江森楼控方案.docx

1、江森楼控方案1.概述高新信息技术和计算机网络技术的高速发展，对建筑物的结构、系统、服务及管理最优化组合的要求越来越高，要求建筑物提供一个合理、高效、节能和舒适的工作环境。节能是一项基本国策，也是建筑电气设计全面技术经济分析的重要组成部分。楼宇自控系统正是顺应了这一潮流，它的建立，对于大厦机电设备的正常运行并达到最佳状态，以及大厦的防火与保安都提供了有力的保证。同时，依靠强大软件支持下的计算机进行信息处理、数据分析、逻辑判断和图形处理，对整个系统作出集中监测和控制；通过计算机系统及时启停各有关设备，避免设备不必要的运行，又可以节省系统运行能耗。2.系统设计描述2.1.楼宇自控系统控制方式鹏利南华

2、商业中心楼宇自控系统采用集散型控制方式，即现场区域控制，计算机局域网通讯，最后进行集中监视、管理的系统控制方式。这种控制方式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。楼宇自控系统结构可分为三级，第一级为中央工作站，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系统的核心，整个大厦内所受监控的机电设备都可以在这里进行集中管理和显示，它可以直接和以太网相连；第二级为直接式数字控制器，第三级为采集现场信号的传感器和执行机构。直接数字控制器、传感器及执行机构随被控设备就近设置。整个建筑采用统一

3、的物业管理，BAS总控中心设在中控室，对整个鹏利南华商业中心的建筑设备进行集中监视、一体化控制和协调管理；同时结合不同功能区实际使用需求，对相应区域建筑设备进行分散控制、分区管理。楼宇自控系统监控内容冷水系统热交换系统空调系统新风系统给排水系统送排风系统变配电系统电梯系统2.1.1.冷水系统 监测冷水机组运行状态、故障报警、手自动状态，并进行启停控制； 监测冷冻水运行状态、故障报警、手自动状态、水流开关状态，并进行启停控制； 监测冷冻水、高区冷冻水泵的运行状态、故障报警、手自动状态、水流开关状态，并进行启停控制； 监测冷却水泵的运行状态、故障报警、手自动状态，并控制启停； 监测补水泵的运行状态

4、、故障报警、手自动状态、水流开关状态，并进行启停控制； 监测冷冻水供/回水温度、压差及回水流量； 监测冷却水供/回水温度及压差； 监测膨胀水箱高/低液位状态； 通过量度各区域的冷冻水供/回水温度和回水流量，计算出空调系统在该区域的冷负荷；并根据实际冷负荷以及冷冻机的运行时间累计来决定冷冻机的启停组合及台数，以便达至最佳的节能状态，同时又避免长时间使用一台或几台设备所引起的疲劳状态； 根据机组启停情况控制相关水泵及碟阀开关； 根据冷冻水供、回水压力，自动控制冷冻水供、回水间旁通阀的开度，以保证整个系统的压力平衡； 监测冷却塔风机的运行状态、故障报警、手自动，并控制启停； 根据冷却塔运行台数及运行

5、方式控制相关进/出水碟阀开关； 冷冻机组、冷冻水泵、高区冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机运行时间累积； 监测冷水系统中供/回水温度、压差、回水流量； 根据空调冷水热交换器供水温度，自动调节每台换热器供水侧阀门的开度，以保证供水温度满足使用要求。 各联动设备的启停程序包括一个可调整的延迟时间功能，以便配合冷冻系统内各装置的特性。各设备的启停联动顺序为：启动：电动蝶阀冷冻水泵冷却水泵冷动机组；停止：冷冻机组冷冻水泵冷却水泵电动蝶阀；以上工作状况可用文字或图形显示于彩色显示屏上，也可通过打印机打印出来作为记录。通过安装在冷冻机房内的直接数字式控制器DDC将按内部预先编写的软件程序来控制冷冻机启停的台数

