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1、楼控系统设计方案说课材料楼控系统设计方案1 前言随着科技的不断发展和进步，现代化的建筑物迅速崛起及发展，已成为国民经济迅速增长的必然条件。而现代化建筑物的大型化、智能化和多功能化，必然导致建筑物内机电设备种类繁多，技术性能复杂，维修服务保养项目的不断增加，管理工作已非人工所能应付。因此，采用自动化监控系统技术及计算机管理已成为现代建筑最重要的管理手段。它可以大量的节省人力、能源、降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、减少维护及营运成本，提高建筑物总体运作管理水平。建筑自动化监控系统（Building Automation System，简称BAS），实质上是一套中央监控系统（Ce

2、ntral Control Monitoring System, 简称CCMS）,有时称为综合中央管理系统。现阶段已广泛应用于各类建筑领域，以提供对各类建筑物内设备进行高效率管理与控制的有效途径。2 需求分析2.1 项目概述XXXX是中国内地地位最重要、运输最繁忙的大型国际海港之一，XXXX是xx的标志性建筑。本方案将针对建筑物内的空调、通风、给排水、变配电、电梯、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BACtalk系统艾顿(Alerton) Envision for BACtalk 楼宇自控系统。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

3、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。2.2 系统优势与特点霍尼韦尔BACtalk系统， HONEYWELL ALERTON（艾顿）Envision for 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通讯协议的楼宇自控系统。是美国暖通学会ASHRAE BACnet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BACnet NASI/ASHRAESPC135P)的开发与编写；是北美BACnet组织的成员；

4、BACnet生产厂商联合会的成员。目前支持BACnet的厂商有Honeywell Alerton, Siemens, ALC, Delta, York, Carrier, McQuay, Phoenix等。Envision for BACtalk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；Envision for BACtalk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

5、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。Envision for BACtalk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自控系统、工业自动化系统、酒店管理系统、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。美国Honeywell Alerton是全球BACnet楼宇自动化系统领域著名

6、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EMC Directive 89/336/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：霍尼韦尔HONEYWELL Ale

7、rton的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Windows 9x/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

8、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：HONEYWELL 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。HONEYWELL Alerton采用的工业标准为BACnet（美国国家标准协会的ANSI/ASHARE Standaed135-1995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HONEYWELL Alerton的BACtalk系统是一个真正的完全开放式的建筑物自动

9、化系统，其系统开放能力处于业界领先的地位。由于HONEYWELL 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

10、. 全球应用：Alerton Envision for 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。3 系统设置总则3.1 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。自动

11、化仪表安装工程质量检验评定标准GBJ131-903.2 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

12、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 系统监控范围根据要求本方案控制范围包括下列系统： 冷冻站及热源系统对冷冻站及热源系统的运行工况进行监视、控制、测量与记录。 空气处理系统 对空气处理设备的运行工况进行监视、控制、测量与记录。 新风机系统对新风机的运行工况进行监视、控制、测量与记录。 送、排风系统对送、排风设备的运行工况进行监视、控制与记录。 给排水监控系统对给排水系统的给排水设备、饮水设备及污水处理设备等的运行工况进行监视、测量、控制、记录。 供配电监测系统对供配电系统、变配电设备、应急电源设备、直流电源设备等进行监视、测量、记录。 照明监控系统对照明设备进行监

13、视、控制，并记录运行情况。 电梯监测系统对电梯的运行状况进行监视。 与第三方厂商设备及其他系统的通信接口5 Envision for BACtalk系统概述楼宇自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。它是随着计算机在环境控制领域中的应用而发展起来的一种智能化控制管理网络。艾顿(HONEYWELL Alerton)推出的完全符合BACnet通讯协议标准的Envision for 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。Envision for BACtalk系统采用模块化设计

14、，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Envision for BACtalk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保安(出、入控制)系统的监测与纪录BACtalk系统的主

15、要参数如下: 系统最大可连接04194303个设备（不是I/O监控点）每个监控站网络可有165534台图形操作站及其他系统设备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。5.1 Envision for

16、 BACtalk系统结构Envision for 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BACtalk系统，艾顿的Envision for 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

17、速率可达到100M bps。集成层： 该层网络是基于TCP/IP&BACnet，主要由全局控制器、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Ethernet Network（以太网络），可以连接065534个全局控制器/系统集成器/大型控制器等，通讯速率可达到100M bps。现场控制层： 是由DDC控制器及集成器与BCM全局控制器支持的BACnet MS/TP LAN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BACnet MS/TP LAN网络的通讯速率为76800bps，采用RS485标准接口协议，可连接多达255现场控制层设备（如：DDC

18、、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： 主要是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。5.2 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、三维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

