWorks。
它为整个大楼的治理提供了简便、有效的手腕。
该系统遵守LonWorks网络协议,是一套开放的集散型网络系统。
LonWorks全散布式智能操纵网络技术由美国Echelon公司于1990年推出,被普遍用于工业操纵、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形下,LonWorks技术十分超卓,被欧美许多厂商利用,我国建设部也把LonWorks技术列为国家标准。
它是一套开放式架构,各LonWorks产品可直接互连,易于扩展。
而且LonWorks是通用的总线,可应用于SensorBus、DeviceBus、FieldBus等任何一层总线中。
开放的楼宇自控系统使业主从被某一个供货商/系统限制死的窘境中解放出来。
在开放的环境下,业主将再也不把要紧精力集中在哪个系统最好,而是选择能在开放环境下提供最正确解决方案的供货商。
开放的楼宇自控系统的优势
-开放的系统结构;
-在系统中能够依照需要选择不同厂商的LonMark产品直接互联,选择的范围更广;
-低造价,低安装本钱;
-低运行保护本钱;
-低升级改造本钱;
-增加新功能简单;
-规模能大能小的结构;
-从单台PC到基于网络技术的治理网;
-符合用户需要的各类连接方式;
-总线型网络、星型网络、闭环型网络、混合型网络多种拓扑结构;
-调制解调器和“拨号操纵”;
-多种介质的通信网络总线;
-高的性能/价钱比;
-有竞争力的软件费用;
-容易安装、学习、利用及保护;
-提供通用的BMS功能;
-点的显示和命令
-历史数据的搜集
-图形
-报表
TACVista楼宇自控系统的特点
TACVista系统适应性超级强,系统为模块化结构。
可很方便地构造出不同品级的独立系统,每级都具有超级清楚的功能和权限,这就使Vista既可用于单独的楼宇治理,也可用于一个区域分散的楼群的集中治理。
用户可通过运算机直观、详细地监测并操纵楼宇设备的运行状况,完全将HVAC、照明、能源治理、时刻表安排和平安等系统置于自己的监控之下。
系统开放性好
LonMark产品,即插即用。
TAC公司是第一个全面支持LonWorks技术的生产楼宇自控产品的厂家,也是第一个生产荣获LonMark认证标志产品的厂家。
采纳国际LonTalk通信协议,即该系统的通信协议对其它用户是透明的,为用户的系统集成和以后的系统升级、扩展和改造留下专门大的余地。
利用视窗的动态数据互换功能,能够很方便地与其它视窗软件进行数据互换,如TACVista能够直接发送数据到EXCEL电子表格中或抄送资源运行数据到大楼的物业治理系统和办公自动化系统中去,实现楼宇自控系统与其它系统的智能集成。
多厂商支持
TACVista拥有多数系统和厂商的支持。
借助于大量的支持商,它一开始就能够够和大量的不同类型的系统沟通。
如集成操纵、传呼机、火灾和内部的电视系统,都很容易实现与本系统的集成。
LonMark协会是由国际上包括暖通空调制冷行业几百家闻名公司组成的独立国际互操作协会。
该协会概念每一种互操作(即插即用)产品的技术细节和生产指南。
只有通过协会测试、并知足互操作要求的产品才能取得LonMark认证标志。
取得LonMark认证标志的产品表示它不仅能与其它产品互联,而且能实现互操作(即插即用)。
用户能够选用其它公司具有LonMark标志的产品加入到系统中。
此刻几乎所有的楼宇自动化系统供货商都宣称自己的系统是开放的。
但严格地说它们只是实现某种程度上的互联。
尽管它们能够将不同厂商的产品或系统集成在一个系统内,而且能够通过某个主系统界面监视、操纵多个子系统,但其付出的代价也是专门大的。
第一,可能由于通信协议的不相配而致使某些子系统的功能的损失;还可能引发对某些系统的依托。
不管是对现有产品新增功能,仍是对一个新的系统和产品,都需要以较大的本钱编制连接软件,修改连接界面;更为恐怖的是这还可能引发系统的混乱。
