simens标准BA系统设计方案.docx

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simens标准BA系统设计方案

系统设计方案

一、工程概况

***项目是一个新建的现代化智能化建筑。

该建筑采用楼宇自控系统，对各类机电设备进行监视和控制。

根据业主提供的具体图纸以及我们与业主的沟通，我们采用了德国西门子公司的S600楼宇自控系统对该建筑进行了设计，由我们设计的楼宇智能化管理系统将致力于实现建筑物内的冷热源系统、空调系统、送排风系统、给排水系统、照明系统、变配电系统、电梯系统等其他机电设备管理自动化、智能化、安全化、节能化，同时为建筑内的工作人员提供最为舒适、便利和高效率的环境。

二、系统设计规范与依据

-建筑智能化系统工程设计管理暂行规定（建设部1997-290）

-建筑电气设计规范（JCJ/T16-92）

-智能建筑设计标准（DBJ-08-47-95）

-采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19-87）

-建筑设计防火规范（GB50045-95）

-电气装置工程施工及验收规范（GBJ232-82）

-招标文件要求的相关条例及规范

-业主提供的招标文件和设计图纸

三、系统方案描述

我们通过对项目具体要求的分析，结合楼宇控制系统的设计规范，对***项目楼宇自动化系统提出以下方案。

该楼宇自控系统监控的主要内容有：

冷热源系统、空调系统、送排风系统、给排水系统、照明系统、变配电系统、电梯系统等

1.冷热源系统控制

冷热源系统控制包括对*台风冷热泵机组制冷机组和*台循环水泵以及供回水管温度、流量监测及旁通水阀控制。

APOGEE楼宇自控系统采用SIEMENS的PXCMODULAR控制器与TX-I/O模块直接采集冷热源系统中的机组的各种参数。

同时程序控制冷水机组及循环水泵的启停，完成各种联动控制及备用设备的转换。

本处选用PXCMODULAR控制器的最大原因就是利用了PXCMODULAR是SIEMENS原PXCMODULAR控制器的替代产品，PXCMODULAR和原PXCMODULAR控制器具有相同的特点就是控制点数可以根据实际需要自由组合，同时PXCMODULAR具有自身独特解决方案：

