IQKBAS能源管理系统技术方案.docx

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IQKBAS能源管理系统技术方案

XXX项目

—楼宇自控系统

技术方案

深圳傲华尔智能系统有限公司

二O一五年八月三十一日

1公司介绍

1.1公司简介

深圳傲华尔智能系统有限公司成立于2005年，是一家以研发为主导的国家高新技术企业，提供灯光、机电设备和温湿度环境控制产品，十多年BAS和IBMS项目实施管理经验，为建筑节能提供解决方案。

自主IQK品牌产品于2008年开始大量实用于高训大厦，通过了京基100瑞吉酒店、南航飞行大厦、中国移动机楼、海南国际会展中心、广州第一人民医院和恩智浦半导体工厂等高要求项目的考验。

深圳傲华尔是双软认证企业，开发了IQ系列DDC控制器嵌入式软件和灵活稳定的傲华尔平台软件，傲华尔平台积累了众多的通信协议（如MODBUS、OPC、BACnet和IEEE1888等），可以同其它监控软件、能源管理软件、物业管理软件和QQ微信软件等对接，服务端运行于WINDOWS、LINUX或云平台上，用户通过电脑、平板或手机获取服务。

深圳傲华尔是开心快乐的企业，得到政府扶持，入住交通方便、环境优美的龙岗大运软件小镇。

量力乐磨（量力而行、乐在其中、磨杵成针）的理念是开心快乐的源泉，傲华尔人常评估自身德行能力，主动解决难度与自身能力相匹配的问题，在成就感和成长带来快乐的过程中不断积累提升。

IQK品牌是开心快乐的选择，中华儿女的骄傲。

量力乐磨的自然快乐文化、众多工程实践的经验积累和十年打磨的核心技术软硬产品这三架马车将带领傲华尔驰骋物联网智慧世界，走入工业4.0时代。

1.2公司优势

1.公司从05年成立至今，专业服务楼宇自控系统和冷、热群控系统等智能化工程系统的设计、调试、施工、维护、改造等经验，24小时服务队伍；

2.工程案例遍布于全国各地和各个领域；上百个冷源系统、热源系统的群控工程案例；多个电子厂、档案库等恒温恒湿工程案例；

3.一批跨计算机、网络、自动化控制、暖通、给排水、照明、无线通信等专业的研发团队；

4.核心技术：

傲华尔节能管理平台，多品牌楼宇自控系统专业技术支持，弱电系统集成，多品牌楼宇自控系统集成，等；

5.楼宇自控系统中产品性价比最优；

6.面向建筑节能控制的专利技术：

a）冷源、热源系统的群控技术；

b）水源热泵、空汽源热泵群控技术；

c）末端空调节能控制技术；

d）恒温恒湿控制技术；

e）房间、公共风机盘管联网控制技术；

f）路灯、公共照明智能控制技术；

g）给、排水系统控制技术；

h）家居设备控制技术。

2XXX项目BAS系统说明

2.1工程概况

本工程为XXX项目楼宇自控系统（BAS）。

随着现代大楼建设的大型化、智能化和多功能化，必然导致建筑物内机电设备种类繁多、技术性能复杂、维修服务保养项目不断增加，管理工作已非人工所能应付。

因此，采用自动化监控系统技术及计算机管理已成为现代化楼宇最重要的管理手段。

它可以大量节省人力、能源、降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、减少维护营运成本及事故，提高建筑物总体运作管理水平。

XXX项目BAS系统的主要功能是：

（1）对机电设备实现以最优控制为中心的过程控制自动化；

（2）以运行状态监视和积算为中心的设备管理自动化；

（3）以安全状态监视和灾害控制为中心的安全管理自动化；

（4）以节能运行为中心的能量管理自动化；

（5）提供安全、健康、舒适和高效的办公、商业及生产环境；

（6）具有高度的灵活性与可扩展性，以满足将来发展的需要。

作为一流的楼宇智能化项目，对环境的高要求，使得与其配套的楼宇设备自动控制系统必须具有国际先进水平。

依据XXX项目BAS系统要求，以提供舒适的环境，并使能量消耗最省，实现自动化管理。

为避免片面追求超前性而脱离实际，或片面追求经济性而损害智能大楼的初衷与初期投资，我们本着平衡系统的经济性与超前性，并遵循实用性、实时性、安全性、易维护性、开放与可扩展性等原则向贵项目推荐我司的楼宇自动化系统IQK-傲华尔楼宇智能化管理控制系统。