6、和相关设备的群控。2.1.2.热交换系统由METASYS系统按每天预先编排的程序对以上所述设备进行优化控制，具体功能如下： 监测热水循环泵的运行状态、故障报警、手自动状态、水流开关状态，并进行启停控制； 监测热交换器一次水系统供/回水温度； 监测热交换器二次水系统供/回水温度、压差、回水流量； 根据二次水供、回水压力，自动调节二次水供、回水间的旁通阀的开度，以保证整个系统的压力平衡。 根据二次水供水温度，自动调节每台换热器一次水供水侧阀门的开度，以保证二次水供水温度满足使用要求。 监测膨胀水箱高/低液位状态；以上工作状况可用文字或图形显示于彩色显示屏上，也可通过打印机打印出来作为记录。通过安装

7、在地下一层热力站内的直接数字式控制器DDC将按内部预先编写的软件程序来控制相关设备启停。2.1.3.空调机组 监测空调机组回风温、湿度； 监测空调机组送风温度； 监测送风机手/自动转换状态，确认空调机组风机现是否处于楼宇自控系统控制之下，同时可减少故障报警的误报率； 监测初、中效过滤器过阻报警，提醒运行管理人员及时清洗过滤器； 当机组处于楼宇自控系统控制时，可控制风机的启停； 监测送风机运行状态、故障状态； 监测送风机压差状态，确认风机机械部分是否已正式投入运行，可区别机械部分与电气部分的故障报警； 监测水盘管表面温度，当温度低于设定值(可调整)时触发报警并联动一系列的防冻保护动作，如关闭新风

8、阀并打开水阀等； 夏季时根据回风温度与设定的温度比较调节表冷电动二通阀的开度，以满足温度要求； 冬季时根据回风温度与设定的温度比较调节加热电动二通阀的开度，以满足温度要求； 根据送风/回风湿度与设定的湿度比较调节加湿阀开关，以满足湿度要求； 新风阀与送风机连锁，防冻开关与电动二通阀联动，风机停止时自动关闭新风阀； 通过对安装于水盘管回水侧二通电动调节阀的自动调整，实现对回风温度设定点（可调整）的控制，保证空调机组供冷/热量与所需冷/热负荷相当，减少能源浪费； 根据新、回风温度、室内CO2浓度及设定值，自动调节新风阀与回风阀开度按比例控制，在保证满足空调空间新风量需求的前提下，尽量减少室外新风的

9、引入，以达到充分节能的目的； 过渡季由室内外焓值比控制新、回风电动阀开度；安装在机房内的直接数字式控制器将按内部预先编写的软件程序来满足空调机的自动控制和操作顺序。以上工作状况通过网络通讯可将现场情况用文字或图形显示于中央控制室内的中控机的彩色显示屏上，供操作人员随时使用，其中的重要数据可通过打印机打印出来作为记录。2.1.4.新风机组 监测送风温、湿度； 监测风机手/自动转换状态，确认空调机组风机现是否处于楼宇自控系统控制之下，同时可减少故障报警的误报率； 监测过滤器过阻报警，提醒运行管理人员及时清洗过滤器； 当机组处于楼宇自控系统控制时，可控制风机的启停； 监测风机运行状态、故障状态； 监

10、测风机压差状态，确认风机机械部分是否已正式投入运行，可区别机械部分与电气部分的故障报警； 监测水盘管表面温度，当温度低于设定值(可调整)时触发报警并联动一系列的防冻保护动作，如关闭新风阀并打开水阀等； 风机启、停，包括远程控制和定时自动启停； 夏季工况时，根据送风温度与设定的温度比较调节表冷电动二通阀的开度，以满足温度要求； 冬季工况时，根据送风温度与设定的温度比较调节加热电动二通阀的开度，以满足温度要求； 根据送风湿度与设定的湿度比较调节加湿阀开关，以满足湿度要求； 新风阀与送风机连锁，防冻开关与电动二通阀联动，风机停止时自动关闭新风阀； 通过对安装于水盘管回水侧二通电动调节阀的自动调整，实

11、现对回风温度设定点（可调整）的控制，保证机组供冷/热量与所需冷/热负荷相当，减少能源浪费。安装在机房内的直接数字式控制器将按内部预先编写的软件程序来满足空调机的自动控制和操作顺序。 以上工作状况通过网络通讯可将现场情况用文字或图形显示于中央控制室内的中控机的彩色显示屏上，供操作人员随时使用，其中的重要数据可通过打印机打印出来作为记录。2.1.5.给排水系统生活水系统主要监控内容和实现的主要功能：监测水箱、水池的液位，包括超高液位和超低液位，对于超限液位进行报警；监测水泵的运行状态、过载/故障报警、手/自动状态，当水泵的手/自动状态处于自动状态时，可控制水泵的启停；对于变频水泵，可进行水泵输出频

