某妇幼保健院西门子楼宇自动化技术方案.docx

贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化控制系统方案贵州环霖自控系统工程有限责任公司目 录1前言42业绩介绍63设计概述103.1设计依据103.2系统设计原则113.3设计特点123.4系统架构143.5中央工作站153.6风冷机组的群控173.6.1无模型自适应闭环控制算法183.6.2冷热水自动补水控制213.7空调机组控制213.8新风机组控制233.9排风机组控制263.10排污设备系统263.11与第三方设备联网说明273.11.1标准网关类型273.11.2自行开发网关说明283.11.3用户须提供的接口资料294APOGEE系统软件介绍314.1APOGEE系统特点314.1.1多任务系统工作环境314.1.2多灵活强大的网络功能314.1.3完全开放的接口界面324.1.4全面支持Internet/Intranet技术324.1.5导航324.1.6系统连接的灵活性324.2APOGEE系统的强大功能324.2.1Insight管理工作站监视功能简述334.2.2Insight管理工作站管理功能简述344.3OPC技术364.4BACnet技术374.5与其他系统的通讯接口375硬件说明385.1系统组成385.2网络结构385.3PXC MODULAR385.3.1TX-I/O 模块系列405.3.2PXC MODULAR系列扩展模块405.4直接数字控制器PXC系列425.5西门子MS/TP PPM点处理模块435.6紧凑型系列单元设备控制器445.7BACnet VAV 一体式执行器451 前言西门子楼宇科技公司及历史西门子集团公司成立于1847年，是世界上最大的电气工程和电子公司之一。2005财年（截止于9月30日），公司在全球拥有大约461,000名雇员，实现销售额754.45亿欧元，净收入30.58亿欧元。西门子楼宇科技作为全球楼宇管理、暖通空调控制、安防和消防系统的市场领导者，我们为世界各地的客户提供创新解决方案，这些解决方案能够增强住户的舒适性和安全性，并优化楼宇设施的管理，提高能源效率。2004财政年度,西门子楼宇科技在中国的销售额达到了五千万欧元。在中国四百多名员工的努力下，我们在提供楼宇的舒适性、安全性及节能方面一直处于领先地位。我们提供综合的解决方案:楼宇自动化-更舒适、更可靠、收益更高西门子楼宇自动化是针对单独房间及整座楼宇的供热、通风及空调系统等各个方面所提供的全面解决方案及服务。我们开发创新的解决方案以满足业主及住户对舒适和方便的最高要求。但西门子楼宇自动化能做到的远不止于此，我们还可以协助楼宇经营者实现其所经营楼宇在整个寿命周期内的最佳利用效率及成本效益。此外，我们还会对楼宇的能源系统实施更新改造，而客户无需为此进行重复投入。电气安装技术，使您的建筑更安全、时尚和智能西门子电气安装技术作为全球领先的电气安装技术提供商，为您提供创新的产品和系统，广泛应用于工业、建筑和住宅领域，满足不同的客户需求。智能化集成降低楼宇管理成本我们承建各种楼宇的管理系统的丰富经验证明，集成化弱电系统解决方案对业主和住户都十分有益。将所有的楼宇管理系统集成到一个工作站，既可缩短培训周期，又可提高操作效率。这种集成化解决方案不仅提高了报警处理的效率和可靠性，而且简化了管理和维护，能够让物业管理机构更加灵活地调配人力资源。此外，所有楼宇管理数据的集中处理，能够降低能源、消防和安全管理成本。管理子系统，包括楼宇自动化、消防、安保、停车场、闭路电视、综合布线、广播系统和数据网络等等。我们致力于借助自身的技术、多年的经验及全面的研发提供各类高质量和创新产品。为以更高的效率和更低的成本向您提供先进的产品和系统，我们建立了覆盖全国的销售网络及管理系统。我们还聘请和培训专业人员，负责严密管理分销网络，确保及时地将我们的产品和系统提供给您。2 业绩介绍西门子楼宇科技在全球：美国白宫白宫位于华盛顿市区中心宾夕法尼亚大街1600号，北接拉斐特广场，南邻爱丽普斯公园，与高耸的华盛顿纪念碑相望，是一座白色的二层楼房。白宫共占地7.3万多平方米，由主楼和东、西两翼三部分组成。主楼宽51.51米，进深25.75米，共有底层、一楼和二楼3层。白宫是美国总统办公和居住之地，因而成为美国政府的代称。