精选电力大厦楼宇设备自控系统文档格式.docx
《精选电力大厦楼宇设备自控系统文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《精选电力大厦楼宇设备自控系统文档格式.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![精选电力大厦楼宇设备自控系统文档格式.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2022-12/7/dee4974c-8d6b-415a-9df4-fdfb03034d33/dee4974c-8d6b-415a-9df4-fdfb03034d331.gif)
通过配置系统的硬件和软件,实现测量各类工艺、设备状态的参数、设置并控制设备启停、提供设备运行报告等功能;
监视并显示系统监控设备的工作状态,故障时提供报警;
对现场自动控制组织的安全调整功能;
根据工艺流程合理调整能量的使用;
根据运营要求提供内部最佳集中管理策略;
可以由系统干预设备工艺操作过程;
根据系统记录,管理分析当前和过去运行过程;
提供计算和预测工具、用于优化操作参数并组合、建立新的运行方式;
实现楼宇自控系统与其他系统数据交换;
对受控实现设备遥控操作;
系统方便、友好的修改、扩展、检测工具;
通过密码保护,实现数据安全功能。
2设计依据和标准
2.1设计依据的标准
∙《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045)
∙《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)
∙《智能建筑设计标准》(GBJ08-47-95)
∙《电气装置安装工程施工机验收规范》(GBJ/232-90、92);
∙《采暖、通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87)
2.2设计遵从的原则
2.2.1 ****BAS系统以标准的以太网(IEEE802.3)作为物理标准,TCP/IP为网络通讯协议,并采用WindowsNT作为操作系统。
2.2.2****BAS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。
2.2.3 所采用的****BAS的系统结构完全符合JGJ/T1692第26.2.2.6条,即系统应采用中央站为核心,DDC与中央站实现数据通信,DDC应设在受控对象附近且DDC间能实现同层通信。
3需求分析
XX电力办公大楼主楼高29层,地下二层,附楼5层。
其机电设备分布在各楼层间,但主要的机电设备如高、低压配电柜、空调动力配电柜、变压器、冷水机组、各类水泵都主要设置在地下二层,冷却塔在附楼天面,而新风机、空调风柜和风机盘管则分别设置在各楼层间。
楼宇机电设备监控系统将直接监控大厦内空调通风系统、给排水系统、变配电系统、动力系统以及电梯系统等,同时收集、记录、保存和管理各系统中的重要信息及数据,并且具备节能管理及报警处理的能力。
4系统设计说明
楼宇设备自控系统BAS设计根据以上需求,以满足XX电力办公大楼使用要求、增加舒适感,节省能源,保护环境,减低安装开支及困难、和最高经济效益为原则,从而达到互利增长为目的。
系统可为XX电力办公大楼合理的能源管理、设备管理、设备维护提供有效的工具和数据。
我们在本次方案中采用****公司的楼宇设备自控系统具有先进可靠的实时控制系统、功能强大的管理功能及很强的开放性和扩展性。
本方案所采用的主要组件中央软件、控制器及主要的现场传感器均是****生产的标准设备,在世界各国得到广泛的应用。
****的楼宇控制设备均采用工业标准,具有极高的可靠性。
统计XX电力大厦BAS监控总点数如下表所示:
DI
DO
AI
AO
总点数
冷源系统
62
23
14
99
空调通风系统
524
191
199
