BA楼宇自控方案.docx

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BA楼宇自控方案

BA楼宇自控方案

1、楼宇自动化控制系统

1.1、系统概述

楼宇自控系统是建筑技术、自动控制技术与计算机网络技术相结合的产物，使建筑具有智能建筑的特性。

现代建筑内部有大量机电设备，这些设备多而分散。

多，即数量多，被控、监视、测量的对象多，多达上千个点以上；散，即这些设备分布在各楼层和各个角落。

如果采用分散管理，就地控制、监视和测量是难以想象的。

楼宇自动化系统是利用电脑控制技术对建筑物内诸如供暖、照明、空气调节、给排水等现代化设施、设备的运行参数、状态及能源消耗进行集中管理，以达到统一管理、分散控制，同时做到节能和延长设备使用寿命的目的。

采用楼宇自控系统，就可以合理利用设备，节约能源，节省人力，确保设备的安全运行，加强楼内机电设备的现代化管理,并创造安全、舒适与便利的工作环境，提高经济效益。

其主要功能如下：

对机电设备进行实时监测和参数报警

提高楼宇内部的环境舒适性

节约能源，降低系统运行成本，延长设备使用寿命

降低操作人员的劳动强度，大量节省劳动力

提高整个建筑物的管理水平和效率，保障建筑物与人身的安全

1.2、设计原则及依据

1.2.1设计原则

济宁市文化中心群艺馆、图书馆建筑智能化工程的楼宇自动控制系统的网络配置遵循分散控制、集中监视、资源和信息共享的基本原则，是一个工业化标准的集散型控制系统。

本系统符合以下设计原则：

1）先进性与适用性

系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。

系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。

2）开放性

系统支持多种开放协议，包括BacNet、Modbus等，可以避免系统互联或扩展的障碍。

有关内容在后续章节中有进一步说明。

3）标准化

系统必须符合国际以及国家标准的的产品，系统结构符合《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16－2008）的规定。

4）可扩展性

系统具有灵活的系统结构，在本方案的基础上，可以根据今后本项目的实际要求扩展系统功能。

同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。

5）安全性与可靠性

系统中配置选型每台现场控制器，平均无故障时间MTBF，长达10年。

同时，系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全性与可靠性。

6）经济性

系统设计充分考虑系统的性能价格比，在充分满足弱电文件功能要求的条件下，保证系统的经济性。

7）最优性

在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。

1.2.2设计依据

为了保证系统既能适应当今网络技术的发展，又具有极高的可靠性，本方案设计遵从以下标准：

民用建筑设计通则（GB50352-2005）

高层民用建筑设计防火规范（GB50045-2014）

火灾自动报謷系统设计规范（GB50116-2013）

消防联动控制系统（GB16806-2006/XG1-2016）

汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB50067-2014）

民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-2008）

建筑电气安装工程施工质量验收规范（GB50303-2015）

供配电系统设计规范（GB50052-2016）

低压配电设计规范（GB50054-2011）

20kV及以下变电所设计规范（GB50053-2013）

电气装置安装工程－接地装置施工及验收规范（GB50169-2016）

公共建筑节能设计标准（GB50189-2015）

建筑节能工程施工验收规范（GB50411-2014）

电子计算机机房设计规范（GB50174-2016）

智能建筑设计标准（GB50314-2015）

群艺馆、图书馆、高地智能化系统工程招标文件

群艺馆、图书馆、高地智能化招标图纸

1.3系统方案设计

1.3.1系统需求分析

本项目分为群艺馆、图书馆及高地公园三个部分，群众艺术馆建筑面积32163平方米，图书馆建筑面积为29459平方米。

高低公园主体为停车场及配套商业，本项目机电设备功能复杂、且比较分散，物业管理者无法对众多机电设备进行集中的监视和控制，作为群众活动场所，人员在某些时间又会相对比较密集，因此对建筑物内环境又有着比较严苛的要求；同时考虑到运营的成本，降低设备管理人员数量，减少能耗，因此需要建立一套机电设备监控系统来实现对场馆内机电设备的运行状态、各种运行参数进行统一的检测、及对机电进行控制；

