武汉联投丽笙酒店房控方案.docx
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武汉联投丽笙酒店房控方案
武汉联投丽笙酒店楼宇自动化控制系统方案
1.概述
楼宇自控系统（BuildingAutomationSystem，简称BAS）是基于现代分布控制理论而设计的集散系统，通过网络系统将分布在各监控现场的系统控制器连接起来，共同完成集中操作，管理和分散控制的综合自动化系统。
BAS的目标就是对建筑物内的机电设备采用现代计算机技术进行全面有效的监控，以确保建筑物内舒适和安全的办公环境，同时实现高效节能的要求，并对特定事物作出适当反应。
主要包括冷热源系统、空调系统、给排水系统、变配电系统、照明系统、电梯系统等以及大厦的一切电气系统。
通过BAS对建筑物内机电设备的自动化监控和有效的管理，可以使建筑物内的温湿度控制达到最舒适的程度，同时以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常工作，以求取得最低的大厦运作成本和最高的经济效益。
极大的方便了设备的操作与维修，减少管理和维护人员。
取得节约能源和人力资源的良好效益。
为了真正实现设备的良好运转、大大地节省电能、保持良好的环境控制精度、降低设备管理及维护的成本，根据先进性和实用性相结合的原则，本方案采用美国霍尼韦尔艾顿（HONEYWELLALERTONUSA.）之开放式的楼宇自控系统。
该系统是目前世界上技术最先进、可靠性最高、性能价格比最高的BAS系统之一。
该系统在图形控制、历史记录、动态绘图、事件安排、报警和远程访问等方面的优越性，还在系统规模、网络支持、开放性及通讯速度等方面有了很大的提高。
该系统是基于微机上先进的WindowsXP操作系统支持，采用国际上通用的Ethernet网进行数据传输，性能先进，质量可靠，价格合理，中文图形化界面操作使用简便易行，从功能、速度和容量等诸多方面考察都非常适合于本项目。
在系统设计中具有以下优点：
●系统基于BACnet（ISO16484-5）开放式的网络通讯协议
●在Ethernet网络上，最有利于弱电其它系统最广泛的系统集成
●系统和产品的配套兼容性强
●利于系统将来的维护和更新换代
●具备多项独特的世界专利
●整体造价经济实用
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。
ABS（AlertonBuildingSuite）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；其全套楼宇自控产品、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：
ABS（AlertonBuildingSuite）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包括最新的WIN7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：
ABS（AlertonBuildingSuite）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：
Alerton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。
Alerton采用的工业标准为BACnet（ISO16484-5、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Alerton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Alerton的产品采用了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：
HONEYWELL-Alerton公司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：
HONEYWELL-Alerton采用直观的3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：
HONEYWELLAlertonBuildingSuite（Alerton）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。
1.1本项目建筑物设备概况
根据招标文件要求，本项目BA系统主要监控对象为：
1.空调系统
监控设备包括：
吊顶式空调机、新风机
（1）空调机组启停的自动控制和手动控制
（2）远程判断空调机组运行状态、故障、送风压差状态
（3）具有空调滤网报警
（4）加湿阀开关控制、水阀控制、送回风湿度检测、回风温度监测
2.送排风系统的监测和控制
监控设备包括：
排风排烟风机、送风机、排风机
（1）系统能根据地下室空气质量及预定程序启停相应送、排风机。
（2）系统能监测风机的手自动状态、运行状态和故障报警。
（3）中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等。
3.给排水系统的监测和控制
监控设备包括：
生活水池、消防水池、屋顶水箱、生活变频泵组、排污泵、集水井。
（1）系统能对生活变频泵组进行启停控制，并以监测生活水供回水的压力数值来变频调节生活水加压泵的转速；
（2）系统能监测生活变频泵组的开关状态和故障报警。
（3）系统能对水箱、水池的高低液位进行报警。
