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工程领域

楼宇自控工程




楼宇自控系统工程

一、概述

1.1 工程概述

智能楼宇系统系统拟配置一套先进的系统管理软件,系统管理软件需要满足当前IT的主流技术。包括WEB SERVICE技术、JAVA技术、XML技术等,以备将来与信息系统的集成。

 

1.2 楼宇自控基本概念简述

楼宇自控系统(Building Automation System,简称BAS )即通常所指的BA系统,通过将计算机技术、通信技术、信息技术、控制技术的有机结合实现对弗太商场项目的机电设备的集中管理和控制。在全面满足功能需求的基础上,追求最合理的投资和最大的灵活性,以取得长期最大限度的满足经济、管理与环境效益的总目标。

其监控范围通常包括空调系统、冷热源系统、送排风系统、给排水系统、照明系统、配电系统等。

通过监控软件将以上子系统集成在一个平台上 , 以图形画面形式直观有效地对上述机电设备进行监控和管理。以确保建筑内有一个舒适和安全的工作环境,同时实现高效节能的管理要求。

通过全面满足弗太商场项目功能需求的基础上,集各种优秀产品与技术之长,追求最合理的投资和最大的灵活性,以取得长期最大限度的满足经济、管理与环境效益的总目标。

系统能稳定和准确地自动监测建筑内设备的各项参数,记录和统计系统的运行参数及系统运行趋势和规律,为建筑内人员提供舒适、安全的工作环境。

系统对整个建筑机电设备进行监控,提供可靠的、经济的最佳能源供应方案,使设备始终处于最佳运行状态及最佳利用率,大量减少不必要的能源浪费;同时对各种需要监控的重要机电设备实现集中管理、优化配置,使系统在全自动的状态下运行。本系统全天候监测所有需要设备的运行状态,以最小的人力物力达到最完善的管理效果。

最大限度地降低设备的运行成本。设备在系统的统一管理之下始终处于最佳运行状态。系统会按照设备的运行情况打印维护保养报告,提示管理人员对设备及时进行维护,延长设备的使用寿命。

提高人员与设备的整体安全水平,坚持“以人为本”的原则。该系统对设备的运行状态进行实时监视,可使管理人员及时发现设备故障、问题与意外,消灭故障于隐患之中,保证人身的安全。一旦设备有故障发生,计算机可以报告故障发生的位置及故障发生的原因,以便维护人员快速排除故障,恢复设备正常运行。

项目采用楼宇自控系统后能够达到的效果为:

实时监控,有效规避风险。

电子化管理,提高物业管理水平。

1。3 项目设计需求

1) 监控中心可以对所有监控机电设备进行有效、快捷的管理。

2) 设计方案应充分反映系统的实用性、先进性、扩展性和经济性。

3) 控制中心可实时显示所有设备的运行、故障状态及系统设定参数等,并可通过中央对现场设备进行设定、修改。

4) 当中央停止运行时,现场DDC控制器仍可独立运行。

5) 当工作设备故障时,可自动投入备用设备,同时报警,提示进行检修。

6) 通过优化暖通空调、配电照明和机电设备控制工艺流程,制定符合本项目特点和特色的节能控制策略,节约长期运营成本、延长设备生命周期、节省运营管理人员,真正实现“水、电、气、暖、机”的统筹管理、可控运营、节能降耗之目标。

本设计主要针对弗太商场内的冷热源系统、空调系统、给排水系统、送排风系统、照明系统以及电梯系统进行监控。

1)冷热源系统

对空调冷热源(热泵机组和循环水泵)进行监测和控制。设备的开关可通过电脑远程控制或者根据设定的开关时间自动控制,达到节省人力和降低能耗的目的。

根据弗太商场内的能耗需求,自动调整热泵机组开启台数和水泵开启台数。同时保证所有设备轮换工作,确保设备使用寿命。

2)空调系统

对楼内的空调机组进行监测和控制。机组的开关可通过电脑远程控制或者根据设定的开关时间自动控制,达到节省人力和降低能耗的目的。

机组的开、关机严格按照预先设定的流程执行,如检测到故障,系统会自动中断流程,并在软件上报警提示,预防设备在故障状态下运行而造成的损坏。

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引入,以达到充分节能的目的;

