建筑设备监控系统技术方案.doc
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1、规划设计方案2013-12目录第1章. 总论51.1. 项目概况51.1. 项目需求分析51.2. 设计原则51.3. 设计标准与依据51.4. 智能化系统设计范围5第2章. 整体设计说明72.1. 各功能分区的需求分析7第3章. 建筑设备管理系统83.1. 系统概述83.2. 需求分析93.3. 设计说明283.3.1. 设计重点283.3.2. 系统架构283.3.3. 系统示意图293.3.4. 功能说明293.3.4.1. 冷热源系统的监控293.3.4.2. 空调通风系统的监控333.3.4.3. 送排风机系统的监控363.3.4.4. 给排水系统的监控363.3.4.5. 电力系统
2、的监测37第4章. 信息集成管理系统394.1. 系统概述394.2. 需求分析404.3. 设计说明414.3.1. 设计重点414.3.2. 系统架构414.3.3. 功能说明41第5章. 信息设施系统435.1. 系统概述435.2. 设计说明435.2.1. 设计重点435.2.1.1. 整体说明435.2.1.2. 针对性说明445.2.2. 综合布线子系统455.2.2.1. 系统概述451.4.1.1. 系统架构455.2.3. 计算机网络子系统461.4.1.2. 系统概述475.2.4. 有线电视子系统475.2.4.1. 系统概述475.2.5. 多媒体信息箱子系统475.
3、2.5.1. 系统概述475.2.6. 公共广播子系统485.2.6.1. 系统概述485.2.6.2. 系统架构485.2.7. 信息发布系统505.2.7.1. 系统概述505.2.7.2. 系统架构505.2.8. 区域通信子系统535.2.8.1. 系统概述535.2.8.2. 系统架构53第6章. 公共安全系统576.1. 系统概述576.2. 需求分析586.3. 设计说明596.3.1. 设计重点596.3.1.1. 整体说明596.3.1.2. 针对性说明606.3.2. 闭路电视监控子系统616.3.2.1. 系统概述616.3.2.2. 系统架构616.3.3. 门禁子系统
4、636.3.3.1. 系统概述636.3.3.2. 系统架构646.3.4. 入侵报警子系统666.3.4.1. 系统概述666.3.4.2. 系统架构666.3.5. 周界电子围栏子系统686.3.6. 停车场管理子系统686.3.6.1. 系统概述686.3.6.2. 系统架构696.3.7. 电子巡更系统716.3.7.1. 系统概述716.3.7.2. 系统架构71第7章. 弱电机房工程74第8章. 管路桥架系统758.1. 系统概述758.2. 需求分析758.3. 设计说明758.3.1. 系统架构758.3.2. 系统设计说明76第9章. POS消费管理及商业管理系统829.1.
5、 系统概述829.2. 需求分析829.3. 设计说明829.3.1. 设计重点829.3.2. 系统架构839.3.2.1. 通用技术介绍839.3.2.2. 网络构建方案85第10章. 客流统计系统8710.1. 系统概述8710.2. 需求分析8710.3. 设计说明8710.3.1. 系统架构8710.3.1.1. 客流量信息方案8810.3.2. 功能说明92第1章. 总论1.1. 项目概况1.1. 项目需求分析1.2. 设计原则1.3. 设计标准与依据1.4. 智能化系统设计范围规划设计以下子系统:一、基本系统建设n 建筑设备管理系统n 信息设施系统 综合布线系统 计算机网络系统
6、卫星及有线电视系统 一卡通管理系统 公共广播系统 信息发布系统n 公共安全系统 视频监控系统 门禁管理系统 防盗报警系统 无线巡更系统 车辆管理系统n 弱电机房工程n 管路桥架系统二、可选系统建设n 智能集成与管理系统n 多功能厅n 区域通讯n 室外LED大屏显示第2章. 建筑设备管理系统2.1. 系统概述由于本项目的大型化、智能化和多功能化,而且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多,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
