洁净车间楼宇自控系统方案样本.docx

1、洁净车间楼宇自控系统方案样本XXX洁净厂房楼宇设备控制系统1概述对于现代化生产厂房来说，对其生产环境要求越来越高。生产环境质量不仅影响职员工作效率，同时影响到产品质量。伴随高新信息技术和计算机网络技术高速发展，要求建筑物提供一个合理、高效、节能和舒适生产环境。很多工厂全部是二十四小时生产，所以其空调系统也是不间断运行。从统计数据来看，中央空调系统占整个建筑耗能50%以上，而该建筑装有楼宇自控系统以后，可节省能耗25%，节省人力约50%。节能是建筑电气设计全方面技术经济分析关键组成部分。楼宇自控系统建立，对于大厦机电设备正常运行并达成最好状态，和大厦防火和保安全部提供了有力确保。同时，依靠强大软

2、件支持下计算机进行信息处理、数据分析、逻辑判定和图形处理，对整个系统作出集中监测和控制；经过计算机系统立即启停各相关设备，避免设备无须要运行，又能够节省系统运行能耗。伴随现代化厂房规模增大和标准提升，厂房内机电设备数量也急剧增加，这些设备分散在厂房各个楼层和角落，若采取分散管理，就地监测和操作将占用大量人力资源，有时几乎难以实现。如采取楼宇自控系统，利用现代计算机技术和网络系统，实现对全部机电设备集中管理和自动监测，出现故障，能够立即知道何时何地出现何种故障，使事故消除在萌芽状态，就能确保楼内全部机电设备安全运行。楼控产品在洁净厂房工艺空调控制中应用将越来越广泛 ，其原因以下：1.中国食品、医

3、药、生物、半导体等行业不停发展,洁净厂房规模也在不停扩大；2.为落实GMP标准，全国6000多个制药厂亟需改善洁净厂房。3. 到，在全球集成电路IC市场中，中国将成为除美国之外世界第二大芯片生产基地。依据信息产业部计划，北京、上海、深圳等地电子芯片制造业得以飞速发展，大批洁净厂房立即兴建；4.生物、食品、饮料、化妆品等产业飞速发展，也将促进洁净厂房兴建。2项目介绍该部分关键描述项目标关键特点，如建设规模、项目特点、各楼层关键功效、关键建筑参数等。3设计依据电气装置安装工程施工及验收规范GB50254-50259-96智能建筑设计标准GB/T50314-建筑智能化系统工程设计标准DB32/181

4、-1998 中国装置安装工程施工及验收规范232-90.92 中国采暖通风和空气调整设计规范GBJ19-87洁净厂房设计规范GB50073-自动化仪表工程施工及验收规范GB50093-智能建筑工程质量验收规范GB500339-建设工程项目管理规范GB/T50326-自动化仪表安装工程质量检验评定标准GBJ131-90洁净室施工及验收规范JGJ71-90通风和空调工程施工质量及验收规范GB50243-民用建筑电气设计技术规范JGJ/T16-924设计标准4.1优异性和实用性一座现代化智能建筑，需要在以后相当长一段时间内保持其技术领先地位。所以，酒店内选择设备，必需在技术上适度超前，符合以后发展趋

5、势，同时又要注意其针对性实用性，充足发挥每一设备功效和作用。设计根据智能建筑设计标准甲级标准进行设计，系统设置既强调优异性也重视实用性，以实现功效和经济优化设计。4.2安全性和可靠性该系统管理程序中采取严格网络等级操作方法，预防非法访问和恶意破坏。系统含有长久和稳定工作能力。平均无故障时间或平均无故障间隔时间既MTBF=60000小时，平均修复时间即MTTR=2小时，系统可利用率A（A=MTBF/(MTBF+MTTR)）几乎为100%。4.3灵活性和开放性在满足业主目前要求基础上，含有开放性和兼容性， 能够集成其它不一样厂商产品。4.4经济合理性在设备选型和系统设计中，确保满足业主需求，技术上

