空调自控系统设计方案江森自控.docx

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空调自控系统设计方案江森自控

重庆博腾精细化工楼宇自控系统项目

HVAC暖通空调自控系统

技术方案设计书

一.总体设计方案

根据招标文件的招标项目要求，并结合重庆建筑智能化建筑现状，重庆博腾精细化工楼宇自控系统项目是屹今为止整个重庆所有建筑物厂区当中智能化程度要求较高的。

重庆博腾精细化工楼宇自控系统项目里面分布着大量的暖通空调机电设备。

？

如何将这些暖通空调机电设备有机的结合起来，达到集中监测和控制，提高设备的无故障时间，给投资者带来明显的经济效益；

？

如何能够使这些暖通空调机电设备经济的运行，既能够节能，又能满足工作要求，并在运行中尽快的将效益体现出来；

？

如何提高综合物业管理综合水平，将现代化的的计算机技术应用到管理上提高效率。

这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。

重庆博腾精细化工楼宇自控系统项目暖通空调楼宇自动化控制系统的监测和控制主要包括下列子系统：

Ø冷站系统

Ø空调机组系统

本暖通空调楼宇自动化控制系统之设计是依据重庆博腾精细化工楼宇自控系统项目的设计要求配置的，主体的设计思想是结合招标文件及设计图纸为准。

1.1冷站系统

（1）控制设备内容

根据项目标书要求，暖通自控系统将会对以下冷站系统设备进行监控：

监控设备

监控内容

冷却水塔（2台）

启停控制、运行状态、故障报警、手自动状态。

冷却水泵（2台）

启停控制、运行状态、故障报警、手自动状态、水流开关状态；

冷却水供回水管路

供水温度、回水温度，

冷水机组（2台）

启停控制、运行状态、故障报警、手自动状态；

冷冻水泵（2台）

启停控制、运行状态、故障报警、手自动状态、水流开关状态；

冷冻水供回水管路

供水温度、回水温度、回水流量；

分集水器

分水器压力、集水器压力、压差旁通阀调节；

膨胀水箱

高、低液位检测；

有关系统的详细点位情况可参照所附的系统监控点表。

（2）控制说明

本自控系统针对冷站主要监控功能如下：

监控内容控制方法

冷负荷需求计算根据冷冻水供、回水温度和回水流量测量值，自动计算建筑空调实际所需冷负荷量。

机组台数控制根据建筑所需冷负荷自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节能目的。

独立空调区域负荷计算根据Q=C*M*（T1-T2）

T1＝分回水管温度，T2＝分供水总管温度，

M＝分回水管回水流量

当负荷大于一台机组的15%，则第二台机组运行。

机组联锁控制启动：

冷却塔蝶阀开启，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。

停止：

停冷水机组，关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷却塔风机、蝶阀。

冷却水温度控制根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的启停台数，并且自

动调节风扇频率。

水泵保护控制水泵启动后，水流开关检测水流状态，如故障则自动停机水泵运行时如发生故障，备用泵自动投入运行。

机组定时启停控制根据事先排定的工作节假日作息时间表，定时启停机组自动统计机组各水泵、风机的累计工作时间，提示定时维修。

机组运行状态监测系统内各机组的工作状态，自动显示，定时打印及故障报警。

机组运行状态监测系统内各机组的工作状态，自动显示，定时打印及故障报警。

冷冻机组控制流程框图如下图所示：

1.2空调机组系统

（1）控制设备内容

根据标书要求结合设计图纸，暖通空调自控系统将会对建筑新风机组设备进行如下监控：

监控设备

监控内容

空调机组（共2台）

风机的启停控制、风机变频调节、运行状态、故障报警、手自动状态、初效中效过滤网阻塞报警、回风温湿度、送风温湿度、加湿器启停，冷冻水两通水阀调节、新风回风风阀控制，送风静压

有关系统的详细点位情况可参照所附的系统监控点表。

（2）控制说明

本自控系统针对新风机组主要监控功能如下：

Ø风机启停

风机的启停控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。

在一些特别的情况,如加班情况,风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动,用户还可选择在BAS操作站上手动启停风机。

BA系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联锁监察功能。

在设定此功能後,BA系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致,如果不一致时,BA系统会同时定义此状态点与控制点是故障的,并以声光报警形式在操作站上显示,以提醒操作人员做出相应的处理工作。

而BA系统也会将有关的事项一一记录,以作日後检查之用。

另外BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间,以便维修人员在设备运行至一定时间後,进行维修工作。

