XX电力大厦楼宇设备自控系统25页副本.docx
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XX电力大厦楼宇设备自控系统25页副本
楼宇自控系统
1总述3
1.1 Satchwell系统简介3
1.2楼宇自控系统为业主带来的益处3
1.2.1节电3
1.2.2节省人力3
1.2.3延长设备的使用寿命4
1.2.4保证建筑及人身安全4
1.3楼宇自控系统可以实现的作用4
2设计依据和标准4
2.1设计依据的标准4
2.2设计遵从的原则5
3需求分析5
4系统设计说明5
4.1楼宇设备自控系统监控的内容8
4.1.1冷源系统8
4.1.2空调系统8
4.1.3变配电系统8
4.1.4给排水系统8
4.1.5电梯系统8
4.2总体技术需求8
4.2.1可靠性8
4.2.2先进性8
4.2.3适用性9
4.3系统功能结构需求9
5系统功能说明9
5.1中央站监控功能9
5.2冷水系统9
5.4空调及通风系统11
5.4.1空调机组11
5.4.2新风机组13
5.4.3送排风系统14
5.5变配电系统14
5.6电梯系统监控14
5.7给排水系统15
6系统性能介绍15
6.1中央站功能15
6.1.1监视功能15
6.1.2控制功能16
6.1.3先进的报警功能16
6.1.4综合管理功能17
6.1.5通信及优化运行功能17
6.2系统构成17
6.2.1中央操作站17
6.2.2UPS电源18
6.2.3离散网络节点（DNN）18
6.2.4DDC功能19
UNC496控制器（DDC）19
UNC532控制器（DDC）20
6.3Satchwell控制器（DDC）主要的优点21
1
总述
感谢贵公司对我公司的信任，邀请我司参加XX电力办公大楼智能化系统工程项目的投标。
1.1 Satchwell系统简介
Satchwell系统是英国Satchwell公司集近八十年楼宇控制产品生产经验和二十余年楼宇自动化系统产品开发应用经验，不断升级、更新换代的全新一代楼宇自动化控制系统，完全满足现代智能大厦控制的要求。
1.2楼宇自控系统为业主带来的益处
本工程由于建筑面积宏大，建筑功能复杂，为此配置了大量的机电设备，以保证整个建筑群的良好舒适的环境和便利的生活、工作空间。
大量设备的使用，必将引起管理人员的增加、能耗费用的巨额支出和管理的复杂。
在建筑物内应用楼宇自动控制系统，能使建筑物得到以下益处：
1.2.1节电
楼宇自控系统通过电脑控制程序对全楼的设备进行监视和控制，统一调配所有设备用电量，可以实现用电负荷的最优控制，有效节省电能，减少不必要的浪费。
本工程作为一座现代化的建筑来说，电力的消耗是非常惊人的。
大楼中各种设备都是“耗电大户”。
以空调系统为例，由此处所消耗的电耗更是惊人；在大楼配置楼宇自控系统之后，系统可根据设置在楼内各处的传感器所检测的数据，计算出大厦实际的冷负荷，与机组的制冷能力进行比较，如果能力富裕很多，说明设备组全部开动是没必要的，就按程序中事先指定的顺序关闭其中的一台；如果此时能力仍然富裕很多，就顺序关闭第二台。
反之，当冷负荷增加时就顺序开启设备。
通过调节设备开启，既保证正常需要，又降低能源消耗。
1.2.2节省人力
由于楼宇自控系统采用集中电脑控制，在在投入使用后可以大量减少运行操作人员和设备维护维修人员，并能及时处理设备出现的问题。
在没有楼宇自控系统的建筑物中，设备的开关、维护及保养都需要人去操作，这样不可避免地要求建筑配置庞大的人员队伍，而采用了自动控制系统之后，上述工作均由楼宇自控系统根据预先设计好的程序自动完成，大批的人力将被减少下来，首先节约了管理上的开支，同时也减少了由于管理众多人员所引起的一系列问题。
根据我们的经验，在建筑内配置楼宇自控系统之后，在今后可以减少三分之二的设备运行、维护人员。
1.2.3延长设备的使用寿命
在建筑内配置楼宇自控系统之后，设备的运行状态始终处于系统的监视之下，楼宇自控系统可提供设备运行的完整记录，同时可以定期打印出维护、保养的通知单，这样可以保证维护人员不超前、不误时地进行设备保养，因此可以使设备的运行寿命加长，也就是降低了建筑的运行费用。
1.2.4保证建筑及人身安全
此外，大厦本身的安全和人员生命的安全是非常重要的。
先进的楼宇自控系统可以将保安管理、停车管理融在同一系统中，同时可方便地与消防报警系统联网，因此可极大地提高建筑的管理水平，减少部门之间的协调。
1.3楼宇自控系统可以实现的作用
