江森楼控系统方案.docx
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江森楼控系统方案
5.3.现场DDC控制器16
5.4.打印机18
5.5.不间断电源-UPS18
六、系统监控功能18
6.1整体功能18
6.2监控对象19
6.3控制功能20
6.4补充说明**22
BA系统技术案
一、系统总体论述
现代建筑物中，中央空调系统的能耗占整个建筑物能耗的60~70%。
而中央空调系统中，冷水机组的能耗占到整个空调能耗的60~70%，而水泵水塔的能耗占到整个空调系统能耗的10~20%，则整个机房设备的能耗占整个空调系统能耗的70~80%，则机房设备的能耗占整个建筑物能耗的50%左右，由此可见对机房设备进行节能控制是非常重要，是进行能源节约，减少物业管理费用的捷径。
尽管此项目的冷热水主机主要用于印务系统，但能耗和建筑物空调能耗一样，占很大的比重，因此采用群控系统节能是非常重要的。
针对#####项目，机房群控系统分别设计为对以下设备进行监控：
冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、膨胀水箱,并且以此为基础，可将机房群控系统完美融合到楼宇自动化系统或其他系统用于集成，实现相关信息双向通讯。
我们本着设计简洁可靠，确保系统整体的安全性和可靠性，并符合########项目运营、管理和发展的需要，在一定时期保持其先进性，选用江森公司的VE800楼控系统，该系统有如下特点：
Ø先进性：
全新的概念、全新的系统
Ø开放性:
开放式网络、开放式协议、开放式用户界面
Ø兼容性：
兼容多种通信标准及机电厂商设备
Ø经济性：
易于施工、安装、操作和维护
Ø灵活性：
易于扩展
Ø可靠性：
已在全球围成功应用
我们将为您提供代表世界领先水平的江森公司VE800楼控系统，江森公司的设施管理系统采用完全集成化、网络化的系统架构，从设计到生产均符合ISO9000质量标准，我们将为您提供：
1.准确的控制精度。
2.最小化的建筑能源消耗。
3.最小化的运营人员需求。
4.完善的建筑设备监测和控制。
5.先进的IT技术
6.标准的数据库技术。
7.全位的报警与事件管理。
8.支持BACnet的网络设备
9.从硬件设备到控制软件，从施工安装到调试验收，从深化设计到售后维护等全面的一系列的到服务。
在机房群控系统的配置上，我们将为您提供：
1.全面图形化的用户界面
2.中央管理计算机及分控计算机
3.数据管理服务器及软件
4.打印机及UPS
5.控制层网络：
N2协议
6.可独立工作的基于N2协议的现场控制器
7.软件及编程工具
8.第三设备的集成
9.输入/输出设备
10.信号传输/通讯等专用线路及设备
11.相关附件及材料
二、系统整体结构设计
######项目采用了江森公司的VE800系统拓展架构，如图所示：
从上图可以看出，整个网络由以下几个关键组件构成：
2.1.数据管理服务器
数据管理服务器是一种能够将个人计算机（PC）作为一个应用服务器在IP自动化网络中使用的软件包。
数据管理服务器提供的主要网络功能包括：
允多用户单点访问网络
存储大量应用程序、操作及历史数据
支持MicrosoftSQLServer2000数据库软件包
在本系统中，用户通过标准的浏览界面直接访问数据管理服务器，在授权可的围监视、操作楼宇系统中所有设备。
用户界面直观、易用、无需专门培训或查看操作手册也可轻松使用。
2.2.直接数字控制器（DDC）
本系统中配置的直接数字控制器FX15，FX16为VE800数字控制器，既可连入标准N2网络，又可独立在现场控制。
系统共配置若干个直接数字控制器和扩展模块，分布于各被控现场。
在以后的章节中我们会对各主要部件的硬件配置、软件功能进行详细说明。
