[信息与通信]楼宇自动化系统.doc
《[信息与通信]楼宇自动化系统.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《[信息与通信]楼宇自动化系统.doc(30页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、实验楼楼宇自控系统技术方案 29目 录1.系统概述22.楼宇自控系统功能23.楼宇自控系统的组成23.1中央管理工作站23.2现场控制机33.3传感器、变送器及电动执行机构34.设计依据45.楼宇自控系统的控制范围45.1新风机系统控制内容45.2空调机组控制内容55.3送排风机系统控制内容75.4给排水系统控制内容75.5变配电系统监视85.6电梯系统监视96.系统的目标107.Apogee系统针对本工程的显著特点118.系统架构128.1管理级网络(MLN)128.2楼宇级即监控层网络(BLN)138.3楼层级网络(FLN)139.模块化数字控制器DDC139.1模块化楼宇DDC控制器(P
2、XC)149.2点扩展模块 (Point Expansion Module/Point Block Module)179.3PXC Modular189.4TX-I/0输入/输出模块1810.管理中心BA系统控制范围2410.1楼宇自控系统点数表2510.2楼宇自控系统配置清单291. 系统概述2. 楼宇自控系统功能从八十年代中期开始,随着高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、服务及管理的最优化组合的要求越来越高,要求提供一个合理、高效、节能、舒适的工作和生活环境。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。当前现代化管理中心就空调系统而言,是一栋
3、大楼的耗能大户,也是节能潜力最大的系统。从统计数据来看,照明系统占整个大楼的耗能30以上,中央空调占整个大楼的耗能50以上,而大楼装有楼宇自动化系统(BAS)以后,可节省能源25,节省人力3060。出现故障后,能够及时知道何时何地出现何种故障,使事态消除在萌芽状态。采集集中管理分散控制的楼宇自动化系统,可实现对所有机电设备监控,确保楼内所有机电设备的安全运行,同时提高大楼内人员的舒适感和工作效率。3. 楼宇自控系统的组成本楼宇自控系统以微型计算机(中央管理工作站)为核心,采集集散式控制结构,包括以下几个部分:中央管理工作站现场控制器传感器、变送器及电动执行机构等上述设备与被控制对象及相应软件组
4、成一套完整的控制系统。3.1 中央管理工作站中央管理工作站为系统的管理与调度中心,它可实现对系统的集中监督管理及运行方案指导,并可实现设备的运行控制。它可对整个楼宇的被控设备进行监测、调度、管理。专用的工程开发及运行环境组态软件可提供标准的用户应用程序接口及友善、开放的用户环境。使整个系统易于扩展,为系统的修改、完善提供了方便。本监控管理工作站以联想服务器为硬件平台,以西门子INSIGHT软件为基础建立,中央管理工作站的主要功能包括:1、数据采集与管理2、系统运行状态显示3、运行记录报表与参数曲线打印4、调度指挥运行5、故障诊断和报警6、定时开关机7、实现远程控制8、记录历史数据9、实现能量统
5、计3.2 现场控制机现场控制机是集散型控制系统的终端环节,既可独立工作,也可以接受中央管理工作站的监督指导。现场控制机与其所控系统内的传感器、执行器及被控设备组成了一个相对独立的控制单元。由于现场控制机安装在被控设备的附近,给管线施工及运行管理等带来了极大的方便。现场控制机的基本功能如下:1、多回路参数检测与现场控制2、被控参数的设定3、独立进行设备状态及参数的自动控制4、设备运行状态显示5、传感器、执行器及被控设备的故障诊断与报警6、手动/自动控制切换及现场手动控制7、历史数据采样与分析3.3 传感器、变送器及电动执行机构传感器用于检测被测参数,变送器与传感器相配合具有极强的抗干扰能力,适于