（4）系统能对集水井的高低液位进行报警。
（5）系统能监测排污泵的开关状态和故障报警
（6）中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等。
1.2系统功能需求分析
本项目BA系统要求如下：
系统满足武汉联投丽笙酒店物业的管理中心集中监视管理要求，提高系统使用效率和可靠性，减少系统故障风险；
系统具有多个工作站联网的功能，以完成不同分系统间的信息传输，实现物业管理对各分系统的总体情况的监测和管理。
空调机组、新风机的启停控制、工作状态和故障报警、手/自动状态显示；
空调机组的的温度调节：
显示每台空调机组的送回风温度通过检测送风（回风）温度调节水阀改变出风温度（采用比例积分控制）；
空调机组的的湿度调节：
显示每台空调机组的送回风湿度，通过检测送风（回风）湿度按实际需求远程调节加湿阀开关改变出风湿度；
新风过滤网压差报警，新风风阀开启度自动控制调节；
排风排烟风机监视其运行状态显示，故障报警；
地下室重要机电设备制冷机组和锅炉设备有自己的管理系统，提供周边管道上的开关，温度，压力等的监控；
对武汉联投丽笙酒店物业管理的变配电系统重要参数的检测和显示；
照明系统的故障报警、手/自动状态显示，实现远程启停开关控制；
通过接口方式读写数据需考虑通讯调试费（网络配置，点的建立，设置和动作实验）
建筑设备管理系统是一套对建筑物内部冷热源、空调、通风、给排水、变配电、照明、电梯等设备或系统以集中监视、控制和管理为目的而构成的综合系统，系统以安全、可靠、节能、节省人力和综合管理为目的。
2.设计依据
《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）
《民用建筑电气设计规范》（JGJ／T16-92）
《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）
《建筑弱电系统工程设计标准》（DJG32/01-2003）
《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339-2003）
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-872001）
《低压配电设计规范》（GB50054-95）
《分散型控制系统工程设计规定》（HG/T20573-95）
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）
《中国采暖通风与空气调节设计规范》（JGJ/T16-92）
《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ131-90
《信息技术互连国际标准》（ISO/IEC11801-95）
《建设工程文件归档整理规范》GB/T0328-2001
《建筑工程项目管理规范》GB/T50326-2001
《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002
《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50254～50259-1996
《通风与空调工程施工及验收规范》GB50243-2002
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002
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:
系统可容纳建筑物内机电系统的不同工艺需要。
并综合各系统资料，显示于操作员终端，方便管理。
●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。
4.系统设计方案说明
本着上述的系统设计目标和原则，结合国内外的设计成功案例及建筑物的具体特点，利用美国HONEYWELL/BACNET在楼宇自动化方面的先进技术和丰富的经验，为本项目设计出一套符合二十一世纪现代化的智能建筑楼宇自控系统。
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。
4.1总线型结构及开放的网络协议--BACnet
本项目系统采用共享总线型网络拓扑结构，系统管理层设置1个中央监控中心；网络型DCD控制器BCM与中央监控中心通过10/100M以太网连接；DDC通过MS/TP485总线与BCM。
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设备的运行及网络通讯控制。
管理层网络的数据传输速率为100Mbps，现场控制层总线数据传输速率为76.8Kbps。
4.2楼宇自动化系统的配置及控制功能
1）空调机组和新风机组
设计空气调节系统的目的在于，创造一个良好的空气环境，即根据季节变化提供合适的空气温度、相对湿度、气流速度和空气洁净度，以保证办公人员的工作效率。
1、空调机组串级控制方案
∙根据回风温度,比较冷热温度的设定值,自动调节控制冷、热水两通阀。
当回风温度低于热水阀温度设定值时，自动打开热水阀，比例调节送风温度；当回风温度高于冷水阀设定温度时，自动打开冷水阀，维持送风温度在设定值范围内。
∙回风温度重设定后，至少稳定运行十分钟，以免室内温度震荡频繁。
∙风门与空调风机联锁运行。
当系统检测风机运行状态干触点信号进行逻辑与（AND），当为1时，表示风机运行，否则表示风机停止运行，当空调风机停止运行时,冷热水阀门调节阀及新风风门将被强制关闭。