1.通过“自组”总线可以控制最多达500点的TX-I/O模块。

2.通过一个总线扩展模块（ExpansionModule），总线扩展模块可以连接3条FLN网络。

因为冷热源部分点数相对集中，但控制点数又相对不规则，这样依据具体点数灵活选用需要的自组的TX-I/O模块是非常的经济方便。

同时所有模块安装都使用搭扣方式，不必要使用螺丝等安装工具，简化了设备安装及维护。

具体控制原理如下，可能最终调试需要依据现场具体情况作些必要更改。

冷水机组台数控制

a）根据冷源系统总负荷量（供回水温差X总流量）进行冷水机组台数控制。

运行台数需与负荷相匹配，实现机组最优启停时间控制，使设备交替运行，平均分配各设备运行时间。

对各季节的优先使用设备进行指定，发生故障时自动切换，根据送水分水器温度进行减少，回水集水器进行增加的冷/热源运行台数补充控制。

负荷计算：

Q＝K×M×（T1－T2）

Q：

负荷

K：

常数

M：

流量

T1：

回水总管温度

T2：

供水总管温度

采用DDC直接采集供/回水总管路的温度、流量的参数（AI）

在指定管道位置设置温度及压差传感器和水压调节阀，以测量空调水供回水温度，调节空调水供回水压差。

－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

－根据程序或建筑的日程安排自动开关冷水机组

－根据建筑的要求自动切换机组的运行时间，累积每台热泵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

冷热源系统动态图最后会在类似如下背景的图下再添加上一些按纽和显示形成：

PXCModular控制器产品介绍

PXCModular控制器是APOGEE系统ALN网络上最新的DDC控制器。

PXCModular控制器是一款高性能的DDC控制器，它安装灵活，控制点数多，并支持FLN

网络设备。

PXCModular控制器和TX-I/O模块组合，可以形成一个独特的解决方案：

1.通过“自组”总线可以控制最多达500点的TX-I/O模块

2.部分TX-I/O模块带有LCD就地显示和手动超持功能

3.通过UL864认证

PXCModular控制器可以支持两种总线。

一种是“自组”总线，由TX-I/O的电源模块和I/O模块组成，PXCModular控制器最多支持64个TX-I/O模块上的500个物理点。

电源模块必须使用，电源模块的数量取决于I/O模块的功耗。

下图所示是PXCModular控制器连接了一个TX-I/O的电源模块和4个I/O模块。

2．另一种总线是PXCModular控制器通过一个总线扩展模块（ExpansionModule），总线扩展模块可以连接3条FLN网络。

连接方式如下图所示。

PXCModular控制器可以同时支持通过“自组”总线连接的TX-I/O模块和通过总线扩展模块连

接的3条FLN网络。

连接方式如下图所示。

总线扩展模块，TX-I/O电源模块，TX-I/O输入/输出模块都需要分别独立订货，这种模块化的设计和订货方式更便于设计人员根据实际需求灵活组合不同的硬件设备。

TX-I/O输入/输出模块介绍

描述

TX-I/O™是一系列在APOGEE系统中集通讯和电源模块为一体的I/O点模块。

TX-I/O产品包括8种I/O模块，标准化的TX-I/O电源，总线连接模块和总线接口模块。

TX-I/O模块为基于TX-I/O技术的APOGEE系统提供了输入输出点。

此外，该模块点数的分布较为合理，为多种信号组合提供了极大的灵活性及更好的人性化操作。

8种TX-I/O模块：

􀁺8点DI模块（TXM1.8D）

􀁺16点DI模块（TXM1.16D）

􀁺6点DO带继电器输出模块（TXM1.6R）

􀁺6点DO带继电器和手动超持功能模块（TXM1.6RM）

􀁺8点通用模块（TXM1.8U）

􀁺8点带本地液晶显示（LOID）通用模块（TXM1.8U-ML）

􀁺8点超级通用模块（TXM1.8X）

􀁺8点带本地液晶显示（LOID）超级通用模块（TXM1.8X-ML）

特点：

TX-I/O总线同时传送电及通讯信号，最大可以扩展到50米。

热插拔的电子组件允许在没有除去末端导线或者扰乱总线的情况下拆开甚至替换带电器件。

考虑到使用者可以自己定制标签，模块上的标签可移动。

对于模块上的LED指示灯为模块上的点提供了状态指示和动态信息。

全部TX-I/O模块都具有：

导轨安装

高密度布局（每点之间的物理距离很小）

硬件采用地址码来做标注：

与末端组件和插入式I/O模块分离：

-

-改进安装工作流程，允许现场布线在电子器件安装之前完成。

-最佳诊断：

连结的外部设备可以被测量而没有影响或者被I/O模块影响。

-调试或维修时，可以迅速替换电子器件。

模块介绍：

P1总线接口模块（TXB1.P1）

P1总线接口模块（P1BIM）为TX-I/O模块提供P1FLN通讯和电源。

它不包含对TX-I/O模块的

应用或控制。

特点

在P1FLN或者MEC扩展总线上的通讯

支持80个TX-I/O点

支持10个I/O模块

24VAC输入

产生600mA，24VDC为TX-I/O模块和外部设备提供电源

在到动力外部设备的一个4A的最大量的24Vac的转移

插入式的螺旋插座

如果发生超载或者短路情况，交流保险丝立即切断对外部设备的供电。

分别对以下操作做独立的LED显示：

对于模块的操作，FLN的通讯状态，TX-I/O总线上24VDC