12、率的控制，并反馈频率值；以上工作状况可用文字或图形显示于彩色显示屏上，也可通过打印机打印出来作为记录。安装在机房内的直接数字式控制器DDC将按内部预先编写的软件程序来控制相关设备的启停。污水系统主要监控内容和实现的主要功能：水坑液位检测：检测水坑超高水位报警和超低水位报警。报警信息可在BA中央工作站进行显示和记录，提示物业人员尽快对事故进行处理。水泵运行状态反馈：自动统计水泵工作时间，提示定时维护。水泵故障报警：对水泵配电回路中热继电器的开合状态进行监测，对于水泵由于过载而引起的热继电器动作进行报警，报警信号在BA中央工作站进行显示，提示物业人员尽快进行维修。水泵手/自动状态反馈：监测水泵配电

13、回路的手/自动开关状态，确认水泵现是否处于自动控制之下，可减少故障报警的误报率。以上工作状况可用文字或图形显示于彩色显示屏上，也可通过打印机打印出来作为记录。2.1.6.送、排风系统送排、风系统，主要监控点设置如下：风机自动启停控制：根据事先排定的工作及节假日作息时间表，定时启停风机；也可在BA中央工作站直接对风机的启停进行远程控制。风机运行状态反馈：自动统计风机工作时间，提示定时维护。风机故障报警：对风机配电回路中热继电器的开合状态进行监测，对于风机由于过载而引起的热继电器动作进行报警，报警信号在BA中央工作站进行显示，提示物业人员尽快进行维修。风机手/自动状态反馈：监测风机配电回路的手/自

14、动开关状态，确认风机现是否处于建筑设备监控系统控制之下，同时可减少故障报警的误报率。当手/自动开关处于自动状态时（即风机处于建筑设备监控系统控制时），可控制风机的启停，包括远程控制和定时自动启停。风机运行或停止时可由中控室人员强制超越控制。说明：建筑设备监控系统仅对排风排烟机的排风工况进行监控，排烟工况由消防系统完成。以上工作状况可用文字或图形显示于彩色显示屏上，也可通过打印机打印出来作为记录。安装在机房内的直接数字式控制器DDC将按内部预先编写的软件程序对相关设备进行监控。2.1.7.变配电系统鹏利南华商业中心的变配电系统的监测内容包括：高压配电、变压器、低压配电、发电机等。根据招标文件的要

15、求，BA系统通过网关与其进行连接。2.1.8.电梯系统主要监控内容和实现的主要功能：监测电梯的运行状态；监测电梯的故障报警，信号上传至中央工作站进行显示和报警；BA系统对电梯的监测，可有下列两种方式：电梯系统将所有电梯集成在一个电梯监控平台上，并提供一个通讯接口给BA系统（确定通讯接口类型，并开放通讯协议），该通讯接口包括所有电梯的监控信息，BA通过网关通讯的方式监测电梯系统的多种参数及工作状态等。电梯系统提供所有电梯的运行状态和故障报警的无源干接点，干接点引出位置在各个电梯的主控制箱内，BA系统通过就近的DDC监测电梯运行状态和故障报警。此种方式最经济，本方案选用此监视方式电梯系统应至少能提

16、供下列信号给BA系统进行监控：n 电梯的上下行方向；n 有无报警；2.2.被监控设备配电盘、柜的接口要求手动启/停(开/关)与自动启/停(开/关)信号为并联关系。所有由建筑设备监控系统监测的设备的运行(开关)状态信号均应自无源触点引出。有关设备的运行(开/关)状态信号可由接触器的无源辅助触点引出。如果没有辅助触点，可在接触器的下口与零线之间增加一个继电器，将其无源常开点(常闭点也可以)作为该设备的运行(开/关)状态的监测点。所有由建筑设备监控系统监测的设备的故障报警信号均应自无源触点引出。有关设备的故障报警信号可由热保护继电器的无源辅助触点引出。如果没有辅助触点，可在该继电器的常开点与电源线之