7、营运成本,提高建筑物总体运作管理水平。 建筑设备监控系统(BAS),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。本项目建筑设备监控系统(BAS)可监控大楼内的所有机电设备,其主要实现以下功能:1对机电设备实现以最优控制为中心的过程控制自动化;2以运行状态监视和计算为中心的设备管理自动化;3以安全状态监视和灾害控制为中心的安全管理自动化;4以节能运行为中心的能量管理自动化;5对大楼内的能量进行管理、监测等。本次设计对下述机电设备进行监控:1冷热源系统2空调系统3送排风系统4给排水系统5电梯系统6系统及装置集成:下列留有通讯接口的装置信息集成到BAS系统
8、中。 高低压智能监控系统(配置通讯网关) 冷水机组(配置通讯网关) 电梯(配置通讯网关)大楼的BAS控制中心可以对整个大楼所有的被监控对象进行监控管理,可对所有子系统的各种重要参数进行设定及修改,对所有被控设备进行独立的实时启停操作,可对分控工作站进行操作权限设置。我司根据本项目特点及难点,将选用合适的、先进的世界主流楼宇自控产品,采用世界著名楼宇自控品牌Honeywell的产品。2.2. 需求分析针对该项目的特殊性,目前现有的图纸,根据项目设计经验和建筑图纸、估算设备及相关接口。点表详见点表清单BAS服务器设置在消防控制室, DDC控制箱安装在主要设备房中,各传感器和执行器安装在相应管道及设
9、备上进行信号的采集。分控工作站分别监控管理各个区域的被监控设备,可在总控中心的授权下,进行系统的各种设置及实时操作。由于本项目面积较大,被控设备多、位置分散,考虑到系统的兼容性、稳定性等因素,本项目的BAS系统我司采用美国Honeywell自控系统平台。2.3. 设计说明通过设备监控系统,可以实时检测、诊断和处理该大楼设备状态及系统故障;对设备进行自动化控制,节约人工;能够及时报警,具有显示及处理功能,提高管理水平。BAS服务器作为总控服务器可以控制大楼内的所有受控设备。总控中心可以对各建筑所有的被监控对象进行监控管理,可对所有子系统的各种重要参数进行设定及修改,对所有被控设备进行独立的实时启
10、停操作,可对分控工作站进行操作权限设置。根据本项目需求,本方案对各建筑的的下述设备进行监控:冷热源系统、空调系统、给排水系统、送排风系统,电梯系统及相关接口系统。2.4. 系统架构本次BAS设计系统网络结构采用二层网络结构,即管理级网络(以太网)、现场级网络(LON总线)。系统具备开放标准的数字接口,楼宇管理层采用Ethernet架构,通讯协议选用TCP/IP,支持多种标准接口。图形界面动态3D,支持动态数据交换(DDE)功能,支持TCP/IP, LONWORKS工业标准协议,符合国际标准及国家标准,具备集成和日后扩展的功能。现场选用独立的小型DDC控制器,不采用I/O扩展方式以确保系统的稳定
11、性。所选DDC控制器全部为原装进口产品。2.5. 系统示意图2.6. 系统功能根据项目需求,本方案对各建筑的的下述设备进行监控:冷热源系统、空调系统、给排水系统、送排风系统,变配电系统,电梯系统及相关接口系统。2.6.1. 冷热源系统的监控冷热源系统由冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔,锅炉、换热器、热水泵等设备组成,为大楼的空调供冷热水。1、冷水系统的自控实现以下功能: 冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵及冷却塔的运行状态监控和切换 冷冻水的流量和供回水温度监测 冷冻水差压旁通 冷水系统中各设备的启动/停止顺序: 启动:冷却水泵冷却塔冷冻水泵冷水机组 停止:冷水机组冷冻水泵冷却塔(风扇,喷淋水泵