2.2BAS系统监控范围

根据XXX项目需求，本方案监控范围包括下列系统：

●冷源系统

对冷源系统进行集群控制，能根据实际负载调节主机运行台数。

同时对冷却水泵、冷却塔联锁控制并且对其它相关工艺参数进行监视、测量、控制与记录。

●空调监控系统

对空调新风机、空气处理机组、全热交换器进行监视、测量、记录。

●送/排风系统

对送/排风机、排风排烟机、补风机的运行工况进行监视、控制与记录。

●给排水监控系统

对给排水系统的集水井、生活水箱、消防水池进行监控、测量、记录。

●照明监控系统

对室内外公共照明设备进行监视、控制，并记录运行情况。

●变配电监测系统

通过通信接口对低压配电柜、高压配电柜、发电机等进行监视、测量、记录。

2.3BAS系统设计依据

系统设计总则

设计楼宇自动化系统的主要目的，在于将建筑物内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断。

本着平衡系统的经济性与超前性，并遵循实用性、实时性、安全性、易维护性、开放与可扩展性等原则，采用最优化的控制手段并结合现代计算机技术对各系统设备进行全面有效的监控和管理，使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致的高效、有序状态下运行，以确保建筑物内舒适和安全的环境。

尽量节省能耗和日常管理的各项费用，保证系统充分运行，使投资能得到一个良好的回报。

设计依据和标准

该系统的设计配置，完全依据业主提供的XXX项目楼宇自控系统招标文件及相关专业设计图纸。

该系统实施所涉及的技术标准和规范，产品标准和规范及工程标准规范包括如下：

《民用建筑电气设计规范》（JGJ／T16-92）

《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）

《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339-2003）

《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000

《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000

《建筑物防雷设计规范2000年版》GB50057-94

《电气装置安装工程施工及验收规范》（CBJ232—92）

《商用建筑线缆标准》（EIA／TIA—568A）

《信息技术互连国际标准》（ISO／IECl1801—95）

《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）

《中国采暖通风与空气调节设计规范》（JGJ/T16-92）

《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ131-90

3傲华尔管理系统

傲华尔管理系统是公司根据市场节能和集成管理需求，所研制的一套节能管理平台，专业应用于智能化工程、智慧工程、绿色建筑，等各行智能化建筑的BAS及BMS集成系统中。

傲华尔系统集成软件内置于傲华尔服务器，主要用于和末端DDC控制器、第三方设备等进行通信，采集各设备数据，并且进行操作界面的组态。

3.1傲华尔管理系统介绍

3.1.1系统登录页面

服务器支持各种WEB浏览器访问，功能页面有：