真正的开放系统提供给用户的是一种选择的自由,自由地选择最适合系统的产品,这
些产品从操纵角度来看不仅是互联的而且是互操作的,即实现不同厂商的楼宇自动化系统产品的“即插即用”。
TACVista系统是实现了“即插即用”的开放式系统。
系统扩展性
系统可采纳自由拓扑结构或总线型拓扑结构由单个的子站拓展为超大型的散布式综合集散操纵系统。
这种模块结构特点关于楼宇治理系统而言,在先期资金条件有限的情形下,既可保证建筑物的高标准和舒适性,又可不能阻碍以后新功能的扩展,因此说在物业治理方面具有专门好的经济性。
系统的独立性
操纵处置单元TACXenta是具有独立的CPU和存储器的DDC操纵器,因此只需将一台该站置于操纵现场如空调机房内,通过便携式运算机将程序输入即可对现场设备进行操纵,所有的现场信息将在子站存储,可随时调出查看。
同时,子站也可作为网络的一部份,所有单元都可通过网络中心操纵。
系统的高靠得住性
由于具有了独立操纵功能,使得子站在中央系统停止工作、通信完全断绝的情形下,仍可独立完成所有的操纵功能,从而保证了操纵的持续性和靠得住性。
另外,系统中的各级设备可通过网络通信在同一时刻组成不同级别的集散操纵系统或不同的结构组织形式,从而最大限度提高了系统的靠得住性和灵活性。
另外,TAC也是世界上第一家取得楼宇自控系统ISO9001质量认证的公司。
对用户需求的考虑
TACXenta操纵子站是为供热厂或空气处置等单元进行一对一操纵而设计的,基于解决所有需求的原那么,能够很方便地靠近最终的操纵对象安装,如此最大限度地减少了线缆和安装费用。
先进的网络通信
TAC楼宇自控系统中操纵网络已具有Internet和Infranet的要紧特点,已从一样的操纵网络升级为Infranet(基础网),Internet、Intranet和Infranet之间通过TCP/IP协议实现互联。
整个企业内部可实现资源共享。
网络操作系统能够采纳主从式、对等式或客户/效劳器结构。
网络结构能够是总线型、环型、星型、混合型等拓朴结构。
组网方式灵活,升级改造费用低。
操纵网络Infranet的传输速度高达78kbps,需要可提高到。
通信单元PCLTA将Xenta子站联结成LONWORK网络,TACVista的每一个用户都能操纵可监视联网的各个单元,远程终端可通过调制解调器与网络相连来操作系统。
多种通信介质
可采纳双绞线、电力线、光纤、同轴电缆、无线电和红外线多种通信介质,而且多种电缆接转方式能够在同一网络中混合利用,给系统的设计和以后的升级改造带来更大灵活性,安装布线本钱低。
TAC楼宇自控系统组成
TACVista楼宇自控系统要紧由三部份组成:
-治理层,包括中央操作站硬、软件和通信接口设备
-操纵层,包括现场操纵器及输入/输出模块
-设备层,包括前端的现场传感器和执行器件
以下图显示一个大体的TAC楼宇自控系统配置的例子。
TACVista网络结构
整个TACVista楼宇集散操纵系统网络由两层组成。
第一层为Intranet网监控中心电脑(治理层)之间通信网络,支持MSWindowsNT、NovellNetware和Unix,以TCP/IP为大体通信协议是企业级INTRANET的重要组成部份。
同时TAC公司可依照协议通过Internet提供远程网络诊断、保护效劳;TACVista也能够通过Internet与远方的操纵站或监控子网通信。
第二层为监控系统主机与监控子站之间、子站与子站之间的通信网络,采纳的是LonWorks网络通信技术,无主从点对点方式,这是目前世界上最先进的现场操纵网络技术。
网络结构可进行自由拓朴,系统之间的通信介质采纳Belden单双绞线,使得在不加装信号放大器的情形下,主机到现场操纵器之间的最远距离可达2700米。
第一层为大厦高速数据网络,要紧任务是以几百兆的带宽高速传输大块的数据。