Ø风机变频控制

DDC控制器会监测送风静压,并与设定值做比较,并具此自动调节风机频率。

当末端投入使用的设备增加时，风管静压降低，DDC会自动调高风机频率。

当末端投入使用的设备减少时，风管静压升高，DDC会自动调低风机频率。

Ø湿度控制

湿度低于设定值时，由空调自带加湿系统加湿。

当湿度高于设定值时，DDC会自动打开热水阀进行再加热以除湿。

Ø冷水阀控制

工作于夏季工况，DDC控制器会监测回风温度并将它与预设的温度值（可供用户调较）作比较,进行PID运算,然後输出至冷水阀,以作温度调节作用。

如：

回风温度＞20℃时阀门开大；温度＜20℃时阀门开小。

另外此冷冻水阀会与风机状态联锁,在没有风机状态的情况下,将冷水阀关死。

Ø60度冷水阀控制

工作于冬季工况，DDC控制器会监测回风温度并将它与预设的温度值（可供用户调较）作比较,进行PID运算,然後输出至热水阀,以作温度调节作用。

如：

回风温度＞20℃时阀门开小；温度＜20℃或时阀门开大。

另外此热水阀会与风机状态联锁,在没有风机状态的情况下,将冷水阀关死。

Ø新回风阀控制

DDC控制器会监测回风温湿度并计算含值,进行PID运算,并具此自动调节新回风阀开度,新回风阀开度互锁。

另外此风阀会与风机状态联锁,在没有风机状态的情况下,将风阀关死。

Ø滤网状态监察

BA系统通过压差开关,监测初效和中效过滤网的前後压差。

当压差超过压差开关的预设值（在压差开关上可调）,BA系统会以声光报警形式在操作站上显示,以提醒操作人员安排有关人员做滤网清洗工作。

而BA系统也会将有关的事项一一记录,以作日後检查之用。

1.3新风空调机组系统

（1）控制设备内容

根据标书要求结合设计图纸，暖通空调自控系统将会对建筑新风机组设备进行如下监控：

监控设备

监控内容

新风空调机组（共4台）

风机的启停控制、风机变频调节、运行状态、故障报警、手自动状态、初效中效过滤网阻塞报警、回风温湿度、送风温湿度、加湿器启停，冷冻水两通水阀调节、新风风阀控制，送风静压

有关系统的详细点位情况可参照所附的系统监控点表。

（2）控制说明

本自控系统针对新风机组主要监控功能如下：

Ø风机启停

风机的启停控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。

在一些特别的情况,如加班情况,风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动,用户还可选择在BAS操作站上手动启停风机。

BA系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联锁监察功能。

在设定此功能後,BA系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致,如果不一致时,BA系统会同时定义此状态点与控制点是故障的,并以声光报警形式在操作站上显示,以提醒操作人员做出相应的处理工作。

而BA系统也会将有关的事项一一记录,以作日後检查之用。

另外BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间,以便维修人员在设备运行至一定时间後,进行维修工作。

Ø风机变频控制

DDC控制器会监测送风静压,并与设定值做比较,并具此自动调节风机频率。

当末端投入使用的设备增加时，风管静压降低，DDC会自动调高风机频率。

当末端投入使用的设备减少时，风管静压升高，DDC会自动调低风机频率。

Ø冷水阀控制

工作于夏季工况，DDC控制器会监测回风温度并将它与预设的温度值（可供用户调较）作比较,进行PID运算,然後输出至冷水阀,以作温度调节作用。

如：

回风温度＞20℃时阀门开大；温度＜20℃时阀门开小。

另外此冷冻水阀会与风机状态联锁,在没有风机状态的情况下,将冷水阀关死。

Ø60度冷水阀控制

工作于冬季工况，DDC控制器会监测回风温度并将它与预设的温度值（可供用户调较）作比较,进行PID运算,然後输出至热水阀,以作温度调节作用。

如：

回风温度＞20℃时阀门开小；温度＜20℃或时阀门开大。

另外此热水阀会与风机状态联锁,在没有风机状态的情况下,将冷水阀关死。

Ø新风阀控制

新风阀与风机状态连锁

Ø滤网状态监察

BA系统通过压差开关,监测初效和中效过滤网的前後压差。

当压差超过压差开关的预设值（在压差开关上可调）,BA系统会以声光报警形式在操作站上显示,以提醒操作人员安排有关人员做滤网清洗工作。

而BA系统也会将有关的事项一一记录,以作日後检查之用。

BAS系统结构和硬件介绍

根据重庆博腾精细化工的系统要求，我们本着集中管理、分散控制这种集散式监控结构的设计原则来实现整体功能。

其系统总体参考示意图如下：

从以上BAS结构示意图可知此系统是由中央操作站、网络区域控制器、直接数字控制器（DDC）等组成，中央操作站及网络控制器是通过Ethernet网（管理层）将各节点连接起来，同时安装在建筑物各处的直接数字控制器（DDC），将通过自动化层连接到网络控制器上，与中央操作站保持紧密联系。

传感器及执行器等连接至以上各直接数字控制器内。

系统之主要组件如下:

Ø通讯网络

管理层

自动化层

Ø网络区域控制单元（NCE/NAE）

Ø直接数字式控制器（DX）

以下分别就重庆博腾精细化工楼宇自动化控制系统所配置的硬件设备做详细说明：

8.1二层通讯网络

BAS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，管理层网络采用100MBASE-T以太网，以标准TCP/IP协议互相通信，在物理连接上利用现有的综合布线路由，通过网络设备的设置将管理层网络连通；所有控制器能通过控制层网络以现场总线方式通信。

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。

8.1.1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建筑设备监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。

管理层采用TCP/IP协议，中央操作站及分站，数据管理服务器，网络控制引擎等设备分布其上。

网上各节点之间的数据交换采用点对点（peertopeer）方式，各节点均具备动态数据访问（DynamicDataAccess）功能，您只需在网络的任意节点添加计算机，通过标准的WEB浏览器，即可以您的用户名和密码轻松访问您权限范围内的被控设备。

甚至可以在全世界任何地方通过内联网或互联网进行显示和控制操作。

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。

8.1.2自动化层网络

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。

控制层每个现场控制器DDC采用分散控制的原则，分布在被控设备的附近，现场工作人员可以通过DDC上的显示面板和操作面板就近操作或监测被控设备。

每个DDC由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