本项目项目智能化系统工程楼宇自控系统主要监控对象为

-制冷系统（预留网关接口）

-通风系统

-空调系统

-给排水系统

-电梯系统

-柴油发电机系统

系统总体技术需求如下：

1）先进的、集散型网络结构可以实现楼宇自控系统的实时集中监控管理功能，既能符合国际标准，又符合建筑特点，其设备较分散，作为集散性控制分站的控制器通信网络，应能实现各分站间，分站与中央站之间的数据通信。

2）监控的界面为全中文Windows界面，简洁明了的人机交互，便于操作员的学习和掌握，监控界面直观形象。

3）需采用灵活的模块化具有BACnet技术现场控制器，对于不同楼层的现场设备分布配置相应的输入/输出模块，保证系统良好的集散性和今后的扩展性

4）系统具有高度开放性，通过网关能与酒店内各个系统实现集成并进行监控。

1.3.2系统架构

考虑到本项目机电设备众多，建筑面积大，使用周期较长，故我们考虑为项目保留足够的技术先进性、开放性和升级能力，因此楼宇自控系统采用了主流最先进的基于Bacnet开放协议的产品。

系统按以下层次配置设计：

管理级网络（MLN）

控制级网络（CLN）

系统由中央站（PC）、网络控制器及分站（现场DDC控制器，包括子系统的区域管理器）组成，根据本项目的监控设备的分布情况，分站和网络控制器直接以TCP/IP的方式连接；网络控制器与现场控制器之间采用BACnetMS/TP手拉手总线方式进行连接，现场控制器与扩展模块之间采用手拉手的菊花连接方式，系统架构成熟先进，布线方便，传输速率高，保证现场控制器的独立工作能力和数据结构以及通讯速度无任何改变,保持在不同应用中数据的一致性和控制的实时性。

系统设计以采用最先进的技术和系统、根据有关图纸，以最高价格性能比为原则，采用优化的设备配置、运行方案及管理方式，为本项目提供高效率的系统管理，为机电设备提供良好的运行环境，提供舒适的工作及生活环境。

在设计方案时，我司亦根据以上的原则，对控制器及其控制模块进行了合理安排，并有足够的系统扩充容量，使控制器保持一定的余量。

管理级网络

在本项目的楼宇自控系统中央控制室设立楼宇自控系统管理站，采用标准的TCP/IP联入以太网局域网，通过以太网及相应的通讯接口实现管理站、现场控制器、及第三方设备、相关子系统间的及上位IBMS系统的数据通信、资源共享和综和管理功能。

数据库支持ODBC，SQL，OPC，DDE，NetDDE网络API函数库。

最高级系统报警可直接通过拨号系统联入电话网，将报警信息进行远程传送。

数据库的分层管理和软件的模块化设计，使数据访问的安全性得到了保证。

没有得到授权将不能访问系统的任何数据，不同级别的授权，只能访问不同级别的数据。

控制级网络

楼宇自控系统控制层设备通过BACNETMS/TP总线进行连接，连入网络控制器，从而实现与中央站的数据交换及通讯。

系统能实现控制器间的通讯，即同层通讯，便于系统参数的共享及不同控制器间的联动控制。

中央可通过网络控制器以信息传送至任何指定的分站。

在系统的两层结构中，无论是管理层还是控制层，均具有同层资源共享功能（PeertoPeer）。

在系统主机发生故障时，所有网络控制引擎仍保持通讯和数据的交换，而倘若网络控制引擎掉线，其控制网络的全部现场控制器之间亦能保持点对点无主从的方式进行直接通讯，从而保障系统不间断的可靠运行。