6、优异性、可行性和实用性，去掉附在其上泡沫，达成功效和经济相统一优化设计。4.5集成性和可扩展性系统设计中充足考虑整体智能系统所包含各个子系统信息共享，确保智能系统总体结构优异性，合理性，可扩展性和兼容性，能集成不一样厂商不一样类型优异产品，使整个智能建筑水平能够伴随技术发展和进步，不停得到充实和提升。系统设计遵照全方面计划标准，并有充足余量，以适应未来发展需要。4.6标准化和结构化严格根据国家和地域相关标准进行系统设计和设备配置，并依据建筑屋智能系统总体结构要求，将各控制系统结构化和准化 ，综合表现当今世界优异技术。4.7专业性和开放性系统设计中充足考虑设备专业性，确保智能系统总体结构专业性前

7、提下，又含有足够开放性，能和其它系统充足联接，数据能对外开放并能接收其它系统数据。5TAC楼宇自控系统控制方法及网络形式楼宇自控系统采取集散型控制方法，即现场区域控制，计算机局域网通讯，最终进行集中监视、管理系统控制方法，实现分布式控制，集成操作管理系统工作模式。这种控制方法确保每个子系统全部能独立控制，同时在中央工作站上又能做到集中管理，使得整个系统结构完善、性能可靠。TAC楼宇自控系统网络结构可分为二级，第一级为管理层网络，即控制中心，控制中心内设中央工作站，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系统关键，整个大厦内所受监控机电设备全部在这里进行集中管理和显示，它

8、能够直接和以太网相连；第二级为监控层网络，由直接式数字控制器、扩展模块、采集现场信号传感器和实施机构和阀门等组成。直接式数字控制器、扩展模块、传感器和实施机构和阀门等随被控设备就近设置。5.1管理层网络采取总线型网络拓扑结构来组成局域网，支持TCP/IP协议，能够提供基于Internet远程管了处理方案。操作人员能够采取浏览器IE对系统进行监控 ，输入IP地址或域名即可经过互联网或企业内部网浏览和控制Lonworks 网络中单元。系统产生报警能够经过互联网或企业内部网以E-mail方法传给一个或多个接收者。设备远程监控无需经过中央站软件，系统可采取小型Web服务器方法对被控设备实现直观和动态监

9、控。联网用户（已经被授权）能够修改系统参数和设定点；检验和确定报警。依据被授权用户等级，用户也能够浏览系统中特定文件，如技术文件、报表等等。全部更新值均能以动态方法实时显示。假如用户修改了设定值，全部联网用户数据全部能够实时更新。能轻易地实现和建筑物中其它相关系统和独立设置智能化系统之间数据通信、系统集成和和其它厂商设备和系统联接。经过这层网络能够把BAS中全部监控信息立即地反馈到中央站显示画面，而中央站系统也可经过这一网络传送程序、指令等到相关设备。提供OPC或DDE第三方接口软件。数据传输速率不10100Mbps。5.2监控层网络采取国际领先Lonworks控制网络技术，全部可自由编程控制

10、器全部含有LonMark认证标志。控制器含有16位CPU，而且A/D和D/A转化分辨率为12位。作为集散控制分站之间通信网络采取总线拓扑结构或自由拓扑结构实现各个分站之间、分站和中央站之间和它们和专用控制、接口设备之间数据通信。中央站能够经过这层网络把信息传送到任何指定节点。全部分站以相同地位点到点方法互通信息。能够依据工程实际情况构建监控网子网。数据传输速率不低于78Kbps，而且能够依据需要提升到1.25Mbps。总线通讯距离2700米。5.3TAC网络结构控制中心在XXX层，作为控制系统管理层，设有主工作站、数据库服务器、不间断电源等设备。 现场控制器DDC安装于被控设备周围，尽可能采取

11、一台被控设备由一台控制器进行监控。各控制器之间采取点对点通讯方法。DDC控制器和上位机之间经过路由器或调制器等网络设备进行通讯。5.4系统配置容量和接口在对每台控制器进行I/O口配置时充足考虑到以后系统扩容或设备监控点数变更需求，通常情况下对部分常见类型点容量预留5%左右，整个系统预留点数在5%10%。考虑到以后业主实施智能化建筑系统集成，构建IBM中央管理系统，我们在设计楼宇自控系统时采取开放式设计方案，提供以后和消防报警系统、综合保安系统、闭路电视监控系统、停车场管理系统，和其它设备控制系统（如冷冻剂、锅炉、变配电系统）通讯接口。有利于实现对各弱电子系统信息集中管理，系统之间事件联动，提升