190
1104
变配电系统
30
24
54
给排水系统
64
电梯系统
12
总计
692
214
237
1333
根据****楼宇自控系统及DDC产品特点,本着利于节约投资同时又能很好地兼顾系统冗余的原则,设计时我们采用42台UNC532、3台UNC496、9台DNN构成4条PSI网。
其中1台UNC496用于冷机系统的设备监控,另外2台UNC496用于变配电和给排水系统的检测,42台UNC532分别用于监控主楼和附楼的空调通风设备以及电梯系统的参数检测。
这样,各个独立系统设备的监控不会出现跨DDC的情况,一方面可以强有力地保证系统设备以最快的速度受到监控,另一方面减少了系统运作的故障率。
4.1楼宇设备自控系统监控的内容
4.1.1冷源系统
·
冷水机组
冷却水泵
冷冻水泵
冷却塔
4.1.2空调系统
∙空调机组
∙新风机组
∙送排风系统
4.1.3变配电系统
∙变压器
∙低压配电系统
4.1.4给排水系统
∙生活水系统
∙污水系统
∙消防水池
4.1.5电梯系统
4.2总体技术需求
4.2.1可靠性
系统成熟可靠,符合中国国情,在国内有大量的成功业绩。
4.2.2先进性
系统为目前国际上领先的产品和技术。
4.2.3适用性
系统具有优良的性能价格比,体现节能、经济的原则,具有操作方便、维护简单的特点。
4.3系统功能结构需求
∙中心楼宇设备自控系统BAS的总控中心显示并打印各子系统设备的运行参数及运行状态,进行远距离控制和程序控制,并进行节能控制;
可多用户/多终端。
∙在自控上实现采暖、制冷和通风设备的最佳启停控制、设备台数控制、动态图形显示、报警及打印、能耗统计、节日调度表。
∙采用集散型计算机监控管理系统,实现危险分散,分站和子站的工作,与中央站无关,即使中央站停止工作,所有设备均由分站和子站独立控制正常工作。
∙设备故障时,备用设备可自动投入,并在中央站显示故障报警。
∙设备均有累计运行时间记录。
∙多种设备管理软件如能量管理程序、最大需求程序、负荷循环程序、设备自动上电程序、完整警报管理
∙系统工作程序编制、修改,可以在现场分站DDC控制器上进行,也可在中央站进行。
∙中央站能完成所有监控设备的控制和显示,对故障报警及日常运作都能全面管理。
∙系统预留一定余量。
∙系统网络采用标准网络协议,符合远程通信管理以及符合计算机发展技术趋势的要求。
系统软件应标准全面实现系统集成目标,并按模块化的方法设计,便于系统规模及应用功能的扩展。
5系统功能说明
5.1中央站监控功能
常规机电设备监控系统,即对冷源、空调通风、供配电、给排水、电梯等机电设备的全面监视、管理和协调控制,这就是通常所称的BAS系统。
5.2冷水系统
根据说明,XX电力办公大楼的空调系统有冷水系统。
大楼供冷是采用三台冷冻机组。
∙对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔及相关阀门进行监控:
∙机组启动后通过彩色图形显示各设备运行状态、故障状态、参数值及运行参数越限报警,通过鼠标可任意修改设定值,以达到最佳运行状态。
∙机组的每一点都列表汇报,参数值有趋势显示图,报警显示及汇总。
∙****楼宇自控系统可以通过系统设置的紧急停机开关量信号,控制整个冷水机组紧急停机。
∙可以对各设备的运行时间进行累计。
∙中央监控站可以对冷源系统的各种设备进行监视报警,可以对冷源系统进行各种水温检测、流量检测、冷量与累计冷量检测。
监控设备
数量
监控内容
冷水机组
3台
程序最优开关控制,运行状态,故障状态
冷冻水泵
4台
程序最优开关控制,运行状态,故障状态,水流开关状态
冷却水泵
冷却塔
程序最优开关控制,运行状态,故障状态
详细监控内容如下:
(1)冷水机组台数控制
根据回水管的流量及集水器、分水器的温差,计算负荷,对冷冻机组进行群控。
∙机组启动后通过彩色图形显示,显示不同的状态和报警,显示每个参数的值,通过鼠标任意修改设定值,以达到最佳的工况
∙机组的每一点都有列表汇报,趋势显示图,报警显示
