楼宇自控系统技术方案说明.docx

1、楼宇自控系统技术方案说明楼宇自控系统技术方案说明目 录一、 系统设计综述 11. 工程概况 12. 设计目标 23. 设计规范 24. KMDigital系统简介 34.1. 系统综述 34.2. 系统结构 54.3. 系统特点 64.4. 系统基本性能 74.5. 系统的集成能力 10二、 系统与设备的选型 111. 设计原则 112. 设计范围 14三、 设计说明 141. 冷水系统 142. 热交换系统 142. 空调新风系统 163. 送排风系统 174. 给排水系统 175. 照明系统 176. 电梯系统 17四、 硬件介绍 201. 中央操作站 202. 被控设备接口要求 203.

2、 多功能控制器KMD-5210 214. 通用直接数字控制器 225. 全系列传感器 236. 全系列阀门 23五、 质量保证 23楼宇自控系统技术方案说明一、 系统设计综述1. 工程概况2. 设计目标楼宇自控系统（BAS）实时监控XXXXXXXX内各机电设备的运行、安全状况、能源使用状况，实现节能等综合自动监测、通讯、控制与管理，并使之达到最佳状态。楼宇自控系统是建立在计算机控制和计算机网络技术基础上的分布式集散控制系统，它实时对各子系统的运行进行综合性自动化监控和管理，并与相关系统进行通讯。设计要求：一、冷源、空调机组等重要设备必须1台设备对应1台控制器。二、所有控制器都应具有根据工程实际

3、情况进行编写程序的功能。并且所编写的程序可永久保存在控制器中不会因为断电而丢失。三、每个控制器都应有独立CPU，确保系统的安全性。不会因个别控制器出现故障而引起大面积系统不能正常工作。四、控制器作为楼宇自控系统的核心器件，要求在国内楼宇中有5年以上的实际使用案例。3. 设计规范1) 智能建筑设计标准 （GB/T50134-2000）2) 民用建筑电气设计规范 （JGJ/T16-92）3) 采暖通风与空气调节设计规范 （GBJ19-87）4) 高层民用建筑设计规范 （GBJ45-90.90）5) 系统接地的型式及安全技术要求 (GB14050-93)6) 智能建筑质量验收规范（GB50339-2

4、003）7) 智能建筑设计标准（GB/T50314）8) 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范（GB/T503112000）9) 工业企业通信接地技术规范（GBJ7985）10) 建筑物防雷设计规范（2000年版GB5005794）11) 建筑电气工程施工质量验收规范（GB50303-2002）12) 建筑及住宅小区智能化工程检测验收规范（DB11/146-2002）4. KMDigital系统简介4.1. 系统综述*控制有限公司是全球建筑自动化领域中最大的控制设备专业厂家之一，也是世界上少数几个能独立全系列生产多功能控制器、调节阀、风阀执行器、开关阀、温湿度及流量等传感器和系统软件的生产厂家

5、。作为美国最大的楼宇自控设备制造厂商之一，其精湛的质量和服务已为世界所公认。从1970年起，在世界各地已为众多的工程提供了设备供货或整个系统的安装、调试等服务。*公司出品的最新一代楼宇自控系统KMDigital系统为建筑物提供了一套完整的统一的管理模式，该系统是一个结构化的模块式体系，其灵活的模块体系保证了配置的足够扩展能力，可根据监控对象的数量，监控范围的大小和控制功能的变化任意组合。KMDigital系统作为建筑物的综合管理系统，真正体现了不同系统间的天衣无缝的集成，其可以将环境、暖通、照明、电力等纳入统一的管理平台，将建筑物内的空调设备、冷水机组、照明、等楼宇机电设备采用计算机集中式的自

