智慧产业园区楼宇自动化管理系统方案.docx

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智慧产业园区楼宇自动化管理系统方案

智慧产业园区

楼宇自动化管理系统（BAS）方案

目录

第1章系统功能描述1

1.1楼宇自控系统的对象1

1.2实现功能描述2

1.2.1冷热源系统2

1.2.2冷水机组/热回收机组系统4

1.2.3空调机系统7

1.2.4热回收式新风机组12

1.2.5通风机组14

1.2.6变配电系统15

1.2.7给排水系统16

1.2.8电梯系统16

第2章系统原理图设计17

第3章系统设备选型19

第4章附件22

第1章系统功能描述

1.1楼宇自控系统的对象

Ø冷热源系统

中心岛部分：

水源热泵机组4台，板式换热机组2台，水源侧循环泵6台，冷冻水循环泵9台，软化水箱2个，补水泵8台。

21#楼部分：

冷水机组3台，热回收机组2台，高温热回收机组2台，冷冻水循环泵5台，冷却水循环泵5台，热回收水循环泵2台，热水循环泵2台，高温热水循环泵4台，冷却水塔5台，冷却水塔风机5台，热水蓄水箱2个，膨胀水箱1个。

Ø暖通空调系统

空调机组49台：

中心岛地下层6台，21#楼43台。

热回收式新风机组30台：

6#楼13台，7#楼4台，8#楼10台，9#楼3台。

通风机5台：

21#楼5台。

室外温湿度参数2套。

Ø变配电系统

变配电系统：

中心岛地下层2个变电所，21#楼地下层1个变电所及5台发电机组。

Ø给排水系统

给水箱2个，给水泵4台：

中心岛地下层1个给水箱及2台生活水泵，21#楼地下层1个给水箱及2台生活水泵。

集水坑60个，潜水排污泵98台：

中心岛地下层4个集水坑及8台潜水排污泵，21#楼地下层56个集水坑及90台潜水排污泵。

Ø电梯系统

电梯13部：

6#楼4部，7#楼3部，8#楼4部，21#楼2部。

1.2实现功能描述

1.2.1冷热源系统

冷水机组系统、热回收机组系统、高温热回收机组系统及水源热泵机组系统各提供通用通讯接口与楼宇自控系统的网关进行联网，采集系统设备如机组的运行状态，运行模式，水流状态、故障报警、进/出水温度、模式控制、COP、启停控制等参数，具体参数与各冷热源系统工程商协调后落实。

冷热源系统提供的通讯协议暂没有落实，本方案按冷热源系统行业通用的ModbusRTU协议来配置网关，因本方案所提供的楼宇自控系统为开放通用BACnet协议，如将来各冷热源系统可提供真正的BACnet协议通讯接口，则可减去楼宇自控系统的相关ModbusRTU网关。

（A）水源热泵系统

Ø工艺介绍：

水源热泵系统开始运行时，系统设备将根据要求顺序启/停，其过程是：

开启时；开热泵机组水源侧水阀→开水源侧循环泵→水流开关信号→开热泵机组负荷侧水阀→开冷冻水循环泵→水流开关信号→水源热泵机组开启。

关闭时；顺序正好相反，关闭水源热泵机组→（延时）→关闭水源侧循环泵，冷冻水循环泵→关闭水阀。

Ø自控功能：

-系统启/停控制

依据工艺要求，按照预先设定的程序模式依次开启水源热泵机组，或者按照不同情况的优先启/停顺序，依次开启各机组,同时对冷源系统各设备进行连锁程序。

通过ModbusRTU网关与各水源热泵机组系统提供的通讯接口连接，采集及控制水源热泵机组的运行参数，并依据各机组的运行参数，优先启动高效率的机组及停止低效率的机组，达到节能目的。