∙设备发生故障时,自动切换
∙程序控制冷冻水系统,目的是达到最低的能耗,最低的主机折旧
∙根据程序或大楼的日程安排自动开关冷冻机组
∙根据大楼的要求自动切换机组的运行时间,累积每台冷冻机组运行时间最短的机组,使每台机组运行时间基本相等,目的是延长机组使用寿命
(2)冷冻水泵、冷却水泵、热水泵:
∙监测运行状态、故障状态,启停控制。
∙监测备用冷冻,冷却水泵切换:
同时在自动运行模式下,常用泵如发生故障,备用泵将自动切入。
中央监控系统中各种温度、设备运行状态和报警及各种设备的启停。
中央可编制节假日上、下班等时间运行程序,在不同时间段合理地运行设备,节约能源。
(3)冷却塔控制
监测风机运行状态、故障状态,启停控制冷却塔运行台数按冷却水回水温度进行控制。
当回水水温低于设定值时减少冷却塔运行台数,反之则增加运行台数,以降低能耗。
(4).压差旁通监控内容
∙在总进水管和总回水管上设置压力传感器(AI);
5.4空调及通风系统
5.4.1空调机组
空调机组
36台
参考以上说明和空调机控制系统图
监控内容:
1)回风温度控制:
根据回风温度与设定温度差值,对冷水阀开度进行PID调节,从而控制回风温度。
在夏季工况时,当回风温度升高时,调节水阀开大;
当回风温度降低时,调节水阀开小。
在冬季工况时,当回风温度升高时,调节水阀关小;
当回风温度降低时,调节水阀开大。
使室温始终控制造设定值范围内。
2)联锁控制:
新风风阀与回风阀比例调节,并与风机、水阀联锁控制,停风机时自动关闭新风阀和水阀,风机启动前,延时自动打开风阀。
3)新风阀根据维持最小新风量及新回风的比例进行开度调节。
4)监测设备的手/自动状态。
5)中央对系统中各台设备所控空间的温度进行监测和设定。
6)过滤网的压差报警,提醒清洗过滤网。
7)运行状态及故障状态监测,启停控制。
8)编制时间程序自动控制风机启停,并累计运行时间。
5.4.2新风机组
新风机组
41台
1)送风温度控制:
根据送风温度与设定温度,对冷水阀开度进行PID调节,从而控制回风温度。
在夏季工况时,当送风温度高于设定值时,调节水阀开大;
当送风温度低于设定值时,调节水阀开小。
在冬季工况时,当送风温度高于设定值时,调节水阀关小;
当送风温度低于设定值时,调节水阀开大。
使送风温度始终控制在设定值范围内。
2)中央对系统中各种温度进行监测和设定。
3)过滤网的压差报警,提醒清洗过滤网。
4)运行状态及故障状态监测,启停控制。
5)监测设备的手/自动状态。
6)编制时间程序自动控制风机启停,并累计运行时间。
5.4.3送排风系统
送/排风机
47台
启停控制、手/自动状态、运行状态,
风机盘管电源
66个
启停控制、运行状态
恒温恒湿机
1个
加压风机
4个
运行状态、故障报警
风机运行状态及故障状态监测。
同时累计风机的运行时间。
中央站用彩色图形显示上述各参数,记录各参数、状态、报警、启停时间(手动时)、累计时间和其历史参数,且可通过打印机输出。
5.5变配电系统
设备监控
低压进线柜
3路
开关状态、电流、电压、功率因数、有功功率等参数监测
低压出线柜
24路
开关状态
变压器
3个
超温报警
5.6电梯系统监控
电梯
6台
电梯运行,故障状态
监测电梯的运行状态、故障报警
中央站用彩色图形显示上述各参数,记录各参数、状态、报警、启停时间、累计时间和其历史参数,且可通过打印机输出。
5.7给排水系统
生活水泵
9台
运行状态,故障报警
生活水池
高、低水位监测
消防水池
2台
集水井
8个
高水位监测
排污泵
16个
∙监视水泵的运行状态,故障报警
∙监视生活水箱的高低液位状态,进行高低液位报警。
∙中央站用彩色图形显示上述各参数,记录各参数、状态、报警、启停时间、累计时间和其历史参数,且可通过打印机输出。
6系统性能介绍
6.1中央站功能
6.1.1监视功能