综上所述，江森公司的VE800系统融合了信息技术（IT）及互联网的各种技术，已经远远超出传统的控制系统的畴。
经过拓展后，系统可以使用任标准的网络浏览器作为系统用户界面。
获得网络访问授权后，您可以查询到与您的机房设施的技术和经济性能相关的任信息。
我们为######项目的楼控系统配置的管理服务器软件监控点数可以扩展到最多5000点，将来甚至可以将楼宇自动化系统扩容，但不用更改软件。
三、结构模块化
在对整体系统架构了解后，我们来介绍本次设计的楼控系统的模块化结构：
3.1.控制层的模块化结构：
控制层采用N2协议，每个现场控制器DDC采用分散控制的原则，分布在被控设备的附近。
每个DDC由FX16控制器或FX15控制器及其扩展模块组成，①当现场被控设备的监控点位需要增加时，只需增加相应的扩展模块即可，不会影响其他被控设备；②当需要增加其他被控设备时，只需在控制层网络上增加控制器，同样也不会影响其他控制设备。
3.2.管理层的模块化结构：
管理层由一台操作站或多台（最多4台）组成数据管理服务器。
可以灵活的添加操作站。
当然，灵活的模块化网络结构也为您未来的扩展提供了保证。
综上所述，我们为您精心设计的这套楼控系统无论从控制层还是管理层均采用了可扩展式的模块化的结构，无论从现在的使用考虑还是从未来的扩展考虑均保留了充分的发展空间。
四、网络
系统采用控制层和管理层两层网络结构，服务器、操作站、网络通信设备等通过管理层网络相联，管理层网络可以采用N2，MODIBUS，BACNET等多种通讯协议进行数据传输；所有控制器能通过控制层网络通信。
采用分布智能式控制系统，控制层网络中任一节点故障时均不致影响系统的正常运行和信号的传输。
4.1.管理层网络
管理层网络除了将系统自身的管理设备连接起来外，还将建筑物中其他相关系统和独立的智能化系统连接起来，实现各系统之间的数据通信、信息共享以及其他厂商设备和系统的通讯。
同时管理层网络还将机房群控系统中的所有监控信息及时地反馈到信息共享管理系统中的中心数据库，并获取信息共享管理系统的相关运行信息，实现相关信息的双向通讯。
4.2.监控层网络
采用分布智能式控制系统,实现各控制节点之间，控制节点与中央控制中心之间，以及它们与专用控制、接口设备之间的数据通信。
中央控制中心通过控制层网络将信息传送到任指定的控制节点。
监控层网络采用N2协议，,当系统主机发生故障时，全部现场控制器之间仍能保持通讯畅通，以保证现场设备正常工作。
具有在线编程能力，在工作站上对现场控制器所做的修改或编辑能同时保存到中央管理数据库中。
五、系统设备
中央监控管理中心设于制冷主机房值班室处，配置有中央管理操作站1台及其他附属设备，如打印机、UPS等，其中中央管理操作站负责整个#####楼控系统的全局监控和管理。
操作站采用标准形象化的浏览器界面，具有统一的操作界面和同等使用功能，能实时动态显示设备工作状态及报警信息，授权显示及设定各种参数值。
提供设备的维护记录、电力和能源消耗分析等日程统计报表。
以下就主控计算机、数据管理服务器，、DDC控制器、界面等面进行详细阐述：
5.1.主控计算机
在制冷主机房值班室设有一台主控计算机，全局监控整个楼控系统，以满足标书要求，计算机具体性能参数详见设备技术规格及技术响应表。
以OPC数据库为基础的VE800用户界面提供了强大的架构，可以使你在整个系统中畅游，显示数据、发送命令并且为操作者带来重要信息。
具有如下特点：
全中文图形界面；
令用户操作和工程师调试更加简单；
用户定制的界面
登录用户界面后，操作者可以在任时候通过自定义的界面风格来显示最详尽的信息，还可以选择显示的导航树以获得最便利的应用式。
使用简便
点击、拖放、工具条中的符号和下拉菜单选项使得操作者用最有效的式直观地使用系统。
网络及控制点时间表、控制系统逻辑图和操作者帮助信息通过轻点鼠标即可得到。
多窗口显示
带有多窗口显示的用户界面允你在同一时间显示你的楼宇控制系统的不同面。
