楼宇自控系统技术建议书.docx
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楼宇自控系统技术建议书
楼宇设备管理系统
1．概述175
1.1用户需求175
1.2需求分析及系统选型175
1.3系统优势与特点175
1.4系统设计总则177
1.4.1楼宇自动化机电设备监控系统的设计目标177
1.4.2系统设计依据178
1.4.3系统设计原则178
2．系统设计方案说明179
2.1总线型结构及开放的网络协议--BACnet179
2.2楼宇自动化系统的配置及控制功能180
2.2.1冷冻站系统监控180
2.2.2空气处理机180
2.2.3新风系统监控182
2.2.4带热回收空气处理机组184
2.2.5通风系统监控184
2.2.6给排水系统监控185
2.2.7照明系统监控185
2.2.8电梯、扶梯监控185
2.2.9高低压变配电监控系统185
柴油发电机组186
3．系统性能介绍186
3.1BACtalk系统结构187
3.2软件功能188
3.3系统软件特性189
3.4DDC控制器189
3.4.1全局控制器（BCM/BTI）189
3.4.2中小型控制器（VLCs）191
1．概述
1.1用户需求
建筑物智能化的内容是多方面的，它必须满足用户近期和长远期的业务需要，智能大厦定义为：
将结构、系统、服务、管理以及他们之间内在联系进行优化考虑后而设计出的，并能提供自动化程度高，投资合理，舒适，温馨，高效，便利环境的高层建筑物，称之为智能大厦。
本楼宇设备管理系统对本建筑群内的机电设备，包括冷源系统、空调及通风系统、电梯系统、给排水系统等进行集中监测和遥控管理，用来提高管理水平，降低设备故障率，减少维护及营运成本。
设计本楼宇设备管理系统的主要目的在于将大楼各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用集散型控制系统和最优化的控制手段对各系统设备进行集中监控和管理，使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致的高效、有序状态运行。
在创造出一个高效、舒适、安全的工作环境下，降低各系统造价，尽量节省能耗和日常管理的各项费用，保证系统充分运行，使投资能得到一个良好的回报。
本系统按国家《智能建筑设计标准》（GB50314-2006）商业建筑标准设计。
楼宇设备管理系统的设计有以下的安排：
BAS监控中心设于LG层的消防监控室内。
在行政后勤楼一层保安监控室设分控中心。
楼层分别设置现场控制器，通过全局控制器将每个区域的DDC控制器所监视的设备状态，控制信息等经以太网传送给设备监控中心。
全局控制器下挂现场DDC控制器单元，DDC控制器放置在各层之有关机房内。
各现场DDC控制器再经弱电线槽把有关设备（如传感器、阀门驱动器、干节点等）用线缆连接起来。
1.2需求分析及系统选型
本方案内的空调、通风、给排水、电梯、高低压变配电控制、智能照明等设备的自动控制进行设计，自动控制系统采用了霍尼韦尔公司的BACtalk系统。
根据要求，BAS系统将对建筑物的各种机电设备的运行及开关状态实行全时间的自动监测或控制，并同时收集、记录、保存及分析管理有关系统的重要信息及数据，达到提高设备运行效率，节能，节省人力，安全延长设备寿命的目的。
1.3系统优势与特点
霍尼韦尔公司的BACtalk系统是业界率先生产符合BACnet通讯协议产品的系统，是世界上第一个使用BACnet通讯协议的楼宇设备管理系统。
是美国暖通学会ASHRAEBACnet成员，同时也是BACnet开发委员会的委员之一，参与了BACnet通讯协议标准（美国国家标准BACnetNASI/ASHRAESPC135P）
的开发与编写；是北美BACnet组织的成员；BACnet生产厂商联合会的成员。
目前支持BACnet的厂商有Honeywell，Siemens，ALC，Johnson