∙空调机组启动时，先进入预热或预冷程序：
100%启动送风机、关闭新风风门和排风风门。
当回风温度达到预热或预冷的设定温度后，空调机组进入正常运行。
∙监测送风机的状态、故障报警和手/自动状态，当风机发生故障时，将发出报警到BAS终端。
∙每台风机都有自己的启停时间，风机运行时间可以在BAS终端内通过时间表设定一周内的每天的开停时间，也可在监控画面上进行简单的强制操作，控制空调机启停。
∙空调器滤网前后安装空气压差开关监测滤网的状态，当滤网堵塞时发出报警信号送到BAS终端，便于维修人员及时更换，保证过滤效果。
∙通过对室内空气质量传感器的监测程序启停风机及风门，最小的新风量。
∙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:
根据人流状况,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。
4.3节能控制---能量需求限制的应用
能量需求限制应用是BA/BMS系统实现节能的重要手段。
通过能量需求限制应用能降低峰值电能支出，是非常有效的节能措施，通过具体案例的应用，我们测算出其节能效果可达30%。
能量需求限制功能模块监测能耗的使用，并根据能源需求限制自动调节设备的运行数量或负载，依此达到降低能耗的目的。
通过电能峰值/峰谷的有效调配使大楼设备尽量在峰谷运行，避免业主支付峰值费用。
当能量需求逐渐减弱到下限并且远离能量需求阀值时，能量需求限制模块重新启动负载设备回到正常负荷运行状态。
峰值需求计算
能源需求控制模块通过采样一个需求窗口（某一相对时间段）的数据最高峰值来计算峰值需求量。
该窗口为动态的滚动需求窗口。
将该时间段所采样的最高峰值经过加权平均计算出的峰值称为需求峰值量。
一般平均时间段为15分钟，峰值负荷就是任何15分钟间隔之中的最高值。
柔性梯度值（RAMPVALUE）计算
在能源需求限制程序中，设备的卸载和再启动以百分比表示，该百分比值称为柔性梯度值，不会出现设备同时卸载，同时再启动的状态。
柔性控制策略使需求限制应用程序作设备的阶梯性卸载，或阶梯性恢复再启动。
当柔性梯度值为零时表示没有设备卸载，当柔性梯度值为100时表示所有设备卸载。
对于柔性设备卸载梯度曲线，可以选择能量需求量作为卸载启动负荷，或者也可以选择参考数据点。
卸载启动负荷则基于峰值需求量的加权平均值，在常规算法中，卸载启动负荷取峰值需求量下限的20%，也就是说设备负载到峰值需求量的80%时，设备开始进行卸载；到100%时，所有设备进行卸载，总体而言，柔性卸载值与峰值负荷之间的差距越小，就越接近峰值负荷关闭设备。
负荷卸载策略及原则
BA系统的需求限制应用程序将负载类型设置以下几种类型：
-开关量负载
-模拟量负载
-自定义开关量负载
需求限制应用程序将开关量负载按照优先级不同设置五个不同级别，每个级别的设备开或关在不同的时间，取决于所采样的平均峰值负荷。
级别1先于级别2设备卸载；反之，级别2设备先于级别1设备恢复。
一般来说，将重要性较高的设备负荷放在较低的运行级别，反之，则放在较高的运行级别，将重要性最高的设备负荷定义为第5层级别。
在同一控制级别的设备，控制策略实施最先关闭、最新启动的原则。
这种原则确保避免同一级别内的设备不会长时间关闭而没有恢复。
同时必须设置设备动作的最小时间（死区时间），以避免设备频繁启动，频繁启动关闭会使设备受损。
模拟量负载与开关量负载不同，通过调整设置参数来进行控制。
需求应用设置程序不将模拟量负荷设置五个级别，而是将模拟量设定在某个连续范围，对温度设定值而言，当空调能耗超出预定的20%时，将温度设定值提高2度。
对一个常规AHU控制来说，通常温度设定值为22度，偏移量为2度，如果温度超出24度，则启动空调风机。
通过使用需求限制应用程序，找到柔性梯度值与偏移量的关联点。
如柔性梯度值为20%时，偏移量为2度，意味着当温度达到24度时，空调风机并不启动，只有当温度超过24度时，空调风机才启动，最大限度降低空调能耗。
自定义开关量负载不属于优先级级别控制范围，不属于柔性控制的范围，本文在此描述。
5.系统图（附后）
6产品系统介绍
与第三方设备处理器通讯接口有：
冷热源系统、智能照明系统、变配电系统、电量计费系统、消防系统、电梯系统。
在上述系统或设备的合同中必须有相关的提供通讯接口和协议的强制性条款。
6.1ABS（AlertonBuildingSuite）系统概述
建筑物设备监控系统是由中央管理站、各种DDC控制器及各类传感器、执行机构组成的、能够完成多种控制及管理功能的网络系统。
它是随着计算机技术的应用发展起来的一种智能化控制管理网络。
AlertonBuildingSuite包括EnvisionforBACtalk和WEBtalk软件，和工程工具BACtalk。
EnvisionforBACtalk是非常强大的BACnet系统的操作站软件。
通过它可以管理和控制建筑物机电设备。
WEBtalk自动的从BACtalk系统中读取数据，转换成网页格式发布。
BACtalkBuilder是Alerton的设置，配置和现场检查工具集，帮助安装和调试工作人员快速的布置和完成BACtalk项目。
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EnvisionforBACtalk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个控制器设备