17、间增加一个继电器，将新增继电器的无源常开点(常闭点也可以)作为该设备故障报警的监测点。但其前提是热保护继电器的动点(刀)使得在设备发生故障时热保护继电器既能切断设备的供电回路，又能同时将新增继电器的供电回路接通，从而实现报警功能。所有由建筑设备监控系统发出的控制设备启/停(开/关)的信号均只能串接在以220VAC为电源的控制回路里。所有与建筑设备监控系统相关的设备的配电盘、柜内均应为建筑设备监控系统留出接线端子排。将需要由建筑设备监控系统监控的信号统一、清楚、正确的编号，压号后接至上述端子排的一侧。除上述信号外，该端子排还应为建筑设备监控系统的自控箱留出电源接线端子(火线，零线，地线)。供给建

18、筑设备监控系统使用的电源应取自同一相(比如A相),并且与所控回路同相。总之,建筑设备监控系统控制箱内不得出现380VAC电压。直接控制器和总线的屏蔽部分都接入联合接地，接地电阻不大于1欧。2.3.工程实施中对建筑设备监控系统所需电源的考虑本项目建筑设备监控系统的电源主要分为三部分，一是中控室设备需要的电源，二是现场控制器需要的电源，三是部分传感器及风阀执行器、阀门执行器需要电源。1、中控室部分中控室设备主要包括服务器、工作站、打印机等，其电源取自中控室集中UPS。建筑设备监控系统中控室所需电源的用电负荷约为2.0KVA，供电质量应以电压波动不大于10、频率变化不大于1Hz、波形失真率不大于20

19、 为标准。此外，除电源外还应对中控室的环境进行要求如下：（1）周围环境相对安静。（2）无有害气体或蒸汽以及烟尘侵入。（3）远离变电所、电梯房、水泵房等易产生电磁辐射的场所，距离不宜小于15米。（4）无虫、鼠害、忌潮湿。（5）应设空调，一般可取自集中空调系统，否则应设专用空调并采取噪声隔离措施。（6）中控室宜设铝合金支架活动地板，高度不低于0.2米。各类导线在活动地板下线槽内敷设，电源线与信号线之间应采取隔离措施。（7）中控室宜采用天棚暗装室内照明，室内最低平均照度150200Ix，必要时采用壁灯做辅助照明。2、现场控制器部分现场控制器的电源主要取自现场的强电控制箱，电源管线与其它监控信号的管线

20、要单独分开，电控箱的厂家要事先为建筑设备监控系统预留出电源端子排。如空调机房里面的DDC，其电源取自空调机组的电控箱。3、传感器及执行器部分传感器主要是指需要外部单独供电的传感器，如湿度传感器、压力传感器、室外温湿度传感器等；执行器主要是指风阀执行器与阀门执行器；传感器与执行器的电源取自建筑设备监控系统现场的DDC盘箱。一般是DC24V或AC24V。4、系统接地中控室设备的接地取自强电的电控箱的接地端子，现场控制器的接地取自现场的强电控制箱的接地端子。系统接地电阻同整个大楼的联合接地电阻，一般情况下理论值是小于1欧姆，但实际测试时，一般都是在0.4欧至0.5欧之间。【设计要点说明】为保证系统安

21、全运行的可靠性，建筑设备监控系统所用的电源，必须全部取自同一相电源，如现场DDC全部取自A相的话，则中控室部分的设备也必须全部取自A相电源，且与系统集成有关的其它子系统也必须取自同一相电源。2.4.管线敷设和设备安装从中央控制站至现场直接数字控制器之间采用专用的通讯电缆沿钢管或桥架敷设，从直接数字控制器至执行机构采用屏蔽或非屏蔽线，在冷冻站、变配电所、空调机房等处线缆集中的地方采用金属线槽进行敷设，其它零散测点线缆较少的地方采用穿钢管进行敷设。通讯系统由通讯卡、现场通讯接口和通讯线路组成，通讯卡安装在中央管理工作站，与中央管理工作站的计算机相联，现场通讯接口安装在每台现场控制机内，通讯线将中央