3)给排水系统

通过对给水和排水两部分的监测和控制,保证综合楼供水和排水的正常运转。

通过对水位的监测,防止溢水和缺水情况的发生,并可根据液位进行相关机电设备的联动控制,防止机电设备自身控制的失效。如水泵发生故障导致集水井液位溢出,BA系统自动报警,及时提醒管理中心人员,进行紧急处理。

4)送排风系统

对送风和排风两部分的监测和控制,保证综合楼内通风系统的正常运转,确保弗太商场内的空气质量和环境。

对风机的定时启停控制和联动控制功能,当有故障发生时,BA系统立即发出报警提示,提请值班人员及时处理。

5)照明系统

对照明回路运行状态的监测,照明回路启停控制。可以根据用户需求,按照时间或者照度要求进行控制,达到节省能源的目的,同时可以及时监测故障的发生,提高工作效率。

5)电梯系统

与电梯厂家提供的电梯协议接口通信,远程监测楼内电梯。监测内容包括上下行状态、运行状态和故障报警状态,便于控制室实时了解电梯运行状况并及时发现、处理故障问题。

6)变配电系统

与供电厂家提供的协议接口通信,远程监测地下车库配电房内的变配电系统—高压进线柜 低压进线柜 变压器,便于控制室实时了解变配电的状况并及时发现、处理故障问题。

二、系统设计

2。1 系统管理目的

© 规避风险

用户可对建筑内楼宇自控系统下的所有机电设备的使用状态进行监控,能够有效规避由设备故障或其他风险造成经济上的损失。

© 运行优化控制,降低能耗

对建筑内楼宇自控管辖下的机电设备或机电系统按需运行,根据控制策略确定运行模式,运行数量,运行负荷,启停时间。

© 降低劳动强度

楼宇自控管辖下的各个机电设备或机电系统实现由电脑根据程序实现集中管理(监测、远程控制)。可大大降低维护员工的劳动强度和减少设备管理人员,有效降低劳动力成本。

© 设备运行参数管理

楼宇自控实现电子化管理,设备运行记录,报警记录,操作日志,历史曲线可形成电子分类报表,可任意查询和打印。

© 设备电子台帐明细记录

应包含设备属性,维修保养情况,设计寿命,启用时间,更换情况等报表。

2。2 设计依据

《智能建筑设计标准》 GB/T50314-2006

《智能建筑工程质量验收规范》 GB50339-2003

《采暖通风与空调调节设计规范》 GBJ 19-87

《建筑设计防火规范(2001年版)》GBJ 16-1987

《电气装置安装工程施工及验收规范》 GBJ232-82

《电子计算机场地通用规范》GB/T2887-2000

《民用建筑电气设计规范》JG/T16-92

《电子计算机机房设计规范》GB50174-93

《工业企业通信设计规范》GBJ42-81

《工业自动化仪表工程施工及验收规范》 GBJ93-86

《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005

《建筑物防雷设计规范》 GB50057-94

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 GB 50343-2004

相关设计单位提交的设计说明、图纸等文档。

2.3 设计原则

本项目楼宇自控系统设计从项目的实际情况出发,具有充分的安全性、可靠性,技术的先进性及必要的灵活性、扩展性,能够充分满足弗太商场工程的近远期需要。具有友好的人机界面,能满足业务扩展的需求,同时还具备升级能力,保证用户投资的长期利益。

系统设计除国家法律法规,行业规范,用户需求外,还遵循以下原则:

Ø 实用性

BAS系统的设计应以实用为第一原则。在符合需要的前提下,合理平衡系统的经济性与超前性,以避免片面追求超前性而脱离实际,或片面追求经济性而损害建筑物的智能性。

Ø 可靠性

系统必须保证能支持长期连续工作。子系统故障不影响其他部分运行,也不影响集成系统除该子系统之外的其他功能的运行。

Ø 易维护性

基于弗太商场项目性质,建筑监控系统必须具有高度的安全性和易维护性,做到所需维护人员少,维护工作量小,维护强度低,维护费用低。

Ø 开放可扩展性

系统必须采用开放性技术标准,符合国家和国际标准及规范,兼容不同厂商、不同协议的设备和系统的信号传输,各子系统可方便加入系统中。

Ø 应用配置灵活性

BAS系统需要控制现场设备种类繁多,分布情况复杂多变,所以,BAS系统能够具有灵活的配置功能,只要简单增减或调整控制器,就能满足系统整改或分期建设的需要。

Ø 操作方便、简单易学

系统应该是友好的图形化操作界面,操作方便、和简单易学。



2.4 控制方案

根据设计院的要求,并结合台达楼宇自控系统的特点,为弗太商场工程进行了合理的产品配置,具体如下:

本项目BA系统主要通过对弗太商场内的冷热源系统、空调系统、给排水系统、送排风系统、照明系统、电梯系统、热水锅炉等建筑设备的集中管理与控制,实现设备自动管理、能源自动监测、达到环境舒适、并降低设备运行和维护成本的目标。

本项目系统具体功能如下:

2.4.1 冷热源控制方案

1)在冷热源系统总管安装温度及流量传感器,通过测量供水温度、回水温度和流量,计算出系统的实际负荷值。

2)通过在冷热源供水管安装温度传感器监测供水温度

3)对水泵启停控制,监测热水泵运行状态、故障报警。

4)通过modbus通讯接口方式,读取冷热源主机的内部运行参数。

 2.4.2 空调系统控制方案


监控设备

监  控  内  容

空调机组AHU

1、滤网堵塞报警监测;2、送/回风温湿度监测;3、冷/热水阀调节控制;4、机组手/自动状态监测;5、机组运行状态监测;6、机组故障状态监测;7、机组启停控制;8、变频控制;9、变频反馈;10、送/回风风阀控制;11、室内CO2浓度监测;12、加湿开关控制

新风处理机组PAU

1、滤网堵塞报警监测;2、送风温湿度监测;3、冷/热水阀调节控制;4、机组手/自动状态监测;5、机组运行状态监测;6、机组故障状态监测;7、机组启停控制;10、新风风阀控制;11、加湿开关控制;12、室内CO2浓度监测

新风机组根据楼控点表,进行监控点配置。

主要监控内容:

² 通过中央监控系统监测空调机组的运行状态及故障报警状态。

² 在回风口安装风管式温度传感器,根据回风温度调节冷热水二通阀,使回风温度保持在设定范围内;

² 根据回风温度与新风温度的比较,自动调节新回风比例,在春秋过度季节,尽量使用新风能量;在冬夏季节,在保持最小新风量的前提下,尽量利用回风能量,以达到节能效果。

² 在人员密度相对较大且变化幅度较大的房间内设置CO2浓度监测系统,空调季节根据室内CO2浓度变化增加或减小新风量,达到卫生和节能的目的。

² 空调机组与各设备进行联锁控制:空调风机组停止时,关闭空调水二通阀及电动风阀。

² 新风风门与风机连锁。根据送风温度PID调节冷水或热水阀,使送风温度与设定值保持一致。根据回风湿度控制加湿器开关,使回风湿度保持在设定范围内。

2.4.3 给排水系统


监控设备

监  控  内  容

消防水池

超高、高/低液位报警状态;

生活水箱

超高、高/低液位报警状态;

生活水泵

启停、运行状态、故障报警、手自动状态

集水坑

超高、高/低液位报警状态;