图形页面，实时数据，历史记录，用户管理，日志管理，报警管理，等。

访问服务器的方法，在WEB浏览器输入域名或IP，进入到登录页面（如下图登录页面图所示），输入相应用户名和密码，点击“登录”进入到服务器主桌面中。

登录页面

3.1.2系统功能页面

以下分别介绍傲华尔管理系统浏览器主桌面上各个功能页面的操作及说明。

说明：

所有设备的状态、数据及控制等数据的浏览及操作方式，有两种：

一是在“图形页面”功能页面上完成，二是在“实时数据”功能页面上完成；这两种方式可以满足不同领导或管理工作员的管理功能需求。

1）彩色动态图形页面

主桌面上，点击“图形页面”图标，进入到本项目中所有组态图形页面，如下面几个图所示的系统组态图形页面。

在此图形页面上可以清晰的看出整个系统的结构、原理、监测数据、设备状态及设备控制，并且可以进行对应的操作等功能。

冷、热源系统页面

2）实时数据

主桌面上，点击“实时数据”图标，页面如下图所示。

浏览及显示方式有两种：

一、在左侧导航栏中，在控制器文件下拉单中选择进行查看，二、选择单个图形页面查看；右侧框中则会显示出当前选择页面的所有数据，在右侧显示框中可以完成以下功能：

数值变化曲线查看，设备状态，参数设置，设备启停，等。

实时数据查询页面

3）历史记录

历史数据查询方式有两种：

方法一、图形页面上点击相应参数值查看，方法二、桌上面打开“历史记录”图标进入查询页面中，在查询页面左侧目录的驱动文件中选择相应的数据点。

历史数据显示有图形和列表两种方式。

4）报警管理

A.报警信息查询

查询报警信息方式，在左侧管理器的目录栏中选择页面，有：

当前报警，所有报警，图形页面，驱动文件，等；右侧为信息显示区，在页面最下方可设置信息条数设置，等，报警确认，如下图所示。

信息显示字体颜色为红色时，为当前报警或信息未确认；显示字体颜色为黑色，说明此信息已经通过确认。

B.单条信息详细查看

在报警信息显示区域中，点击信息前方的小十字图标，可以展开详细的信息。

C.报警信息确认

报警信息产生后，需要手动进行确认，当前报警页面中条数会自动减少。

D.报警信息删除

过期或者确认无效的报警信息，可以根据需要按条、按日期范围等方式删除。

5）日志管理

在主桌面上，点击“日志管理”图标，进入到管理页面，如下图所示，有以下功能：

用户登录信息查询，等，清楚的查询到某个用户进入系统的时间及退出时间，等。

6）用户管理

主桌面上，点击“用户管理”图标，即进入到管理页面，如下图所示，此操作功能只有管理人员才具有的权限，功能操作有：

增加用户，删除所选用户，查看所选的用户信息，修改所选的用户信息，等。

其中“修改”功能项，管理人员可修改所选择的用户除用户名外所有的信息（包括：

密码修改、名字修改、权限修改、Email和联系方式，等）。

7）个人设置

主桌面上，点击“个人设置”图标，进入到设置页面，如下图所示，可以查看和修改到自己的信息，有以下功能项：

查看个人资料，修改个人资料，修改登录密码，搜索用户信息。

下面分别介绍各设置项功能及操作。

说明：

在此功能项修改个人信息后，在“用户管理”页面中全部会同时更改。

●“查看个人资料”显示有：

主键、用户名、角色、名字、Email、联系方式，其中“用户名”栏为WEB登陆时所用的名字，不能对其修改；“角色”栏为管理等级或自己所具有的等级权限，只能在“用户管理”或“角色”页面中修改。