供电情况显示以及对24VAC的保险丝的监控。

数字输入模块（TXM1.8D和TXM1.16D）

TXM1.8D和TXM1.16D分别致力于对8和16个DI点的监控。

他们通过常开（NO）或常闭点（NC）信号状态的监控，控制模块干触点的开闭状态。

TXM1.8D模块上的8个DI点与TXM1.16D模块上16个DI点中的8个点可以被用作10赫兹的脉冲计数器。

每个输入点都有一个绿色的LED指示灯显示工作状态。

数字输出模块（TXM1.6R和TXM1.6R-M）

数字输出模块提供6个常开（NO）或常闭（NC）,连续或脉冲的无源干触点信号。

这些触点可容纳的最大电量为：

4A，250VAC。

每个I/O点均有一个绿色LED状态指示灯。

TXM1.6RM模块也装有手动操持开关。

每个手动操持开关上都有一个橙色的LED指示灯用来显示每个点的工作状态。

通用模块（TXM1.8U和TXM1.8U-ML）

TXM1.8U和TXM1.8U-ML是通用模块，允许8个点根据不同情况的需要分别可作为DI，AI或者AO。

特点

所有的通用模块可以提供：

电源供应：

例如为阀门和驱动器那样的外部设备的提供交流电压。

每I/O点均有一个绿色的LED指示灯，其亮度会根据电压和电流的强若变化同步变化。

数字输入支持包括：

︒无源电压/干触点

︒25赫兹的脉冲计数器

模拟输入传感器支持包括：

︒1k镍-LANDIS&Gyr曲线

︒1k铂-375和385系数

︒10k和100k热敏电阻-II类型曲线有源输入和输出支持包括：

︒模拟输入电压在0-10VDC之间

︒模拟输出电压在0-10VDC之间

注意：

当所连接的传感器需从该模块提取电源时，有源的输入和输出被允许放在相同

的模块上。

当所连传感器需被外部供电时，有源输入和输出需被放在单独的模块上

TXM1.8U-ML模块也具有本地液晶显示设置（LOID）。

LCD显示每个IO点的下列信息：

︒配置信号种类

︒过程值的有关显示

︒误操作，短路或者传感器断路的报警信息；

橙色LED指示灯分别表示每点的工作状态。

超级通用模块（TXM1.8X和TXM1.8X-ML）

TXM1.8X和TXM1.8X-ML超级通用模块具有所有通用模块的特征，并提供：

︒模拟输入电流4-20mA

︒模拟输出电流4-20mA（每个模块上最多4个电流输出：

第5-第8个点上）

︒每模块最大输出值为200mA，最多提供给传感器24VDC的电源电压。

注意：

当所连接的传感器需从该模块提取电源时，有源的输入和输出被允许放在相同的模块上。

当所连传感器需被外部供电时，有源输入和输出需被放在单独的模块上。

TX-I/O电源模块（TXS1.12F4）

特点：

TX-I/O电源供电：

︒为TX-I/O模块和外部设备提供1.2A，24VDC的电源。

︒TX-I/O总线24VDC供电LED指示

︒4个TX-I/O电源模块可以在与最多两个导轨上并行操作。

︒给TX-I/O模块和外部设备提供24VAC，4A的电源。

︒可以放在轨道的起始端或者排列在TX-I/O模块当中。

︒在导轨之间发送CS（CommunicationSupply:

+24VDC电源信号）以及CD（Communication

Data数据通讯信号）。

︒为额外的外围设备提供24VAC的输入信号。

︒如果超载或者短路状况，切断外围设备24VAC的电源提供。

︒AC保险丝状态显示（通过LED指示灯），检测简单。

TX-I/O总线连接模块（TXS1.EF4）

特点

总线连接模块：

︒为TX-I/O模块和外部设备传递1.2A，24VDC的电量。

︒可以放在轨道的起始端或者排列在TX-I/O模块当中。

︒在导轨之间传递CS（CommunicationSupply:

+24VDC电源信号）以及CD（CommunicationData数据通讯信号）。

︒为额外的外围设备提供24VAC的输入信号。

︒如果超载或者短路状况，切断对外围设备24VAC的电源提供。

内置AC保险丝可以被可替换。

︒AC保险丝状态显示（通过LED指示灯），检测简单。

2.空调机组控制

***项目的空调系统由空调机组组成。

具体控制方案应用SIEMENS的PXC系列控制器解决。

PXC控制器是SIEMENS近两年推出的更加具有灵活输入输出的，采用点对点通讯的ALN网络上的控制器，其点数非常适合空调系统设备监控。

PXC控制器分为PXC16与PXC24两个系列。

PXC16控制器提供16个输入输出点，其中包括8个通用的输入输出点。

这些点有:

3UI;5UI/O;2DI;3AO;3DO；PXC24，控制器提供24个输入输出点，其中包括16个通用的输入输出点。

这些点有:

3UI;13UI/O;3AO;5DO；通用输入输出点采用SIEMENS的TX-I/O技术，可以通过软件来设定信号的类型，包括包括0-10V，4-20mA，Ni1000，1KRTD，10KRTD，10K或100K的热敏电阻，数字或脉冲输入。

通用的输入输出点能提供0-10V的模拟量输出。

模拟量输出点输出0-10V，数字量输入为干接点，数字量输出为110/220V4AmpC型继电器输出。

这就大大方便了系统监控的灵活性。

空调机组监控内容：

启停控制：

在预定时间程序下控制空调机组的启停，可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表，确定假期和特殊时段空调的启停。