6、动化监控和管理，以达到对各类机组提供可靠的、经济的优化控制；同时记录系统设备的整个运作情况资料，集中分析设备的运行情况，提高机组运作寿命、为设备的安全正常运行提供最合理的方案，为机组的操作维护人员带来方便，使大楼的节能水平和物业管理更为科学。KMDigital系统是针对建筑物的机电设备管理需要，基于现代控制理念，并强调系统开放性和具有良好系统集成功能而设计的集散型控制系统，具有广泛的灵活性和实用性，适应性，可以运用到商用和民用建筑，电信业，医药业，工厂，医院，教育等等各个领域。从小型的1 个站点的监控，到通过广域网/internet 实现全球联网的监视系统，* Control 都可以提供实用的

7、解决方案给您，其主要特点如下： 采取多级密码等多种措施，安全性好； 可提供完全符合ISO-16484（BACnet）协议； 提供ETHERNET、LONTALK、MODBUS等接口，开放性好； 可方便定义监控点、预置控制程序与运行参数； 实时监视运行状态、监测运行数据，并以趋势图和图表形式显示； 提供历史数据的记录、存储及报表打印； 可对全部机电设备制定维护或调整计划； 提供设备的故障报警和故障分析； 提供强大的数据库及其系统集成功能； 可提供完善的设备能量节能管理系统； 可方便实现与其他子系统的信息交换，其集成性能超群。本方案设计力求通过合理的设计思想、先进的技术手段，为xxxxxxxxxx

8、xxxxxxxxxxxxxxxxx工程配置先进的楼宇自控系统，通过有效的控制策略，可以大大降低设备的运行费用。特别是对xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx工程这样大面积的建筑来说，综合能耗只要节约几个百分点，就是非常可观的回报。在这个项目中，我们本着“务实”的原则，使楼宇自控系统的投资既要经济，为业主减少不必要的建设成本；同时，又要保证楼宇自控系统的先进性和实用性，充分体现它对设备集中管理、节约能源的功能，为业主带来可观的回报。在这个基础上，充分考虑xxxxxxxxxxxxxxxxxx工程工程的特点进行设计。首先，xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx工程由于面积大，空调、新风机

9、组、通/排风、供配电及给/排水等机电设备数量多且功能复杂，给操作、运行、管理增加了相当大的人力和财力，也带来了设备运行能耗的不断增加。其次，xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx工程作为一个综合性建筑物，楼内监控点很多，且控制要求不尽相同，我们结合*控制器特点进行了合理的配置，同时，可实现系统内点对点控制。总之，我们努力使*公司的技术水平在xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx工程项目上得到充分的表现。由于楼宇自控系统（简称BAS）采用先进的计算机控制技术，并且含有丰富的管理软件和节能程序，它能对所有机电设备进行有条不紊的综合协调、科学管理和维护保养工作，因此采用楼宇

10、自动化管理系统是节约能源、节省维护管理工作量和运行费用的极有效方法。以下就几个方面进行阐述：1) 使用先进的计算机技术 BA系统充分运用计算机自动化功能，使近百台机电设备操作管理只需1-2人即可完成，减少了设备运行管理人员，不但降低了人员的费用支出，同时也大大减轻了管理人员的劳动强度。2) 对机电设备进行实时监控BA系统对所有机电设备进行实时监控，设备如有故障发生，BA系统不但能及时报警，并能明确发现故障的时间和地点，使设备能及时得到维护，由此可充分保证室内环境的要求，同时避免由设备故障引起的其他意外事故所造成的损失。3) 延长机电设备使用寿命 BA系统具有从时间上均匀运行设备的程序，能使设备

11、的平均使用寿命得以延长。4) 节约能源 BA系统具有设备最佳启/停控制，台数启停控制及节能程序，比传统控制方式（如人工控制）大量节省能源，据专家测算节能效果可达20%-30%。5) 突出建筑物的现代化形象BA系统具有能量分析、运行管理等功能，并可随时打印制表，能为管理部门和决策部门提供详细的设备运行资料。日前BA系统已达到相当先进的水平，不但能提高设备运行管理水平，而且可作为特征标志之一，突出建筑物的现代化形象，起到良好效果。 4.2. 系统结构本工程楼宇自控系统选用*公司出品的最新一代楼宇自控系统KMDigital系统，真正体现了分散控制、集中管理、资源和信息共享的原则，符合工业化标准的集散