通过配置系统的硬件和软件，实现测量各类工艺、设备状态的参数、设置并控制设备启停、提供设备运行报告等功能；
监视并显示系统监控设备的工作状态，故障时提供报警；
对现场自动控制组织的安全调整功能；
根据工艺流程合理调整能量的使用；
根据运营要求提供内部最佳集中管理策略；
可以由系统干预设备工艺操作过程；
根据系统记录，管理分析当前和过去运行过程；
提供计算和预测工具、用于优化操作参数并组合、建立新的运行方式；
实现楼宇自控系统与其他系统数据交换；
对受控实现设备遥控操作；
系统方便、友好的修改、扩展、检测工具；
通过密码保护，实现数据安全功能。
2设计依据和标准
2.1设计依据的标准
∙《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045）
∙《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）
∙《智能建筑设计标准》（GBJ08-47-95）
∙《电气装置安装工程施工机验收规范》（GBJ/232-90、92）；
∙《采暖、通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）
2.2设计遵从的原则
2.2.1 SatchwellBAS系统以标准的以太网（IEEE802.3）作为物理标准，TCP/IP为网络通讯协议，并采用WindowsNT作为操作系统。
2.2.2SatchwellBAS系统的网络配置遵循分散控制、集中监视、资源和信息共享的基本原则，是一个工业化标准的集散型控制系统。
2.2.3 所采用的SatchwellBAS的系统结构完全符合JGJ/T1692第26.2.2.6条，即系统应采用中央站为核心，DDC与中央站实现数据通信，DDC应设在受控对象附近且DDC间能实现同层通信。
3需求分析
XX电力办公大楼主楼高29层，地下二层，附楼5层。
其机电设备分布在各楼层间，但主要的机电设备如高、低压配电柜、空调动力配电柜、变压器、冷水机组、各类水泵都主要设置在地下二层，冷却塔在附楼天面，而新风机、空调风柜和风机盘管则分别设置在各楼层间。
楼宇机电设备监控系统将直接监控大厦内空调通风系统、给排水系统、变配电系统、动力系统以及电梯系统等，同时收集、记录、保存和管理各系统中的重要信息及数据，并且具备节能管理及报警处理的能力。
4系统设计说明
楼宇设备自控系统BAS设计根据以上需求，以满足XX电力办公大楼使用要求、增加舒适感，节省能源，保护环境，减低安装开支及困难、和最高经济效益为原则，从而达到互利增长为目的。
系统可为XX电力办公大楼合理的能源管理、设备管理、设备维护提供有效的工具和数据。
我们在本次方案中采用Satchwell公司的楼宇设备自控系统具有先进可靠的实时控制系统、功能强大的管理功能及很强的开放性和扩展性。
本方案所采用的主要组件中央软件、控制器及主要的现场传感器均是Satchwell生产的标准设备，在世界各国得到广泛的应用。
Satchwell的楼宇控制设备均采用工业标准，具有极高的可靠性。
统计XX电力大厦BAS监控总点数如下表所示：
DI
DO
AI
AO
总点数
冷源系统
62
23
14
99
空调通风系统
524
191
199
190
1104
变配电系统
30
24
54
给排水系统
64
64
电梯系统
12
12
总计
692
214
237
190
1333
根据Satchwell楼宇自控系统及DDC产品特点，本着利于节约投资同时又能很好地兼顾系统冗余的原则，设计时我们采用42台UNC532、3台UNC496、9台DNN构成4条PSI网。
其中1台UNC496用于冷机系统的设备监控，另外2台UNC496用于变配电和给排水系统的检测，42台UNC532分别用于监控主楼和附楼的空调通风设备以及电梯系统的参数检测。
这样，各个独立系统设备的监控不会出现跨DDC的情况，一方面可以强有力地保证系统设备以最快的速度受到监控，另一方面减少了系统运作的故障率。
4.1楼宇设备自控系统监控的内容
4.1.1冷源系统
·冷水机组
·冷却水泵
·冷冻水泵
·冷却塔
4.1.2空调系统
∙空调机组
∙新风机组
∙送排风系统
4.1.3变配电系统
∙变压器
∙低压配电系统
4.1.4给排水系统
∙生活水系统
∙污水系统
∙消防水池
4.1.5电梯系统
4.2总体技术需求
4.2.1可靠性
系统成熟可靠，符合中国国情，在国内有大量的成功业绩。
4.2.2先进性
系统为目前国际上领先的产品和技术。
4.2.3适用性