中国驻美大使馆新馆中国驻美国大使馆新馆建造历时3年，坐落在华盛顿特区凡纳斯街南侧，占地10760平方米，刷新了美国国内规模最大的外国使馆的新纪录，也是中国在国外建设的规模和投资最大的使馆办公楼工程。大使馆新馆由美国贝氏建筑事务所的贝建中和贝礼中设计，他们的父亲便是以改建巴黎卢浮宫闻名于世的美籍华裔建筑大师贝聿铭。中国政府对设计只有一个具体要求，就是“传达中国重要性，以及体现中国在当今世界所处的位置”。迪拜帆船七星级酒店（Burj Al-Arab 伯瓷酒店）Burj Al-Arab 伯瓷酒店建于1999年，酒店建在位于紧靠迪拜海岸的一座人造岛屿上。 它是世界上惟一的建筑高度最高的七星级酒店(因为饭店设备实在太过高级，远远超过五星的标准，只好破例称它做七星级).开业于1999年12月，共有高级客房202间，建立在离海岸线280米处的人工岛Jumeirah Beach Resort上，糅合了最新的建筑及工程科技，迷人的景致及造型，使它看上去仿佛和天空融为一体。伯瓷的工程花了5年的时间，2年半时间在阿拉伯海填出人造岛，2年半时间用在建筑本身，使用了9000吨钢铁，并把250根基建桩柱打在40米深海下。酒店由英国设计师W.S. Atkins设计，外观如同一张鼓满了风的帆，一共有56层、321米高，是全球最高的饭店，比法国艾菲尔铁塔还高上一截。西门子楼宇科技在中国：北京的08奥运游泳中心国家游泳中心又被称为“水立方”（Water Cube），位于北京奥林匹克公园内，是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆，也是2008年北京奥运会标志性建筑物之一。它的设计方案，是经全球设计竞赛产生的“水的立方”（H2O3）方案。2003年12月24日开工，在2008年1月28日竣工。其与国家体育场(俗称鸟巢)分列于北京城市中轴线北端的两侧，共同形成相对完整的北京历史文化名城形象。国家游泳中心规划建设用地62950平方米，总建筑面积65000-80000平方米，其中地下部分的建筑面积不少于15000平方米。上海浦东国际机场上海浦东国际机场是中国（包括港、澳、台）三大国际机场之一，与北京首都国际机场、香港国际机场并称中国三大国际航空港。上海浦东国际机场位于上海浦东长江入海口南岸的滨海地带，占地40多平方公里，距上海市中心约30公里，距虹桥机场约40公里。重庆海逸大酒店重庆海逸大酒店座落于重庆商贸地区心脏地带。毗邻解放碑，是商业和娱乐休闲的中心。酒店与大都会购物广场和综合办公楼相连，提供多种餐饮、娱乐、购物等便利。酒店有三百九十间豪华舒适客房及套房。宽敞的浴室。空调系统、卫生电视及电影频道、咖啡及茶饮设施、房间保险柜、吹风机及迷你酒吧。重庆希尔顿酒店酒店重庆希尔顿酒店酒店是国际希尔顿集团在中国管理的第五家酒店。酒店位于市中心的政府机关区，距重庆市商业及娱乐中心解放碑仅4公里，从酒店至机场仅需35分钟车程；毗邻著名的大田湾体育场。酒店共有443间客房，含204个座位的中餐厅，246个座位的中餐厅及9间包间，104个座位的大堂吧，54个座位的龙吧。会议设施有三楼600平方米的缙乐殿宴会厅，可同时容纳400人的会议室。重庆大都会广场重庆大都会广场位于重庆市渝中区解放碑南区依仁巷旧址，占地面积18717平方米。总建筑面积23万余平方米。它是集停车场、百货公司、展览厅、五星级酒店、高级写字楼、保龄球馆、网球场、真冰溜冰场、室内游泳池、电影城、屋顶花园等于一体的一座大规模的综合性现代商业服务中心。1号塔楼33层，高136-65M，建筑面积3.05万平方米，为五星级酒店；2号增楼34层，高144.7M，建筑面积5.13万平方米，为高级商务写字楼。遵义医学院附属医院遵义医学院附属医院坐落在历史文化名城遵义市，前身是辽宁省大连医学院附属医院，1969年5月南迁遵义更名为遵义医学院附属医院（简称遵医附院）。遵医附院作为省直属三级甲等综合医院，医疗辐射黔北地区、毕节市及铜仁市大部分地区以及毗邻的重庆、贵阳部分县区，总服务人口约1200余万，是贵州省区域医疗中心之一。目前，医院开放床位2800张，日门诊量逾8000人次，业务量居省内单体医院之首。医院现有2个院区，占地面积227亩，建筑面积约19万平方米。设有18个部（处）、44个临床科室、14个医技科室。