12、系统总体决议能力。充足开放网络软件体系结构，设备监控系统和外部设备、系统通讯连接和交换数据已经没有障碍，不管是未来有新楼宇设备需要接入本系统，还是本系统接入更高层次信息集成系统，全部能够简便、可靠方法实现。6楼宇自控系统监控内容楼宇自控对象关键是冷热源系统、空调系统、给排水系统、送排风系统、变配电系统和照明系统。6.1冷热源系统冷热源系统关键设备为冷水机组、循环水泵和热交换器等。楼宇自控系统监控目标是根据车间生产需求调整冷热源工况，在满足需求前提下提升能源利用率达成节省能源，同时对各类设备情况进行监测，保持各设备之间运行时间平衡，为设备维护保养提供有效依据。采取楼宇自控系统进行设备监控能够有效

13、减轻或降低人力资源，提升操作可靠性，和操作便利性。对被控设备或系统稳定运行将会有极大帮助。确保了被控设备跟踪负荷立即性，最大程度满足了生产队环境要求。测量内容冷水机组手/自动状态、运行状态和故障状态；冷水机组多种运行参数（如油压、工作负荷、制冷剂压力等，但需要经过和冷水机载控制设备联网获取数据）；冷却水泵和冷冻水泵运行状态、手/自动状态和故障状态；补给水箱水位；冷却水和冷冻水供/回水温度；冷却水和冷冻水水流监测；冷却水和冷冻水供/回水压力；冷冻水流量（如需要）；各供/回水回路电动蝶阀阀未状态（冷水机组群空时需要）；冷却塔风机运行状态、故障状态；冷却塔水池水位；热交换器二次侧供水温度监测；热交换

14、器一次侧供水（汽）温度。控制内容冷水机组启停；冷水机组群控（如需要）；冷却塔风机启停；冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵和冷却塔联锁；冷却水泵和冷冻水泵启停；冷冻水旁通压差控制；冷却水温度控制；热交换器一次侧热水（蒸汽）阀调整控制。控制功效6.1.1.1负荷计算 依据冷冻水供、回水温度和供回水压差（或供水流量），自动计算建筑物实际所需负荷量。依据供回水压差调整旁通阀开度，即调整冷冻水供水流量。冷水机组群控比较复杂，要视冷水机组选型和冷量制订对应控制方案。 6.1.1.2联锁控制 为保障冷水机组不被损坏，必需要将冷却水泵、冷却水塔、冷冻水泵和冷水机组进行联锁控制，根据一定开启或关闭次序进行操作。开启次

15、序：开启冷却塔风机和冷却水电动阀门 开启冷却水泵 冷却水水流开关信号指示 开冷冻水阀门 开冷冻水循环水泵 冷冻水水流开关信号指示 冷冻机开启关闭次序和开启次序相反。6.1.1.3冷冻水差压控制依据冷冻水供回水压差，自动调整旁通调整阀开度，维持供水压差恒定，即依据负荷调整供水量。6.1.1.4冷却水温度控制依据冷却塔出水温度，自动控制冷却塔风机启停台数。6.1.1.5水泵保护控制水泵开启后，水流开关检测水流状态，如水泵发生故障或管路堵塞则自动关泵。假如水泵发生故障，备用泵将自动投入运行。6.1.1.6机组定时启停控制依据事先排定工作节假日作息时间表，定时启停机组各类设备。每台设备运行时间全部有系

16、统进行累积，每次开机时系统将依据运行时间自动选择运行时间少设备首先开启，保持每台设备运行平衡。利用该该功效能够提醒设备立即达成维修时间，应该进行立即维修。功效介绍6.1.1.7趋势统计 冷水机组及循环水泵、热交换器各动态运行参数、能量管理参数及能耗均可自动统计、储存、列表，并定时打印，方便管理人员查询、管理和分析。全部预设程序均可按实际需要和要求，在中央管理工作站上调整修改，以满足用户使用。经典控制界面：6.2给排水系统给排水系统包含生活给水系统、生活污水排放系统。各类水泵运行由相关水箱水位控制，积水坑内潜水泵和积水坑水位联动。实现对给排水系统集中管理和自动监测，确保每一个液位报警信号立即地反

