大廈樓宇自控系統(tǒng)工程設計方案

1、大廈樓宇自控系統(tǒng)工程摘要：本文詳細地介紹了一現代化大樓樓宇自控系統(tǒng)的設置方案，強調了樓宇自控系統(tǒng)對智能大廈設備設施管理的重要性和必要性。D勝大廈樓宇自控系統(tǒng)采用西門子樓字科技（天津）有限公司為大廈提供的西門子公司最新一代的S600APOGE系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠提高D勝大廈的整體管理水平，節(jié)約能源，提供更為舒適的室 環(huán)境，將大廈制冷站、供熱站、空調、新風機組、公共區(qū)照明部 分、給排水、 送排風等系統(tǒng)納入大廈自動化管理系統(tǒng)， S600APOGEE 是以集散理論為基礎的成熟的樓宇自動化系統(tǒng)。 它具有結構靈活、 適應性強、擴展方便、軟件優(yōu)化設備運行、操作簡單等特點。摘要：本文詳細地介紹了一現代化大樓樓宇自

2、控系統(tǒng)的設置方案， 強調了樓宇自控系統(tǒng)對智能大廈設備設施管理的重要性和必要 性。D勝大廈，坐落于省東營市西城區(qū)，總建筑面積51700m2建筑高度為99.7m,建筑層數地上26層，地下2層，室外庭院面積 約22000m2是一座集酒店、辦公、商務、娛樂、賓館為一體的 綜合性智能化建筑。D勝大廈樓宇自控系統(tǒng)采用西門子樓字科技 （ 天津 ） 有限公司為大廈提供的西門子公司最新一代的S600APOGEE系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠提高 D勝大廈的整體管理水平，節(jié)約能源，提 供更為舒適的室環(huán)境，將大廈制冷站、供熱站、空調、新風機組、 公共區(qū)照明部分、給排水、送排風等系統(tǒng)納入大廈自動化管理系 統(tǒng)，S600APOGE是以

3、集散理論為基礎的成熟的樓宇自動化系統(tǒng)。 它具有結構靈活、適應性強、擴展方便、軟件優(yōu)化設備運行、操 作簡單等特點。一、 樓宇自控系統(tǒng)的設計思想和原則D 勝大廈樓宇自控系統(tǒng)是一套將冷熱源、空調、通風、 給排水、變配電、照明、電梯等設備或系統(tǒng)以集中監(jiān)視、控制和 管理為目的而構成的綜合系統(tǒng)，以安全、可靠、節(jié)能、節(jié)省人力 和綜合管理為目的。為了建成一個優(yōu)良的建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)，在 系統(tǒng)的設計上著重考慮了三個方面的要素。其一是確定服務于設 備或各個子系統(tǒng)的控制器 I/0點數及點的類型，同時確認 I /O 點數的接口技術處理；其二是現場儀器、儀表、傳感器、變送器 和執(zhí)行器等元件的正確選擇與配置；其三是中央操作

4、站和通訊網 絡的配置。APOGE樓宇自控系統(tǒng)是西門子公司推出的新一代樓宇自控系統(tǒng)集成平臺，完整的系統(tǒng)由INSIGHT監(jiān)控軟件、DDC空制器、傳感器、閥門及執(zhí)行機構四大部分組成。根據D勝大廈機電設備和弱電系統(tǒng)設計方案的具體情況，著重對如下幾個問題做 了細化處理：1、 根據D勝大廈弱電系統(tǒng)的總體要求，選用了西門子的INSIGHT 監(jiān)控軟件，該系統(tǒng)采用了 Client Server 系統(tǒng)結構，并且支持WindowsNT Windows2000/ WindowsXP 操作系統(tǒng)，支持 OPC等多種協(xié)議和開放接口，并且提供了豐富的功能選項，是一套運用成 熟的系統(tǒng)；2、 按受控設備的要求選用不同處理能力的D