****系统以WindowsNT为操作平台,采用工业标准的应用软件,全中文化的图形化操作界面监视整个BA系统的运行状态,提供现场图片、工艺流程图(如空调控制系统图)、实时曲线图(如温度曲线图,可几根同时显示,时间可任意推移)、监控点表、绘制平面布置图,以形象直观的动态图形方式显示设备的运行情况。
可根据实际需要提供丰富的图库,并提供图形生成工具软件,绘制平面图或流程图并嵌以动态数据,显示图中各监控点状态,提供修改参数或发出指令的操作指示。
可提供多种途径查看设备状态,如通过线图或表格,支持“活动的”线图/表格,多个“活动的”线图可同时打开,拖放鼠标可完成记录设置。
历史数据采样时间最小为5秒,动态数据采样时间最小为5秒。
****系统软件能提供一个多任务的操作环境,使得用户可同时运行多个应用程序,在运行多个实时监控程序的同时可运行如Word或Excel软件,也可浏览Internet网页。
通过使用工业标准的软件来支持并行访问和系统监控操作。
6.1.2控制功能
能在****系统中央通过对图形的操作即可对现场设备进行手动控制,如设备的ON/OFF控制;
通过选择操作可进行运行方式的设定,如选择现场手动方式或自动运行方式;
通过交换式菜单可方便地修改工艺参数。
****系统对系统的操作权限有严格的管理,以保障系统的操作安全。
****系统对操作人员以通行字的方式进行身份的鉴别和管制。
操作人员的根据不同的身份可分为从低到高6个安全管理级别。
****系统软件能自动对每个用户产生一个登录/关闭时间、系统运行记录报告。
用户自定义的自动关闭时间。
以防操作员突然离开时的系统安全。
6.1.3先进的报警功能
当系统出现故障或现场的设备出现故障及监控的参数越限时,****系统均产生报警信号,报警信号始终出现在显示屏最下端,为声光报警(可选择),操作员必须进行确认报警信号才能解除,但所有报警多将记录到报警汇总表中,供操作人员查看。
报警共分4个优先级别。
报警可设置实时报警打印,也可按时或随时打印。
6.1.4综合管理功能
****系统对有研究与分析价值、应长期进行保存的数据,建立历史文件数据库:
采用流行的通用标准关系型数据库软件包和****系统服务器硬盘作为大容量存储器建立****系统的数据库,并形成棒状图、曲线图等显示或打印功能。
****系统提供一系列汇总报告,作为系统运行状态监视、管理水平评估、运行参数进一步优化及作为设备管理自动化的依据,如能量使用汇总报告,记录每天、每周、每月各种能量消耗及其积算值,为节约使用能源提供依据;
又如设备运行运行时间、起停次数汇总报告(区别各设备分别列出),为设备管理和维护提供依据。
****系统可提供图表式的时间程序计划,可按日历定计划,制订楼宇设备运行的时间表。
可提供按星期、按区域及按月历及节假日的计划安排。
6.1.5通信及优化运行功能
****中央站采用WindowsNT操作系统,现场总线485连接和TCP/IP通信协议,通过ODBC,API等接口方式与其他子系统及IBMS服务器通信,传送综合管理、能源计量、报警等数据,并接收其他系统发出的联动及协调控制命令,以便控制整个大厦设备的优化运行。
****系统中央站与DDC间可直接通讯,无需采用其他任何的转接设备,提高了整个系统的可靠性及运行的速度。
RS485总线的通讯速率为19.6Kbps,能够满足画面刷新对通讯速率的要求。
6.2系统构成
6.2.1中央操作站
****系统操作站终端运行在Windows95/98或NT环境下,通过内装操作系统,用户能够方便地查询和处理设备信息,浏览动态图形、设备数据记录(历史数据浏览和动态数据浏览),并利用强大的报警管理器处理设备的故障报警等。
设备的数据纪录自动生成图表格式,用户可以自由选择格式打印。
报警纪录在线打印,或可根据用户设置为有报警产生则自动打印的方式,方便用户查询和响应。
6.2.2UPS电源
UPS电源在正常供电出现故障时为系统提供可靠的后备电源,确保BAS系统的正常运行。
6.2.3离散网络节点(DNN)
电源:
可选230Vac±
10%;
115Vac±
50Hz(-10%)~60Hz(+10%)。