12、型控制系统。系统由四部分组成：中央操作站，网络控制器，DDC直接数字控制器，现场监控元件及设备。根据通讯对象不同可分成二级网络结构，中央操作站和网络控制器之间采用TCPIP以太网连接，通讯速率为10Mbps，二级网络的网络控制器之间实现“无主”式（peer to peer）令牌通信，通讯速率高，主网数据通讯速率达到115 Kbps，子网DDC直接数字控制器之间通讯速率38.4Kbps，DDC控制器对监控点采样时间小于0.5秒/次。具体结构参见网络拓普图。KMDigital 网络拓普图4.3. 系统特点*公司的KMDigital系统使用简便，系统各个层次的窗口可使您同时在屏幕上看到不同层次的信息

13、。各系统机组的彩色代表符号大大简化操作手续，能最大限度的满足该工程的要求，同时完全符合我国关于民用建筑规范的有关规定。为保持系统的安全，KMDigital可根据您的需求设定人员层次的密码保护系统，使多用途，多用户，多任务的系统操作非常灵活方便 。*公司在84年推出了KMDigital系统，并且在10余年的应用过程中,对其不断地进行改进和升级，充分考虑和运用工业控制技术的最新成就，使得KMDigital系统得以日臻完善。 其主要特点就是“KMDigital是OSI网络环境支持的开发系统”，而开放系统则为分布式控制开辟了广阔的前景，*的KMDigital系统具有以下的特点：采用逻辑令牌环形制式，当

14、一个控制器（DDC）对话时，其它站处于“聆听”状态，这就是当代分布控制与办公自动化系统的主要通讯方式，它有别于较为简单的逐个问讯的Polling方式（查询式），用户可通过*的KMDigital的LAN访问公共数据，外部设备（打印机等），*的 KMDigital的系统软件支持各个工作站（DDC直接数字控制器）互相联系，完成“无主”（PEER TO PEER）的通讯。系统通讯规约（SYSTEM PROTOCOL）为标准的全双工制式，加强型 RS485构成令牌环网络（TokenRing），支持以太网。通过“公用电话交换网络”R.S.T.N., * 的KMDigital可构成由多个远方 LAN 组成的

15、广域网 WAN 。KMDigital系统有别于其它厂商之处，还在于局域网 LAN 进入开放式网络计算的环境设计方面。当今，计算机已进入网络计算时代，把孤立的个人计算机（PC），工作站，小型机，大型机组成一个分布式网络计算环境，充分利用各计算机资源，是九十年代计算机系统的一个重要发展方向，楼宇自动化系统的设计应考虑到如何使自己的系统“入网”方便，当考虑到一个大型的多用户，多协议网络计算环境时，选用影响制定国际标准走向的大厂商产品无疑是明智的选择，*公司正是这样做的，其DDC控制器可直接连入以太网（ETHERNET） 。从网络的运行方面考虑，KMDigital具有独到的优势：取广大用户最熟悉的操作

16、系统MSDOS所支持的，功能强大完善MicrosoftWindows作为窗口，这个对用户非常友好的界面，为任何用户所欢迎，KMDigital的编程，图形及数据显示，报警处理，能源审计，维修管理，空调运行日报等等，无不得心应手。同时，也为任何ENHERNET所接受 。4.4. 系统基本性能可提供日常所须的设备维护、时间与联锁、程序的编制、特定招标方程序编制、能源管理的需要。保证所有数据库的生产是正确的和完整。有联机的数据与参数输入，包括时间程序编制与能源管理特征的输入。提供全中文图形化软件。提供的图象数目与种类应足够解决被BAS监测与控制的所有大厦服务项目的日常运行工作。操作人员须用密码和个人标

