智能楼宇自控系统.docx

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智能楼宇自控系统

SAIA智能楼宇自控系统

01|系统简介

SAIA楼宇自控系统是惠朋星公司基于瑞士SAIA-BURGESS公司PCD产品开发的智能楼宇控制系统。

本系统由中央管理站、DDC控制器、远程I/O站及各类传感器、执行机构组成，是能够完成多种控制、管理功能及提供中央空调动态模糊节能控制的网络系统。

应用于综合办公大楼、工厂、医院、商场、机场等，是国际上最先进的楼宇自控系统之一。

SAIA智能楼宇系统采用最新的网络通讯和控制技术，针对建筑自动化监控系统的特点，为用户量身打造基于WEB的人机交互界面和开放式的系统平台。

SAIA智能楼宇系统由管理级网络和楼宇级网络组成，包括组态软件（PG5或Step7），现场控制器DDC（PCD2.PLC）和现场数据采集I/O模块（PCD2.W310、PCD2.W610）等，管理级网络包括工程师站，操作员站和客户端；楼宇级网络包括现场控制器DDC、通讯网关、远程模块。

02|系统监控范围

系统监控设备：

●空调机组设备监控；新风机组设备监控；送排风系统设备监控；

●给排水设备监控；

●发电机组；电梯系统；热水供水系统；

通过系统接口集成监控的系统：

●变配电监控系统；冷冻站系统；

03|系统特点

SAIA智能楼宇系统满足业主的“简单、实用、节能环保、适度超前”的总体设计，满足技术先进、成熟、功能实用性强的原则。

采用基于瑞士SAIA的PCD分布式控制系统，整个系统在网络结构上采用扁平化设计，分为管理级网络和区域控制现场总线，易于部署和管理。

本系统采用分散控制、集中管理模式，最大限度的保证了系统的可靠和高效。

中央控制主机采用多用户/多任务的工业标准软件，支持可定制的多个安全级别，并提供完全汉化的图形操作界面。

现场控制器均采用以32位微处理器为基础构成的直接数字控制器（DDC），容量符合业主给定的规范以及控制点清单的要求。

SAIA智能楼宇系统集散系统设计、模块化结构、组态方便，能为今后系统的扩展有充分的余地，为升级提供便利。

采用工业标准的过程控制设备（PCD）为核心，系统中的各个组成部分发展成标准化、专业化产品，从而使系统的设计安装及扩展更加方便、灵活，系统的运行更加可靠，系统的投资大大降低。

SAIA智能楼宇系统软硬件均采用模块化结构，具有很强的适应性，能够灵活应用于综合办公大楼、工厂、医院、商场、机场的能源管理，是国际上最先进的系统之一。

本系统可划分为不同等级的独立系统，每级都具有非常清楚的功能和权限，使之既可用于单独的楼宇管理，也可用于一个区域的、分散的楼宇集中管理。

具有强大的网络功能，可以通过WEB-SERVER无缝连接Internet发送E-MAIL及手机短信。

04|系统优势

SAIA智能楼宇系统经济、节能，能显著节省能源，减少维护，管理人员，优化设备运行，运行管理方便还独有效用成本管理模块（UCM），基于开放/实时数据库的支持，UCM的效用成本分析功能可帮助客户实时的在整个系统或建筑内合理的分配能源成本，而不是在费用发生后再根据账单核对成本，这使得SAIA智能楼宇系统能为业主提供有效的节省费用和开支的手段。

SAIA智能楼宇系统还由于其软硬件特点，集成了基于中央空调动态能效分析的模糊节能控制策略，在提高控制精度方面，可以节省20~30%左右的冷量，这对于减少运行费用与节约能源均有重要意义。