Control，Delta，York，Carrier，McQuay，Phoenix等。
霍尼韦尔公司的BACtalk系统是以集散控制理论为基础，采用分布式计算机监控技术、计算机网络通信技术，具有高可靠性、完全开放的成熟的楼宇自动化系统；EnvisionforBACtalk管理层采用了客户/服务器（Client/Server），基于Web架构的结构，使用BACnet通讯协议进行通讯，并有能力在同一网络上通过通信接口与MODBUS和SNMP等不同通信协议进行通讯，读取各开放式数据库；具有结构灵活、适应性强、扩展方便、整合容易、软件优化设备运行、操作简单易学等特点。
霍尼韦尔公司的BACtalk系统是基于TCP/IP（&BACnet）网络架构，同时也是基于WINDOWS视窗操作系统平台的系统软件包，系统可直接连入建筑物的计算机网络管理系统，可实现与其他厂商的楼宇设备管理系统、工业自动化系统、管理系统、物业管理系统、办公自动化系统及保安视频监控系统等进行数据信息交换，实现与很多第三方产品及其他系统的无缝联接与集成，并成为智能建筑管理系统中重要的环节，这也是该系统开放性的充分表现。
霍尼韦尔公司是全球BACnet楼宇自动化系统领域着名的制造商，所有产品都具有BACnet国际组织的标准认证“BTL”，并且符合UL916安全等级及欧洲标准EMCDirective89/336/EEC（CE标示）。
系统特点：
1.可靠性：
在设计上充分体现了分散控制、集中管理的特点，保证每个子系统都能独立控制，同时在中央工作站上又能做到集中管理，使得整个系统的结构完善、性能可靠。
BACtalk系统中的各级别设备都可独立完成操作，即在同一时刻组成不同级别的集散系统（或不同级别的结构组织形式），使用界面非常亲切；其全套楼宇设备管理产品、统一的生产管理体系保证了系统的配套性，同时使系统可靠性大为增加。
2.先进性：
BACtalk系统采用最先进的技术实现建筑物内机电设备完全自动化控制，系统运行基于微软视窗操作系统的Windows9x/NT，或Windows2000/XP操作平台，整个系统网络架构在快速以太网上，协议为标准的TCP/IP，系统提供的数据接口方式有COM/DCOM，ODBC，DDE，ActiveX，并且支持BACnet，OPC，LonTalk，PTP等工业标准协议。
3.扩展及灵活性：
BACtalk系列产品为模块化结构设计，系统可通过自由和公共组合方式由单个的子站拓展为超大型的分布式综合集散控制系统；同时系统的控制方式极其灵活，现场控制层的维护和扩展极为方便。
使得楼宇管理系统可以很方便地扩展，节省初期投资，系统各部分可分别随调试的完成进度投入使用。
4.开放及兼容性：
霍尼韦尔公司的BACtalk系统相关产品以公认的工业标准技术制造，其系统符合公认的工业标准结构。
采用的工业标准为BACnet（美国国家标准协会的ANSI/ASHAREStandaed135-1995标准），BACnet的全名是建筑自动化和控制网络通讯协议。
遵循该协议开发的系统非常方便集成不同厂家的自动化系统和设备，能真正实现建筑物不同系统间数据的共用和互操作。
由此可见霍尼韦尔公司的BACtalk系统是一个真正的完全开放式的建筑物自动化系统，其系统开放能力处于业界领先的地位。
由于采用了BACnet工业标准技术制造，其新旧产品兼容性很强，互换性好，可为使用者节省昂贵的系统升级费用，以保护使用者的投资回报。
5.简洁性：
结构直观简单，采用两级网络结构，管理层通讯速率高达100Mbps，现场控制层通讯速率高达76.8Kbps。
编程简单：
BACtalk系统首先采用面向对象的构件导向编程方式，用户只需使用鼠标进行简单的拖拉操作就可编制出专业的自动控制程序。
操作简捷：
BACtalk系统采用直观的三维彩色动画处理并呈现被控设备的状态及动作，使系统操作十分容易。
6.全球应用：
BACtalk系统在中国和在世界任何一个地区系统的运行是一样畅通的，并能实现互联互通及互操作，同时它还提供对世界不同国家、不同语言的支持。
1.4系统设计总则