6、远距离传输。电动执行机构用于驱动被控设备。4. 设计依据 本系统设计施工和材料涉及的设计标准规范;产品标准、规范;工程标准、规范;验收标准、规范完全符合中华人民共和国的相关条例及规范,其中主要包括:国际布线标准(ISO/IECIS/11801)建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范(GB/T50312-2001)智能建筑设计标准(GB/T50314-2000)建筑智能化系统工程设计管理暂行规定(建设部 1997-290)民用建筑电气设计规范JGJ/T16-96商用建筑线缆标准(EIA/TIA-568A)信息技术互连国际标准(ISO/IEC11801-95)分散型控制系统工程设计规定(HG/
7、T20573-95)高层建筑设计防火规范(GB50045-95)(CSMA/CD)以太网网络标准IEEE802.3-1990ANSI FDDI/TPDDI 100MBPS FDDI网络标准CCITT ATM 155MBPS/622MBPS ATM网络标准语言清晰度指数的计算方法(GB/T15485)电子计算机房设计规范(GB50174-93)电气装置安装工程、接地装置施工及验收规范(GB50169-92)信息技术设备的安全(GB4943-2001)数据处理设备用电气装置的接地要求(GB/T16895.92000)接地、搭接和屏蔽设计的实施(GJB1210-91)计算机电磁脉冲安全防护规范(GA
8、267-2000)5. 楼宇自控系统的控制范围5.1 新风机系统控制内容监控设备监 控 内 容新风机送风机(运行状态、故障状态、手/自动状态、启停控制)、新风阀控制、水阀控制、防冻开关报警、送风温度启停控制根据事先设定时间程序控制机组送回风机的启/停,也可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表,确定假期和特殊时段。同时监视送回风机的启/停状态、手自动状态及故障报警。温度控制机组运行方式分两种工况(夏冬季工况与过渡季节工况):夏冬季工况:夏冬季时,为节约能耗,利用排风内的能量,根据送风温度(送风交换后温度)与排风交换后温度的差值T,来判断混合能量交换是否充分,判定是否将混风阀开启,使送风和排风
9、重新混合交换能量,直到T到达设定值允许的范围时,关闭混合阀。过渡季节工况:由于过渡季节室外室内温度相差很小,送、排风能量交换不明显,则优先考虑室内空气品质,不将混风阀打开,送风及排风不再进行热交换。5.2 空调机组控制内容监控设备监 控 内 容立柜式空调机组送/排风机(运行状态、故障状态、手/自动状态、启停控制)、水阀调节、新风阀调节、回风阀调节、排风阀调节、防冻开关、回风温度。启停控制根据事先设定时间程序控制机组的启/停,也可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表,确定假期和特殊时段。同时监视风机的启/停状态、手自动状态及故障报警。温度控制通过安装在回风管上的风管温度传感器测量回风温度,根
10、据系统的设定参数控制调节阀开度,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。状态监测通过风机过载继电器状态监测,产生风机过流故障报警信号通过空调风机接触器辅助触点及压差开关状态监测风机的运行状态信号通过安装压差开关,监测初效及中效过滤网两侧压差,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,可调报警范围排风量与送风量一致,以保持室内压力平衡,排风机与送风机同频运转。状态监测通过送排风机变频器的故障输出点,监测送排风机故障报警信号通过送排风机变频器的状态输出点,监测送排风机的运行状态信号通过手/自动开关常开点,监测送排风机手/自动状态
11、软件控制模式A) DDC控制器能进行下列各项标准及完备的控制模式: 两态控制(ON/OFF) 比例控制(P) 比例加积分控制(PI) 比例加微积分控制(PID) 自适应控制 控制回路的自动调节B) 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。C) 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过度开启情况下可能造成的损坏。D) 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。节能控制模式每日的预定时间表每年的预定日程表假期的安排表临时超控安排表最佳启/ 停功能夜间设定点自动调节控制焓值切换功能用电量高峰期的限制温度设