潜水泵

运行状态和故障状态;

节能型加热器热水循环泵

运行状态和故障状态;


给排水系统包括生活给水系统、生活污水系统以及消防水系统。系统中的水泵与水箱或水池、集水坑液位状态联动,仅在需要时才投入运转,避免不必要的浪费,节约水源。实现对给排水系统集中管理和自动监测,就能确保每一个液位报警信号及时地反馈到中央监控室,同时联动给排水泵的启停;使给排水系统的机电设备安全运行;大大提高大楼内物业人员的工作效率。监测各水泵的运行状态、故障。同时监测水箱、水池、集水坑的高低液位报警及超高液位报警。各监测参数超限或异常均自动发出报警。

2.4.4 送排风系统


监控设备

监  控  内  容

排风风机

1、启停控制;2、运行状态;3、手/自动状态;4、故障状态(4台变频取变频信号)

送排风机主要用于地下室、车库和公共区域。控制系统显示各类风机手/自动状态、运行状态状态及故障报警。排风机/送风机根据预先设定的时间程序自动启停送排风机。每台机组都有每周工作天数的设定,并另有特殊工作日及节假日的时间设定。

2.4.5 电梯系统方案

楼宇自控系统对电梯的运行状态和故障报警进行监测,以保证电梯系统的正常运行。

监控设备

监  控  内  容

扶梯

运行状态、故障报警

货梯

运行状态、故障报警

客梯

运行状态、故障报警

通过modbus通讯接口方式,读取电梯的运行参数。

2。4。6 变配电系统方案

楼宇自控系统对变配电系统的运行状态和故障报警进行监测,以保证变配电系统的正常运行。

通过modbus通讯接口方式,读取变配电系统的运行参数。

三、系统及产品概述

3。1系统概述

在提升楼宇管理与运作效率的工作上,随着技术演进,楼宇自动化扮演着愈来愈重要的角色。无论是为各式各样的楼宇运行设备打造一个便利操作、缩短应对时间的综合性管理平台,亦或是为楼宇能源消耗提供充分的信息与控制系统来达成节能目的,都需要一套与时俱进的楼宇自动化管理系统,以便有效控制楼宇生命周期内的成本花费,进而提升楼宇资产价值。

为此目的,台达电子特别与具有先进技术,且经验丰富的奥地利 LOYTEC electronics GmbH 公司策略联盟,合作推出完整的楼宇管理及控制系统,以及包含本地全方位服务的解决方案。

台达楼宇管理及控制系统(DELTA BMCS)结合创新软件技术和集成各种国际协议,可以有效集成冷热源、空调、通风、变配电、照明、给排水、电梯、房间控制及安防等楼宇设备,兼顾管理的可延伸性与就地控制的独立与方便;开放且注重信息安全的设计,使其与各种办公自动化、饭店管理、物业管理系统都可无缝连结,充分实现智能楼宇的愿景。


3.2 典型系统方案架构

3。3 产品概述

3。3。1 台达自动化服务器介绍

1) 产品种类多样,适合不同应用

2) 整合各种标准通讯协议

3) 本地连接及全局连接自动完成

4) 功能特色

集成数据记录及分析

• 集成型 OPC 服务器(XML-DA / UA)

• 集成型网页服务器

• 可集成至L-WEB 系统

定制化图形具动态内容可储存至 L-INX 自动化服务器

 3。3。2 台达现场控制模块介绍

• 独立 L-IOB I/O 模块,适用于各 LonMark 系统以及 BACnet 系统

• 可以扩充 L-INX 自动化服务器或 L-IOB I/O 控制器的实体输入及输出 (I/O)

• 多种硬件可供选择 (I/O 编译、通讯接口)