●“修改个人资料”可以修改的有：

名字、Email、联系方式；

●“修改登录密码”项中，“密码”栏为原密码，输入新密码和确认新密码后，最后点击保存。

傲华尔管理系统客户端的使用操作简单、易用，具备基本电脑操作知识和楼宇自控系统管理知识的人基本上能很快熟悉本系统的操作使用。

3.1.3多种系统控制界面

嵌入到手机微信的应用界面（不用另装APP）：

多种界面控制同一个设备

手机两种不同控制界面：

电脑或平板IPAD控制界面：

同时管理不同品牌的控制器：

灵活应用

•自成独立系统

-自有云平台、设备管理器、DDC控制器、手机监控软件、电脑监控软件等完整的系统。

用电脑、平板IPAD、手机等可以很方便快捷监控各设备，让您随时随地轻松掌控耗能设备，设备管理将成为一件轻松快乐的事。

•集成第三方系统

-设备管理器自有MODBUS、BACNET、OPC、OBIX、IEEE1888等常用的通讯协议驱动，可以很方便管理第三方的设备系统。

我们采用模块化设计，另外开发第三方系统的私有协议也很方便。

•嵌入到第三方系统中

-我们的监控界面使用纯HTML5、CSS和JAVASCRIPT的通用技术，可以直接嵌入到其它系统中。

3.2傲华尔云管理器

傲华尔管理服务器是新一代基于TCP/IP的建筑节能监控管理系统平台，具有可靠性高、兼容性强、价格实惠、安装方便等物点，轻松满足各种环境的监控系统要求。

傲华尔管理服务器当作集成服务器时，可以把一个或多个项目中多个品牌控制系统集成到同一个管理平台上，实现数据互联互通。

适用于各种智能建筑节能系统，例如：

会展中心、机场、地铁、高级办公楼、星级酒店、医院、洁净厂房、高档小区、博物馆、体育馆等环境监控场所。

接口面板1接口面板2

主要特性

⏹具有多个端口

⏹多种连接方式

⏹先进的电路设计，发热量低

⏹Linux操作系统、Web浏览器访问

⏹体积小、易安装、性价比高

技术规格：

硬件参数

壁挂或桌面式安装，无风扇封闭式散热系统，工作温度：

-20℃~60℃，存储温度：

-40℃~85℃，工作湿度：

10%~90%工作湿度，无凝露，存储湿度：

10%~90%存储湿度，无凝露。

硬件接口

串口

TCP/IP

HDMI

VGA

USB2.0

工作电源

6

2

1

1

2

12VDC（自带适配器）

内部配置

1.86GHz双核处理器

采用IntelNM10高速芯片组

2GDDR3内存，支持4GB

1个2.5寸硬盘位/1个MSATA插槽，支持SSD/无线WIFI/3G模块等，SSD传输速度可达6Gbps等。

（可根据需求高配）

内置软件驱动

Modbus、BACnet、OPC、IEEE1888….时间排程

（可根据需求定制开发）

内置软件功能

组态图形编辑，实时数据、历史数据记录设置和查询，用户增减及用户等级权限分配，页面缩放显示设置等；具有全中文显示，界面友好，操作方便容易上手等优点。

外部访问方式

Web浏览器访问，地址栏中输入管理服务器IP地址即可（IP地址可由用户自由设置）

其它功能：

a）可以通过内部配置，实现无线路由功能；

b）可根据项目需求进行自由开发，主要的功能有：

各种不同的通讯协议驱动（Modbus、BACnet、OPC、等），灵活的设备监控点浏览及收集功能，强大的组态页面功能制作，组态图编辑全部以图片方式完成；等。

c）能够完成对市场主流楼宇自控系统（如：

Honeywell、Trend、SIEMENS、IQK等）、冷水主机（开利、麦克维尔、约克等）、VAV空调系统、联网型风机盘管系统、智能仪表（智能电表、智能水表等）、网络型执行器/传感器等的逻辑控制、数据采集等工作。