例如：
1）系统设备的图形可以与多点趋势图、控制系统逻辑图一同显示，这样用户可以快速识别报警的原因。
2）一个窗口可用来显示某一点的聚焦详图，改变该点数值可能发生的后果可以在另一个窗口上的系统图上进行监控。
使用灵活
观看显示面板中的选项允用户更详细地察看项目设置及其运行状态，并且可以进行参数更改。
数据以制表表示式显示在显示面板上，比如用户可以观看汇总信息，或细究项目设置并且按照分配给用户的授权等级进行在线修改。
浏览网络
VE800用户界面提供了一个网络浏览树，允用户快速浏览整个系统的各个层次。
网络浏览树支持颜色编码符号，使操作者能够识别警报或应引起操作者注意的其它意外情况。
基本的浏览树形结构表现了网络的物理结构。
为更便利网络浏览，可以为操作者建立带有不同透视效果的其它用户浏览树形结构。
例如，楼宇所有房间的温度可以汇集成组并且在系列楼层图中显示，图中使用区域名称。
这些不同的浏览树使得用户能够根据他们特定的责任观看并分析运行状况，例如楼宇保安、占用管理、技术服务、能源管理等。
5.2.系统软件
系统软件具有灵活的系统浏览、用户图形、综合报警管理、趋势分析和总结报告功能。
用户有效地管理舒适度和能源使用、对危急事件作出快速反应、并且使控制策略达到最佳。
多用户可以访问楼宇自动化系统的信息。
a）特点：
i.安全的用户访问
鉴别用户及授权访问，保护系统安全
ii.灵活的系统浏览和动态用户图形
允不同用户订制系统显示，促进信息访问，便于系统操作
iii.报警和事件管理
向操作者发送事件消息以便快速诊断和反应。
建立审计跟踪供以后详细分析
iv.站点管理员功能
协调多个网路设备信息的显示，便于整个站点的浏览
v.趋势数据长期存储
能够进行系统性能分析，识别提高效率和开发预定战略的机会
b）系统软件功能
图形显示
VE800用户界面具有高分辨率的彩色图像，允操作者在移动，观看整个系统和控制过程。
图像显示给出了被监视系统的视觉显示，允用户迅速检查状态并识别异常情况。
这些图像也包括动画效果，例如表现风扇和泵的状态的旋转符号，模拟计量表以及表示模拟点数值的条形符号。
彩色图形中的动态元素和符号进一步帮助操作者评价设施管理系统的情况。
操作者发出命令来回应警报，并且恢复最佳运行，还可以更改显示在屏幕上的参数来持续改进楼宇设施的运行性能。
图1：
图形显示
管理警报和事件消息
一个有效的警报管理系统会区分信息显示的优先次序，以便操作者能够迅速有效地对设施中最危急的情况作出反应，而推迟对不那么重要的事件的注意。
VE800用户界面有一个弹出式窗口，显示系统发现的最重要的警报信息。
用户在这个窗口可以看到有关警报消息的所有重要数据。
为在整个系统围查看警报和事件，用户界面提供了一个事件观察程序，按时间顺序显示事件。
这就允操作者识别系统中最新的情况，确定事件之间可能存在的关系，并且找出错误源头的位置。
事件观察程序还允操作者确认并为现实的所有事件消息作出注释。
由网络控制引擎或网络集成引擎装置发现的所有事件消息被发送到数据管理服务器并在OPC兼容数据库中归档。
可以设置数据管理服务器将事件和交易消息发送到打印机、电子或其它数据管理服务器服务器。
为显示管理员记录，用户界面提供了审计观察程序。
审计观察程序允操作者建立一个过滤器，这样只有那些操作者特别感兴趣的消息才被显示出来。
图2：
管理警报和事件消息
趋势分析
为达到最佳性能并调节楼宇设施控制系统，当前和历史数据是非常有用的分析信息。
VE800用户界面具有综合趋势记录和趋势显示功能。
从现场点中收集趋势数据并暂时保存在网络控制引擎和网络集成引擎设备中。
趋势数据可以自动并定期上载到数据管理服务器并在OPC兼容数据库中存档。
用户可以查看并分析在VE800用户界面中以图形或表格式显示的趋势数据。
趋势数值可以表现系统性能，用户可以识别提高效率的机会并开发预定的维护策略。