系统具有优良的性能价格比，体现节能、经济的原则，具有操作方便、维护简单的特点。
4.3系统功能结构需求
∙中心楼宇设备自控系统BAS的总控中心显示并打印各子系统设备的运行参数及运行状态，进行远距离控制和程序控制，并进行节能控制；可多用户/多终端。
∙在自控上实现采暖、制冷和通风设备的最佳启停控制、设备台数控制、动态图形显示、报警及打印、能耗统计、节日调度表。
∙采用集散型计算机监控管理系统，实现危险分散，分站和子站的工作，与中央站无关，即使中央站停止工作，所有设备均由分站和子站独立控制正常工作。
∙设备故障时，备用设备可自动投入，并在中央站显示故障报警。
∙设备均有累计运行时间记录。
∙多种设备管理软件如能量管理程序、最大需求程序、负荷循环程序、设备自动上电程序、完整警报管理
∙系统工作程序编制、修改，可以在现场分站DDC控制器上进行，也可在中央站进行。
∙中央站能完成所有监控设备的控制和显示，对故障报警及日常运作都能全面管理。
∙系统预留一定余量。
∙系统网络采用标准网络协议，符合远程通信管理以及符合计算机发展技术趋势的要求。
系统软件应标准全面实现系统集成目标，并按模块化的方法设计，便于系统规模及应用功能的扩展。
5系统功能说明
5.1中央站监控功能
常规机电设备监控系统，即对冷源、空调通风、供配电、给排水、电梯等机电设备的全面监视、管理和协调控制，这就是通常所称的BAS系统。
5.2冷水系统
根据说明，XX电力办公大楼的空调系统有冷水系统。
大楼供冷是采用三台冷冻机组。
∙对冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔及相关阀门进行监控：
∙机组启动后通过彩色图形显示各设备运行状态、故障状态、参数值及运行参数越限报警，通过鼠标可任意修改设定值，以达到最佳运行状态。
∙机组的每一点都列表汇报，参数值有趋势显示图，报警显示及汇总。
∙Satchwell楼宇自控系统可以通过系统设置的紧急停机开关量信号，控制整个冷水机组紧急停机。
∙可以对各设备的运行时间进行累计。
∙中央监控站可以对冷源系统的各种设备进行监视报警，可以对冷源系统进行各种水温检测、流量检测、冷量与累计冷量检测。
监控设备
数量
监控内容
冷水机组
3台
程序最优开关控制，运行状态，故障状态
冷冻水泵
4台
程序最优开关控制，运行状态，故障状态，水流开关状态
冷却水泵
4台
程序最优开关控制，运行状态，故障状态，水流开关状态
冷却塔
3台
程序最优开关控制，运行状态，故障状态
详细监控内容如下：
（1）冷水机组台数控制
根据回水管的流量及集水器、分水器的温差，计算负荷，对冷冻机组进行群控。
∙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
∙根据程序或大楼的日程安排自动开关冷冻机组
∙根据大楼的要求自动切换机组的运行时间，累积每台冷冻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
（2）冷冻水泵、冷却水泵、热水泵：
∙监测运行状态、故障状态，启停控制。
∙监测备用冷冻，冷却水泵切换:
同时在自动运行模式下，常用泵如发生故障，备用泵将自动切入。
中央监控系统中各种温度、设备运行状态和报警及各种设备的启停。
中央可编制节假日上、下班等时间运行程序，在不同时间段合理地运行设备，节约能源。
（3）冷却塔控制
监测风机运行状态、故障状态，启停控制冷却塔运行台数按冷却水回水温度进行控制。
当回水水温低于设定值时减少冷却塔运行台数，反之则增加运行台数，以降低能耗。
（4）.压差旁通监控内容
∙在总进水管和总回水管上设置压力传感器（AI）;
5.4空调及通风系统
5.4.1空调机组
监控设备
数量
监控内容
空调机组
36台
参考以上说明和空调机控制系统图
监控内容：
1）回风温度控制：
根据回风温度与设定温度差值，对冷水阀开度进行PID调节，从而控制回风温度。
在夏季工况时，当回风温度升高时，调节水阀开大；当回风温度降低时，调节水阀开小。
在冬季工况时，当回风温度升高时，调节水阀关小；当回风温度降低时，调节水阀开大。
使室温始终控制造设定值范围内。
2）联锁控制：
新风风阀与回风阀比例调节，并与风机、水阀联锁控制，停风机时自动关闭新风阀和水阀，风机启动前，延时自动打开风阀。
3）新风阀根据维持最小新风量及新回风的比例进行开度调节。
4）监测设备的手/自动状态。
5）中央对系统中各台设备所控空间的温度进行监测和设定。