现有职工2691人，其中高级技术人才511人，博士63人，博士后5人，硕士生导师178人，国家卫计委突出贡献中青年专家2人，享受国务院特殊津贴14人、省管专家14人。医院拥有三甲医院开展医疗工作所需的各种大型高精尖医疗设备，总值达5亿元。贵阳铂尔曼大酒店贵阳铂尔曼大酒店位于解放路高架桥与沙冲北路交叉口处（鸿通城内），邻近贵阳火车站、人民广场及贵阳新体育场，地段繁华，交通购物十分便利。贵阳铂尔曼大酒店是一个集酒店、商务、会议、休闲、高端餐饮于一体的城市白金星级高档酒店。舒适客房配套设施完善贵阳铂尔曼大酒店设置410间高雅舒适的客房，拥有大规模、高档次的宴会厅及多功能会议厅，以及西餐厅、行政酒廊、王子饭店、尊荣会等20家不同风格的中西及民族特色配套餐饮娱乐服务能满足不同消费需求。超大室内恒温游泳池、健身中心、室外绿茵网球场、SPA等休闲配套设施让您轻松品味时尚生活新理念。贵州电视台贵州电视台工程位于贵阳市人民广场南侧,遵义路与神奇路交叉口,1998年被省委、省政府列为要办的十件实事之一,总建筑面积达48000平方米,主楼共24层,高112米,裙楼为演播厅共6层高303米。整个大楼拥有包括1000平方米到20平方米等各类演播厅(室)21个。贵阳大剧院贵阳大剧院位于贵阳市中心区南部的纪念塔附近，投资逾4亿元，占地面积14615平方米，建筑面积36376平方米。其外形设计新颖别致，内部设施齐全多样，可同时容纳2000人，是目前西南地区建设规模最大、档次最高的综合型多功能剧院。贵阳黔桂国际商务中心贵阳黔桂国际商务中心位于贵州省贵阳市金阳新区诚信北路，在规划中的金阳新区CBD中心位置。项目北临贵阳市地税局、金阳新世界，东近绿地联胜国际、中国移动贵州公司总部、开磷集团总部，西靠烟科所、地化所、贵阳轻轨运营中心，南距盘江煤电总部、贵阳轻轨一号线。项目距离贵阳市行政中心约一公里，规划建设的金阳绿化处于基地北侧一公里范围内，项目东侧出口即是公交枢纽站及城市休闲广场。项目区域地理优势稀缺，周边城市配套设施完善，是理想的办公、休闲、购物、居家场所。项目总建筑面积92137.27平方米，占地面积16850平方米。建筑由Z字型双栋连体双子塔组，360度采光通风。地下三层规划为车库，可停车约1000辆，地面设停车位23辆个。3 设计概述楼宇自控系统（Building Automation System，简称BAS）可以自动进行设备的监视与操作，自动调节以适应室内环境的变化。对出现问题的设备自动报警，并可以通过设备状态记录反映出设备变化趋势，在出现问题前对设备进行维护。这极大的方便了设备的操作与维修，减少管理和维护人员。系统采用西门子楼宇科技（SIEMENS BUILDING TECHNOLOGIES）以太网APOGEE顶峰楼宇自控系统。我们将利用APOGEE系统对建筑物内的冷热源系统、空调机组、送排风系统、照明系统设备实行全时间的集中监测、分散控制和管理。APOGEE系统采用开放式的二层系统结构设计，在系统的信息管理层和控制层上能以以太网（Ethernet）接口和网关的不同方式构成综合管理系统，以实现二次监测，同时收集、记录、保存有关系统的重要信息及数据，作到一体化管理，达到提高运行效率，保证特殊工作环境需要，节省能源，节省人力，最大限度安全延长设备寿命的目的。3.1 设计依据APOGEE通过了国际上欧洲、美国行业标准的认证，根据实际，我们参照和严格执行国家民用建筑电气设计规范。设计依据：l 智能建筑设计标准GB/T50314-2000l 安全防范工程技术规范GB503482004l 智能建筑工程质量验收规范GB50339-2003l 民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92l 建筑电气施工验收规范GB50303l 报警图像信号有线传输装置GB/T16677-1996l 安全防范工程设计程序与要求GA/T75-94l 采暖通风与空气调节设计规范GBJ19-87 2001l 室内给排水热水供应设计规范TJ15 74l 建筑与建筑群综合布线工程设计规范GB/T50311-2000l 城市建筑综合布线系统工程设计规范CECS119-2000l 建筑物电子信息系统防雷技术规范l 建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-2002最大程度地节省能源智能建筑中BAS的核心是HVAC（供热、通风、空气调节）系统，此部分投资比重大，能源消耗大，占建筑总能源消耗的50%以上。