为在整个系统基础上进行运行性能的详细分析，用户可以建立一个趋势研究工具。
来自多达八个现场点在选定时间段的数据可以表格或图形的形式在趋势分析工具的视图中显示出来。
数据可以从数据管理服务器的档案中，或网络控制引擎或网络集成引擎设备的缓存区中获得。
趋势研究工具提供了一个分析比较目前和历史运行数据的强大管理工具。
会帮助用户在出现以前识别潜在性的问题、诊断目前和过去的报警情况、使能源消耗达到最佳并且减少维护成本。
图3：
趋势分析
汇总和报告
汇总帮助操作者从一个系统或组的角度观察数据和情况。
数据管理服务器具有在浏览树中显示任设备的汇总数据的功能。
报告使得用户从简单的角度观察整个项目或楼宇设施选定区域目前的意外情况，并允操作者确定值得注意的点的位置。
操作者定义想要看到的报告，数据管理服务器在VE800用户界面的报告观察程序中显示得到的数据。
用户可以运行如下报告：
i.报警报告–处于报警状态的点
ii.离线报告–没有反应的设备
iii.禁用报告–被禁用的警报
iv.超越报告–人工终止的点
报告将列出给定条件下的所有点：
警报、离线、禁用或超越，它们位于浏览树的选定的区域或组。
完成后的报告可以更新，确定报告运行后新情况的位置，在任时候都可以取消进行中的报告查询。
设置时间表
时间表功能允用户定义设备运行的日期和时间，例如设备的启动和停止，并改变设置点。
用户可以为一的一天或几天的活动、假日或特定的日历日安排时间表。
VE800用户界面为每时间表提供了图形显示，并为创建和编辑时间表提供日历。
时间表实际上是在网络上的网络控制引擎或网络集成引擎里运行的，但是可以设置来向整个楼宇或站点的设备发送命令。
图5：
时间表的设置
系统安全
VE800系统的扩展体系结构包含综合系统安全程序，防止对系统的无授权访问。
VE800系统安全通过要求输入用户名和密码来鉴别试图连入系统的用户。
一旦发现了有授权效的用户，即可在访问授权的基础上访问系统，这是由系统管理员在用户帐户中定义的。
访问授权是通过系统分类和动作设定来向个人用户和具有相同作用的团组用户分配的。
系统分类定义了楼宇系统的种类并且指出用户在操作系统时可以进行访问。
动作设定定义了授权操作的级别。
用户也会被授权仅仅察看一些项，或者也允其确认报警并发出命令。
在最高级别，用户被授权更改系统的参数设置。
在访问授权的基础上，用户可以通过数据管理服务器从任网络浏览器上连接到系统。
诸如报警确认、发放命令和点变更等用户活动均被记录在数据管理服务器的审计跟踪程序中。
除了用户授权以外，应用包括防火墙程序和编码协议等标准IT安全技术来防止对你的楼宇自动化系统和网络的无授权访问。
系统设置工具
数据管理服务器软件包包括系统设置工具,包括：
i定义现场控制器
ii设置现场点和操作参数
iii建立浏览树型结构，包括用户浏览树
iv设置系统特性，例如用户图形、编程逻辑控制次序、报警、趋势和事件消息的发送式
模拟值轮廓
模拟轮廓显示用来比较相似的有关模拟值，显示包括一层楼或建筑物的某一区域的温度。
举个例子，如下图表，可以看出大厦空调系统某区域的设定温度与实际温度的偏离比较，以及风阀开度的百分比。
从这些直观的图表中，操作者不仅可以知道现场控制设备的工作情况，而且能更好地分析任一点温度变化的快慢。
舒适曲线
保证舒适度是######项目设备管理系统设计中最基本的功能，图型化能够产生舒适曲线图表，用户可以定义一个最感舒适的围（包括温度、湿度各一段围），系统可将被测空间的湿度、温度值标明在舒适曲线上，机器处理温度、湿度的变化比人更灵敏，所以一旦所测的点不在用户所定义的舒适围或在其边缘上，就可以迅速联动其它设备的动作，人们未感到不舒适之前就能改变环境温度。
因此舒适曲线对于重要场所的环境控制是非常有利的特性。
时间河