SAIA智能楼宇节能系统后，用电量可比未采用楼宇节能系统时的用电量减少30%以上，若每年用电100万度，则每年可直接节约电量30万度，经济价值20万左右。

此项即可在4—5年内收回楼宇节能系统的投资。

05|产品介绍

PCD1/PCD2系列紧凑型模块化控制器

最大255/1023个本地输入/输出：

所有I/O插槽可以选择插入数字量、模拟量、计数、频率测量、称重和运动控制模块。

特点：

∙使用PCD2.M480和PCD3.LIO最大可以扩展到1023个I/Os（使用PCD2.C100最大可扩展到255个I/Os）

∙最大1Mbyte用户存储器用于存储程序、文本和数据块，可选的1Mbyteflash存储器可以作为后备存储器。

∙最多9个串行通信口，可以选择RS232、RS422、RS485、BelimoMP-Bus或TTYcurrentloop/20mA现场总线连接，如ProfibusFMS/DP、LONWORKS或Ethernet-TCP/IP、modems.Profi-S-Net/MPI和USB（PCD2.M480）

∙实现Webserver不需要额外费用并且可以不需要TCP/IP通信模块。

Webserver已经内置于PCD基本单元中。

∙CPU单元最多有4个标准的输入，用于中断和快速计数输入。

操作系统及高效的编程工具

∙高效的编程工具PG5提供多种编程语言：

IL、FUPLA、GRAFTEC语言，以及其调试诊断和其他附件工具，大量的组件和基于IEC1131-3的结构化编程方式，使编程工作变的简单、轻松。

∙可移植的用户程序源于协调的系统资源和集成的SaiaS-Bus，用户程序可以在PCD系列所有控制器和PCS1中相互传递并能运行。

∙响应时间短，CPU直接访问I/O信号，而不是通过工程数据映射（image）

∙灵活的网络集成能力，采用通信和编程方式，通过Ethernet-TCP/IP连接到现场总线站点（ProfibusDP/FMS或LONWORKS）

06|楼宇自控界面（友好人机界面）

1.中央空调节能控制系统:

依据冷热负荷实时调整供冷量,完成建筑物空调节能控制

2.净化环境计算机控制系统:

依据环境温湿度变化实时调整供冷量及除/增湿量,满足工艺净化环境温湿度要求

3.冷冻站群控:

依据冷热负荷实时调整整体供冷量,完成冷冻站节能控制

节能改造

1.中央空调变频节能

2.冷冻水机组变频节能

3.空压机变频节能

4.冷却塔变频节能

5.灯光照明节能。

07|解决方案

■空调子系统

空调子系统实现楼宇自控系统中空调机组及相关水泵、阀门等设备的各种控制、管理、监测以及报警等功能，实现设备的离线数据采集、脱机运行和现场控制等。

空调子系统的监控内容包括：

∙新风量/回风量

∙温度

∙湿度

针对新风系统点数相对固定的特点，采用PCD2系列控制器，系统连接图如下。

电动风门执行器

FT11

风量开关

新

风

送风

回水

冷冻水进水

PT11

一次回风

蒸汽

风机状态故障监测开关控制输入/出点

T7413A1009

ML系列

流量计8550

ML系列

VA1010

PCD2.PLC

S-BUSRS485

PCD2.HMI

序号

其它

RS485

■新风子系统

新风子系统与空调子系统类似，实现楼宇自控系统中新风机组及相关水泵、阀门等设备的各种控制、管理、监测以及报警等功能，实现设备的离线数据采集、脱机运行和现场控制等。

新风系统与空调系统的区别在于新风系统控制的全部是自然风，没有回风风道。

因此新风系统更能够保证送风的空气质量，但同时它消耗的能量也是最大的。

新风子系统的监控内容包括：

∙温度

∙湿度

针对新风系统点数相对固定的特点，系统连接图如下：

温度传感器T7411A

S-BUS

PCD2.PLC

压差报警DSP2××

风及状态故障监测开关控制输入/触点

水阀VA1010

风及状态故障监测开关控制输入/触点

S-BUS

PCD2.PLC

PCD2.HMI

温度传感器T7411A

压差报警DSP2××

风及状态故障监测开关控制输入/触点及变频控制

水阀VA1010

温度传感器T7411A

压差报警DSP2××

风及状态故障监测开关控制输入/触点

水阀VA1010

温度传感器T7411A

两台新风处理机组联网控制解决方案

序号

其它

RS485

■冷热源子系统

冷热源设备子系统的监控内容包括：

∙计算冷热负荷,决定开启冷冻机组和锅炉的数量

∙机组状态检测与启停控制

∙冷却水温度控制

∙冷冻水温度控制

∙冷冻水压差控制

冷热源系统的监控点较为集中，监控点数量较大，适合采用现场控制器加上扩展

I/O模块的方式，实现大规模的数据采集与控制，系统连接图如下：

热交换器

温度调节阀

温度传感器

压差平衡调节阀

热水循环泵

温度调节阀

分水箱

集水箱

温度传感器

PCD2.PLC

PCD2.HMI

S-BUS

■变配电子系统

变配电子系统的监控内容包括:

∙三相电流/三相电压

∙有功功率/无功功率/功率因素

∙频率

∙电量计量

∙低压配电开关状态

∙变压器超温报警

由于国内BA变配电系统要求只监不控，所以

只有输入点AI。

监测方式:

电流,电压变送器和通信网关

两种方式。

■照明子系统

照明系统的监控内容包括：

∙照明回路启停控制

∙照明回路开关状态

∙调光控制

∙场景控制

∙室外泛光照明

∙定时/光照/移动感应控制泛光照明

监控方式：

通过网关PLC来和照明系统通讯，由于

照明系统的I/O类型都是数字量的开关控制与状态监

测，因此可以通过saia-burgess的PCD2.E110/A410模块进行监控，如果点数较多，可以通过PCD2.E160/A460进行配置，降低系统成本

■给排水子系统

给排水子系统的监控内容包括：

∙生活水箱的高、低液位监测

∙生活水池的高液位检测

∙生活水泵状态检测与启停控制

∙消防水泵,喷淋水泵,生活水泵,排水泵,高区水泵

低区水泵,喷泉水泵,消毒水泵的状态检测与启停控制

∙污水池的高液位报警

　　　　监控方式：

通过现场控制器PCD2.PLC系列控制器和saia-burgess的I/O模块PCD2.E××/A××进行控制。

由于给排水系统的I/O类型都是数字量的开关控制与状态监测，因此可以通过saia-burgess的PCD2.E110/A410模块进行监控，如果点数较多，可以通过PCD2.E160/A460进行配置，降低系统成本。

■电梯子系统

电梯子系统的监控内容包括：

∙运行状态

∙故障状态

∙楼层显示

　监控方式：

通过现场控制器PCD2.PLC系列控制器和saia-burgess的I/O模块PCD2.E××/A××进行控制。

由于电梯系统的I/O类型都是数字量的状态监测，因此可以通过saia-burgess的PCD2.E110/A410模块进行监控，如果点数较多，可以通过PCD2.E160/A460进行配置，降低系统成本。

系统连接图如下。

■房间区域系统

房间控制涵盖了以下控制系统：

散热器，电暖气，采暖/制冷天花板，电动窗帘，门禁，盘管风机，以及公共区域风扇等等多种控制。

基于LonWorks网络或S-Net的房间控制器应用于房间的多种控制。

通过红外接收器或电缆连接的房间控制单元，用户可以很方便地控制调节房间内参数。

系统连接图如下：

1）独立调节

控制器不需要连接任何总线系统上就能对房间进行控制。

控制器根据特定的参数设置进行调解。

根据测量的室内温度，经过一定的运算控制输出。

从控制器的前面板上可以对设定点进行修改

2）网络中的自调节

在LonWorks/S-Net网路系统中，控制器有自己的总线地址，作为一个子站运行。

单房间控制器利用自身的控制算法自动进行调节控制。

而主控制站根据事先配置的功能算法实现时间响应或者事件响应的控制功能。

这样保证了独立参数设定和运行模式的独立性。

同时，房间控制器（以及其控制功能）随时处于DDC主站的控制影响之下。

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