22、通讯卡与现场通讯接口依次相连。为控制器配置的控制柜可提供控制器工作所必需的电源、继电器板、接线端子等，控制器内置于控制柜中。控制柜安装在被控对象附近，便于操作及施工，每台现场控制柜需为DDC控制器提供独立回路220V工作电源。需要控制的风机或水泵等设备的配电柜内需设置手自动转换开关，转换开关置于手动状态时，用手动启停按扭控制风机或水泵启停；转换开关置于自动状态时，由现场控制机提供的无源常开触点控制风机、水泵启停。被控风机或水泵配电柜需提供一对常开无源辅助触点，为现场控制机使用，以检测风机或水泵的运行状态。并提供热保护继电器常开干触点作为被控设备故障状态反馈采样。传感器、执行器安装在工艺管道上，

23、每个元件需要的电缆视不同产品而有所不同。当风道温度传感器与湿度传感器一同安装时，应注意顺风走向，温度应置湿度传感器上测。各个传感器不应安装于管路弯头处。风阀驱动器安装一定要注意阀的叶片轴与驱动器轴同心。电动阀门驱动器安装，注意阀的实际开启方向与驱动器指示方向相符。流量计一定要注意于直管段竖直安装，流量计前至少要有10倍流量计通径的距离；流量计后至少要有5倍流量计通径的距离。DDC箱体一般靠近控制被控对象的电控箱，采用明装壁挂式安装，控制箱安装高度为底距地1.2m。DDC箱内有变压器、空切开关、继电器、接线端子排、走线线槽和DDC设备，我们在设备安装前会设计出每个DDC箱内所有设备的安装、排列以

24、及接线端子的连接图纸（称为盘表），盘表是系统竣工资料的内容之一，同时也将每个DDC箱的盘表贴在DDC箱盖的内侧，方便系统安装、调试及维修。3.系统网络结构由于鹏利南华商业中心项目从设计到实施到投入使用，尚需一个较长的周期，故我们考虑为项目保留足够的技术先进性、开放性和升级能力，因此建筑设备管理系统采用了江森公司最新的一代基于 Web 技术的 MEA 系统架构，结构示意如图：系统采用分布式集散控制方式的三层网络结构，管理层建立在以太网络上，控制层则采用 BACnet 总线技术，点对点通讯，并允许在线增减设备，其灵活的结构为系统实施和维护带来最大的便利。管理层网络利用鹏利南华商业中心本身规划的地面

25、信息网，以综合布线为物理链路，通过标准TCP/IP通讯协议高速通讯，主要设备包括 BAS 服务器、管理工作站、网络控制引擎等提供高速通讯，系统基于浏览器/服务器（Browser / Server）结构。控制层网络采用开放的标准化现场总线 BACnet，采用 MS/TP 标准协议，将通用控制器、专用控制器、以及扩展模块等现场设备连接在一起。高达 76.8K 的通讯速率，为鹏利南华商业中心大量的数据通讯提供了硬件条件。同时还支持自由拓扑结构，易于在网络中添加或减少设备，为组网实施和今后升级改造提供了最大的便利。其传输距离允许 1500 米的最远端，通过中继Repeator可以扩展至4500米，我方

26、的设计则根据项目实际条件配置相应的中继设备，保障网络的通讯质量和稳定性。MEA 系统架构的核心设备是被称为网络控制引擎的 NAE，它是管理现场网络并向操作站发布信息的职能设备。同时具备多种硬件接口和开放的软件接口，支持目前楼宇控制及信息领域中绝大多数的标准：能以 Web Service、TCP/IP、BACnet IP、BACnet MSTP、LonWorks、ODBC、Modbus 等不同技术与其它厂商的设备通讯。设计时按照危险分散原则，设置多个网络控制引擎分别管理不同区域，使网络上任一节点的故障均不会影响整个系统的正常运行和信号的传输。在系统的三层结构中，无论是管理层还是控制层，均具有同层

