完整版建筑自动化毕业课程设计说明书Word格式.docx
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3.5冷却水系统控制设计10
3.6冷冻水系统控制设计11
3.7BAS控制系统DDC信息点统计13
3.8设备选择13
3.8.1一层控制器的选择14
3.8.2二至六层控制器的选择14
3.8.2顶层控制器的选择14
3.9系统监控系统图15
四、设计总结16
五、设计参考资料17
一、设计依据
1.1建筑概况
本课程设计采用真题假做的方式完成实际建筑的建筑物自动化系统（BA）设计，本课程设计提供的建筑为某办公楼，建筑共6层，面积约12000m2，建筑采用中央空调满足室内舒适性要求，办公室采用新风＋风机盘管形式、两个会议室采用风柜送风满足室内舒适性。
中央空调冷源有2台180Rt螺杆式冷机组，3台37kW冷冻水泵（2两用一备），3台30kW冷却水泵（2两用一备），2个冷却塔和2台2.5kW冷却塔风机；
机组、冷冻水泵、冷却水泵位于建筑首层设备房，冷却塔建筑顶层。
中央空调系统末端有6台2.2kW新风机（每层1台），每层有风机盘管26台；
两个会议室的有2台8.5kW风柜。
本设计的主要内容即是设计和配置该建筑中央空调的BA系统，实现该建筑空调系统的智能控制。
1.2设计资料
设计任务书相关资料。
1.3设计依据
和《民用建筑电气设计规范》（JGJT16-92）为依据，结合江森自控公司的Metasys中央监控系统应用手册进行设计。
二、设计范围
本设计要求根据课程设计书给出的工程概况及《智能建筑设计标准》（GBT完成该建筑空调系统BAS方案设计，实现对该建筑物空调系统进行现场数据采集，从而达到启停控制、状态检测与现实、运行调节、集中管理的功能，以达到安全运行、节能和延长设备使用寿命的目的。
主要通过现实工程中的空调通风系统实现自动控制来实现建筑设备自动化功能要求、安全运行、优化节能和高效管理等。
该建筑采用美国江森自控公司的Metasys中央监控系统，配合该公司的网络控制器（NCU）和直接数字控制器（DDC）等硬件，实现建筑空调系统的智能控制。
本设计要求根据本说明书提供的资料，完成该建筑空调系统BAS方案设计，实现对该办公楼中央空调系统进行现场数据采集和运行控制、集中管理的功能。
根据建筑空调系统具体情况和考虑经济性因素，风机盘管不纳入BA控制，空调系统的其余设备均要求实现BA控制，包括新风机、风柜、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、主机等设备，所有设备均为常规舒适性空调设备。
初定该设计新风机采用只将新风处理到要求参数的形式，风柜采用全空气调节系统。
三、设计内容
3.1、楼宇设备信息汇总
本建筑共有六层，现将该建筑中各楼层中的设备列表如下：
层数
设备类型
功率
台式
1层
180Rt螺杆式冷机组
2
冷冻水泵（两用一备）
37kw
3
冷却水泵（两用一备）
30kw
新风机
2.2kw
1
风柜
8.5kw
2层
3层
4层
5层
6层
顶层
冷却塔
冷却塔风机
2.5kw
3.2新风机空调机组控制设计
考虑到建筑物位于广州地区，夏季供冷，冬季不供热，因此，新风机组仅在夏季运行。
新风机组主要由新风阀、过滤器、表冷式换热器、加湿器、送风机等构成。
室外新风进入新风机组经滤网过滤后，由表面式换热器进行热湿处理，当空气湿度低于设定值时，可通过加湿器加湿，处理后的空气通过送风机配送到各空调房间内。
此外，该系统不需要进行防冻保护。
的监控功能要求进行设计，系统图如下：
系统监控参数如下：
1、新风阀、冷水阀、加湿阀控制。
（AO）
现场控制器通过3路AO信号控制新风阀、冷水阀、加湿阀的开与关，调节阀门的开度实现新风量、冷水量以及蒸汽量的控制。
根据室内CO2浓度的监测得出空气品质调整，计算并自动调节阀门开度，提供满足空气质量要求的最小新风量，以实现降低能耗。
2、室内CO2浓度的监测。
（AI）
3、过滤网状态显示与报警。
（DI）
在滤网两侧装设压差开关，监视过滤网的畅通情况。
当风机运行时，如果过滤网干净，滤网前后压差小于设定值；
反之，如果过滤网积灰增加，滤网前后的压差变大，当超过设定值时，微压差开关就会闭合。
这个闭合开关信号通过一路DI输入现场控制器，控制器发出报警，提醒工作人员进行清洗。
在新风机组出口处设温湿度变送器，接至现场控制器的2路AI输入通道上，分别对空气的干湿球相对温度进行检测，对比设定的温度、湿度参数的差值，对冷水阀、加湿阀开度进行PI数字式调节，现场控制器通过AO通道控制电动冷水阀、电动加湿阀的阀门开度，从而控制换热湿量，使送风温温度满足设定的范围内。
5、新风机监控，包括新风机运行状态、故障报警、手自动状态和启停状态的监测。
（3DI+1DO）
DDC控制模块通过控制新风机控制箱的启停触点实现对新风机的启停控制；
检测风机配电线路主接触器的辅助触点实现风机运行状态监测；