5、DC控制器，控制器的 搭配對于系統(tǒng)的合理配置有著重要的作用，各自控廠商的控制器 都有多種不同點數的產品可供選擇，合理的選擇控制器對于優(yōu)化 網絡拓撲和控制系統(tǒng)造價有著不可忽視的作用。其基本原則是控 制器盡量靠近控制對象， 空間距離較遠的設備不宜合用同一個 DDC 控制器；3、為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，樓宇自控系統(tǒng)的控制器、傳感器、執(zhí) 行器電源均獨立與受控設備集中供電。二、 樓宇自控系統(tǒng)的控制容和目標總體上來講，樓宇自控系統(tǒng)應該向用戶提供如下功能：(1) 通過配置系統(tǒng)的硬件和軟件， 實現測量各類工藝、 設備狀態(tài)的參數，設置并控制設備啟停、提供設備運行報告等功能；(2) 監(jiān)視并顯示系統(tǒng)監(jiān)控設備的工作狀態(tài)

6、，故障時自動報警；(3) 現場自動控制組織的安全調整功能；(4) 根據系統(tǒng)記錄，管理分析當前和過去運行過程；(5) 提供計算和預測工具， 用于優(yōu)化操作參數并組合， 實現設 備優(yōu)化使用；(6) 實現樓宇自控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)數據交換； 為此，我們對每一個子系統(tǒng)都進行了相應的需求分析， 最終確定了 D 勝大廈項目中納入樓宇自動化系統(tǒng)監(jiān)控對象的具體 容和目標。1、冷凍站系統(tǒng)的監(jiān)控監(jiān)控設備包括： 冷水機組、 冷卻水循環(huán)泵、 冷凍水循環(huán)泵、 冷卻塔、自動補水泵、電動蝶閥等。(1) 根據事先排定的工作及節(jié)假日時間表， 定時啟停冷水機 組及相關設備。完成冷卻水循環(huán)泵、冷卻水塔風機、冷凍水循環(huán) 泵、 電動蝶閥、

7、冷水機組的順序連鎖啟動及冷水機組、 電動蝶閥、 冷水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵、冷卻塔風機的順序連鎖停機。啟動順序為： 對應冷卻水、 冷凍水管路上的閥門立即開啟； 冷卻塔風機、冷卻水泵、 冷凍水泵的啟動延遲 23min 啟動； 制冷 主機延遲 34min 執(zhí)行。停止順序為： 立即切斷主機電源； 冷卻塔風機、 冷卻水泵、 冷凍水泵的啟動延遲 2-3min 關閉； 對應冷卻水、 冷凍水管路上的 閥門立即關閉。(2) 測量冷卻水供回水溫度， 以冷卻水供水溫度及冷水機的 開啟臺數來控制冷卻塔風機的啟停的數量。 維持冷卻水供水溫度， 使冷凍機能在更高效率下運行。(3) 監(jiān)測冷水總供回水溫度及回水流量， 由冷水

8、總供水流量 和供回水溫差， 計算實際負荷， 自動啟停冷水機、 冷凍水循環(huán)泵、 冷卻水循環(huán)泵及相對應的電動蝶閥；(4) 根據膨脹水箱的液位，自動啟停自動補水泵；(5) 監(jiān)測冷水總供回水壓力差， 調節(jié)旁通閥門開度， 保證末 端水流控制能在壓差穩(wěn)定情況下正常運行。 在冷水機系統(tǒng)停止時， 旁通閥自動全關；(6) 監(jiān)測各水泵、冷水機、 冷卻塔風機的運行狀態(tài)、 手自 動狀態(tài)、故障報警，并記錄運行時間；(7) 水泵保護控制： 在每臺水泵的出水端管道上安裝水流開 關，水泵啟動后，水流開關檢測水流狀態(tài)，如故障則自動停機； 水泵運行時如發(fā)生故障，備用泵自動投入運行；(8) 中央站彩色動態(tài)圖形顯示、 記錄各種參數、

9、 狀態(tài)、報警， 記錄累計運行時間及其他的歷史數據等。2、換熱站系統(tǒng)的監(jiān)控 監(jiān)控設備包括：熱交換器、冷凝泵等。(1) 監(jiān)測各熱交換器二次水出水溫度， 依據出水溫度按 PID 調節(jié)一次熱水 (或蒸汽 )調節(jié)閥，保證出水溫度穩(wěn)定在設定值圍，溫 度超限時報警；(2) 測熱水循環(huán)泵的運行狀態(tài)和故障信號， 故障時報警， 并累 計運行時間；(3) 中央站彩色動態(tài)圖形顯示、打印、記錄各種參數、狀態(tài)、 報警，記錄累計運行時間及其他歷史數據等。3、新風空調機組的監(jiān)控 監(jiān)控設備包括：新風空調機組。(1) 時間程序自動啟停送風機， 具有任意周期的實時時間控 制功能；(2) 監(jiān)測送風機的運行狀態(tài)、 手自動狀態(tài)、 故障報