1.4.1楼宇自动化机电设备监控系统的设计目标
设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑物内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用最优化的控制手段并结合现代计算机技术对各系统设备进行全面有效的监控和管理，使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致的高效、有序状态下运行，以确保建筑物内舒适和安全的环境。
尽量节省能耗和日常管理的各项费用，保证系统充分运行，使投资能得到一个良好的回报。
1.4.2系统设计依据
本系统设计是以晶岛国商购物中心智能化系统招标文件和招标期间业主/业主代表的问卷回复的要求以及所附空调、强电、给排水、弱电图纸为基础，参照以下标准进行设计：
&《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）
&《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339-2003）
&《中国建筑智能化系统工程设计标准》（DBJ13-32-2000）
&《建筑节能工程施工质量验收规范》（GB50411-2007）
&《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）
&《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-2008）
&《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2002）
&《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）
&《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）
&《自动化仪表工程施工及验收规范》（GB50093-2002）
&《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）
&《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
&《Honeywell建筑设备监控系统应用手册》及其它技术资料
&深圳市关于智能建筑的有关规定和要求
本系统点表设计共有物理输入/输出点2269点。
系统以模块方式组成，日后增加功能或设备时，只要增加有关模块，对未来系统扩展不会造成困难，同时系统充分考虑今后其他区域的的建设需要，保证只增加现场控制器与现场设备，无须增加控制中心设备与软件，实现新建区域并入整个系统的要求。
1.4.3系统设计原则
在对楼宇自动化系统的设计中我们遵循以下的原则：
可靠性：
采用集散分布型控制系统，即将任务分配给系统中每个现场处理器，免除因系统内某个设备的损坏而影响整个系统的运行。
扩展性及灵活性：
系统具有可扩充性，以便满足将来扩展网络服务范围的需要。
系统可在日后任何地方增加现场控制器及操作终端而不影响本系统操作。
实用及方便性：
系统可容纳晶岛国商购物中心内机电系统的不同控制管理的需要。
突出体现大厦“以人为中心”的思想，给工作人员、客人以舒适，给管理人员以方便。
开放性：
系统采用开放式结构，在系统网路架构内完全采用开放式的国际标准BACnet协议。
经济性：
系统中的现场处理器足够应付日后技术的快速发展，现阶段的投资可以得到充分利用及保护。
2．系统设计方案说明
本着上述的系统设计目标和原则，结合国内设计成功的智能大厦管理方案和我公司对智能大厦弱电系统集成的经验，为XXXXXX设计出一套符合二十一世纪现代化的智能建筑楼宇设备管理系统。
系统的设计方案包括从监控内容和方式、设备的选型、DDC的配置、软硬件功能等方面均做了详细的阐述。
2.1总线型结构及开放的网络协议--BACnet