第二层Infranet是操纵网络进展的最新时期,其要紧特点是:
消息简短,响应快速,发送靠得住;操纵子站体积小,造价低;拓朴结构灵活,规模可大可小;散布式操纵方案。
在Infranet里,传感器再也不是仅向小的操纵系统发送消息,它已成为整个企业网络的共享资源。
两层网络之间通过TCP/IP协议实现互连。
TAC治理层网络
TACVista运行在MicrosoftWindows95/98/NT平台上,在其内置的点对点局域网中,能够将多达16个工作站连成一个TAC操纵网络系统,其中最多有6个工作站与操纵单元进行直接通信,操纵网络的总容量能够达到240,000个物理点。
LAN上的所有工作站都是对等的,并可在需要时在它们之间成立通信。
若是一个工作站关闭,其它工作站继续工作。
网络上每一个工作站都可与三台打印机相连。
永久性布线网络能够设计成总线形、星形或环形网络,能够用MicrosoftWindows支持的通信方式如以以太网、令牌环等。
操纵网络能够通过永久性布线或通过Modem实现工作站之间的连接。
通过调制解调器和专用的软件还可将一个工作站与系统远程连接,用户可在网络上操纵工作站(这称作远程连接)。
TAC散布式数据库存储在网络节点上,设备内的一个单元的数据存储在与该单元相连的操作单元中。
TAC操纵层网络
TAC操纵层网络的要紧特性如下:
采纳TP/FT-10网络时,每一个TAC网段能够包括60个网络节点或30台操纵器,通信速度78Kbps,总线长度可达到2700米;能够利用一个延伸器连接两个TAC网段来扩展系统容量,使每条总线能够达到60台操纵器;每台工作站能够有四个LonTalk适配器以支持四条总线和240台操纵器。
采纳TP/XF-1250骨干网络时,每条总线能够通过路由器连接到通信速度为的LonWorks骨干上,路由器的数量能够达到63个,整个网络能够达到400台操纵器;
骨干通过LonTalk适配器连接到工作站上。
TAC支持大量先进的网络特性,如:
虚拟子网、工作组、域等概念和先进的寻址方式。
LonTalk适配器
LonTalk适配器在操作单元和LonWorks网络之间转换信号。
Echelon公司生产的许多型号的LonTalk适配器能够用于LonTalk中的操作单元。
PCLonTalk适配器能够安装在操作单元中的扩展槽上,并占据一个网络驱动地址(例如:
PCLT:
目前有许多型号的PCLonTalk适配器,TAC支持以下型号:
-PCLTA
-PCLTA-10,20
-PCC-10
-Xenta901
可与操作单元相连的LonTalk适配器个数受限于操作单元中可供利用的中断数。
通常在一个操作单元中有3-6个可供利用的中断,操作单元中可供利用的中断数取决于与操作单元相连的外围设备数量,例如:
鼠标、硬盘、CD驱动器等。
现场操纵单元模块
子站单元TACXenta
TACXenta是在瑞典生产的可自由编程操纵器、是目前市场上唯一全数利用LonWorksTM网络操纵技术的最新产品,而不象其他公司的产品只是部份采纳LonWorksTM技术。
它既可作为智能操纵器独立运行,操纵现场设备,监视现场环境,也可接入LON总线,从而成为操纵网络的一部份,与其它系统实现智能集成。
每一个TACXenta操纵单元都受TACVista中央系统的监视和操纵,能和其它厂商的LonWorksTM产品实现互连,与LonWorksTM产品实现互操作。
TACXenta操纵器有两个系列:
TACXenta300和TACXenta400,其中TACXenta300系列有两种不同的I/O配置:
TACXenta301和TACXenta302,下表列出各类操纵器的输入/输出点数量及可扩展的I/O模块数量:
控制器
数字
输入点
通用
输入点
热敏传感器
输入点
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