因此HVAC系统智能化的程度不仅是实现环境控制效果也是取得直接经济效益的关键。运用计算机系统中的多样的能源管理程序，通过各种附加条件，自动运转设施及装备，从而最大程度地节省能源。（在设计合理、运转正常及维护及时的情况下，最大可节能30）。有效的楼宇管理及设施保护在中央系统，可以清楚地知道所控设施的运转情况和故障发生，通过对设施的有效管理及正确的保修管理，可以维持设施及装备的最适合的状态，延长设备的寿命，使管理人员的最少化，从而对建筑物的设施进行有效地管理及保护。3.2 系统设计原则顾名思义楼宇自控系统的主要任务是对建筑内的机电设备进行监控和管理。要想管理好建筑内的机电设备，必须要知晓它们在建筑内的分布情形，运行要求、所处系统中担任的角色以及设备的特性等，按照系统服务的对象是医院，目的是提供舒适、安全的现代化医疗生活、工作环境，并兼顾经济性的要求来设计。首先，楼宇自控系统（BAS）管理的机电设备包括建筑内的冷水机组、空调机组、新风系统、热交换器及排风机组、电梯、给排水系统设备，使用西门子楼宇科技的APOGEE系统进行管理。其次，机电设备在大楼的物理分布主要为二部分，地下层、地上层。地下层主要分布变配电系统及生活水和排污系统；地面层有主要的空调机和新风及排风系统。根据项目的特点，系统采用如下原则：1. 整个项目设备众多，分布位置零散，对冷热源和空调系统这些重要监控对象，控制器安置在相应机房内就近监控，便于设备接线和调试。2. 冷热源系统作为一个系统控制整体，需要进行群控。其的控制器采用PXC系列进行监控，满足冷热源这类重要设备的监控要求。冷水机组内部的监控采用软件网关的方式进行。3. 排风机一般就近接入附近的DDC或使用PPM模块进行监控。4. 对位于各层的空调设备新风机和空调机，我们原则上采用单对单的控制方式，一台空调机组或一台新风机配置一台PXC控制器。通过楼宇自控系统（BAS）对建筑内所有建筑设备采用现代化技术进行全面有效的监控和管理，可建立统一的的管理系统，实现建筑内机电设备的数据共享、数据分析和远程监控，确保建筑内所有设备处于高效、节能、最佳运行状态，提供一个安全、舒适、快捷的工作环境，并达到方便办公大楼物业管理，节约能源消耗，减低建筑营运成本的目的。同时楼宇自控系统（BAS）预留功能接口，能通过选择附加功能，以OPC数据接口方式提供不同系统间实时数据的共享、以SQL数据库方式提供历史数据、以WEB服务器的方式支持远端用户通过Internet或Intranet浏览BAS内的信息，以上这些接口方式可用于上层的智能化集成系统（BMS）对设备监控系统的集中管理，分步建设智能大厦系统，实现保持大楼弱电系统保持技术先进，可持续发展的目的。3.3 设计特点先进性我们所采用的APOGEE系统是国际上最先进的系统之一，它是以集散控制理论为基础的成熟的楼宇自动化系统。它具有结构灵活、适应性强、扩展方便、软件优化设备运行、操作简单等特点。APOGEE系统即可采用WINDOWS 2003 操作系统，更可采用Windows XP操作系统作为运行环境，APOGEE系统的管理软件，如Insight，InfoCenter等，都采用先进的客户机/服务器（C/S）架构。Apogee系统强大的网络功能提供了远程访问功能，系统软件使用IIS中的动态主页服务器上的内容和系统的实时数据产生HTML网页，能允许不同用户使用（微软IE或网景Navigator等）标准的WEB浏览器通过内部局域网或因特网远程同时访问系统信息，并利用微软网络信息服务器(IIS)和动态主页服务器(ASP)技术解决用户编程和创建HTML网页的需要。Apogee系统的主控设备DDC控制器为以太网接口，系统主干采用以太网构成一级网络，可充分利用综合布线系统，星型拓朴稳定性和可扩展性更高。Apogee系统核心设备DDC控制器的CPU为32位，工作频率为133MHz，内存为24M以上，且DDC控制器相互之间能以点对点无主从的方式进行直接通讯，其速率高达10M/100M，使得现场控制系统的响应速度极快。西门子的DDC控制器功能强大，内置多种控制程序和能源管理程序，控制器编程方式和设置配置方便灵活。