12、定点的重置5.3 送排风机系统控制内容监控设备监 控 内 容送排风机风运行状态、故障状态、手/自动状态、启停控制启停控制于预定时间程序下控制送排风机的启停,可根据要求临时或者永久设定、改变 有关时间表,确定假期和特殊时段。状态监测通过启动柜接触器辅助开关,直接监测风机运行状态通过风机过载继电器状态监测,产生风机故障报警信号通过手/自动开关常开点,监测送排风机手/自动状态5.4 给排水系统控制内容纳入楼宇设备监视系统的给排水系统包括生活给水系统、生活排水系统等。由于生活给水系统由就地变频供水系统控制,生活排水系统由就地排污控制柜控制,故BA系统对给排水系统只监视不控制。监控设备监 控 内 容生活
13、水泵运行状态和故障状态监测;手/ 自动状态;启停控制 集水坑停泵水位;启泵水位;溢水位报警潜水泵运行状态和故障状态监测;手/ 自动状态;启停控制水位监测现场DDC控制器监测集水坑污水超高液位及生活水箱、水池超高、低液位,当水位超高和超低时通过BAS操作站报警。水泵状态及故障监测通过水泵接触器辅助触点或变频器的状态输出点(变频生活水泵)监测水泵的运行状态。通过水泵过载继电器状态或变频器的故障输出点(变频生活水泵)监测,产生水泵过流故障报警信号并以声光报警形式在操作站上显示,以提醒操作人员做出相应的处理工作。水泵手/自动状态监测BA 系统对水泵手动/自动转换开关状态进行监测。当处于手动状态时,水泵
14、启停是由现场按钮及人为设定变频器频率手动控制的(变频生活水泵),当处于自动状态时,生活水泵启停及频率是由供水压力自动控制的;排污泵是由现场控制箱根据高低液位自动控制的。不同的状态在操作站上有不同的显示,而BA系统也会将有关的事项一一记录,以作日后检查之用。5.5 变配电系统监视为了大楼的安全考虑,对变配电系统的有关变配电状况,由中央监控系统实施监视而不作任何控制(除48V直流电源),一切控制操作均留给现场有关控制器或操作人员执行。楼宇自控系统,可实时监视以下参量,在中央站都有列表汇报,报警显示等功能:a) 高压进线:高压侧电压、电流、功率因数、电量测量、频率测量、进线开关状态、进线开关故障。b
15、) 高压出线:出线开关状态、出线开关故障、高压母联开关状态、高压母联开关故障。c) 变压器:变压器高温报警、变压器低压侧电压、低压侧电流、功率因数、电量测量、进线开关状态、进线开关故障。d) 低压出线:出线开关状态、出线开关故障、低压母联开关状态、低压母联开关故障。控制说明:对于电流、电压、功率等参数的检测,BA 系统主要的功能是做监测、记录、报警的用途。系统会对各返回数值做记录,预设值为24小时。如有需要,可用Trend的功能对有关的监测对象作长时间的监测记录,有关数据可输出至其它第叁方的软件,如 Excel 等,以作数据管理及分析用途。同时系统也允许用户对各监测对象预设上下报警值,上下预警
16、值,报警提示,及报警等级,当监测的对象超出预设值,BA 系统会以声光报警形式在操作站上显示,以提醒操作人员做出相应的处理工作。而 BA 系统也会将有关的事项一一记录,以作日后检查之用。对于开关状态、电源状态、故障报警等开关量,BA系统主要的功能是做监测、记录、报警的用途。系统对各返回数值做记录,预设值为对上十次状态改变。对于每个报警点,BA系统允许用户预设报警提示及报警等级,当监测点报警时,BA 系统会以声光报警形式在操作站上显示,以提醒操作人员做出相应的处理工作。而 BA 系统也会将有关的事项一一记录,以作日后检查之用。5.6 电梯系统监视监视内容:监控设备监 控 内 容电梯运行状态和故障报
17、警状态监视通过电梯控制柜给出的电梯状态信号,监测电梯的运行状态,BA系统允许用户通过电梯的运行状态信号,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,进行检修工作。故障监视通过电梯控制柜给出的电梯故障无源干触点信号,监测电梯的故障状态,以声光报警形式在操作站上显示,以提醒操作人员做出相应的故障处理工作。而BA系统也会将有关的事项一一记录,以作日后检查之用。6. 系统的目标A、提供舒适良好的空气环境管理中心在应用楼宇自控系统之后,可以根据季节、空气的状态情况的变化,控制新风机组的送风温度在要求值上,使室内人员感觉最舒适。B、降低能耗和管理成本在满足舒适性的前提下,楼宇自控系