功耗:
最大24VA
热消耗:
最大25W。
保险丝:
400mA20mm抗冲击保险线
微处理器:
NECV53,20MHZ16位
RAM:
512K字节
环境温度极限:
操作:
0~50℃
储运:
-10~55℃
环境温度极限:
10~95%RH
(无凝露)储运:
5~95RH
DNN是一个管理网络通讯的设备。
它把系统中每一个子网及操作员终端挂到BASLAN上,并允许在网络上任何设备之间运行真正的‘点对点’通讯。
当需要在局域网中对本地现场处理机访问时,网络接口单元提供一种终端/调制解调器至局域网的方便连接方法。
DNN为Invensys∑楼宇管理系统的通讯路由器。
备有5个通讯端口,可以方便地与Invensys∑的用户和控制器互连,适用于各种不同的网络类型(局域或广域)。
DNN采用完全IP寻址方式。
基于英特网路由信息协议(RIP)而设计,DNN具备调试简单方便的特点。
初始化设置其IP地址和节点编号后,在日常网络操作过程中,DNN自动优化路径选择。
在单网结构中,每台DNN最多可以连接25台控制器,而在多子网结构里,DNN最多也能连接14台控制器。
在我们的方案设计里,系统采用的是多子网结构,所以每台DNN根据实际设备的分布情况选择就近的控制器连接,连接数量控制在14台以下(包括14台)。
6.2.4DDC功能
系统方案采用****2800+系统,现场直接数字控制器采用DDC496和DDC532系列控制器,DDC的硬件及软件配置均能保证分站按独立方式运行,真正实现危险分散的集散型控制。
DDC所配置的软件支持现场各种控制功能,支持最主要的HVAC的节能控制,同时也能实现与系统终端及DDC间的同层通信。
UNC496控制器(DDC)
240V50Hz时,12VA。
最大25W,额定10W。
失电保护:
镍铬充电电池(连续慢冲)一般能补偿1.7小时的电力不足;
可选电池能补偿18小时电力不足。
电池能维持所有的监测、控制和通讯功能。
镍铬电池用完后,还能够保持90天存储。
(假定电池状态良好)。
在主回路外置3A保险丝
最大点数:
96个硬件点,250个软件点
5~95%RH
NECV53,20MHz16位
UNC496是全智能型独立工作的控制器,它是专门为多点数的现场和应用而特别设计。
它结合了16位微处理技术,允许网络上任何设备之间运行真正的‘点对点’通讯。
每个控制器能监控多达96个单独备测控点,通过在六个插槽中插入不同的输入/输出模块可以任意组合I/O数量,跟据设备的监控要求灵活配置。
模拟点转换成数字模式(开/关)的能力可使控制器更具灵活性。
UNC496不断地检测传感器,记载数据,检查状态和自动地决定任何必须的控制动作。
在初始编程并下载文件后,它能与系统内其它的设备分开独立工作。
只有在必需上载数据(如报警或记录资料)或终端操作者的要求下,控制器才与所选择的终端进行通讯。
每个现场处理机均拥有自身的时钟、日历和内存,以便达到完全独立的操作。
这种独立操作可进一步由EEPROM数据备份选件来确保。
这种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)用来永久保存现场点文件。
一旦存储于由电池维持的内存中的现场数据(点文件)丢失,内存可马上从EEPROM中调出文件并重新储存在内。
UNC496完成初始化编程之后,控制器存储操作文件自动完成现场设备的监控工作,同时在操作站终端也可以对控制器的操作进行在线编程,即时下载生效。
此外,控制器可配置多达250个软件点,包括时间程序点,假日程序点,PID控制模块,轮值点,编程程序点等,功能强大。
通过这些软件点和硬件I/O点的相互逻辑互连,使现场设备的控制达到稳定,节能的效果。
这是一种全部模块化的大型直接数字控制器,采用16位微处理器,是可自由编程、并可现场进行独立控制的直接数字控制器。
该控制器为模块化设计,具有灵活的组合特性,使系统极易于扩展,又能根据用户的实际需要配置。
除了在HVAC控制方面的应