6）过滤网的压差报警，提醒清洗过滤网。
7）运行状态及故障状态监测，启停控制。
8）编制时间程序自动控制风机启停，并累计运行时间。
5.4.2新风机组
监控设备
数量
监控内容
新风机组
41台
参考以上说明和空调机控制系统图
监控内容：
1）送风温度控制：
根据送风温度与设定温度，对冷水阀开度进行PID调节，从而控制回风温度。
在夏季工况时，当送风温度高于设定值时，调节水阀开大；当送风温度低于设定值时，调节水阀开小。
在冬季工况时，当送风温度高于设定值时，调节水阀关小；当送风温度低于设定值时，调节水阀开大。
使送风温度始终控制在设定值范围内。
2）中央对系统中各种温度进行监测和设定。
3）过滤网的压差报警，提醒清洗过滤网。
4）运行状态及故障状态监测，启停控制。
5）监测设备的手/自动状态。
6）编制时间程序自动控制风机启停，并累计运行时间。
5.4.3送排风系统
监控设备
数量
监控内容
送/排风机
47台
启停控制、手/自动状态、运行状态，
风机盘管电源
66个
启停控制、运行状态
恒温恒湿机
1个
启停控制、运行状态
加压风机
4个
运行状态、故障报警
监控内容：
风机运行状态及故障状态监测。
同时累计风机的运行时间。
中央站用彩色图形显示上述各参数，记录各参数、状态、报警、启停时间（手动时）、累计时间和其历史参数，且可通过打印机输出。
5.5变配电系统
设备监控
监控设备
数量
监控内容
低压进线柜
3路
开关状态、电流、电压、功率因数、有功功率等参数监测
低压出线柜
24路
开关状态
变压器
3个
超温报警
5.6电梯系统监控
监控设备
数量
监控内容
电梯
6台
电梯运行，故障状态
监控内容：
监测电梯的运行状态、故障报警
中央站用彩色图形显示上述各参数，记录各参数、状态、报警、启停时间、累计时间和其历史参数，且可通过打印机输出。
5.7给排水系统
监控设备
数量
监控内容
生活水泵
9台
运行状态，故障报警
生活水池
1个
高、低水位监测
消防水池
2台
高、低水位监测
集水井
8个
高水位监测
排污泵
16个
运行状态，故障报警
∙监视水泵的运行状态，故障报警
∙监视生活水箱的高低液位状态，进行高低液位报警。
∙中央站用彩色图形显示上述各参数，记录各参数、状态、报警、启停时间、累计时间和其历史参数，且可通过打印机输出。
6系统性能介绍
6.1中央站功能
6.1.1监视功能
Satchwell系统以WindowsNT为操作平台，采用工业标准的应用软件，全中文化的图形化操作界面监视整个BA系统的运行状态，提供现场图片、工艺流程图（如空调控制系统图）、实时曲线图（如温度曲线图，可几根同时显示，时间可任意推移）、监控点表、绘制平面布置图，以形象直观的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，并提供图形生成工具软件，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。
可提供多种途径查看设备状态，如通过线图或表格，支持“活动的”线图/表格，多个“活动的”线图可同时打开，拖放鼠标可完成记录设置。
历史数据采样时间最小为5秒，动态数据采样时间最小为5秒。
Satchwell系统软件能提供一个多任务的操作环境，使得用户可同时运行多个应用程序，在运行多个实时监控程序的同时可运行如Word或Excel软件，也可浏览Internet网页。
通过使用工业标准的软件来支持并行访问和系统监控操作。
6.1.2控制功能
能在Satchwell系统中央通过对图形的操作即可对现场设备进行手动控制，如设备的ON/OFF控制；通过选择操作可进行运行方式的设定，如选择现场手动方式或自动运行方式；通过交换式菜单可方便地修改工艺参数。
Satchwell系统对系统的操作权限有严格的管理，以保障系统的操作安全。
Satchwell系统对操作人员以通行字的方式进行身份的鉴别和管制。
操作人员的根据不同的身份可分为从低到高6个安全管理级别。
Satchwell系统软件能自动对每个用户产生一个登录/关闭时间、系统运行记录报告。
用户自定义的自动关闭时间。
以防操作员突然离开时的系统安全。
6.1.3先进的报警功能
当系统出现故障或现场的设备出现故障及监控的参数越限时，Satchwell系统均产生报警信号，报警信号始终出现在显示屏最下端，为声光报警（可选择），操作员必须进行确认报警信号才能解除，但所有报警多将记录到报警汇总表中，供操作人员查看。
报警共分4个优先级别。