检测风机配电线路热继电器的辅助触点实现风机电气故障监测，风机故障报警时，自动停止风机运行；
从手自动开关把DI信号输送给现场控制器，以检测风机的手自动状态；
检测风机前后压差（压差信号）实现风机运行故障监测。
5）消防联动控制。
发生火灾时，火灾自动报警系统将联动控制信号送至相应区域的空调系统电控箱，自动关闭新风系统的防火阀、新风机，自动切断新风机组的电源。
新风机组运行控制检测原理方框图如下：
该调节原理属于典型的单回路负反馈控制原理调节。
由温度传感器检测送风温度，经变送器将信号传送给控制器，并与设定值比较，作为控制依据，经过PID计算之后，将调解信号传送给执行器，调节冷水阀门大小，从而控制表冷器换热量，将送风温度控制在要求范围内。
同时温度传感器监测新风温度作为扰动信号，采用前馈补偿的方式消除新风温度变化对输出的影响。
3.3风柜空调机组控制设计
该建筑的一楼会议室设有两台风柜，为该服务区域提供舒适性空调送风。
设计该舒适性空调采用全空气调节系统，主要通过检测回风温度、湿度，作为调节冷水阀、加湿阀的依据，从而达到室内空气温度湿度满足要求。
同样，由于该建筑处于广州地区，故不考虑防冻保护。
由于系统较小，以回风温度代替室内空气的平均温度，作为调节依据之一。
其监控原理图如图：
1、调节阀阀控制。
（5AO）
新风、排风进行单独的连续调节，安装单独电动执行期和PI调节器。
风阀调节采用焓值控制，通过检测新风温、湿度和回风温、湿度，计算出新风、回风焓值，并且联合检测到的室内CO2浓度，在满足室内空气品质的情况下，由风阀控制器根据焓值按比例输出电压信号，控制新风阀和回风阀的电动执行器，调节其阀门开度，达到节能效果。
同理，现场控制器通过2路AO信号控制冷水阀、加湿阀的开与关，调节阀门的开度实现冷水量以及蒸汽量的控制。
根据室内CO2浓度的监测得出空气品质调整，计算并自动调节阀门开度。
（4AI）
5、新风机、回风机监控，包括运行状态、故障报警、手自动状态和启停状态的监测。
（6DI+2DO）
风柜全空气空调机组系统的运行参数监测原理方框图如下：
由于该全空气系统较小，采用回风空气温度代替室内空气平均温度，由温度传感器检测回风温度，经变送器将信号传送给控制器，并与设定值比较，作为控制依据，经过PID计算之后，将调解信号传送给执行器，调节冷水阀门大小，从而控制表冷器换热量，将送风温度控制在要求范围内。
温度传感器监测新风温度作为扰动信号，采用前馈补偿的方式消除新风温度变化对输出的影响。
3.4制冷机组控制设计
该空调系统的制冷机组，通过将冷、热源系统的供回水温度和压差控制在合理的范围内来保证系统的正常运行以及实现节能运行的要求。
该冷机组只需要考虑启停控制（包括连锁控制），安全功能有冷机组本身控制器完成。
系统监控参数主要有：
流量开关（2DI）
阀门控制（2DO）
冷水机组配电箱（2DI+2DO）
控制动作：
1、控制机组启停控制与状态及故障信息。
DDC控制模块通过控制机组控制箱的启停触点实现对机组的启停控制；
检测机组配电线路主接触器的辅助触点实现机组运行状态监测；
进入蒸发器的阀门以及2、进入冷凝器的阀门控制。
现场控制器通过1路DO信号控制进入蒸发器的冷冻水阀门开关以及1路DO信号控制进入冷凝器的冷却水阀门开关。
3、出口状态信息检测出口流量，当低于要求时报警并切断电源。
当进口流量低于一定数值时，触发继电器辅助触点，转化为电信号传给现场控制器，开关流量的动作。
3.5冷却水系统控制设计
该建筑设有两个冷却塔，两台冷却塔风机，三台冷却水泵（两用一备）构成冷却水系统主体，通过检测水位，流量，进回水温度实现系统监测，通过减少通过冷凝器流量，会使冷凝温度上升，效率降低，但是可以采用降低水泵转速方式降低电耗，获得较好的COP值，即存在合适的冷却水流量，可获得较好的节能效果。
监控原理图如图：
进水、回水温度（2AI）
进水管压力（AI）
各水阀控制与状态（3DO+3DI）
流量开关（DI）
旁通阀控制与状态（AO+DI）
冷却水泵配电箱（9DI+3DO）
冷却最低水位（2DI）
冷却塔风机配电箱（4AI+6DI+2DO）
变频器（6DI）
1、进回水温度监测。
在冷却水进出口处设温度变送器，接至现场控制器的2路AI输入通道上，分别对冷却水温度进行检测，对比设定的温度参数的差值，对电动阀开关进行控制。
2、在冷却水进口处设压力监测，接至现场控制器的1路AI输入通道上，对比设定的温度参数的函数，对旁通电动阀的开度控制进行PI数字式调节。
冷却塔：
监测冷却塔水位，在低液位时报警。
3、冷却水压力、流量开关监测。
通过压力传感器检测，若冷却水流量低于安全工作界限，则报警。
4、冷却水泵启停控制与状态及故障信息。
DDC控制模块通过控制冷却水泵控制箱的启停触点实现对机组的启停控制；
检测配电线路主接触器的辅助触点实现水泵运行状态监测
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