17、识符才能对系统进行存取。操作人员在BAS存取信息时受到由个别操作人员指定的图象层次和权限的控制。在一个独立图象内显示的数据无论是任何硬件地址，通讯通道，或点型，都可定义和赋值的。图象在系统运作时可编程序的，并受标识符和密码控制，在有需要的地方，点能被分配到多个图象使操作人员能了解系统的运行情况。提供警报处理软件以进行警报处理。存储器能存储大于200次警报。在同时有多个警报的情况下，根据警报的先后进行处理，先入先出。警报处理器在操作人员工作和停止工作两种模式下都是积极待命的，保证在操作人员未开始工作前也能处理报警。标准报告可由操作人员选择在任何工作站及打印机上显示。需要时能在任何图象层次，能在任

18、何图象层次取得每点的摘要报告。允许操作人员随意选择点的排列顺序，将选择的时段记录下来。趋势信息能选择被打印、显示成数字、条形图或曲线图等。警报与运行时间报告能自动地被送到指定的打印机，包括点描述符、点的数值状态、时间与日期以及采取何种行动的信息。历史档案允许操作人员有选择地将年内关键性的实时系统数据送入一个大型存储装置，供日后检索与分析。所有警报处理措施都能自动地输入历史档案。操作人员通过工作站选择那些需要存储的模拟数字输入输出以及采样的时段历史档案是系统分析所需的报告资料来源。操作人员能选择被测点的抽样时段以及打印报告的时间。提供绘制条形图的功能。操作人员能从历史数据库中提取数据，并根据数据

19、绘制直观的全彩色条形图。提供绘制曲线图的功能。允许同时显示1至个变值。待显示的数据应从历史数据库 抽出，每条曲线图可指定颜色。图的X 轴应用来表示时间或一个模拟量的变值。软件能使操作人员对系统修正和定制。操作人员赋值能力包括指定操作人员密码、特权、图象的起动和自动结束等外围赋值能力包括指定分站和打印机。系统配置诊断能力包括指定通讯与外围端口、指定分站连到通讯网络、诊断关闭分站、以及起动诊断等。系统的文字编辑能力包括标题、图象点、存取层次、报警信息、运行时间与故障情况等各种简单信息的中文编辑与修改。时间调度改变能力包括时间表的制定，时间占用的调度，假日调度以及特殊活动的调度。拥有合适特权的操作人

20、员能定义一个需要有关设备支援的活动表。这些有关设备将指派给被指定的活动。随后，操作人员可对这个活动进行调度，由BAS 自动执行。操作人员能向系统增加个别或一批点，以及将它们接至控制与能源管理程序。所有修正都能通过操作人员的键盘编成程序，装入分站并输入它们的数据库。提供有优先级的工作调度功能、控制时间程序、分站至分站以及分站至中央CPU的通讯功能、扫描输入与输出功能，并包括内装的诊断模块。分站有比例控制器(P)、比例加积分控制器(PI)、比例加积分加微分控制(PID)、两位置控制、时间比例控制器以及浮动控制算法等等。全部在存储器内，可供操作人员取用，即所有控制模式应在任何时候能被软件选择。PI控

21、制PID控制的模拟输出应不断地被程序更新的输出。在循环之间，模拟输出应保留它的最后值。不断地更新输入和输出的数值与情况。数值在1秒间隔之内更新。数模转换，修正传感器的误差，检测没有响应或失效的传感器，以及数值的转换。对所有的模拟、数字输入和输出赋予正确的工程单位和状态标识符。除所指定的实点以外，在分站应定义虚软件点，以便模拟调试和显示有意义的信息。虚点和实点同样被处理、显示、指定标识符、警报范围等。调度、时间与互锁程序以及有关的数据文件装在非易失的或72小时干电池支持的RAM存储器内。单个的程序应能被从CPU或POT 存取，以便启停程序及修正程序参数。能于7天以前改变时间的调度。能每天改变起动