报警可设置实时报警打印，也可按时或随时打印。
6.1.4综合管理功能
Satchwell系统对有研究与分析价值、应长期进行保存的数据，建立历史文件数据库：
采用流行的通用标准关系型数据库软件包和Satchwell系统服务器硬盘作为大容量存储器建立Satchwell系统的数据库，并形成棒状图、曲线图等显示或打印功能。
Satchwell系统提供一系列汇总报告，作为系统运行状态监视、管理水平评估、运行参数进一步优化及作为设备管理自动化的依据，如能量使用汇总报告，记录每天、每周、每月各种能量消耗及其积算值，为节约使用能源提供依据;又如设备运行运行时间、起停次数汇总报告（区别各设备分别列出），为设备管理和维护提供依据。
Satchwell系统可提供图表式的时间程序计划，可按日历定计划，制订楼宇设备运行的时间表。
可提供按星期、按区域及按月历及节假日的计划安排。
6.1.5通信及优化运行功能
Satchwell中央站采用WindowsNT操作系统，现场总线485连接和TCP/IP通信协议，通过ODBC，API等接口方式与其他子系统及IBMS服务器通信，传送综合管理、能源计量、报警等数据，并接收其他系统发出的联动及协调控制命令，以便控制整个大厦设备的优化运行。
Satchwell系统中央站与DDC间可直接通讯，无需采用其他任何的转接设备，提高了整个系统的可靠性及运行的速度。
RS485总线的通讯速率为19.6Kbps，能够满足画面刷新对通讯速率的要求。
6.2系统构成
6.2.1中央操作站
Satchwell系统操作站终端运行在Windows95/98或NT环境下，通过内装操作系统，用户能够方便地查询和处理设备信息，浏览动态图形、设备数据记录（历史数据浏览和动态数据浏览），并利用强大的报警管理器处理设备的故障报警等。
设备的数据纪录自动生成图表格式，用户可以自由选择格式打印。
报警纪录在线打印，或可根据用户设置为有报警产生则自动打印的方式，方便用户查询和响应。
6.2.2UPS电源
UPS电源在正常供电出现故障时为系统提供可靠的后备电源，确保BAS系统的正常运行。
6.2.3离散网络节点（DNN）
电源：
可选230Vac±10%；115Vac±10%；50Hz（-10%）~60Hz（+10%）。
功耗：
最大24VA
热消耗：
最大25W。
保险丝：
400mA20mm抗冲击保险线
微处理器：
NECV53，20MHZ16位
RAM：
512K字节
环境温度极限：
操作：
0~50℃
储运：
-10~55℃
环境温度极限：
操作：
10~95%RH
（无凝露）储运：
5~95RH
DNN是一个管理网络通讯的设备。
它把系统中每一个子网及操作员终端挂到BASLAN上，并允许在网络上任何设备之间运行真正的‘点对点’通讯。
当需要在局域网中对本地现场处理机访问时，网络接口单元提供一种终端/调制解调器至局域网的方便连接方法。
DNN为Invensys∑楼宇管理系统的通讯路由器。
备有5个通讯端口，可以方便地与Invensys∑的用户和控制器互连，适用于各种不同的网络类型（局域或广域）。
DNN采用完全IP寻址方式。
基于英特网路由信息协议（RIP）而设计，DNN具备调试简单方便的特点。
初始化设置其IP地址和节点编号后，在日常网络操作过程中，DNN自动优化路径选择。
在单网结构中，每台DNN最多可以连接25台控制器，而在多子网结构里，DNN最多也能连接14台控制器。
在我们的方案设计里，系统采用的是多子网结构，所以每台DNN根据实际设备的分布情况选择就近的控制器连接，连接数量控制在14台以下（包括14台）。
6.2.4DDC功能
系统方案采用Satchwell2800+系统，现场直接数字控制器采用DDC496和DDC532系列控制器，DDC的硬件及软件配置均能保证分站按独立方式运行，真正实现危险分散的集散型控制。
DDC所配置的软件支持现场各种控制功能，支持最主要的HVAC的节能控制，同时也能实现与系统终端及DDC间的同层通信。
UNC496控制器（DDC）
电源：
可选230Vac±10%；50Hz（-10%）~60Hz（+10%）。
功耗：
240V50Hz时，12VA。
热消耗：
最大25W，额定10W。
失电保护：
镍铬充电电池（连续慢冲）一般能补偿1.7小时的电力不足；可选电池能补偿18小时电力不足。
电池能维持所有的监测、控制和通讯功能。
镍铬电池用完后，还能够保持9
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