温度控制：

通过安装在回风风管上的风管温度传感器测量回风温度（AI）

根据系统的设定的回风温度来调节冷冻水水阀或加热盘管的热水阀开度，以达到降温或加热的功能，满足控制区域内温度的要求，同时节约能源。

<--Siemens空调用坚固耐用的水阀及执行器

状态监测：

通过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号（DI）

通过空调控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号（DI）

通过安装压差开关，监测过滤网两侧压差，根据设定值产生阻塞报警信号，提示清洗过滤网，提高过滤效率。

一般压差设定值为20-300Pa，可调报警范围（DI）

〈—Siemens压差开关

空调系统动态图最后会在类似如下背景的图下再添加上一些按纽和显示形成：

PXC系列控制器介绍：

PXC系列可编程控制器是APOGEE控制系统的一部分，是高性能的直接数字控制器。

控制器可以独立运行或联网执行复杂的控制、监视和能源管理功能，而无需依赖于更高级的处理器。

PXC控制器采用点对点（peertopeer）的通讯方式在自动化级网络ALN上彼此访问或与上位机通讯。

ALN网络可以是TCP/IP的以太网或RS485网络。

可以选择相应的机型安装在室外温度要求较高的环境。

特点

多种控制器满足不同的应用需求

充分验证的程序保证设备控制的要求

先进成熟的自适应控制（AdaptiveControl）算法，闭环控制算法的一种，能根据对象负载/季节的变化自动进行调解补偿

内置的能源管理程序和对DDC的编程能完全满足对设备管理的要求

全面的报警管理、历史数据收集、运行控制和监视功能

终端、打印机、寻呼机和工作站的信息传送功能

使用西门子新的、极富创意的TX-I/O技术，提供更加灵活的输入输出点

16和24点位两种选择，满足不同成本的需

PXC16

除了包含设备和系统管理的基本功能，PXC16控制器提供16个输入输出点，其中包括8个通

用的输入输出点。

这些点有:

3UI;5UI/O;2DI;3AO;3DO

PXC24

除了包含设备和系统管理的基本功能，PXC24控制器提供24个输入输出点，其中包括16个

通用的输入输出点。

这些点有:

3UI;13UI/O;3AO;5DO

选项

许多可选的型号满足不同应用的要求

以太网或RS-485

支持APOGEEP2协议的ALN网络，可以是以太网或RS-485网络

输入输出点

控制器包括16个或24个输入输出点，这些点执行A/D或D/A转换、信号处理、点命令输出、与中央处理器通讯。

接线端子可插拔，便于接线。

通用输入输出点使用西门子TX-I/O技术，可通过软件设定信号的类型，包括0-10V，4-20mA，Ni1000，1KRTD，10KRTD，10K或100K的热敏电阻，数字或脉冲输入。

通用的输入输出点能提供0-10V的模拟量输出。

模拟量输出点输出0-10V，数字量输入为干接点，数字量输出为110/220V4AmpC型继电器输出。

电源

为输入输出点和传感器提供24V直流电源。

电源安装在控制器里面，避免了外接电源，安装及维护方便。

处理器与电源配合工作保证I/O点平稳的起停设备，尤其是在特殊的情况下。

控制器中央处理器

控制器包含一个多任务的微型处理器，用于程序执行、与I/O点和网络中其他控制器的通讯。

控制器提供一个RS232的编程口，该端口支持很多操作设备（例如就地操作面板或CRT终端）。

RJ45插头可快速方便的插入。

控制器还提供调制解调器的接口用于拨号接入。

PXC控制器中RAM内存中的程序和数据库受到电池保护。

在外部电源断电的情况下，不必重新编写程序和录入数据库。

如果需要更换电池，控制器上的LED指示灯会提示“低电量”。

固件版本程序（Firmware），包括操作系统存储在不可擦写的ROM内存中。

现场对ROM内存

的升级非常方便。

这样使得对控制器的升级成为可能。

电压不足以及功率保护电路可以很好的保护控

制器不受电源波动的影响。

LED灯还指示控制器的运行状态。

可编程控制，应用更灵活.

PXC系列控制器是高性能的控制器，允许用户对每台控制器针对不同的应用编写程序。

每台控制器的程序因为控制对象的不同而不同，经过无数次验证的PPCL编程语言是一种类似于BASIC的编程语言，提供直接的数字控制和能源管理逻辑，使得对设备的控制更精确、更节能.