19、盘操作管理整个自动控制系统。5.3 控制器5.3.1 全局控制器（BCM）：BACtalk整合器(BCM) 是HONEYWELL 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-TX BACnet以太网络，具有单机运行操作的能力。每个BCM支持外接控制器通过BACnet MS/TP内部网（LANs）。MS/TP 是一个简单的双绞线总线网络，能配置其通讯速率最高达76.8 Kbps。BCM具有IP互用的能力适用于校园内或其它地方。BCM 能独立执行全局直接数字控制(DDC)的编制运算及操作外接控制器，在它自己的MS/TP LANs上。DDC被

20、编程通过艾顿简易的BACtalk 操作终端，窗口式的绘图编程环境，VisualLogic。其革命性的特性就象似一个广泛的应用库，只需简单的拖放-点击就可对DDC进行编辑，动态实时数据升级，文件自保存及容易的设置过程。 除此之外正在运行的DDC，BCM主机也具有自动的控制的特性-时间表，趋势曲线，报警-需在BACtalk操作终端进行设置。BCM 能访问有用的数据如：全部BACnet 内部网络的BACnet对象和特性，采用同样的方法控制器本身产生的操作状态和控制数据可被利用到其它BACnet设备。这样能够与其他厂家的系统实现互用性。对于需要完全独立操作的站点，BCM有一个可选择的 33.6 Kbp

21、s Modem 可被利用报警自动拨出和远程访问。BCM上所有的9针RS-232接口都支持与BACnet PTP连接，包含漫游的BACtalk操作终端连接。具有一个后备电池，实时时钟，CPU 看门狗电路，6层电路设计，电池掉电监控，128K静态内存，紧凑式闪存，和设计抗震，阻燃材料的外壳，确保最高级别的可靠性，可被利用到任何控制设备。特性：互操作性： 符合BACnet的控制器通过10Base-T和100Base-TX 以太网及七个MS/TP连接到BACnet网络。性能强大：全局控制器运算和自动控制功能运行快速及可靠，在32位Motorola 强力 PC平台及32MB静态内存或更高。通用性：独立运

22、行或系统集中操作。BACtalk操作终端的连接包含的选项有BACnet或以太网上的BACnet/IP，也可直连串口线的BACnet PTP或选择通过33.6 Kbps modem连接。可靠性：内置电池提供电源，较完全的噪音过滤，16 MB紧凑式闪存，128 K静态内存，和64 K 动态闪存，确保数据的可靠性。软件：编程介面：基于Envision for BACtalk的BACnet网络（以太网）或临时的PTP连接（直连或使用选装MODEM）。DDC：每隔1秒VisualLogic 控制运算执行。支持最大1000个BACnet Avs和1000BACnet BVs.时间排程：具有250个BACn

23、et时间排程对象。报警：最多可设置1,500个报警设定。可个别地按需要配置BACnet事故报告物件。趋势曲线：支持最大1000个点的历史记录和分析趋势曲线技术参数：内存 & CPU: 128K静态RAM和32MB动态RAM被用于程序执行，除此之外16MB紧凑式闪存和64K闪存ROM，提供高性能和数据的可靠性。32位50MHz 高集成Motorola CPU。实时时钟: 控制器内置，电池后备电源，实时时钟支持时间排程操作，趋势日志，定时自动控制功能。BACnet以太网： 集成的以太网适配器采用RJ-45接口，以连接到10/100Mbps 网络。BACnet 互联协议（IP）： Annex J B

24、ACnet/IP支持在Internet和广域网（WANs）上的互用性。其功能像一个BACnet协议广播管理设备（BBMD）。BACnet MS/TP： 4个BACnet MS/TP网络可插拔式螺丝紧固接线端子。支持总数达250个VLCs。 每个MS/TP网络可分别配置9.6Kbps76.8kbps。选装Modem： 可利用选装33.6Kbps MODEM。支持报警拨出和临时性的点对点（PTP）连接到远端BACtalk操作终端，通过模拟电话线和公共电话交换网络。支持串行连接：母头DB-9连接器支持BACnet临时PTP连接便携式BACtalk操作终端，通过9.6K115.2Kbps通讯速率，及R

25、S-232 Null MODEM电缆连接一个外接MODEM。遵从标准: UL标准的916安全等级； 欧洲标准EMC Directive 89/336/EEC （CE 标示）；FCC 标准15-J A级。5.3.2 大型控制器（VLX）：VLX非常适合于小型建筑、大型空调处理设备、电机控制中心、需要集中关联控制的设备。VLX能通过以太网和MS/TP进行通讯-较低成本，双绞线通讯总线的网络通讯速率从9.6k到76.8Kbps，在MS/TP通讯总线上支持最大10个BACnet MS/TP 设备。提供DDC与DDC对等通讯能力。允许系统全局数据交换，为MS/TP 通讯主干上BACnet设备提供全局DD