该系统采用如下结构及协议，具体见示意图：
本方案BA系统主要控制的机电设备主要有：
双泵集水坑53个；单泵集水坑4个；污水池4个；潜污泵118台；空调机组42台；吊柜式空气处理机30台；新风机组27台；空调热回收处理机8台；排烟排风机24台；送风补风机24台；排风机10台；送风机4台；变频排烟排风机33台；双速排烟排风机6台。
总物理监控点数为2269点。
通过4条MS/TP&BACnet现场控制总线（每个区域1条总线），连接BACtalk系统的DDC控制器来实现数据的共享和控制的分散。
LG层的消防监控中心机房设置了1套中央管理工作站，连接199个主控DDC。
监控管理功能集中于中央站，实时性的控制和调节功能由现场控制层的DDC控制器完成。
中央站的工作与否不影响分站功能和设备的运行及网络通讯控制。
采用的主控DDC主要有：
VLC-550：
13台（5个10位分辨率通用输入，5个可控硅输出）；
VLC-660R：
17台（6个10位分辨率通用输入，3个可控硅输出，3个独立继电器输出）；
VLC-651R：
52台（6个10位分辨率通用输入，2个可控硅输出，3个独立继电器输出，1个10分辨率0—20mA输出）；
VLC-853：
43台（8个10位分辨率通用输入，5个可控硅输出，3个8分辨率通用输出）；
VLC-1188：
42台（11个10位分辨率通用输入，8个可控硅输出，8个8分辨率通用输出）；
VLC-1600：
16台（16个10位分辨率通用输入）；
VLC-16160：
16台（16个10位分辨率通用输入，16个可控硅输出）；
管理层网络TCP/IP&BACnet的数据传输速率为100Mbps，BACnet&MS/TP现场控制层总线数据传输速率为76.8Kbps。
2.2楼宇自动化系统的配置及控制功能
简体中文的3维真彩色现场仿真型图形化操作界面监视整个BA系统的运行状态，提供动态图形、工艺流程图、实时曲线图、记录报表、监控点表、绘制平面布置图，以最贴近现场设备实际情况的直观的3维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，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，提供多窗口显示操作功能。
矩阵打印机可连续记录报警打印输出，保证报警记录的连续性。
2.2.1冷冻站系统监控
本项目冷源群控系统由冷水机组设备供应商提供，通过高级接口向BA系统的中央监控站提供相关数据。
BA系统对冷冻站系统数据的实时采集，只监视不控制，可实现冷冻站无人值守；对运行参数的归纳、分析，为系统的节能运行提供依据。
2.2.2空气处理机
本项目的空气处理机有多种模式，主要可分为柜式空气处理机和吊顶式空气处理机。
柜式空气处理机
吊顶式空气处理机
B2层
AHU-B2-1~18
18
AHU-1，AHU-2
19
LG层
AHU-LG-1~6
6
CAHU-LG-1~4
4
M层
AHU-M-1~16
16
CAHU-M-1~3
3
G层
AHU-G-1~2
2
CAHU-G-1~4
4
空气处理机监控点：
风机启停控制（DO）
风机故障警报（DI）
风机手自/动状态（DI）
风机压差报警（DI）
过滤网报警（DI）
电动水阀调节控制（AO）
回风阀调节控制（AO）
新风阀调节控制（AO）
回风温度测量（AI）
送风温度测量（AI）
回风二氧化碳浓度测量（AI）
水阀开度反馈（AI）
回风阀开度反馈（AI）
新风阀开度反馈（AI）
监控功能：
1）回风温度自动控制：
根据传感器实测的回风温度值自动对冷水阀开度进行PID运算控制。
通过调节水阀的开度，使回风温度达到用户的设定值。
2）过滤网报警：
监测过滤网的状态和报警，当其发生报警时，发出警示提醒使用者，并在图形操作站上显示及打印报警，同时指出报警时间。
3）空调机组启停控制：
根据事先设定的工作时间表及节假日休息时间表，定时启停空调机组，自动统计空调机组的运行时间，提示定时对空调机组进行维护保养。