Apogee系统核心设备DDC控制器配置世界最先进的闭环控制算法技术-无模型自适应控制，此技术在楼宇自控行业为西门子所独有，此控制技术控制精度高，调试简单，阀门的动作次数被大大的降低，增加了阀门的使用寿命。Apogee系统核心设备DDC控制器采用了西门子楼宇科技TXI/O技术提供整合的、灵活的I/O点并能支持更多的输入信号类型，许多点都是UI/UO通用，使监控点的配置更加灵活，方便。安全性、可靠性及容错性我们在结构设计上采用分层结构，集中管理，分散控制方式，减少故障风险，提高系统可靠性。APOGEE控制网络支持中央操作站与现场直接数字控制器（DDC）的联接，网络上的所有数字控制器（DDC）均是独立工作，中央操作站的故障不会影响DDC控制器的正常运行。DDC控制器是控制系统的核心设备，Apogee系统使用PXC可编程控制器。标准的硬件构成能满足基本的控制要求。导轨安装和可移动的接线终端使安装和维修简化。电源设计上，DDC控制器的电源有瞬变电流抑制和过载保护功能，DDC控制器自身也配有电池，在掉电情况下，控制器内的所有数据资料及程序能保存60天。箱体组件留有足够空间以便接线。各箱体均有两条不带开关的电源输出引线，可为调制解调器和手提电脑等附属设备提供电力，提高了系统运行的安全性和可维护性。在DDC控制机柜的设计上，充分考虑了机柜的接地、防尘和防湿，安装设计同时也需考虑安装位的通风等情况。经济性我们本着务实和节约的原则, 努力地提供给业主一套可行和有效经济的控制系统。APOGEE结构形式为模块式，控制方式极其灵活，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完成投入使用。APOGEE系统能够满足您在管理上节省费用的要求，投入有效的使用能量即能保证房间的高标准和舒适性。开放性和可集成性我们所设计的APOGEE系统的网络采用开放式设计：对内，自身的多级网络设计使得系统具有良好的可扩展性；对外，在硬件方面能与第三方产品设备、系统实现无缝联接集成。在软件方面采用了标准的开放接口，系统集成支持包含目前楼宇自控及信息产业中绝大多数的标准：能以COM/DCOM、TCP/IP、BACnet、ODBC、OPC、ActiveX、Modbus等不同技术与其他系统结合，实现同其它楼宇系统可互操作性以及与企业内部信息网络的可连接性等特点，从而实现管理系统网络整体的信息共享和统一管理，系统的开放式平台设计同时也可与Windows及BACnet等标准进行配合。3.4 系统架构APOGEE采用了多层网络结构和世界先进技术，使得APOGEE集散系统无论在可靠性和技术上都是世界领先的水平。管理级网络和控制层网络管理级网络和控制层网络是指安装有Apogee系统监控软件的服务器和工作站和DDC控制器通过标准TCP/IP通讯协议连接而成的快速以太网，它为管理级网络和控制层网络提供10/100Mbps高速通讯，工作站和服务器之间基于服务器/多客户端（Client/Server）结构，同时允许其他网络形式，如单工作站结构，多工作站结构，以满足客户的各种需求。DDC控制器都能够按自身的程序和日程表独立工作，同一网络上的DDC控制器能进行不依赖Insight中央管理工作站的无主从对话。本系统在管理级网络上设1个BAS中央管理工作站，安装APOGEE Insight楼宇自控系统监控软件，采用服务器和客户端的稳定构架，用于管理大楼内的各种系统和设备，中央管理工作站设于综合楼的中央控制室内。现场级网络现场级网络将DDC控制器和现场控制扩展模块相连接，网络采用工业级的现场总线，通讯速率最高可达115.2Kbps，保证智能控制器(DDC)和现场模块之间的高速通讯。通过AWG24的通讯线缆（双绞线），DDC控制器与现场模块的通讯距离可以达到通讯距离1200米，超过1200米可以通过干线扩展器进行延伸。BAS系统方案描述根据要求，本工程建筑设备监控系统包括：热交换系统、新风机组、新风换气机、送风机、排风机、排风（烟）机、空调机组、电梯与消防电梯、排水（污）等设备。3.5 中央工作站控制中心位于中央控制室内。