17、馈到中央监控室，同时联动给排水泵启停，使给排水系统机电设备安全运行，大大提升大楼内物业人员工作效率。监测内容各水箱、水池及集水坑高、低液位监测；水池超高液位报警；水泵运行状态和故障状态；控制内容依据水箱、水池及集水坑高、低液位信号，控制水泵启停；6.2.1控制功效6.2.1.1给水系统监测给水泵运行状态和故障状态，控制生活水泵启停；生活水池/膨胀水箱高液位报警时停泵，预防溢流；生活水池/膨胀水箱低液位报警时开泵，补充水。生活给水泵依据液位报警启停，同时节省水量及设备能耗。6.2.1.2排水系统监测潜水泵、排水泵等运行状态和故障状态。监测污水池/集水坑高液位报警，当高液位报警时潜水泵自动开启并排

18、水，预防溢流，直至到低液位信号时停泵；预防水泵空转。6.2.1.3运行时间累计水泵运行状态符合要求，开始累计水泵运行时间，每满1小时将自动统计累加时间自动显示在水泵动态画面上。当累计到一定时间后和备用泵自动切换，使每台设备运行累计时间均衡，从而达成保护设备、延长使用寿命目标。6.2.1.4趋势统计水泵多种动态运行参数、能量管理参数及能耗均可自动统计、储存、列表，并定时打印，方便管理人员查询、管理和分析。给排水系统监测：监测各水泵运行状态、故障。同时监测水箱、水池、集水坑高低液位报警及超高液位报警。各监测参数超限或异常均自动发出声光报警，并同时打印。全部预设程序均可按实际需要和要求，在中央管理工

19、作站上调整修改，以满足用户使用。6.3送、排风系统送排风机关键用于无洁净要求非生产区域，比如地下室、车库、会议室、餐厅等处。能够由时间程序自动控制多种送风机和排风机启/停，并显示其手/自动状态、运行状态状态及故障报警。6.3.1监测内容各风机手/自动状态、运行状态和故障状态；各风机累计运行时间，定时发出检修提醒信号；控制内容定时控制：按预先编排时间程序控制送排风机启停。联动控制：依据消防信号联动控制排烟风机启停；或排风机联动送风机，只有当排风机开启时送风机才能开启，当送风机关闭后若干分钟后排风机才能关闭。控制功效6.3.1.1启停控制排风机/送风机依据预先设定时间程序自动启停送排风机。每台机组

20、全部有每七天工作天数设定，天天4-8条工作时间通道设定，并另有特殊工作日及节假日时间设定。依据检测到消防信号联动控制排烟风机启停。送风机监测其空气过滤网堵塞报警信号，如异常则停止送风机。6.3.1.2送排风机监测监测送排风机、排烟风机手/自动状态、运行状态、故障状态，各监测参数超限或异常均自动发出声光报警，并同时打印。送排风机每次开机前先行检验机组状态，符合要求按时序开机，如有异常则发出报警，并同时打印。开机后检测风机运行状态、故障状态，送风机监测其空气过滤网堵塞报警信号，如异常发出报警信息，并同时打印。6.3.1.3运行时间累计送排风机运行状态符合要求，开始累计其运行时间，每满1小时将自动统

21、计，累加时间自动显示在送排风机、排烟风机动态画面上。并依据使用需求进行切换，使每台设备运行累计时间均衡，从而达成保护设备、延长使用寿命目标。6.3.1.4趋势统计送排风机、排烟风机各动态运行参数、能量管理参数及能耗均可自动统计、储存、列表，并定时打印，方便管理人员查询、管理和分析。全部预设程序均可按实际需要和要求，在中央管理工作站上调整修改，以满足用户使用。6.4变配电系统变配电系统包含采集智能配电综合管理系统单元高压、变压器、低压配电等参数。电力管理是建筑内最关键部分之一。基于现在技术水平和管理水平，楼宇自控系统对变配电系统只监测不控制。监测内容变压器超温报警；低压进线开关状态、三相电压和三