4）二氧化碳调节新风比：
根据测量的回风二氧化碳浓度调节新回风阀开度，是室内空气质量达到合理的标准。
5）风机压差报警：
运用风机压差开关实际检测风机是否运行正常；当运行不正常时，发出警示提醒使用者，并在图形操作站上显示及打印报警，同时指出报警时间。
6）联锁保护控制：
风机停止后，电动调节阀自动关闭；风机启动后，其风机压差状态返回报警时，并联锁停机，并在图形操作站上显示报警。
7）节能运行，包括：
A.间歇运行：
使设备合理间歇启停，但不影响环境舒适程度。
B.最佳启动：
根据建筑物人员使用情况，预先开启空调设备，晚间之后，不启动空调设备。
C.最佳关机：
根据建筑物人员下班情况，提前停止空调设备。
D.调整设定值：
根据室外空气温度对设定值进行调整，减少空调设备能量消耗。
E.夜间风：
在凉爽季节，用夜间新风充满建筑物，以节约空调能量。
8）累积设备运行时间。
2.2.3新风系统监控
新风机组共8台
柜式空气处理机
B3层
PAU-B3-1~4
4
B2层
PAU-B2-1~6
6
LG层
PAU-LG-1~4
4
M层
PAU-M-1~5
5
G层
PAU-G-1~2
2
RF层
PAU-RF-1~6
6
监控内容：
启停控制（DO）
手/自动状态（DI）
故障警报（DI）
风机压差报警（DI）
过滤网报警（DI）
电动水阀调节控制（AO）
送风温度测量（AI）
新风温度测量（AI）
水阀开度反馈（AI）
监控功能：
1）送风温度自动控制：
根据传感器实测的温度值自动对冷水阀开度进行PID运算控制。
通过调节水阀的开度，使送风温度达到用户的设定值。
2）新风机启停控制：
根据事先设定的工作时间表及节假日休息时间表，定时启停新风机，自动统计新风机运行时间，提示定时对新风机进行维护保养。
3）过滤网报警：
监测过滤网的状态和报警，当其发生报警时，发出警示提醒使用者，并在图形操作站上显示及打印报警，同时指出报警时间。
4）风机压差报警：
运用风机压差开关实际检测风机是否运行正常；当运行不正常时，发出警示提醒使用者，并在图形操作站上显示及打印报警，同时指出报警时间。
5）联锁保护控制：
风机停止后，电动调节阀自动关闭；风机启动后，其送风状态没有返回时报警，并联锁停机，并在图形操作站上显示报警。
6）节能运行，包括：
A.间歇运行：
使设备合理间歇启停，但不影响环境舒适程度。
B.最佳启动：
根据建筑物人员使用情况，预先开启空调设备，晚间之后，不启动空调设备。
C.最佳关机：
根据建筑物人员下班情况，提前停止空调设备。
D.调整设定值：
根据室外空气温度对设定值进行调整，减少空调设备能量消耗。
E.夜间风：
在凉爽季节，用夜间新风充满建筑物，以节约空调能量。
7）累积设备运行时间。
2.2.4带热回收空气处理机组
本项目带热回收空气处理机由空调设备供应商提供，通过高级接口向BA系统的中央监控站提供相关数据。
BA系统对热回收空气处理机组的数据实时采集，只监视不控制，对运行参数的归纳、分析，为系统的节能运行提供依据。
2.2.5通风系统监控
监控范围：
排风机
排烟排风机
双速排烟
排风机
变频排烟
排风机
送风机
送风补风机
B3层
3
18
1
18
B2层
4
6
2
6
G层
4
RF层
3
6
29
1
通过对通风系统的集中控制，方便了操作人员的管理，降低了操作人员的工作量。
监控内容：
风机启停控制（DO）
变频器复位控制（DO）
风机故障警报（DI）
风机手自动状态（DI）
风机压差报警（DI）
变频器工频/变频状态（DI）
变频器故障报警（DI）
变频器调速（AO）
变频器频率反馈（AI）
监控功能：
1）根据事先设定的工作时间表及节假日休息时间表，定时启停风机，自动统计风机运行时间，提示定时对风机进行维护保养。
2）风机压差报警：
运用风机压差开关实际检测风机是否运行正常；当运行不正常时，发出警示提醒使用者，并在图形操作站上显示及打印报警，同时指出报警时间。
3）累积设备运行时间。
4）通过对通风系统的集中控制，方便了操作人员的管理，降低了操作人员的工作量。