12、)冷却水泵 冷水系统中,冷却水泵互为备用,冷冻水泵互为备用。当任何一台冷却水泵/冷冻水泵出现故障时,备用泵自动投入运行。 系统检测到冷却水或冷冻水流开关报警后,将自动停止该冷水机组的运行。 保证冷冻水供水压力稳定:通过测量冷冻水供回水压力差的变化,改变旁通调节阀的开度大小,增减旁通管道中冷冻水流量,从而维持冷冻水压力稳定。 冷却塔回水温度与设定值比较后,控制冷却塔电动水阀及风扇的启动/停止。 根据系统自动计算用户端实际大楼负荷Q=F*(T回水-T出水)的变化,实时调节冷水机组的运行台数,并按照运行时间最短的机组先开,实现多台机组的自动加载卸载工作;冷冻水泵、冷却水泵根据冷机的工作台数,以运行时
13、间最短的水泵先开的原则,自动加载卸载;冷却塔风机根据冷却水的供回水温度以及冷却水的供水设定温度来自动加载卸载,以达到最大限度的节能和平均设备使用时间的效果。冷水机组、冷水泵、冷却水泵、冷却塔等设备可实现一键启停,其逻辑联动流程如下图所示:1、开启冷冻机系统:2、关闭冷冻机系统:2、热交换器控制实现以下功能: 根据板式热交换器的二次供水温度与设定值的差比例调节一次蒸汽阀的开度,控制二次供水温度; 监测循环水泵的手/自动状态,运行状态,故障报警。 监测总供回水温度,计算系统负荷,根据负荷量关闭或开启热交换器一次蒸汽阀及循环水泵的台数。3、通讯接口配置:增机条件=NO冷水机组、锅炉系统厂家均能提供设
14、备与BAS系统连接的智能通讯接口。采用集成方式对此冷源系统进行控制,不仅能实现上述所要求的功能,而且通过智能通信接口可读取冷水机组、锅炉系统等各种设备的运行状态、故障报警及相关工艺参数,更有利于系统的良好运行。4冷水机组节能控制:冷水机组及周围的配套机电设备根据冷量而进行加/卸载动作,其依据为空调末端的冷量的变化,由在水管中各传感器、通过数据接口中读取的冷机的工作状态及外界的温湿度等多个方面的参数共同完成运算。系统可预设启停系统时间,系统可按照设定时间自动完成群控管理;也可设置一个按纽,来设定系统的开关机。为平衡冷冻机的使用时间,使每台机组保持基本一致的运行时间以延长机组寿命,系统为用户提供了
15、一个循环冷冻机启停顺序的程序,可在操作平台自定义循环周期,即用户可自定义冷冻机的循环方式及循环时间。同时自动平衡水泵和冷却塔的运行时间,延长设备的使用寿命。5热源的节能控制:热源中的锅炉主要是起到监视作用,其节能控制主要是在热水泵的二用一备以及板换中,根据热水的出水温度的设定值,热水的出水温度,锅炉出来的出水温度及比例调节阀来控制热水的出水温度恒定在设定值附近。2.6.2. 空调通风系统的监控控制人员可在工作站上自动地、实时监视并记录各种参数。如风机状态、故障、室外的温湿度、送回风管温度、风机和水阀的运行情况,滤网的堵塞情况等,并可动态显示冷热水阀和风门位置,超限自动报警。并可按业主要求制做并
16、打印各种类型的趋势图,记录历史数据。空调机组和新风机组都可按照启用的时间,结合节能模式做到最佳时间启停控制以节约能源,并可采用夜间空气净化等程序来提高室内的空气品质。监控室还可在监控画面随时修改各种参数设定值(温度设定值,最小新风量设定值)等,实现集中控制的方式。所有设备都可在监控中心实现远程自动启停。2.6.3. 新风系统的监控1、新风机组控制系统实现以下监控功能: 实时监测各楼层新风机的运行状态、故障报警。 根据时间表,定时启停各楼层新风机。 实时监测过滤网两端压差,两端阻力超过设定值时,自动报警。2、系统软件可自动满足如下控制要求: 系统启动后,通过彩色图形显示不同的状态和报警,显示每一
17、个参数的值和风机累积运行时间,通过鼠标可任意修改设定值,以达到最佳的工况。 根据事先设定的工作日及节假日作息时间表,定时启停机组。 当新风风机出现故障时,自动报警,提请相关人员进行维修。 自动监视新风机组的过滤段滤网两端压差,两端阻力超出设定值时报警,便于有关人员及时更换、清洗,保证过滤效果。 机组的每一点都有列表汇报,趋势显示图,报警显示等功能。 保护控制:送风机启动后,其前后压差过低时和过载时故障报警,并连锁停止送风机。 实时报警:风机故障、过载报警,过滤器堵塞报警。 显示打印:状态、报警、计量及各种参数的动态图形及报表,并列出设备保养及维修报告。2.6.4. 空调机组的监控1、空调机组实