26、C管理。 PTP接口允许通过MODEM拨号连接到VLX， 实施远程管理。VLX最大可连接8个扩展模块（EXPs），用于增加输入输出点。 所有符合BACnet对象和特性的有效的可操作的状态和控制数据。 都能与其他站点的系统具有互操作性。功能与特点可升级： 每个VLX主机可接8个扩展模块，最多可扩展到176个输入/输出点。多功能： 扩展模块提供12位的通用输入、数字输出、模拟输出（0-10V或0-20Ma）。所以输出可以现场实现手动-停止-自动转换。高速： Motorola AZ-60 处理器高处理速度通用性： 内置10/100M以太网卡与速率可达76.8Kbps BACnet MS/TP 局域网

27、。可靠性： 内置EEPROM与ROM闪存，处理器看门狗灯，6层低板设计，噪音过滤保证数据可靠。软件编程界面：BACtalk 操作工作站，位于所有BACnet,以太网上。DDC： 直接数字控制器（DDC），在现场/本地，程序的执行周期为0.5秒。排程： 可接收50个BACnet 排程。报警：最大可设置200个报警设定。可个别地按需要配置BACnet事故报告物件。趋势日志：最大可存储200个趋势日志数据，用于历史记录和分析。技术参数电源: 24VAC，50-60 Hz，最小20VA。EXPs和VLX能共用同一电源。输出设备使用单独供电。电池： 可更换3.0V锂电池，能保持一年半的实时时钟和RAM中

28、数据的备份。备用电池的寿命为十年。内存 & CPU: 16K EEPROM保存数据，2MB的静态RAM提供暂存数据的存储。32MB动态RAM用于执行程序，2MB闪存ROM 为固化程序存储空间。32位高性能的Motorola CPU。 实时时钟: 控制器内置，电池后备电源，实时时钟支持时间排程操作，趋势日志，定时自动控制功能。EXP 模块： 最多可支持8个EXPs，使用双绞屏蔽通讯电缆。BACnet网络： 可选择以太网（推荐）或BACnet MS/TP （不支持路由）。该控制器内置以太网适配器，具有RJ45接口，可连接至10/100M的以太网。遵从标准: UL标准的916安全等级； 欧洲标准EM

29、C Directive 89/336/EEC （CE 标示）；FCC 标准15-J A级。5.3.3 中小型控制器（VLCs）：VLC-16160: VLC-16160控制器采用艾顿公司开发的一种功能强大、使用简便的编程工具VisualLogic 图形编程语言进行编程，编程数据与设定数据保存在不易丢失的内存中，确保数据稳定与可靠操作。 控制器处理速度高，内部执行时间为0.1秒。可编程计时器分辨力也保持0.1秒。 10位高分辨率的通用输入，所有输入可现场设定为热敏电阻、干触点、0-5VDC、0-10VDC、4-20mA。模拟输出可设定为0-10VDC或4-20mA输出。 CMOS电路，四层电路板

30、及分隔的接地端，成熟的硬件，软件，电源滤波器确保可靠及稳定的运行。CMOS的处理器使用一个内置看门狗电路，电源供应电压监视，并提供自动关机和数据备份。功能与特点 美国艾顿BACtalk VLC-16160 专门为中央设备系统、照明控制及其他较多监控点数的应用等而设计的一种多功能的可编程控制器，非常容易集成到开放式的楼宇自控网（BACnet）系统，VLC-16160网络通讯使用标准的BACnet MS/TP 网络，通讯速率可达76.8Kbps。VLC-16160也可单机运行。 VLC-16160支持艾顿Microset 与Microset II设备，支持数据显示、设定值调节、可设定参数的智能型房

31、间传感器。输入输出特性16个10位分辨率通用输入，16个数字输出。通用性BACnet MS/TP 局域网，速率可达76.8Kbps 。多功能可编程与可独立操作，主要应用在中央设备系统，照明控制，和通用用途的较多控制点的场合。可靠性内置闪存的Motorola AZ-60 处理器，内置闪存可驻存，数据不易丢失，可编程。高速控制器内部执行时间为0.1 秒。 技术参数 电源: 24VAC，最小20VA，脉冲数字输出负载（最大220VA）。采用半波整流，允许多个VLC控制器共用同一个电源变压器。24VAC电源一端必须接地。输入:16个10位分辨率通用输入。所有的输入通过软件配置能接受热敏电阻、干触点、0-5VDC/4-20mA或0-10VDC等信号。 0号输入端可以接BACtalk Microset或Microset 。 数字输出: 16个耦合可控硅输出，24VAC， 0.5A。 24VDC输出: 提供24VDC，最大输出250mA 给传感器和其它设备。 处理器与内存: 内置闪存的Motorola AZ-60 处理器，内置闪存可驻存，可编程。 最大尺寸: 178mm (H) x 124mm (W) x 39mm (D) 。 接线端子:插拔式接线端子，可接入14-24 AWG 电线。 工作环境: 0-70 ，0-95% RH，不结露。 通讯: BACnet MS/TP 网络，速率可