22、时间、停止时间或两者都改变。在所有指定的日子内，临时调度器有效。提供一个节假日程序以适应假日及其他正常时间程序以外的日子。允许指定达32段例时间。每段时间由操作人员指定初始与停止日。节假日程序还适用于一切有时间调度的能源管理程序。为系统内每个数字输出提供一个在系统运行时独立的可分辨的和可改变和启动和停止程序。能每天向每个数字输出点指派4个独立的启动和停止时间程序。能通过操作人员的指令用人工启动互锁。指令尊重指令预定优先次序结构，让高优先级指令超越低优先级指令。能将互锁顺序连接起来。能单独实现、停用、增加和修正互锁顺序。4.5. 系统的集成能力KMDigital系统具有较强的开放性与可扩展性：1

23、.支持BACnet协议2.支持Lontalk协议3.预留第三方(RS-485)接口通过网络对话器(KMD-5540,5871)可以方便与其他楼宇设备公司的产品配合使用，包括：冷冻系统(CARRIER、YORK、McQuay等)；变配电系统（变压器、高压保护装置等）；锅炉、电梯系统；保安监控系统、消防报警等系统；智能照明系统。*公司提供性能超群的Acuity系统集成软件，根据集成对象的特点和要求，通过BACnet、TCP/IP、Lontalk、Modbus等标准通信协议，利用动态数据交换和OPC等技术手段，增加各子系统的信息共享能力，高标准实现建筑自动化系统（BAS）与其它子系统的协调控制和系统

24、的优化管理。Acuity 系统具有如下特性：提供基于网络浏览器访问的安全性；通过驱动程序库，可简便集成多个完全不同的系统；方便实现系统的重新设备；升级容易，无需更改硬件；增加其它子系统时无需退出现有系统；AutoCAD图形可直接插入标准图库和图形用户界面；良好的开发环境，易于构建并减少组态时间；人机界面友好，操作简单，培训方便。二、 系统与设备的选型1. 设计原则本着“设备先进、技术完备、功能齐全、配置合理、节约资金”的原则进行设计。本工程的的楼宇管理自控系统由二级网络构成，既可以满足系统庞大的容量要求，又可以提供高速的通讯能力，使管理人员在中央控制室就可以全面了解整个建筑中各类设备的运行情况

25、，并实时进行控制。系统包括网络控制器， DDC现场数字控制器，输入/输出模块，操作工作站，通过系统的中心管理数据库提供对所有设备的控制、报警监测、日程表设置、报告和信息管理。如前所述，本工程的特点之一就是建筑面积庞大，因此受控设备位置分散，系统的覆盖面大。如果我们在系统配置时象一般小规模建筑一样，简单地配置几台大容量的控制器来完成监控功能，这样虽然在系统的输入输出控制点上可以满足功能要求，在造价上也会低廉，但是在其它阶段的工作中（即在安装、调试、运行管理等环节中）将大大增加工作的难度。我们配置的系统充分体现集中管理、分散控制的集散式系统的设计思想，所有控制器均在受控设备机房内与设备就近安装。控

26、制器与现场一次设备（即传感器、执行机构、设备动力盘箱等信号联接线）的联结在机房内部完成，在系统设备安放、布线时信号线、控制线尽量不穿墙、不跨越楼层。同时，*现场控制器的输入输出点可通过软件定义为模拟量或数字量，在设备的配置上具有很大的灵活性，同时节省造价。在选择楼宇控制系统和产品时，首先应从xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx工程的使用要求出发，同时也要考虑与建筑物的功能相符合，所选楼宇控制系统应作到可靠、先进、实用、经济。尽量采用标准件和同一家公司的产品，整个系统要具有最佳性能价格比。要兼顾运行的可靠性、系统的先进性、适用性、实现的可能性和投资的经济性。1) 可靠性首先要保证系统的可靠