27、资源共享功能（Peer to Peer）。在系统主机发生故障时，所有网络控制引擎仍保持通讯和数据的交换，而倘若网络控制引擎掉线，其控制网络的全部现场控制器之间亦能保持点对点无主从的方式进行直接通讯，从而保障系统不间断的可靠运行。另外，MEA 系统架构是面向 IBMS 集成的强大平台，IBMS 服务器管理软件 ADS 也是该系统架构中的组成部分，它用来连接信息域和其他控制系统，并管理庞大的网络3.1网络控制引擎 - NAE网络控制引擎是江森自控 MEA 系统架构中的核心设备之一，也代表了业界最新的技术和发展趋势。2003年江森自控与美国微软公司达成合作伙伴关系，并与之合作推出了核心控制楼宇的智能

28、硬件。它在硬件中内置了 Windows Embedded 操作系统和楼宇自控系统的监控管理软件，基于 Web 的设计使这个硬件能够作为 Web 服务器将鹏利南华商业中心设备监控管理系统的信息在以太网上发布，并通过嵌入式网络用户界面进行系统导航、系统配置及系统操作，而不需要安装任何专用程序。1、性能特点 基于WEB浏览器的用户界面这种智能设备抛弃了以往需要安装系统软件的操作站，同时支持多个Web浏览器用户同时访问，提供监控、警告和事件管理、数据交换、趋势分析、能量管理、时间表以及数据储存的功能，并采用了密码授权以及IT行业的安全保护技术。用户不需要任何专门的工作站软件，就可以实现局域网内或远程的

29、管理、配置和诊断等功能。另外还内置有必要的编程软件，任何一台配有标准网络浏览器的工作站或便携终端都可以对系统进行配置、逻辑编程、试运行、数据存档等工作。 开放接口能力作为楼宇控制的核心，位于管理层的网络控制引擎 NAE 收集和管理整个楼宇的设备信息，并向 IBMS 的集成管理平台提交。在控制层面上支持多种开放式标准网络，包括 LonWorks 网络、BACnet 网络、MetasysN2 网络和 Integrator 集成器，从而满足与不同厂商设备和子系统的接入。 先进的IT通讯技术网络控制引擎直接连接到鹏利南华商业中心的综合布线的以太网络中。网络间的数据传输采用标准IT协议、服务以及格式，包

30、括网际协议（IP）、超文本传输协议（HTTP）、对象访问协议（SOAP）、网络时间协议（SNTP）、邮件传输协议（SMTP）、网络管理协议（SNMP），并支持超文本链接标示语言（HTML）和可扩展链接标记语言（XML）的静态、动态数据定义。网络控制引擎还支持动态IP寻址协议，例如动态主机配置协议（DHCP）、域命名服务（DNS）等。本系统主要在鹏利南华商业中心内部现有的IT架构上运行，也可以通过对外接口的网络设置，通过隔有防火墙的广域网以及公用互联网上实现通信服务。 系统安全性网络控制引擎通过在 Web 浏览器用户界面键入的用户ID和密码识别用户的合法性以及相应的权限。用户获取的数据在传输过程

31、中通过加密处理，同时由用户安全管理员来管理网络控制引擎数据库以及用户资料和帐户。从配置整个系统到仅仅浏览某系统或站点的某一部分，都需要授权。系统管理员向每位用户的帐户分配用户ID、密码、专门的网络控制引擎数据获取权。3.2数据管理服务器软件 - ADS数据管理服务器软件是江森自控 MEA 系统架构中的集成平台软件，和所有网络控制引擎的管理站点，它通过各种开放接口同时面向控制域和信息域的集成技术，使服务器能够监控并管理整个鹏利南华商业中心各个系统的综合信息，并从整体上控制协调 IBMS 众多子系统的有关联动操作。该软件同样采用 B/S 的结构，可将 IBMS 集成管理平台的信息通过 Web 进行发布，并作为协调者和管理者通过 SOAP 与网络中的控制引擎 NAE 通讯，有序的调度鹏利南华商业中心设备监控管理系统以及与其他系统间的联动操作。整个楼宇的设备控制由就地控制器完成，全部的汇总信息由 NAE 来管理，而 ADS 的作用是将这些楼宇的信息利用 SQL 标准数据库，进行扩展的应用和永久的储存。包括更多的客户端访问量，还管理趋势数据、事件消息、管理员记录和系统设置数据的长期储存。使用因特网协议和信息技术（IT）标准为网络控制引擎（NAE）所在的网络提供安全的通讯，并且与企业级别的通信网络兼容。3.