1.3.2.1楼宇自动化控制系统网络架构

本系统采用两层架构，高低公园管理层中央工作站及网络控制器放置于首层管控中心，群艺馆管理层中央工作站及网络控制器放置于二层安防监控室，图书馆中央工作站及网络控制器放置于本楼一层消防安全控制室，中央管理工作站与网络控制器通过TCP/IP协议接入设备网，控制层设备放置于被控设备附近，各DDC控制器之间采用RVSP线缆通过BACNET总线协议进行连接，管理层与控制层之间通过网络控制器进行数据的交换，系统网络构架图如下：

1.4系统功能

1.4.1系统监控范围

根据本项目业主提供的相关资料，在本次方案中，对以下系统实行监控：

-制冷系统（预留网关接口）

-通风系统

-空调系统

-给排水系统

-电梯系统

-柴油发电机系统

（1）冷源系统

Enternet

以下是楼宇自控与冷机联网示意图：

水泵

Gateway

群控系统

网络控制器

冷机

冷却塔

a、制冷系统设计控制方式设计：

本项目制冷系统群控暂不予考虑，楼宇自控系统只为冷源系统预留网关。

（2）空调系统

控制对象：

电动调节阀、风机启停、变频、新风阀、回风阀。

检测内容：

送/回风温湿度、回风CO2、过滤器堵塞信号、风速、室内风压、风机启停、工作、故障及手/自动状态。

控制方式：

空调机组设计送风风机由DDC远距离及现场手动控制启停。

温度、湿度、风阀、水阀等控制环路与风机连锁,风机停止运行连锁温度、湿度控制环路停止工作,水阀全闭,新风阀全闭；

季节控制：

冬季，当室内或送风温度（T）高于设定值,通过PID控制关小水阀,当室内或送风温度低于设定值时。

夏季，当室内或送风温度（T）高于设定值,通过PID控制开大水阀开度,当室内或送风温度低于设定值时关小水阀；

风阀控制：

调节新/回阀门，冬夏季节在保证满足空调空间新风量需求的前提下，尽量减少室外新风的引入，以达到充分节能的目的；在过渡季节，通过调节新、回风阀门，充分利用室外新风，一方面可推迟用冷/热水的时间可达到节能的目的，另一方面可增加空调区域内人员的舒适感，同时，根据回风CO2浓度检测值增加或减少新风量，调节新排风比。

变频:

控制器根据区域温度及其设定值通过PI调节计算出所需一次风量，并监测当前风速并计算风量，通过PI调节风阀以使当前一次风量满足需求风量（界于最大和最小设定风量之间）。

当区域温度处于制热设定值与制冷设定值之间时，调节风阀以保持一次风至最小风量设定值；当区域温度高于制冷设定值时，调节风阀以增加一次风量，最高增加到最大风量设定值；当区域温度低于制热设定值时，调节风阀以保持一次风至最小风量设定。

排风（适用于带排风的空调机组）：

排风阀与排风机在本地与配电箱就地连锁，风机打开，排风机与排风阀工作，风机关闭，排风机与排风阀关闭。

压差报警：

过滤器阻力增大到限定值时,自动报警提示更换或清洗过滤器，同时，在风机开启时监测风机两端压差开关的开闭，此信号通过DDC控制器反映在中央控制器中，在中控室工作站上提示并打印，通知维护人员进行清理；

防冻报警：

当温度低于5度时报警，以防盘管冻裂；

通过楼宇自控软件进行机组的运行时间的累计计量，启动次数、运行时间显示，并自动定期提示检修设备；

在工作站彩色图形显示、记录及打印各种参数、状态、报警、运行时间、趋势图、动态流程图，以便物业管理人员日常维护。

空调系统示意图

（3）新风系统

新风机组的控制设计：

控制对象：

电动调节阀、风机启停。

检测内容：

新风温湿度、送风温湿度、风速、过滤器堵塞信号、风机启停、工作、故障及手/自动状态。

控制方式：

风机由DDC远距离及现场手动控制启停。

温度、风阀、水阀等控制环路与风机连锁,风机停止运行连锁温度、湿度控制环路停止工作,水阀全闭,新风阀全闭；

季节控制：

冬季，当