27、运行，要求系统硬件设备具有很高的可靠性，还必须配备丰富、可靠的软件，决不允许使用不成熟的技术，也不宜选用尚未成批投产的商品。*公司是全球楼宇控制领域中最大的专业生产厂商之一，产品全部通过ISO-9002国际质量认证，被世界各大工程商广泛使用，项目遍及世界各地。2) 先进性及成熟性KMDigital系统是集众多先进技术，代表了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平。同时，*公司是世界上少数几个能独立生产传感器、执行器、阀门及控制器等全系列楼宇控制设备的专业生产厂家之一。该公司有多年生产楼宇控制设备的历史与工程经验，产品种类全，技术先进，在国际上享有崇高的声誉。其传感器和阀门等执行机构已

28、被其他楼宇控制厂家广泛采用。*公司注重产品的更新和新产品的开发，公司每年投入大量资金用于研究开发，产品一直处于领先地位。3) 灵活性及可扩展性由于*公司的所有DDC的输入、输出点都为通用点，只需通过软件就可改变输入、输出点的类型，极大的方便了工程实际的改造与变化，也使得系统的组成非常灵活简便。操作系统应便于设计和施工，易于根据施工变化而修改，而且应界面友好，操作简单。*公司楼宇自控系统组态灵活，纯模块化积木式结构可以简便地从几个回路、几台下位机扩展至几百个回路、上百个下位机的大系统。扩充和删减非常方便，可直接连接而不对原系统造成影响. *公司楼宇自控系统图形化操作界面友好直观、可中文英文显示切

29、换，带提示和报警功能，形象易懂，操作简便，提高了管理效率和降低了对设备维护人员的技术要求。4) 适用性及方便性系统均采用中文菜单和图形化界面，今后运行操作管理非常方便。从管理界面上讲，系统提供了类似windows资源管理器的管理工具，可以方便的对系统进行设置，管理，编程等高级操作。从用户界面上讲，提供图形化的动态界面方便用户察看实时信息，提供清晰的动态报警列表方便用户快速浏览所有当前的警报，提供各种自定义的报表供用户察看和打印，等等。从系统功能管理上讲，KMDigital开放所有的管理权限给用户，同时提供给用户 WinControl XL这个强大的管理工具，用户可以根据需要更改控制策略，可以扩

30、展系统，可以改变图形界面，可以自定义报告。当系统投入之后，由于实际情况的复杂性和可变性，在真正的用户和管理人员的使用中往往会发现系统设计功能同实际需求不符的情况。特别是考虑到xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx工程独特的建筑风格，可以认为当投入运行一段时间后必然需要根据实际运行情况进行必要的控制策略的调整。对于那些“固化”的系统讲更改系统功能需要用户投入大量的资金或者根本无法实现。 使用* CONTROL系统，用户完全可以消除这个顾虑，她可以随时根据需要改变各种控制策略而无需厂商的参与。WinControl 动态界面示例总之，* CONTROL 的目的就是满足每个用户不同的需要, 让

31、系统适应用户，而不是用户去适应系统。5) 兼容性所用楼宇自控系统内虽产品繁多，但如果采用同一家公司的系列产品，则可排除系统不兼容问题，而且调试、维修简便，责任清晰，便于管理，降低施工成本和运行成本。这就要求选择具有全系列产品的设备厂商。在全世界众多楼宇自控工程商中，能提供全套楼宇自控产品的厂商仅有数几家，*公司是世界上少数几个能独立生产传感器、执行器、阀门及控制器等全系列楼宇控制设备的专业生产厂家之一。其产品可以满足xxxxxxxxxxxxxxxxxxx工程工程需要。6) 经济性整个楼宇自控系统既要兼顾系统的先进性又要考虑投资的经济性，也就是要具有最优的性能价格比。 选用*公司产品有明显优势：A. *公司作为全系列楼宇控制设备的专业生产厂商，极大的降低了产品造价。B. *公司授权*发展有限公司为其产品在中国销售的总代理，直接隶属美国总部，省去了中间环节，降低了费用。2. 设计范围楼宇自控系统对xxxxxxxxxxxxxxxxxxx工程机电设备进行监视、控制和集中管