配置主控楼配置如下：1、主控计算机 1台2、打印机 1台主控计算机的具体配置如下：l CPU、主板：Pentium双核或更高，配声卡、显卡l 显示器：19in TFT，分辨率不低于1680*1024l 内存：不小于1GBl 硬盘：不小于120GB，7200转硬盘或更高l 光驱：48倍光速l 至少4个USB接口l 网络接口：至少有RS-232串行口、10/100M自适应网卡其中打印机为针式点阵打印机，具体指标如下：l 高速24针点阵打印机；l 汉字打印速度最高可达184字/秒，西文300字/秒；l 具有标准的IEEE-1284双向并行接口和Type-B型接口选件，可满足用户的多种使用要求。软件主要配置如下：1、预装Microsoft Windows 2003 Server；2、Apogee软件；软件功能西门子楼宇自控系统Apogee Insight监控应用软件基于Microsoft Window 2008或Window 7实时多任务处理操作系统，采用分层面向用户的模块化结构，同时提供许多功能模块，便于系统功能的扩充和更新。监控方面系统具有友好的、易于操作的中文图形用户界面（GUI），软件包含的专用绘图软件，可以根据建筑内各楼层设备的平面布局图、各受控设备控制的工艺流程图、自动控制系统图绘制相应的图形界面，直观显示各受控设备的地理位置，并对不同设备能通过图形、图像、动画、报表等多种方式，表示设备的开/关状态、等级、人工/自动模式、温度、流量、湿度、压力、位置等状态和参数。操作人员只需通过键盘或鼠标等操作方式就能通过交互式菜单实现对有关设备的监制和监视，发出命令的操作指示、被操作的控制点受控后的状态都能即时显示，且系统还为操作员对系统进行访问提供清晰的目录。安全机制方面系统具有多级操作和口令设置，按管理层次划分，具有超时保护显示功能和较强的容错能力及较短的响应时间；程序调试方面系统操作软件同时包含编程工具软件、无模型自适应控制及自适应最优化控制软件、故障诊断软件、能源管理软件、用户在线编程软件，以及数据库编程软件等。报警处理方面当设备发生故障时，可通过自动跳出自动报警信息文本框的方式提供报警显示和报警设备名称、类型、位置等详细信息，便于报警事件和设备维护检修，同时建立设备的维护档案；BA系统操作软件提供的各项功能的详细介绍请见软件部分的说明。3.6 风冷机组的群控该项目冷热源系统的设备（分为2组，分别布置于3层屋面和屋顶层），具体如下：风冷机组 3台；循环泵 5台；冷冻水是空调系统的载冷剂。其作用是给系统各个区域末端提供冷源，使需要制冷的系统区域降温。然后在冷冻水循环泵的驱动下将吸收的热量输送到风冷机组，制冷机内部通过蒸发器将热量传给制冷剂，经过制冷剂循环，再通过制冷风扇将热量排放到外界。压差旁通阀的控制压差旁通阀与变频水泵配合控制，根据供回水的压力传感器检测水流供回水的压差，并与设定值比较，在保证最不利用户资用压差，通过PID或自适应调节后控制冷热水循环泵变频水泵的频率。当水泵频率调到最低时压差仍高于设定值时，通过调节旁通阀的开度来保证压差。同时旁通阀还保证换热器的最小流量要求。这种复杂性导致冷冻水系统难以用精确的数学函数或方法来描述，无论用经典的PID控制，还是现代控制理论的各种算法，都很难以获得较好的控制效果，而且控制参量不能实现在线调节，给中央空调系统的节能控制带来很大的难度。而西门子楼宇科技提供的PXC系列直接数字控制器，采用了无模型自适应闭环控制算法（MFA, Model-Free Adaptive control）来完成该复杂的运算。达到我们所需要的控制效果3.6.1 无模型自适应闭环控制算法西门子楼宇科技提供的MEC、PXC系列直接数字控制器，均采用了无模型自适应闭环控制算法（MFA, Model-Free Adaptive control）。MFA是美国通控集团博软公司CyboSoft的专利产品。它提供更有效，更精确的闭环控制方法，自动适应外界的变化。美国通控集团博软公司（CyboSoft，General Cybernation Group Inc.）是自动控制技术领域中的领跑者，在世界范围内服务于过程控制，楼宇控制和设备控制市场。CyboSoft的无模型自适应（MFA）控制专利技术是一项重大突破，没有同类技术可以同时具备MFA的所有特性。CyboSoft于2005年10月25日和西门子楼宇科技公司签署了一项长期的无模型自适应（MFA）控制软件许可协议。CyboSoft的无模型自适应控制专利技术已经嵌入于西门子APOGEE楼宇自动化系统。