2.2.6给排水系统监控
监控范围：
双泵集水坑53个；单泵集水坑4个；污水池4个
监控内容：
集水坑高液位及溢流液位报警（DI）
水泵启停控制（DO）
水泵故障警报（DI）
水泵手自动状态（DI）
水泵运行状态（DI）
监控功能：
本项目主要监测水池的液位高度和水泵的异常状态，当液位超过设定高度和水泵发出异常报警时，发出警示提醒使用者，并在图形操作站上显示及打印报警，同时指出报警时间。
2.2.7照明系统监控
本项目公共区域的照明自成一套独立的监控系统——智能照明控制系统，通过高级接口向BA系统的中央监控站提供相关数据。
BA系统对智能照明系统的数据实时采集，只监视不控制，在工作站上以电子地图的形式显示各区域照明回路的信息，对重要回路的运行状态、电流值及故障信息进行监视。
2.2.8电梯、扶梯监控
本项目电梯自成一套独立的监控系统，由电梯供应商提供。
通过标准的通讯接口提供数据给BAS系统，BAS主要监测以下内容：
自动检测、监视运行状态参数并显示、记录，故障报警；
自动统计运行工作时间，提示定时维修。
2.2.9高低压变配电监控系统
本工程高低压配电系统自成一套电力监控系统，通过高级接口向BA系统的中央监控站提供相关数据。
BA系统对其数据实时采集，可实现无人值守；对运行参数的归纳、分析，为系统的节能运行提供依据，BAS主要监测以下内容：
高低压配电回路的三相电流、电压，功率因素，负荷过载，跳闸报警，开关等回路状态。
柴油发电机组
本工程发电机系统自成系统，通过高级接口向BA系统的中央监控站提供相关数据。
BA系统对发电机系统的数据实时采集，可实现无人值守；对运行参数的归纳、分析，为系统的节能运行提供依据，BAS主要监测以下内容：
油箱液位、油温、发电机的手/自动状态、储油量及漏油报警等参数
3．系统性能介绍
霍尼韦尔推出的完全符合BACnet通讯协议标准的BACtalk系统专用于大型建筑物、厂房设备监控的自动化及能源管理，是国际上最先进的系统之一。
BACtalk系统采用模块化设计，互换性、适应性非常强；由于采用了开发式的BACnet通讯协议，系统的开放性、集成其他厂商系统或第三方设备的性能变得非常强大；同时系统还具有较强的新旧兼容能力，能较好的保护用户的投资回报；并且系统可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，这就使BACtalk系统既可用于单独的楼宇管理，也可用于区域的、分散的多个楼宇的集中管理。
BACtalk系统的工作范围可以包括：
制冷与空调设备或系统的监测、控制与纪录
通风设备的监测、控制与纪录
电力设备的监测、控制与纪录
供水、排水设备监测、控制与纪录
电梯运行的监测与纪录
消防设备的监测与纪录
保安（出、入控制）系统的监测与纪录
BACtalk系统的主要参数如下：
系统最大可连接0～4194303个设备（不是I/O监控点）
每个监控站网络可有1～65534台图形操作站及其他系统设备
每个BCM的现场控制总线最大可连接455个设备
BACtalk图形操作站没有限制图形数量及分辨率，只取决于硬盘的空间和计算机的图形显示卡。
可见，BACtalk系统诚为一套完整的设备自动化管理体系。
用户在这套系统上，即可完成楼宇、厂房的设备管理作业的全部工作，给用户提供安全和舒适的环境，同时在满足用户各种要求的前提下，使能量消耗最省，从而更好地发挥建筑物的功能。
同时，由于该系统采用了DDC控制技术及开放式通讯协议（BACnet），可以随意灵活地扩充和缩减，因而能满足不同需要的各种用户。
3.1BACtalk系统结构
BACtalk采用了多层网络结构、完全开发的通讯协议BACnet及世界先进控制技术，使得该集散型系统无论在可靠性、开放性及技术应用上总是处于业界的领先位置。
霍尼韦尔公司的BACtalk系统采用四层网络结构：
管理层、集成层、现场控制层、传感器/执
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