• 128x64 背光显示屏幕以及旋钮,方便现场操作

• 可通过显示屏以及旋钮来进行设备设

• 产品种类丰富,满足不同应用需要、

3。3。3 台达人机界面介绍

•  L-VIS 触控屏幕,适用于楼宇自动化中,可视化及操作之应用

•  L-VIS 各型触控屏幕均提供LONMARK 系统或BACnet 网络接口


• 显示屏种类丰富

•  TFT 触控显示屏,可调背光

•  玻璃或阳极氧化的铝制边框

•  5.7“, 320x240, 256 色

•  12.1“, 800x600, 65535 色

•  15“, 1024x768, 65553 色

 

3。3。4 台达DALI灯光控制器介绍

针对智能照明目前国际上采用DALI通讯协议, 台达L-DALI灯光控制器可以:

• 最多64个DALI 装置/通道

• 直接访问最多16 个DALI 群组/通道

• 场景控制最多16个DALI 群组/通道

• LONMARK系统或BACnet网络整合DALI多传感器

• 支持第三方传感器 

• 监控灯或是整流器故障所有的灯具 

• DALI装置的更换不需要额外的软件工具

• 支持紧急灯的周期测试

• 支持灯的烧机模式

• 整合DALI协议分析仪

• 能源消耗与燃烧持续时间的计算

3.3.5 台达区域/房间控制器介绍

• 可程序设计于L-STUDIO

•  房间区块灵活的内建管理(最多16)

•  网络可透过备援机制或分离的IP网络

•  整合AST™ 功能,每一个房间区块具有警报,时程和趋势

•  整合LWEB-802/ 803房间控制

•  整合到LWEB-900系统

•  两个网络端口具有交换或是分离的网络

•  整合web服务器配置和监控

•  128x64背光图形显示

•  手动操作使用旋钮和LCD显示

•  透过VNC客户端远程手动操作

•  扩充实体输入和输出使用L-IOB I/O模块(LIOB-Connect, LIOB-FT,或LIOB-IP852/BIP)

•  透过Ethernet/ IP 或USB配置

•  支援WLAN 通过LWLAN-800 界面

区域/房间控制方案

具有优点和特色:

• 最多可划分16个区域

• 容易设定,灵活的操作

• 数秒之内即可对隔间变化作出控制系统变更

• 在房间自动化层次,可支持所有标准通讯协议

• IP 通讯直至房间层次

• 云端控制

• 功能及图形表示之面向对象建模  

• 以计算机、平板及智能手机进行网页式的房间控制操作

区域设定示例:

四、系统软件功能

我们提供众多产品使用于楼宇自动化的相关应用。这些相关应用为主的产品,经常结合不同功能,集成于单一设备上(L-INX自动化服务器、具备IP通讯能力的L-IOB I/O模块、控制器、L-ROC房间控制器、L-GATE网关、L-V IS触控面版),使得同一种产品可以用于不同的任务。例如,L-GATE除了当作网关使用外,还具有能提供可视化接口的动态网站,或记录历史趋势资料。L-INX自动化服务器是可编程的控制器,但也可视所支持的通讯协议当成网关使用。

我们有高标准的产品研究、开发与生产流程。为了提供客户相同的高标准,只有通过合作伙伴认证计划的公司才能购买可编程的控制器。

对于所有的功能,确保设置与运作一般流程的正确性。设置流程在每一种设备都相同。在集成不同通讯网络技术、建立排程、报警条件、趋势记录与设计图形化项目上也是如此。若要高效的完成工作(视网络技术而定),用户可以通过网络扫描或文件导入方式,建立单一数据点或可以使用在所有设备上的配置模板。使用单一配置工具,在同一系列产品上,像L-INX自动化服务器、L-IOB I/O模块、L-IOB I/O控制器与L-GATE网关,可以显著减少使用产品时,所需花费的学习时间。

单一设备上的不同功能组合,与通用的设置与操作流程,在选择产品以应用在不同的功能要求上,有极大的灵活性。

4。1 台达管理软件功能介绍

1)配


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