18、现如下的控制功能: 自动监视回风温度,根据回内温度,自动比较温度的设定值,按照PID模式自动调节控制冷水两通阀的开度,维持室内温度在设定范围内。 自动监视空调机组的过滤段滤网两端压差, 两端阻力超出设定值时报警, 便于有关人员及时更换,保证过滤效果。 自动监视风机启停及工作状态、故障报警。空调机组停止工作(送风机关闭时),自动联锁关闭回风机,电动二通水阀。2、冷热水阀控制: 在送风风管内设置温度传感器(AI)。 通过软件预先设定温度的设定值。 通过电动两通调节阀调节冷热水的流量,使送风温度保持在温度的设定值(AO)。 冬季:当送风温度低于设定值时,热水阀自动打开,使送风温度上升;当送风温度高于
19、设定值时,热水阀自动关小,使送风温度下降,从而使送风温度最终保持在设定值。 夏季:与冬季时的情况正好相反。当送风温度低于设定值时,冷水阀自动关小,使送风温度上升;当送风温度高于设定值时,冷水阀自动打开,使送风温度下降,从而使送风温度保持在设定值。在正常运行状态下,利用PID控制冷热水阀,其调节曲线如下:冬季:0 SP T水阀开度 100%注:T-温度SP-设定值夏季:0 SP T水阀开度 100%注:T-温度SP-设定值3、系统软件可自动满足如下控制要求: 系统启动后,通过彩色图形显示不同的状态和报警,显示每一个参数的值和风机累积运行时间,通过鼠标可任意修改设定值,以达到最佳的工况。 根据事先
20、设定的工作日及节假日作息时间表,定时启停机组。 当风机出现故障时,自动报警,提请工程师进行维修。 自动监视空调机组的过滤段滤网两端压差,两端阻力超出设定值时报警,便于有关人员及时更换、清洗,保证过滤效果。 自动监视空调机组的回风温度,根据回风温度,比较冷热温度的设定值,自动调节控制冷热两通阀的开度,维持回风温度在设定范围内。 机组的每一点都有列表汇报,趋势显示图,报警显示等功能。2.6.5. 送排风机系统的监控1、送排风机控制系统实现以下功能: 自动监测各个送排风机的运行状态、故障报警。 根据时间表定时启停各送排风机。2、系统软件可自动满足如下控制要求: 系统启动后,通过彩色图形显示不同的状态
21、和报警,显示每一个参数的值和送排风机累积运行时间,通过鼠标可任意修改设定值,以达到最佳的工况; 根据事先设定的工作日及节假日作息时间表,定时启停机组; 当送排风机出现故障时,自动报警,提请相关人员进行维修机组的每一点都有列表汇报,趋势显示图,报警显示等功能。 实时报警:风机故障报警。 显示打印:状态、报警、计量及各种参数的动态图形及报表,并列出设备保养及维修报告。2.7. 系统点表第3章. 信息集成管理系统3.1. 系统概述信息集成管理系统(简称为集成系统)着眼于智能建筑的各类基本功能,将集成系统作为建筑内所有设备运行信息的汇集与处理中心(平台),对各类信息进行分析、归类和处理。采用最优化的控
22、制手段,对各设备进行监控和管理,使各子系统和设备始终处于有条不紊、协调一致的运行状态;在此前提下,合理降低造价,最大限度地节省能耗和日常运行管理的各项费用;保证各系统能得到充分、高效、可靠地运行;使招标人能够利用合理的一次投入,追求建成后能耗费用、设备维修保养费用的最小化,使各项投资给招标人一个较高的投资回报率。本项目内部拥有一大批种类繁多、功能各异的机电设备和系统,对其进行监控和管理的功能和要求也各不相同。通过本系统的集成,既可以不影响各子系统的独立运行,同时又可以实现各子系统的信息共享和综合管理。根据设计要求,系统集成的对象包括以下几个主要子系统: 楼宇自控系统 防盗报警系统 视频监控系统
23、 巡更系统 门禁系统 停车场系统 广播系统 UPS系统接口开发智能化系统集成作为本项目施工重点,其效果的好坏对工程的总体形象有着不可忽视的影响。根据信息化发展的需求,和本项目功能的需求,我司推荐使用西安协同系统集成产品进行本工程集成管理系统的设计和实施。3.2. 需求分析智能建筑集成管理系统目标是采用现代化通讯和网络技术,实现信息、资源和任务共享,对整个建筑进行全面有效的监控和管理,确保建筑内主要系统和设备处于高效、节能、最佳运行状态,并最终与建筑艺术想结合,创造一个安全、舒适、快捷的工作环境。本项目商业部分BMS系统由建筑设备管理系统、火灾自动报警系统、安全防范系统、电能管理系统等系统组成,
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