-空调水压差控制

在空调水供回水管道设置压力传感器,以测量空调水供回水压力，并计算出供回水压差。

根据空调水的总供/回水压力，通过PID运算，自动控制冷冻水循环泵的运行频率，当水流量达到热泵机组的最低流量要求时，则调节空调水旁通水阀开度，保证供回水压差稳定。

-板式换热器二次温度控制

板式换热器系统开启时；开换热器二次水阀→开热水循环泵→水流开关信号→温度控制程序启动。

关闭时；顺序正好相反，关闭一次侧水阀→热水循环泵→（延时）→关闭二次侧水阀。

在板式换热器二次出水管设置温度传感器,以测量二次出水温度。

根据二次出水温度控制一次侧水阀的开度。

-补水系统控制

依据补水系统压力自动启动补水泵，当压力达到系统需求压力后，补水泵停止运行。

Ø监测与报警：

-监测水源热泵机组、冷冻水循环泵、水源侧循环泵、补水泵的手自动状态及运行状态，并对设备运行故障进行报警,同时传送到中央工作站打印、记录。

-监测冷冻水循环泵的运行频率。

-监测水源热泵机组的负荷侧/水源侧的水流状态。

-监测冷热源系统的负荷侧及水源侧的供回水温度及供水流量，异常发出报警信号。

-监测负荷侧及水源侧总供回水压力，异常发出报警信号。

-监测软化水箱的高低水位。

Ø控制功能：

-指示控制水源热泵机组、冷冻水循环泵、补水泵、水源侧循环泵的启停。

-控制冷冻水循环泵的频率。

-控制各电动水阀的连锁顺序开关。

-控制空调供回水总管的旁通水阀开度。

Ø远程监控及记录：

-自动记录及打印系统负荷，并可根据物业管理部门要求，在不同时间，输出有关数据和报表。

-根据日程安排或者能量管理程序，安排最佳停机时间，定时自动开关水源热泵机组。

-根据要求自动切换系统的运行次序，累计每台水源热泵机组运行时间，自动选择各运行时间较短的水源热泵机组，使每台水源热泵机组运行时间基本相等，以延长水源热泵机组使用寿命和系统的可靠性。

-累计各水源热泵机组、冷冻水循环泵、补水泵、水源侧循环泵的运行时间，定时输出维修保养报告。

-每台设备的系统图、与故障报警所关联的平面图可以在中央工作站可进行彩色动态图形显示，打印有关故障报警信号。

-记录各种参数、状态、报警、记录启/停时间、累计运行时间及其它的历史数据等。

1.2.2冷水机组/热回收机组系统

Ø工艺介绍：

冷水机组/热回收机组系统开始运行时，系统设备将根据要求顺序启/停，其过程是：

开启时；开冷水机组/热回收机组冷却水阀→开冷却水塔电动水阀→开冷却水塔风机→开冷却水循环泵→水流开关信号→开冷水机组/热回收机组机冷冻水阀→开冷冻水循环泵→水流开关信号→冷水机组/热回收机组机开启。

关闭时；顺序正好相反，关闭冷水机组/热回收机组机→（延时）→关闭冷却水循环泵，冷冻水循环泵，冷却水塔风机→关闭水阀。

Ø自控功能：

-系统启/停控制

依据工艺要求，按照预先设定的程序模式依次开启冷水机组/热回收机组机，或者按照不同情况的优先启/停顺序，依次开启各机组,同时对冷源系统各设备进行连锁程序。

通过ModbusRTU网关与各冷水机组/热回收机组机系统提供的通讯接口连接，采集及控制冷水机组/热回收机组机的运行参数，并依据各机组的运行参数，优先启动高效率的机组及停止低效率的机组，达到节能目的。