22、相电流；有功功率、无功功率及功率因数；低压母线联络柜开关状态。高压进线开关状态、三相电压和三相电流；有功功率、无功功率及功率因数；变配电系统可采取TAC变送器采集信号，也能够通讯接口形式和电力监控系统联网，将数据传送到BA系统。这种方法需要在BA系统和变配电系统连接时增加一个通讯接口网关，该接口网关能将Modbus、Bacnet等其它部分通讯协议网络数据以RS232/422/485等形式交换到TAC楼宇系统中。另外，二者也能够OPC（OLE Process Control）方法集成，和BA系统进行C/S连接，变配电系统主机作为Server，BA系统主机作为Client。监测功效变压器：监测变压

23、器超高温报警及温度。低压：监测低压进线及联络开关状态。监测低压进线电流、电压、功率因数、有功功率、电度及频率。高压：监测高压进线开关及联络开关状态。监测高压进线电流、电压、功率因数、有功功率。趋势统计：开关各动态运行参数、能量管理参数及能耗均可自动统计、储存、列表，并定时打印，方便管理人员查询、管理和分析。全部预设程序均可按实际需要和要求，在中央管理工作站上调整修改，以满足用户使用。6.5照明系统楼宇自控系统对建筑照明实施监控不仅可简化操作，还能够按时间要求或照度要求进行控制，使被控灯具要求点亮或熄灭，利于节省电能。厂房照明系统包含生产车间照明、公共区域照明、室外景观照明等。最关键是：将照明系

24、统控制纳入BA系统，不仅能够根据需求直接启停照明回路，节省能源，而且能够直接监测故障发生，将事故风险降低到最低点，立即地排除故障测系统事故消除在萌芽状态。 ；还能够大大地节省人力资源，提升工作效率。监测内容照明回路手/自动状态、运行状态和故障状态。控制内容依据照度传感器反馈，控制公共照明和室外照明依据工作时间表进行生产区域内照明回路开关控制或操作员开关控制。控制功效监测照明回路手/自动状态、运行状态和故障状态。对生产车间内照明能够设置定时启停，并能够分区控制。对于公共区域照明、室外景观照明能够经过DDC接收照度传感器反馈信号，运行时间累计：开关运行状态符合要求，开始累计照明时间，每满1小时将自

25、动统计累加时间自动显示在照明回路动态画面上。趋势统计：是指在选定时间间隔内获取并存放测量值，以备随即处理和显示过程。所以开关各动态运行参数、能量管理参数及能耗均可自动统计、储存、列表，并定时打印，方便管理人员查询、管理和分析。6.6空调处理器系统对于洁净厂房而言，空调系统是监控关键。首先空调系统能耗约占整座建筑能耗40%50%，在设计时往往考虑较多原因是系统设备选型偏大，正常运行参数仅仅是设计参数40%60%，所以建筑节能首先从空调系统着手，提升能源利用率。洁净车间空调系统不是单为提升环境舒适度，更关键是任何温度和湿度偏差全部可能对生产中产品质量造成影响。我们知道温度和湿度是相互作用，对任何一

26、方调整全部会造成另一方改变，假如参数设定不好，会造成空调系统频繁调整，造成能源浪费。所以怎样保持平衡稳定状态，以此达成节能目标是至关关键。洁净厂房工艺空调控制特点 最显著特点就是目标参数控制精度高，通常温度T1 ，有时高达0.5，湿度HR5%，室内正压P2Pa；为确保达成此要求除选择高精度传感器外和发明阀门实施机构外、，还应严格确保系统冷，热煤温度恒定。机组功率大，换气次数多，系统惯性相对较小；这就要求系统各个控制回路PID参数动态响应特征尤其好。为预防传感器输出信号及各控制信号衰减，各传感器和实施器到DDC间线长必需严格控制，所以通常实施就地控制，系统规模全部不大，控制点相对比较集中。因为实