全局信息访问

控制器提供一个RS232的编程口，该端口支持很多操作设备（例如就地操作面板或CRT终

端）。

RJ45插头可快速方便的插入。

控制器还提供调制解调器的接口用于拨号接入。

通过该端

口连接的设备可以获取控制器所有的信息。

多用户操作

多个操作员可同时地进入网络。

当本地操作员正在操作系统，而另一个远程操作员经由调制

解调器也正在访问系统时，这个功能很有用处。

多个操作员访问的功能确保当一个操作员通过

本地存取信息时，报警会传送至报警打印机。

当使用以太网ALN时，多个操作员可通过同时

的Telent会话或本地操作员的端口访问控制器，菜单式操作界面。

PXC控制器有一简单明了的菜单提供的操作界面。

该界面提供诸如以下一些功能：

监控点监视和显示

监控点命令

多个监控点的历史趋势记录和显示

设备时间表

可编程语言（PPCL）的程序编辑和修改

报警报表和应答

动态信息的连续显示

内置直接数字控制程序

PXC控制器采用独立的直接数字控制（DDC），可提供正确地HVAC控制及有关系统操作的全

面性信息。

控制器在现场中从传感器接收信息并直接控制设备。

控制器具有以下功能：

自适应控制，一种自学习和调整的闭环控

制算法。

比传统的PID算法更高效、适应

性更强、响应速度更快、控制更稳定。

尤

其是在响应时间和维持状态上更加具有优

势。

并且能减少误差、振荡和驱动器的磨

损。

闭环回路比例，积分和微分（PID）控制

P.I.D.回路控制之参数调变

逻辑顺序控制

报警监测及报告

复位控制时间表

内置能源管理程序

以下应用已在PXC控制器中编辑，输入简单参数后即可执行：

尖峰负载控制（PDL）

设备启动－停止时间最佳化控制（SSTO）

设备时程表控制和优化

温度循环补偿

经济节能模式控制

自动日光节约时间切换，无须每年调整

夜间恒温控制

临时强制修改时间计划

假日计划

基于日历的时间列表

事件计划列表

规格说明

处理器-MotorolaPowerPCMPC852T

工作频率100MHz

内存容量16MBRAM/8MBFLASH（总共24MB）

电池维持RAM中的数据

AA碱性电池-普通型控制器

3.6伏锂电池-室外型控制器

一般2个月

一般3个月

模拟/数字信号分辨率（模拟输入）16位

数字/模拟信号分辨率（模拟输出）10位

模拟量输出0-10V

数字量输入干接点，二进制

数字量输出Class1继电器

通用输入0-10V,4-20mA,Nickel1000,1KRTD,10kThermistor,100k

Thermistor,干接点输入或脉冲计数（20hz）

通用输入/输出输入:

0-10V,4-20mA,Nickel1000,1KRTD,10k

Thermistor,100kThermistor,干接点输入或脉冲计数（20hz）

输出:

0-10V

通讯接口双RS-232端口

RS485BLN:

300bps到115.2kbps网络通讯速率

以太网BLN:

10Base-T/100Base-TXTCP/IP

电源20Vac~30Vac@50/60Hz+/-5%

功耗20VA@24Vac

箱体型号NEMA1或NEMA12（可选择）

工作环境+32℉至+122℉

（0℃至+50℃）

93%工作环境（室外型）-40℉至+158℉

（-40℃至+70℃）

93%运输和存储环境-40℉至+185℉（-40℃至+85℃）

标准及规范UL864UUKL（室外型除外）

ULC-C100UUKL7（室外型除外）

UL916PAZX与Agency兼容FCCAustralianEMCFrameworkEuropeanEMC

3.通风系统的控制

***项目要是完成对送排风机系统监控，系统采用挂PXCMODULAR控制器的FLN网络上的点扩展模块来实现监控。

由于PXCMODULAR控制器可以连接3条FLN网络，每条FLN网络可以连接32个RS-485的硬件设备包括点扩展模块、TX-I/O模块与TEC等终端控制模块，并且通讯距离理论可以达到1200米，针对送排风机比较分散原因采用FLN网络上的点扩展模块实现设备的就地监控是控制方案上比较合理，成本上也是比较经济的。

送/排风机具体监控内容：

启停控制：

于预定时间程序下控制送/排风机的启停，可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表，确定假期和特殊时段风机启停。

状态监测：

通过启动柜接触器辅助开关，直接监测风机运行状态（DI）

通过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号（DI）

点扩展模块介绍：

点扩展模块提供有效的方法来控制和监视远程信息点。

作为现场控制器的扩展，该项功能可以扩展APOGEE控制系统点的容量并使点的位置更接近的传感器和负载。

<--点扩展模块

特点

与MEC点扩展总线（EXP）和其他楼层级网络（FLN）现场控制器兼容。

数字和模拟点提供了点