有了该技术的专有权，西门子成为第一个、也是唯一的为其客户提供基于MFA控制解决方案的主流HVAC控制系统供应商。无模型自适应（MFA，Model-Free Adaptive）控制，顾名思义，是一种无需建立过程模型的自适应控制方法。与之相比，目前尚无一种先进控制技术拥有MFA的所有特性。众所周知，MFA能解决各类控制难题，工业控制和设备控制领域的工程师们不断地应用MFA实现了提高质量、柔性生产、环境控制以及节约成本的目标。自适应闭环控制算法，能不断修正自己的特性以适应对象和扰动的动态特性的变化。因此，自适应闭环控制算法能够应用在多种复杂的控制系统，并且实现更加接近实际的控制效果。应用了自适应闭环控制算法的直接数字控制器具备如下特点：l 能不断适应变化的系统环境，提供越来越接近实际的控制模型。l 非线性控制回路，可应用于复杂的控制，如多输出的空气温度控制等。l 响应更快。l 更加符合实际的控制效果。l 减少培训需求，改进生产效率，而且可以减少人为失误。l 能适应变化的季节和机械特性。l 减少能耗。l 可以延长阀门和执行器的平均寿命。l 减少了控制循环的调试时间：不必进行loop tuning调整l 连续地适应闭环特征的变化l 对控制循环的调试更精确l 优越的技术：适应于非线性场合；适用于复杂场合 (多出风口的送风系统)l 自动判断和适应季节和设备的变化不必为冬夏转换而修改设置l 由于控制效果更好，还可以节约更多的能源：减少振荡；减小与设定点的偏差基于MFA控制的西门子楼宇自动化解决方案将为用户带来以下好处：l 所有简单和复杂回路都有一致的控制效果，例如：供水温度；l 无需人为调整，自适应、精确的控制；l 安装简化，减少人员培训；l 节约能源，延长设备使用寿命。l 增加阀门和执行器的使用寿命l 减少了维护成本l 增加客户的满意度l 特别是季节交替时控制效果的改善更为明显l 减少call backs：不必人工监视和调整闭环控制3.6.1.1 MFA与PID控制的比较：与PID相比，MFA有非常出色自适应能力。如右图所示，从MFA（上方）和PID（下方）控制效果的比较中，可以看出当过程动态特性发生变化的时候，MFA是如何产生自适应控制作用的。控制同一个不稳定的对象，PID控制的过程依然是不停的振荡，而MFA能很快的适应对象，取得很好的控制效果。当设定值再次变化的时候，MFA再也不会出现振荡。如果两个控制器都控制一个迟缓的过程，MFA将比PID控制的更快更好。回风风量跟踪比较如下图：（粉红VFD；兰色回风；绿色送风）风量控制比较如下图：由以上的比较可以看出：l 在PID控制效果不理想的场所ADAPTIVE CONTROL的表现更佳l ADAPTIVE CONTROL比PID控制更好l 与设定点之间的偏差减小了l 重新配置的数量减少了l 执行器的行程减少了这将带来如下好处：n 生产力的提高n 减少末端设备的磨损和损坏n 节约能源n 提高舒适性3.6.2 冷热水自动补水控制通过安装在屋顶膨胀水箱液位传感器检测水箱的高低液位，当低液位报警时开启补水电磁阀进行补水，达到高液位时关闭补水阀停止补水。监测l 通过安装在膨胀水箱的浮球开关检测水箱的高低报警液位。3.7 空调机组控制启停控制在中央管理站设定时间表程序，并下载置相应DDC，来控制空调机组的启停，可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表，确定高峰和特殊时段。温度控制通过安装在新风管、回风管或送风管上的风管温度传感器测量新、送回风温度(AI)根据系统的设定参数控制冷热调节阀开度，以达到降温或加热的功能，以保证控制区域内温度的要求，同时节约能源。根据新风温、湿度和焓值计算对空调机设定温度进行修正。状态监测Ø 通过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号(DI)Ø 通过空调控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号(DI)Ø 通过空调控制柜的二次回路监测风机的手/自动状态信号(DI)Ø 通过安装压差开关，监测过滤网两侧压差，根据设定值产生阻塞报警信号，提示清洗过滤网，提高过滤效率。压差设定值20-300Pa，可调报警范围(DI)。