27、施就地控制，全部控制线路全部在机组周围，机房内大电流动力电缆将对系统将产生很大干扰，所以系统全部线缆必需带屏蔽并严格接地，并将系统接地引到计算机专用接地端。系统单供UPS电源，以确保系统工作连续性，维护系统稳定。监测内容高、中、低过滤网阻塞报警；风机手/自动状态、运行状态和故障状态；对空调机组，监测回风温度、回风湿度；对新风机组，监测送风温度；空调机组盘管防冻报警保护；风机累计运行时间，定时发出检修提醒信号。监控内容6.6.1.1控制内容定时控制，按预先编排时间程序控制机组启停；空调机组、新风机组,冷/热水阀调整控制；空调机新风量调整控制；风机盘管开关控制；空调机组启停控制；空调机组湿度控制6

28、.6.1.2测量报警内容过滤网堵塞报警盘管防冻报警送风温度送风湿度回风温度回风湿度空调机组手/自动状态空调机组运行状态空调机组故障状态报警设备运行时间累计控制功效6.6.1.3温湿度控制经过对空调系统温适度控制，使得空调车间温度为190.5,相对湿度为855%。夏季首先将室外空气降温去湿至露点温度再送入空气处理机；冬季将则先将室外空气加热，再经蒸汽加湿后送入空气处理机中。在空气处理机中新风和回风充足混合，经过表冷段降温或加热器加热温湿度设定值后送入室内。6.6.1.4室内压力控制洁净室必需维持一定正压。不相同级洁净室和洁净区和非洁净区之间静压差，应大于4.9Pa，洁净区和室外静压差，应大于9.

29、8Pa。洁净室维持不一样正压值所需正压风量，宜按下式计算：Qq1（qL） （4.2.2） 式中 Q维持洁净室正压值所需正压风量(米3/时)； a依据围扩结构气密性确定安全系数，可取1.11.2； q当洁净室为某一正压值时，其围护结构单位长度缝隙渗漏风量(米3/时米)； L围扩结构缝隙长度(米)。6.6.1.5空气处理器变速控制（如需要）VAV变风量系统是提升空调系统能源利用率最常见手段，变风量系统常见于非洁净区域。变频空调系统通常有定静压和变静压两种，中国以定静压系统为多。送风总管上静压信号和系统设定静压值比较作为DDC控制器输入值经过PID参数控制变频器输出频率来调整风机转速，保持送风总管静

30、压恒定。假如送风总管静压测量值低于设定值，说明系统需求大于实际风量，DDC控制器增加输出信号，提升风机转速，从而增加风量以满足实际需求。当测量值高于设定值时，控制系统运作和上述相反。定静压控制相对于变静压控制要简单，调试简便。不过，总风管静压测量点选定是关键，即要选择风系统中含有代表位置作为控制系统静压测量点。6.6.1.6定风量控制洁净车间往往采取定风量系统，因为洁净车间内需要保持一定正压，预防周围灰尘进入洁净区。当初内压力低于设定值时，空调系统自动增加送风量（风压），维持洁净区正压值。定风量系统送风温度调整依据是回风温度或室内温度（当采取无回风系统时），送风温度不变，即不随负荷改变而改变。

31、所以定风量系统能耗往往较大，这是生产工艺所决定。要想降低能源浪费，应该正确确实定送风温度设定值。能够依据生产改变立即调整送风温度设定值。6.6.1.7新风支管电动风阀控制当洁净车间新风采取单独供风系统时，能够利用调整新风量来达成维持洁净车间正压要求。此时室内压力测量值将控制新风支管风阀开度调整新风压力，确保室内正压。预防室外空气自然流入室内。4. 接收送风机前后压差信号，故障时自动切断风机及报警。6.6.1.8风机前后压差报警控制当风机前后压差低于设定值时，说明风机出现故障，应立即关闭风机，发出报警信号，进行维修。6.6.1.9空调机组盘管防冻报警和过滤器报警在发生停电或风机出现故障时，为保护盘管免于冻坏，在风机盘管上安装房东开关。一旦防冻开关发出信号，控制系统将关闭盘管冷冻水阀门，发出报警信号，提醒大家进行检验维修。空调机组过滤器经过一段时间运行后，必需进行