-空调水压差控制

在空调水供回水管道设置压力传感器,以测量空调水供回水压力，并计算出供回水压差。

根据空调水的总供/回水压力，通过PID运算，自动控制冷冻水泵的运行频率，当水流量达到热泵机组的最低流量要求时，则调节空调水旁通水阀开度，保证供回水压差稳定。

-冷却水温度控制

依据冷却水塔总出水温度控制冷却水塔风机启停，维持冷却水温度在冷水机组/热回收机组的要求范围内。

依据高温热回收机组的冷却水进水温度控制冷却水旁通水阀的开度，维持冷却水进水温度在热回收机组的要求范围内。

-热水蓄水箱温度控制

依据热水蓄水箱温度控制热回收机组的热回收水循环泵的启停，维持蓄水温度。

冷却水塔风机启停，维持冷却水温度在冷水机组/热回收机组的要求范围内。

-热水循环泵控制

依据热水系统供水压力控制热水循环泵的频率，维持热水系统的压力。

-补水系统控制

依据补水系统压力自动启动补水泵，当压力达到系统需求压力后，补水泵停止运行。

Ø监测与报警：

-监测冷水机组/热回收机组、冷冻水循环泵、冷却水循环泵、补水泵的手自动状态及运行状态，并对设备运行故障进行报警,同时传送到中央工作站打印、记录。

-监测冷冻水循环泵的运行频率。

-监测冷水机组/热回收机组的冷却水/冷冻水/热水的水流状态。

-监测冷热源系统的空调的供回水温度及供水流量，异常发出报警信号。

-监测冷却水总供回水温度，异常发出报警信号。

-监测膨胀水箱的高低水位。

Ø控制功能：

-指示控制冷水机组/热回收机组、冷冻水循环泵、补水泵、冷却水循环泵的启停。

-控制冷冻水循环泵的频率。

-控制各电动水阀的连锁顺序开关。

-控制空调供回水总管的旁通水阀开度。

Ø远程监控及记录：

-自动记录及打印系统负荷，并可根据物业管理部门要求，在不同时间，输出有关数据和报表。

-根据日程安排或者能量管理程序，安排最佳停机时间，定时自动开关水源热泵机组。

-根据要求自动切换系统的运行次序，累计每台冷水机组/热回收机组运行时间，自动选择各运行时间较短的冷水机组/热回收机组，使每台冷水机组/热回收机组运行时间基本相等，以延长冷水机组/热回收机组使用寿命和系统的可靠性。

-累计各冷水机组/热回收机组、冷冻水循环泵、补水泵、冷却水循环泵的运行时间，定时输出维修保养报告。

-每台设备的系统图、与故障报警所关联的平面图可以在中央工作站可进行彩色动态图形显示，打印有关故障报警信号。

-记录各种参数、状态、报警、记录启/停时间、累计运行时间及其它的历史数据等。

1.2.3空调机系统

（A）组合式空调机组（应用在中心岛地下层部分，共6台）

Ø工艺介绍：

根据工艺的要求和结合多年从事楼宇自控系统工程的经验，我们对空调机组的控制，将采用DDC现场控制器，对空调机组的回风温度进行检测并行与室外参数比较和调节各机组新、回风门以达到最大节能效果。

对水阀、风阀和风机根据时间程序自动连锁控制。

Ø自控功能：

机组启/停控制

-机组可按预先设定的时间程序自动启/停，风机启动的同时，依照DDC控制器预先编制的程序,连锁控制程序投入工作。

顺序控制

系统开始运行时，其过程是：

-启动顺序:

开新风阀→启风机→通过风压差状态确认风机运行→温度控制程序启动；

-停机顺序:

关空调水阀→停风机→关新风阀。

在冬季时，风机停止后，空调水阀保留20％～30％的保温流量，维持空调盘管内水的流动，作为防冻保护功能。

温度控制

-根据检测的回风温度与设定值的偏差经过比例积分运算后,控制空调水阀的开度，以保证回风温度的恒定。

新/回风阀比例开度控制

-在冬夏季时，维持最小新风阀开度，节约能源。

过渡季节时，根据回风及室外参数,通过PID运算以调节新风门开度，以达到最大节能效果。

监测回风二氧化碳浓度，当出现超标时，增加新风门开度，加快换气速度，维持室内空气素质，保障人员的健康。

防冻保护

-采用防冻温度单元器检测盘管后的，防冻温度单元器检测值低于设定值（一般设为5℃），关闭新风门，打开空调水阀并切停风机，以防盘管受冻裂，同时将报警信号送至中央管理站。