18、统通过合理组织设备运行,使大楼的运行费用为最低。也就是说以能耗最低为控制目标,进行优化系统控制。楼宇自控系统软件设有节能程序,我们可以根据季节、人员和空气流动情况的变化,将各区域的温度加以合理调整,控制设备得以合理运行,使大楼的能耗降至最低,而且系统可以在运行一到两年后分析历史运行数据,提供优化调整,使大楼能耗进一步下降。例如:夏季空调的温度设定值每升高1,约可节省8的冷量。如要求室内温度不超过26,控制精度为2,则设定温度为24;如采用先进的楼宇控制技术,控制精度可达到0.5,则设定值可设为25.5,使温度设定值提高了1.5,从而节省了运行费用。C、提供突发故障的预防手段如果建筑的机电设备突
19、然发生故障而停机,将对建筑产生严重后果。楼宇自控系统可以从以下几个方面预防这种局面的出现:监控设备运行状况,一旦发现其中某台设备运行异常,立即报警通知检修人员前去检查,以防引起更大范围的设备故障;自动记录设备的累计运行小时数,当累计值达到规定的维修时间,自动报告中央控制室,及时提醒进行设备检修;当一组设备中的某台设备出现故障不能运转时,自动切换到备用设备;通过这些检测、报警和处理方式,使建筑对机电设备突发故障具有有效的预防手段,以确保设备和财产的安全。D、提高设备运行效率、减少管理人员的数量通过对设备运行状态的监测、诊断和记录,早期发现和排除故障,及时通知维护和保养,保证设备始终处于良好的工作
20、状态,也保证了建筑的正常运营。楼宇自控系统对设备的有效监控,可使设备的故障率大大降低,同时也使维修工人可以更有效的工作,及时解决设备出现的问题,因此可以减少维修人员的数量;一体化管理方式,使操作、值班和管理人员减少。E、充分的扩展系统具有良好的扩展性,保证今后扩展的需要本方案仅对大楼的通用设备加以监控,但是在系统投入运行之后可能会增加新的监控内容,因此我们在系统选用时遵循开放的原则,模块化系统容量可以有充分的冗余,以适于今后的扩充。使用效果上达到:1、发挥设备性能,提供安全舒适的环境2、节省能源消耗3、提高管理水平4、降低大楼的运行成本7. Apogee系统针对本工程的显著特点(1)系统容量大
21、:APOGEE系统的容量大,可以达到100万点,远远超出同类产品,已足够本次楼控系统的容量及以后的扩容。(2)西门子APOGEE系统的PXC控制器采用TCP/IP协议的以太网网络,通讯速度为10/100M,高于LonWorks网络78Kbps。(3)西门子APOGEE系统的PXC Modular控制器,全部采用RISC结构PowerPC 32位CPU, 主频133MHz,PXC Modular内存高达72M,平均无故障时间高达10万小时,具有超强的多任务处理能力,其各项指标远远高于其它竞争产品。(4)支持标准的以太网(IEEE802.3)作为物理标准,TCP/IP为网络通讯协议。采用了BACn
22、et 、OPC、 LonWorks、SQL、 ODBC 、Web工业标准技术;(5)通用输入输出点使用西门子TX-I/O 技术,可以通过软件设定信号的类型,包括0-10V,4-20mA,Ni1000,1K RTD,10K RTD,10K 或100K 的热敏电阻,数字或脉冲输入。通用的输入输出点能提供0-10V 的模拟量输出。模拟量输出点输出0-10V,数字量输入为干接点,数字量输出为110/220V 4Amp C 型继电器输出。(6)西门子具有全系列的高精度温湿度、压力(差)传感器、空气品质传感器,室外照度传感器,可以满足不同场合、不同层次的各种要求。8. 系统架构本系统方案采用西门子APOG
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 信息与通信 信息 通信 楼宇 自动化 系统
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4663778.html