3.3可编程控制器（IQ843/IQ840）

IQ843/840是新一代双独立现场总线技术的智能可编程控制器，具有兼容性强、可靠性高、价格实惠、体积小、安装方便等特点，轻松满足各种环境监控系统使用要求。

通过CAN总线连接，可把不同数量的IQ843/840组成一个整体，用以满足不同大小的控制需求。

可兼容于HONEYWELL、SIEMENS和JOHNSONCONTROL系统。

广泛应用于各种智能建筑、HVAC系统，例如：

国际会展中心、机场、地铁、高级办公楼、星级酒店、医院、洁净厂房、高档小区、博物馆、体育馆等环境监控场所。

主要特性

⏹内置自适应PID计算、焓值和含湿量等常用模块

⏹带后备电池及周时间表定时控制功能

⏹体积小、易安装、性价比高

⏹多种总线通讯方式

⏹标准导轨式安装

技术规格：

名称

I/O（输入/输出）

通讯

工作电源

类型

UI

（通用输入）

DO

（数字输出）

AO

（模拟输出）

CAN

RS485

24VAC/DC

IQ843

8

4

3

1

1

1

IQ840

8

4

0

1

1

1

备注

跳针选择

12bit精度

继电器

250VAC/5A

30VDC/5A

跳针选择

12bit精度

Canbus

Modbus或MS/TP

交流或直流19V～28V

注：

a）、通用输入信号（跳针选择）：

电压（V）：

0~10VDC/2~10VDC、电流（I）：

0~20mA/4~20mA、电阻（T）：

电阻值/NTC10K/NTC20K/NTC自定义表、干接点数字（D）。

b）、AO模拟输出信号（跳针选择）：

电压（V）：

0~10VDC、电流（I）：

0~20mA/4~20mA。

4XXX项目BAS监控方案

4.1BAS节能分析

根据以往的统计经验，通常办公大楼的能源消耗情况如下图：

从上图可以看出，在公用建筑中，空调及照明系统消耗了总建筑电能消耗的四分之三。

由于设计余量、季节变换、人员流动等原因，使得建筑物的能耗有着较大的节省空间。

空调系统可通过BAS节能的原因：

•空调设备余量过大—大马拉小车

-空调负荷参数余量

-空调设备设计选型时余量

-空调设备采购时余量

•建筑所需负荷变化

-季节变化（春、夏、秋、冬）

-每天日照变化（早中晚）

-人员变化（旅游淡旺季、

-　餐厅吃饭、员工上下班等）

-用电设备变化

•管理优化

-客房空调系统（人走关空调、舒眠模式）

-公共地方空调统一管理（26℃）

•设备运行效率低

如下图所示：

根据以往经验测算，相对于纯由人工控制的建筑机电设备系统，通过增加BAS系统对建筑机电设备系统进行管理优化及控制优化，可为以空调设备及照明设备为主的建筑机电设备系统普遍节能15%-30%。

建筑中与机电设备相关的专业多，如给排水、变配电、中央空调系统、照明系统等，以往经验都是各专业各自派人分开管理，通过增加BAS系统集中管理各机电子系统，不仅节约人力，更能提高设备管理的效率等。

同时由于机电专业子系统多，物业管理人员流动性大，各种工作交接往往不清，对后续的维护保养工作带来不便。

通过增加BAS系统，各机电子系统的管理工作统一在一个平台进行，各种前期维护资料统一记录保存移交，便于后续的维保。

且BAS系统对机电设备的各种运行参数都有较为明确直观的显示，也便于系统的运行维护和故障解决等。

4.2系统控制方案设计原则

楼宇设备监控系统，功能复杂，机电设备多，系统接口多，涉及专业多。

所有这些因素都要求楼宇设备监控系统无论是在广度还是从深度上都要做深入细致的工作。

楼宇设备监控系统经过几十年的发展，抛开产品本身来，从应用技术的角度上讲已经无技术难点，系统的成败更多的在于从深化设计开始的相对复杂的系统实施过程的协调控制。

总结我司多年来的BAS系统的实施经验，我们认为在深化设计阶段应该做到以下几点：

∙BAS系统深化设计乃至实施需要有成立专门的协调部门和协调制度

以往工程的经验告诉我们，失败的BAS项目多数都不是由于技术的原因，而是协调方面出了问题。

而成功的BAS项目却表明，专人或者成立专项部门（通常由管理部门牵头）负责统一协调并制定恰当的协调制度至关重要。

而这一切要从深化设计就应该开始。

∙做好现场勘查工作

只有深入了解了现场，了解现场各类设备分布情况才能更细致的细化系统总线的走向，更合理的布置DDC的位置，更合理的将设备划分的不同的DDC进行控制。

∙做好与各专业的技术协调

BAS系统是在对其他专业设备的工艺的了解的基础上制定控制策略的，不了解专业设备将无法实现控制功能。

另外，BAS系统与强电的配合尤其重要，如二次回路的设计就需要在深化设计时予以确认。

∙做好与第三方接口的基础沟通

系统接口在BAS系统的实施过程中属于有一定技术难度的环节，系统集成的关键在于第三方系统与实施单位之间的配合和互相支持。

在深化设计时双方就应该就通讯协议、数据格式、接口形式等一系列的问题达成书面上的共识。

∙做好施工图纸

施工图纸是指导施工的工程语言，这不仅是BAS系统所特别需要的，对任何系统而言都有同样的重要性。

施工图纸要做到标准化，可读性强，标注清晰。

4.3BAS系统结构

XXX项目采用的IQK-傲华尔楼宇智能化管理控制系统为一个标准的商业级别楼宇管理系统（BAS），管理层网络采用TCP/IP的网络传输，数据传输速率不低于10Mbps，控制层网络采用总线网络传输，遵守Canbus、Modbus标准协议。