冬夏季转换控制

-根据运行工况进行季节转换。

Ø监测与报警：

-监测风机的手自动状态，并对设备运行故障进行报警,同时传送到中央工作站打印、记录。

-通过风压差开关监测机组的运行状态，异常发出报警信号。

-采用空气压差开关,监测过滤网淤塞情况,发现过滤器堵塞时及时报警。

-监测防冻报警信号，异常发出报警信号，并进行防冻保护程序。

-监测回风温度及回风二氧化碳浓度，异常发出报警信号。

-监测室外温湿度。

Ø控制功能：

-控制风机的启停。

-控制空调水阀、新风阀及回风阀的开度。

-控制季节工况的转换。

Ø远程监控及记录：

-累计风机的运行时间，定时输出维修保养报告。

-每台设备的系统图、与故障报警所关联的平面图可以在中央工作站可进行彩色动态图形显示，打印有关故障报警信号。

-记录各种参数、状态、报警、记录启/停时间、累计运行时间及其它的历史数据等。

（B）空调机组（应用在21#楼地下层部分）

Ø工艺介绍：

根据工艺的要求和结合多年从事楼宇自控系统工程的经验，我们对空调机组的控制，将采用DDC现场控制器，对空调机组的区域温度进行检测。

对水阀和风机根据时间程序自动连锁控制。

Ø自控功能：

机组启/停控制

-机组可按预先设定的时间程序自动启/停，风机启动的同时，依照DDC控制器预先编制的程序,连锁控制程序投入工作。

顺序控制

系统开始运行时，其过程是：

-启动顺序:

启风机→通过风压差状态确认风机运行→温度控制程序启动；

-停机顺序:

关空调水阀→停风机。

温度控制

-根据检测的区域温度与设定值的偏差经过比例积分运算后,控制空调水阀的开度，以保证区域温度的恒定。

冬夏季转换控制

-根据运行工况进行季节转换。

Ø监测与报警：

-监测风机的手自动状态，并对设备运行故障进行报警,同时传送到中央工作站打印、记录。

-通过风压差开关监测送/回风机组的运行状态，异常发出报警信号。

-采用空气压差开关,监测过滤网淤塞情况,发现过滤器堵塞时及时报警。

-监测区域温度，异常发出报警信号。

Ø控制功能：

-控制风机的启停。

-控制空调水阀的开度。

-控制季节工况的转换。

Ø远程监控及记录：

-累计风机的运行时间，定时输出维修保养报告。

-每台设备的系统图、与故障报警所关联的平面图可以在中央工作站可进行彩色动态图形显示，打印有关故障报警信号。

-记录各种参数、状态、报警、记录启/停时间、累计运行时间及其它的历史数据等。

（C）吊顶式空调机组（应用在21#楼地面以上部分，共40台）

Ø工艺介绍：

根据工艺的要求和结合多年从事楼宇自控系统工程的经验，我们对空调机组的控制，将采用DDC现场控制器，对空调机组的回风温度进行检测。

对水阀、风阀和风机根据时间程序自动连锁控制。

Ø自控功能：

机组启/停控制

-机组可按预先设定的时间程序自动启/停，风机启动的同时，依照DDC控制器预先编制的程序,连锁控制程序投入工作。

顺序控制

系统开始运行时，其过程是：

-启动顺序:

开新、排风阀→启风机→通过风压差状态确认风机运行→温度控制程序启动；

-停机顺序:

关空调水阀→停风机→关新、排风阀。

温度控制

-根据检测的区域温度与设定值的偏差经过比例积分运算后,控制空调水阀的开度，以保证区域温度的恒定。

冬夏季转换控制

-根据运行工况进行季节转换。

Ø监测与报警：

-监测风机的手自动状态，并对设备运行故障进行报警,同时传送到中央工作站打印、记录。

-通过风压差开关监测机组的运行状态，异常发出报警信号。

-采用空气压差开关,监测过滤网淤塞情况,发现过滤器堵塞时及时报警。

-监测区域温度，异常发出报警信号。

Ø控制功能：

-控制风机的启停。

-控制空调水阀的开度。

-控制新风阀及排风阀的开关。

-控制季节工况的转换。

Ø远程监控及记录：

-累计风机的运行时间，定时输出维修保养报告。

-每台设备的系统图、与故障报警所关联的平面图可以在中央工作站可进行彩色动态图形显示，打印有关故障报警信号。

-记录各种参数、状态、报警、记录启/停时间、累计运行时间及其它的历史数据等。

1.2.4热回收式新风机组

Ø工艺介绍：

根据工艺的要求和结合多年从事楼宇自控系统工程的经验，我们对热回收式新风机组的控制，将采用DDC现场控制器，对新风机组的送风温度进行检测和控制,对水阀，风阀及风机根据时间程序自动连锁控制。

Ø自控功能:

机组启/停控制

-机组可按预先设定的时间程序自动启/停，风机启动的同时，依照DDC控制器预先编制的程序,连锁控制程序投入工作。

顺序控制

系统开始运行时，其过程是：

-启动顺序:

开新、排风阀→启送/排风机→通过风压差状态确认风机运行→温度控制程序启动；

-停机顺序:

关空调水阀→停风机→关风阀。

在冬季时，风机停止后，空调水阀保留20％～30％的保温流量，维持空调盘管内水的流动，作为防冻保护功能。

温度控制

-根据检测的送风温度与设定值的偏差经过比例积分运算后,控制空调水阀的开度，以保证送风温度的恒定。

热回收效果监督

-比较送风温度、回风温度、排风温度及新风温度，提供热回收效果数据给系统维护人员进行分析，制定维护时间表。

当室外新风温度太低，则打开旁通风阀，停止热回收功能，保护热回收元件的寿命。

防冻保护

-采用防冻温度单元器检测盘管后的，防冻温度单元器检测值低于设定值（一般设为5℃），关闭风门，打开空调水阀并切停风机，以防盘管受冻裂，同时将报警信号送至中央管理站。

冬夏季转换控制

-根据运行工况进行季节转换。

Ø监测与报警：

-监测风机的手自动状态，并对设备运行故障进行报警,同时传送到中央工作站打印、记录。

-通过风压差开关监测机组的运行状态，异常发出报警信号。

-采用空气压差开关,监测过滤网淤塞情况,发现过滤器堵塞时及时报警。

-监测防冻报警信号，异常发出报警信号，并进行防冻保护程序。

-监测送风温度、排风温度、回风温度，异常发出报警信号。

Ø控制功能：

-控制风机的启停。

-控制新、排及旁通风阀的开关。

-控制空调水阀的开度。

-控制季节工况的转换。

Ø远程监控及记录：

-累计风机的运行时间，定时输出维修保养报告。

-每台设备的系统图、与故障报警所关联的平面图可以在中央工作站可进行彩色动态图形显示，打印有关故障报警信号。

-记录各种参数、状态、报警、记录启/停时间、累计运行时间及其它的历史数据等。

1.2.5通风机组

Ø工艺介绍：

本工程共有通风机5台。

Ø自控功能:

机组启/停控制

-风机可按预先设定的时间程序及按工艺要求联锁事故自动启/停。

Ø监测与报警：

-监测风机的手自动状态及运行状态，并对设备运行故障进行报警,同时传送到中央工作站打印、记录。

Ø控制功能：

-控制风机的启停。

Ø远程监控及记录：

-累计风机的运行时间，定时输出维修保养报告。

-每台设备的系统图、与故障报警所关联的平面图可以在中央工作站可进行彩色动态图形显示，打印有关故障报警信号。

-记录各种参数、状态、报警、记录启/停时间、累计运行时间及其它的历史数据等。

1.2.6变配电系统

Ø工艺介绍：

通过网关与各变电所提供的单一通讯接口进行连接，采集及记录电力参数，并通过网络将参数传送到中央站。

通过网关与发电机组系统提供的单一通讯接口进行连接，采集及记录电力参数，并通过网络将参数传送到中央站。

Ø自控功能：

-对变配电系统只监不控。

Ø监测与报警：

-通过网关监测电表参数，参数异常发出报警信号。

通过监测变配电系统的电力参数，当预见电力会出现超限时，依据被控制设备的重要性及耗电参数进行综合控制，避免电力超限。

Ø远程监控及记录：

-记录及动态显示各电表参数。

-中央工作站彩色图形显示,记录各种参数、状态、报警,记录启其历史数据等。

1.2.7给排水系统

Ø工艺介绍：

给排水系统自带控制装置，对给排水系统设备只监不控。

Ø自控功能：

-对给水压力与给水泵的运行状态进行逻辑比较，异常发出报警信号。

-对集水坑超高水位与潜水排污泵的运行状态进行逻辑比较，异常发出报警信号。

Ø监测与报警：

-监测生活水箱的高低水位。

-监测给水系统的给水压力。

-监测给水泵及潜水排污泵的运行状态及故障报警。

-监测集水坑的超高水位。

Ø远程监控及记录：

-累计水泵的运行时间，定时输出维修保养报告。

-给排水系统各设备的参数可以在中央工作站可进行彩色动态图形显示，打印有关故障报警信号。

-记录各种参数、状态、报警、记录开关时间及其它的历史数据等。

1.2.8电梯系统

Ø工艺介绍：

对电梯系统设备只监不控。

Ø监测与报警：

-监测电梯的运行状态及故障报警。

-监测电梯的上行及下行状态。

Ø远程监控及记录：

-累计电梯的运行时间，定时输出维修保养报告。

-电梯系统运行数据可以在中央工作站可进行彩色动态图形显示，打印有关故障报警信号。

-记录各种参数、状态、报警、记录开关时间及其它的历史数据等。

第2章系统原理图设计

随着大楼内各个以计算机/微处理器控制为基础的设备日益增多，系统集成是当今最迫切的问题。

要实现系统集成，各厂家必需按某一标准通讯协议来发展其自身产品，为解决这一问题，美国ASHRAE协会集合各厂家用户及系统工程师意见制定了ANSI/ASHRAE135-1995（欧洲CENTechnicalCommittee247）BACnet的标准,是楼宇自控系统行业的开放式网络通讯协议。

BACnet（BuildingAutomationControlnetwork）并不是软件，它是一标准通讯及数据交换协议，而各厂家亦会按这标准发展与BACnet兼容的控制器或接口，最终达到不同厂家控制器可在这一标准通讯通道上互相交换通讯息数据的目的。

从用户方面考虑，他们可拥有更大自由度在BACnet兼容控制器内按他们要求的价钱、功能及售後服务而选择适当的厂家及产品，同时亦可不必依赖一个厂家为其原有系统扩展，使用户所受到的限制性降至最低。

BACnet的出现，为用户提供了更大的利益和方便。

选用开放式网络对用户来讲，有如下优越性：

1/可降低成本；

2/不再需要依赖于一家供货商，降低备品备件及日后维护保养的成本；

3/形成更多的选择，系统的服务更加有保证；

4/易于与其它产品构成网络上的系统集成，便于智能建筑系统的综合管理；

5/确定能够与不断面世的高新技术设备的兼容潜力。

作为在楼宇自控系统及管理系统硬件及软件开发先驱，美国霍尼韦尔（HONEYWELL）公司的EBT系统，是符合ANSI/ASHRAE135-1995有关对BACnet规定的进口成熟产品。

EBT系统为霍尼韦尔公司的主流系列，其系统软件及控制器为霍尼韦尔公司于美州自主开发，保证其先进性。

霍尼韦尔公司EBT系统在全世界及中国地区拥有众多成功工程业绩，系统稳定可靠。

本方案的外围设备是依据空调系统设备的技术资料进行选型。

EBT系统完全采用了微软视窗作为平台发展其楼宇自控系统管理软件，故操作员可从彩色荧光屏/个人计算机中监察各个系统情况。

故由中央站到讯息协调器以及到各个不同子系统内完全为用户提供了前所未有之系统灵活性。

并为将来与其他厂家BACnet兼容控制器及系统集成提供一巩固基础。

在这有力基础下，EBT系统能满足不同楼宇对自控管理的要求，从小型系统到大型系统，EBT视窗管理系统都能胜任。

EBT系统原理结构图：

第3章系统设备选型

本系统选用美国霍尼韦尔公司EBT系统。

系统特点：

1）从中央管理站，网络控制器到DDC控制器VLC（VisualLogicController）均符合美国暖通空调工程师学会（ASHRAE）对BACnet，ANSI/ASHRAE135-1995标准，通讯协议之有关规定，这确定系统的兼容潜力。

2）高速通讯网络结构

✧10MbpsEthernet（以太网）

EBT系统的中央管理站通过系统软件进入以太网进行数据管理，实现全系统或区域性数据联网，提高管理水平。

由于网络控制器及路由器可直挂装在以太网上，而以太网通讯速度可达10Mbps，与中央管理站同层。

在网络控制器或路由器下通过MS/TP通讯网连接各类型的DDC控制器。

✧76.8kbpsMS/TP局部区域网

在网络控制器及路由器下的MS/TP通讯网亦达到76.8Kbps，使DDC与DDC间通讯及