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，用户在BACtalk这套系统上，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。
6.2EBT（EnvisionforBACtalk）系统结构
EnvisionforBACtalk的多层网络结构拓扑图如下：
系统采用四层网络结构：
管理层、集成层、现场控制层、传感器/执行机构层。
管理层主要由中央图形操作站、系统服务器、客户端等组成，完全基于TCP/IP&BACnet，其主要作用为对整个系统进行管理和操控，并可实现不同区域间的数据联网；同时管理层也支持客户/服务器（Client/Server）及Web数据访问操作方式。
通讯速率可达到100Mbps。
集成层基于TCP/IP&BACnet，主要由网络型DDC控制器（全局控制器）、大型DDC控制器、集成器、其他应用系统中央站、路由器等组成。
通过EthernetNetwork（以太网络），可以连接0～65534个全局控制器/系统集成器/大型控制器等，通讯速率可达到100Mbps。
现场控制层是由DDC控制器及集成器与BCM网络型DDC控制器（全局控制器）支持的BACnetMS/TPLAN现场控制总线组成，主要用于监控分散的现场机电设备。
每台BCM全局控制器BACnetMS/TPLAN网络的通讯速率为76800bps，采用RS485标准接口协议，可连接多达455现场控制层设备（如：
DDC、FLG-MODBUS等），为系统扩展及完成较大型集散系统提供了方便。
传感器/执行机构层主要由各种类型的传感器和执行器组成，完成向DDC提供现场环境的测量和信号的采集、接收DDC发出的动作执行指令并实施。
6.3中央图形操作站
中央工作站系统由PC主机、彩色大屏幕显示器及打印机组成，是BAS系统的核心，它直接可以和以太网相连。
整个建筑物内所受监控的机电设备都在这里进行集中管理和显示，内装全中文系统操作软件，并提供给操作人员下拉式菜单、人机对话、3D全中文彩色动态数据图形显示等多项简洁直观的操作使用功能；为用户提供一个非常好的、简单易学的系统操作界面，操作者无需任何经验及软件知识，即可通过鼠标和键盘操作管理整个自动控制系统。
7系统产品和软件功能及特性
美国HONEYWELLEnvisionforBACtalk是BACnet系统强大的操作站。
通过一台个人计算机，就能灵活地管理和控制整个楼宇的机电设备。
EnvisionforBACtalk操作站与符合BACnet协议的设备通过以太网LAN或通过点到点（PTP）串行或调制调解器（MODEM）进行通讯。
3D动画和彩色图形响应实时数据并且提供方便的“点击”控制。
显示的画面可以是CAD程序图形，也可以是扫描的照片。
系统有强大的3D图形库。
EnvisionforBACtalk能为每一个站点定制监控界面，如：
创建图形，楼层设备监控图形和特定HVAC设备的监控图形等。
EnvisionforBACtalk支持BACnet/IP通过Internet互联网和广域网（WANs）对建筑物访问和集中管理。
EnvisionforBACtalk也可以连接到其他远端站点，经过Modem（调制调解器）或安装了直连系统的便携式计算机。
从一个站点监测和控制多个建筑物或现场。
连接与BACnet兼容的任何设备。
这些灵活的、集中的控制功能选择，能为用户节省无数的时间和资源。
工程技术人员能通过单一的、中央操作终端进行操控，同时还具有一定数量的移动系统访问选择权。
7.1软件功能
强大的能源管理
在确保效率需求的前提下，具有最佳的设备启动时间。
限制设备长时间负载运行，使设备运行达到最佳化。
能源消耗情况记录，以便于您对设备进行监视、处理和记录保存。
租用收费管理
自动计量和记录租用设备的使用情况，同时将生成租用用户租用设备的使用帐单。
定制监控图形界面
具有定制3维真彩色动画数据显示的功能，适用于任何显示的需求，并能根据用户需求轻松实现升级，如：
设备的增加、移动及改变等。
网络与互联性
建构于Internet和广域网络（WAN）上，通过调制调解器和直连串口连接，能兼容BACnet/IP远端遥控站点和互联网用户的访问。
7.2系统软件特性
时间程序：
对每周，节假日等进行时间排程，每个排程可通过图形日历进行编辑。
报警：
报警显示优先于当前运行的应用程序。
通过MODEM拨出报警到远端站点。
根据报警类型可制定报警处理。
趋势曲线：
将被监视点的多个数据记录以曲线图或文本的形式显示，并存档于数据库内，其数据库可被办公应用软件兼容。
能源消耗记录：
以曲线图或文本的形式，显示以小时或天为单位的能源使用与需求情况。
并存档于数据库内，其数据库可被办公应用软件兼容。
负载限制：
灵活的负载测量，依照负载的优先权减载装置或恢复数字和模拟负载装置。
负载限制策略是根据每天的时间或季节。
在时钟内可观察到结果。
最佳启动：
可根据环境因素自调节运算法则，以调节设备启动时间。
达到最佳启动时间的目的。
租用管理：
班后快速设置及生成租用帐单。
能通过Email发送或打印帐单。
在生成前可查看和调整事件。
时区：
为时间排程建立时区，按时间表直观的对建筑物进行控制。
报表及打印：
具有较大报表容量，能根据系统运行的实时状态，产生连续的报表。
7.3DDC控制器
1）网络型DDC控制器（全局控制器BCM）：
BACtalk整合器（BCM/BTI）是Alerton®生产的符合BACnet全局控制器的新一代产品。
能连接到10Base-T或100Base-TXBACnet以太网络
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