时间河图表可以清楚显示大量数字状态，包括过去的、现在的以及将来的状态，过去的是一些历史数据，将来######项目的数据是由时间程序表格来设定的，同时一些不常有的小碎片也能在这比拟的时间水流中显现。
星形图
如下所示的星形图让操作员一眼就能得到大厦复杂楼宇系统中的基本信息，举个例子，每个星形图扇区代表由一台风机控制的演出中心的某一区域，这些扇区并没有标明具体的地点，因为它只须引起操作员的注意，通过鼠标点到发生问题的扇区就能得到更进一步的信息。
星形图的中间点大小代表风机启停，颜色代表是否报警，边点与中间点的距离代表环境实际温度同设定温度的偏离。
江森公司VE800界面操作全部视窗化，无需记忆操作指令。
它的网络图犹如一联络图，表示出所有监控设备及其相互关系，操作员只要调出应用程序，便一目了然：
哪个系统为哪一楼层服务；哪些设备为哪些区域服务等。
VE800使用了一种分布于整个网络、面向目标的软件体系。
只依靠鼠标操作，便可走遍整个建筑。
它用图形显示建筑物的各楼层平面和设备简图，并通过鲜艳的色彩和动态数据显示、报告所监控的点的信息。
网络中任一个操作站均可以存取整个网络的所有信息，各操作站可同时使用。
通过上述先进的人性化工具，楼宇管理者可对整幢建筑或未来的建筑群实施全面监管，体现以下优越性能：
●提高能源使用效率、降低主机运行能耗、提升设施盈利能力。
今日建筑群和设备运行能耗及对其对环境的影响日益受到关注*，楼宇设施自控系统特有的节能控制功能（焓值控制、负载循环、日/夜模式、占用/非占用模式、设备联锁控制、负载限制、冷冻机顺序控制、冷冻水温度设置、冷却水温度设置、变频设备优化运行），使系统能够调节气、水、电、热等能源的消耗量，可以有效减少水、电和冷热能源的浪费。
●提高管理效率、降低运行成本。
●机电设备合理的运行管理，通过先进的预防性维护系统可减少设备损耗、延长使用寿命
5.4.现场DDC控制器
我们为项目配置的现场控制器是先进的FX15和FX16型控制器，该系列控制器是一个高性能的可编程控器。
FX15控制器使用自主性协议（protocolindependent）。
编程软件功能强大，可以按照实际控制要求而自由编程。
控制器提供多达26个输入/输出点，而输入/输出点的配置备有晶闸管/继电器，主动性（如0-10VDC或4-20mA）或被动性（如电阻）输入。
无论是独立工作或连入RS485网络时，它的软、硬件功能能灵活地适应各种不同的控制过程。
除此之外FX15型控制器还可在扩展总线上连接I/O扩展模块，来增加它的输入/输出点的容量，并可通过置的LED来监控这些点。
当这条网络连入完整的VE800网络时，控制器可将所有监控点情况和各种控制信息准确的提供给整个网络或控制站。
应用慨览
1）输入/输出
•6个仿真量输入（AI）
•8个数字量输入（DI）
•3个继电器输出和5个晶闸管（triacs）（DO）
•4仿真量输出（AO）
2）用户使用接口（可选配件）
FX15，FX16控制器可以配置俩种用户使用接口：
一体化或遥控手操板。
一体化手操板带4行20字母LCD显示，可直接安装于控制器的表面。
遥控手操板可以在距离300公尺的围使用调节器与FX15控制器通讯。
用户可在显示器样本查看更详细的资料。
3）通讯接口（可选配件）
FX15,FX16控制器可以通过插入式通讯卡与中央控制系统联网，备有俩种不同的通讯协议的通讯卡以供选择，此项目中选择了RS485通讯协议。
4）实时时钟
实时时钟可以实时规划一的控制程序。
5）传感器输入
仿真量输入（AI）可以接受工业上通用的被动性（passive）或主动性（active）的传感器。
6）软件编程和参数设置
FX15控制器使用江森全面可编写的FX-Tools软件，功能全面而使用简单的编程软件可以按照实际的控制要求而设计，不受计算机语言所限制。
用户也可以使用控制案数据库，快速完成编写控制程序。