控制层中所有的DDC控制器通过控制层总线以点对点的方式通讯，不依赖于上层设备。

控制系统示意图

4.4BAS系统配置

考虑到本工程机电设备分布情况及日后工程施工的要求，综合管理平台使用傲华尔（IQK）管理平台。

管理层使用SIMS监控软件平台和傲华尔云管理器，现场设备控制使用双总线技术的IQ843控制器。

BAS系统的主要配置如下:

本方案共设1台傲华尔云管理器，每台傲华尔云管理器有6个串口可连接4~6条RS485总线，可连接现场DDC控制器；也可根据实际需要通过RS485/232接口连接需要集成的设备。

每1~2台空气处理机配置一个DDC控制箱，DDC控制箱就近安装在被控设备附近，安装维护方便、经济,减少施工难度。

每个现场DDC控制箱都由至少一个IQ控制器（型号：

IQ843）组成。

根据配置不同，有不同的容量，它们各自负责监控DDC控制器附近的被控设备。

5XXX项目BAS监控及接口要求

5.1制冷系统监控

5.1.1冷水主机

1）设备配置

⏹冷水主机，每台有一个内置的控制盘，控制盘通过硬线与DDCI/O接口（本项目还要求冷水主机供应商提供串行链路接口并开放协议）。

接口提供主机系统内部运行参数，如:

出水温度、回水温度、蒸发压力、冷凝压力、负荷比例等。

⏹接口提供运行状态、故障状态和手自动状态。

冷水机接收远程启动信号。

⏹每台冷水机组的冷冻、冷却水管道上设有一个水流开关，冷冻水总管设有温度传感器、水压力传感器及一个流量传感器，冷却塔出水总管道设有温度传感器。

温度传感器、压力传感器及流量传感器提供模拟信号，而水流开关则提供数字输入信号给DDCI/O。

⏹通过冷水机的水流由一个控制阀门的开和关控制，控制信号由DDC发出。

2）设备启动

⏹冷水机组根据时间表运行。

⏹早上冷水机启动时，要运行的冷水机按预先设置的数量及预先设定的时段进行。

在这种方式下运行的冷水机数量和要求的时间在系统调试前确定。

⏹冷水机启动：

开启冷却塔风机，开启冷却水蝶阀，开启冷却水泵，开启冷冻水蝶阀，开启冷冻水泵，待水流感测装置确认冷冻水泵运行后，冷水机才启动运行检查（冷水机停机顺序则相反）。

⏹冷水机停机后，冷冻水泵维持运行一段时间，然后关闭冷冻水蝶阀。

3）冷水机台数控制

⏹一旦完成早晨启动控制时段，需要的冷水机数量根据系统的负载要求确定。

⏹确定冷水机组运行台数：

根据冷冻水管道的水流量和冷冻侧供回水温差计算系统负荷，以此确定所需运行的冷水机组数量；同时根据冷水机组实际运行负荷与相应台数机组额定负荷进行比较确定机组运行台数；取二者较大值为实际运行台数。

⏹冷水机组运行台数能够在工作站上进行修改。

下一阶段冷水机组的运行或者关闭的设定值能在工作站上修改。

⏹在冷水机组启动和关闭设定值（如上述计算的）间提供一个静带（deadband），静带可在维护工作站上修改。

⏹时间延迟包括在逻辑中，防止两台或者更多的冷水机同时启动。

这个时间延迟能在工作站上调整的。

4）控制要求

⏹冷水机组装备自动转换控制和循环控制，按冷水机组的累积运行时间进行计算。

⏹计算和记录每一台冷水机组的累积运行时间，按顺序第一台冷水机组是下一台要启动的冷水机组，一旦启动，这一台冷水机组的位置排在顺序的最后。

下一台要停机的是运行最长时间的冷水机组。

一旦新的运行顺序被BAS工作站下载，冷水机组的运行将按新的顺序设定进行。

⏹在BAS工作站上可以查看和编辑冷水机组运行顺序的设定。

操作员可以在BAS工作站上选择按顺序运行还是按累积运行时间。

⏹如果需要启动的冷水机组故障或者不能自动控制，则在顺序中的下一台冷