为提高系统的可靠性，对重要和大口径安装维护比较困难的水管调节控制阀门驱动器，全部采用本公司具有专利的电动液压式二通阀驱动器和电磁式调节阀，保证PID调节的精度和驱动器的长期无磨损运行系统。软件控制模式Ø DDC控制器能进行下列各项标准及完备的控制模式：Ø 两态控制（ON/OFF）Ø 无模型自适应控制（温度的闭环控制）Ø 控制回路的自动调节Ø 控制软件提供一个备用功能，用以限制每小时装置被控制周期次数。Ø 控制软件对重型装置提供一个延迟开启的功能，用以保护重型装置在启过渡情况下可能造成的损坏。Ø 当停电回复正常后，控制软件将会根据每一个装置的个别启/停时间表，对装置发出启/停的指令。Ø 为满足不同用户对环境的需求，针对人流量移动较大的区域或时段采用前馈控制方法，克服由于采用反馈原理控制而造成的温度调节迟后的问题。3.8 新风机组控制每台新风机在送风口设温度传感器1个、压差开关1个（作探测过滤器淤塞报警用）、冷热水开度调节阀及其驱动装置一套。DDC通过对以上的数据采集装置及执行机构的控制，实现对新风机的监控，其监控功能功能主要有：风机开关控制在中央管理站设定时间表程序，并下载置相应DDC，来控制空调机组的启停。在一些特别的情况，如加班情况，风机有需要在预先设定时间表之外的时间启动，用户可选择在BAS操作站上操作启/停风机。BA系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联锁监察功能。在设定此功能后，BA系统会自动监测风机的状态是否与控制要求一致，如果不一致，则说明此控制点的设备有故障，BA系统会以警形式在操作站上显示，以提醒操作人员做出相应的处理。另外，BA系统会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用。还有，BA系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后，进行维修工作。风机运行状态通过空调控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号(DI)滤网状态检测BA系统通过压差开关，监测过滤网的前后压差。当压差超过压差开关的预设值(在压差开关上可调)，BA系统会报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员安排有关人员做滤网清洗工作。而BA系统也会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用。运行时间累计BA系统利用软件统计记时功能，可以实时的累计风机的运行时间，并记录显示。冷热水阀门、送风温度控制DDC控制器会检测送风温度，并将它与预设的温度值（可供用户调较）作比较，进行无模型自适应控制，然后输出至冷热水阀，以作温度调节作用。另外此冷热水阀会与风机状态联锁，在风机关闭的情况下，将冷冻水阀关闭。风机报警监测DDC控制器会检测风机热继电器跳闸报警。在有报警时，停下风机并报警形式在操作站上显示，以提醒操作人员安排有关人员做检修工作。而BA系统也会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用。典型控制界面图回收机组控制全热回收机组有排风机，送风机和转轮机，送回风滤网。l 启停控制与空调机组进行联动控制。l 状态监测通过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号(DI)通过控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号(DI)通过空调控制柜的二次回路监测风机的手/自动状态信号(DI)通过安装压差开关，监测过滤网两侧压差，根据设定值产生阻塞报警信号，提示清洗过滤网，提高过滤效率。l 软件控制模式通过热回收将回风的冷量（热量）吸收，然后用来冷却（加热）新风，减少冷量（热量）损失，达到减小新风负荷，提高空调系统效率，节约能源的作用。夏季时根据机组回风温度，如低于设定温度，停止全热回收机组的转轮机，停止送风换热，直接送入热新风空气，如高于设定温度，启动全热回收机组的转轮机，进行送风换热，送入预处理新风空气。冬季时根据机组回