FX16在上述基础上，可以作为主控制器，管理点数可达３００点，扩展模块和FX15均可做为其扩展，以便增加控制点数。
5.5.打印机
系统配置了1台点阵式针式打印机，用于实时在线打印报警等预先设定信息；打印机设于制冷主机房值班室，用于报表等文件打印。
打印信息包括设备号、设备名称、运行数据、报警事件、能耗等。
5.6.不间断电源-UPS
在机房设置UPS，在满足控制中心设备的供电容量外，留有20%的冗余；支持在线约30分钟。
六、系统监控功能
6.1整体功能
①节能
通过最佳启停控制、动态增减冷水机组控制、动态调整冷水机组负荷率控制等式达到节能目标。
②延长设备使用寿命
通过设备时间优先控制提高单机设备使用寿命。
③安全与保护
通过硬件连锁和软件连锁控制，达到安全保护目标。
6.2监控对象
冷源系统冷机共４台，为两两并联运行，且冷机按定温差变冷冻水流量工况运行。
冷水机组通过通讯式接入机房群控系统，将冷水机组的各种参数，如工作式、运行状态、故障报警等采集到机房群控系统，同时将机房群控系统中央站上的各种命令，如远程启停信号，传送到冷水机组。
冷水主机的监控页面上显示的参数要求不少于如下所列：
冷水主机电机参数，包括：
电压、电流、输入/输出功率、有功电度、累计使用时间；
压缩机参数，包括：
导叶开度、膨胀阀开度、油箱油温、油压等主机控制数据；
冷凝器参数，包括：
冷凝压力、冷凝液温度、冷却水入口温度、冷却水出口温度、冷却水温度差、冷却水进水压力、冷却水出水压力等；
蒸发器参数，包括：
蒸发压力、蒸发温度、冷水入口温度、冷水出口温度、冷水温度差、冷水进水压力、冷水出水压力等；
其他设备采用DDC式实现，包括冷却塔，初级冷冻水泵、二级冷冻水泵、冷却水泵、膨胀水箱等设备。
冷冻水环路监控页面上显示的参数如下所列：
每台冷水主机的运行状态、故障报警、现场手动/自动状态、程序/手动自动状态及切换按钮、强制停机按钮；
每台一级冷冻泵的运行状态、系统压力及压差、故障报警、现场/手动自动状态、程序/手动自动状态；
每台二级变频冷冻泵的运行状态、系统压力及压差、故障报警、现场手/自动状态、累计运转时间、频率反馈、二级泵变频控制；
冷冻水管每个电动碟阀的全开状态、全关状态；
分、集水器的冷冻水温度、冷冻水压力、供回水压差、冷水总管流量、每天总冷量消耗、各区域冷冻水回水温度；
膨胀水箱高水位、低水位报警；
冷却水环路监控页面上显示的参数如下所列：
每台冷却泵的运行状态、故障报警、现场手动自动状态、程序手动自动状态及切换按钮；
每台冷却塔风机的运行状态、故障报警、现场手动自动状态、程序手动自动状态及切换按钮；
冷却水管及冷却塔的每个电动碟阀的全开状态、全关状态；
冷却水总管的出水温度、回水温度；
冷却塔的高低水位报警；
监控以下点：
每台主机的运行状态，故障，启停，
具体监控点数请详见点表。
该BA系统监控AHU,PAU,EAF等设备，可以查看空调的温度，水阀开度，风机状态，故障，过虑网压差等参数，
6.3控制功能
①开/关机顺序控制：
冷源设备的开机顺序：
冷冻水泵冷却水泵冷却塔冷水机组；冷源设备的关机顺序：
冷水机组冷冻水泵冷却水泵冷却塔。
②连锁控制：
系统通过硬件节点保证上述的开/关机顺序正确执行，同时软件上也做连锁控制。
③时间优先控制：
群控系统对设备的运行时间有记录和积算功能，启动设备时为确保设备平均使用,系统判断使用时间数较低之设备会优先使用,防止固定使用同一台设备,使设备使用寿命短,相反若是停机时也会优先关闭使用时数较高之设备，所有具备备用功能的设备都需要考虑。
④冷却塔控制
群控系统将根据冷水机（机组）开启／关闭类别及数量通过一定的通讯式通知冷却塔控制系统开启／关闭相应的冷却塔组。
运行过程中，冷却塔的开启以组为单位，关闭以台为单位，根据冷
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