10、警、 累計 運行時間；(3) 防凍保護：在冬季，當溫度過低時，開啟熱水閥，關新風 門、停風機、報警提示；(4) 由風壓差開關測量空氣過濾器兩側壓差， 超過設定值時報 警；(5) 風機、風門、冷水閥狀態(tài)連鎖程序； 啟動順序：開冷水閥、開風閥、啟風機、調冷水閥； 停機順序：停風機、關風閥、關水閥；(6) 對于新風機組， 測量新風溫度和送風溫度， 并根據送風溫度 PID 調節(jié)二通水閥的開度，維持送風溫度為設定值；對于空調 機組，測量新風溫度和回風溫度，并根據回風溫度PID 調節(jié)二通水閥的開度，維持回風溫度為設定值；(7) 中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數、狀態(tài)、報警，記錄 累計運行時間及其歷史數據等

11、；4、給排水系統(tǒng)的監(jiān)控 監(jiān)控設備包括：給排水泵、生活水池、污水池、集水坑。(1) 監(jiān)測生活水泵、 污水泵的運行狀態(tài)， 手自動狀態(tài)和故障 信號，故障時報警，并累計運行時間；(2) 實現就地控制和遠程控制的轉換；(3) 監(jiān)測生活水池液位， 對超限水位報警， 防止溢流， 對超低 液位也進行報警；(4) 根據生活水箱液位，啟停生活水泵，并進行超限報警；(5) 根據污水池、 集水坑液位， 啟停污水泵， 并對超高液位進 行超限報警；(6) 中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數、狀態(tài)、報警，記錄 累計運行時間及其歷史數據等。5、給排風系統(tǒng)的監(jiān)控 監(jiān)控設備包括：送排風機。(1) 監(jiān)測各風機的運行狀態(tài)、手自動狀態(tài)；

12、(2) 在自動狀態(tài)下按時間程序自動啟停風機；(3) 監(jiān)測送排風機的故障信號， 故障時報警， 并累計運行時 間；(4) 中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數、狀態(tài)、報警，記錄 累計運行時間及其歷史數據等。6、照明系統(tǒng)的監(jiān)控 監(jiān)控設備包括：公共照明配電箱。(1) 對于各照明回路，根據時間程序自動開關各照明回路；(2) 對于各照明回路， 監(jiān)控各回路的開關狀態(tài)、 故障報警、 手 自動狀態(tài)；(3) 以上時間， 程序可根據用戶需要任意修改， 可自定義節(jié)假 日工作模式，降低大廈運行中的電能消耗；(4) 中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數、狀態(tài)、報警，記錄 累計運行時間及其歷史數據等。7、變配電系統(tǒng)的監(jiān)控 對變配電

13、系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括對高壓、低壓、變壓器、發(fā)電 機設備的相關運行參數的監(jiān)視，本樓宇控制系統(tǒng)對變配電系統(tǒng)只 監(jiān)視不控制。由供配電設備廠商預留連接供配電系統(tǒng)的監(jiān)測接口，通過高 級接口采集下列信號：(1) 高壓進線柜： 三相電流、 有功功率、 無功功率、 功率因數、有功電度；(2) 所有高壓開關的開關狀態(tài)、故障跳閘狀態(tài)；(3) 變壓器溫度；(4) 低壓進線柜：三相電壓、三相電流；(5) 所有低壓進出線開關的開關狀態(tài)及故障跳閘狀態(tài)；(6) 低壓主要配電回路電能計量；(7) 測量柴油發(fā)電機三相電壓、 三相電流、 頻率及運行或故障 信號；(8) 監(jiān)測變壓器室、高低壓配電室、發(fā)電機房溫度。(9) 為無縫集成，

14、本項目均要求廠家提供國際標準通訊協(xié)議： MODBU、SOPC。8、電梯系統(tǒng)的監(jiān)控本項目樓宇自控系統(tǒng)對電梯系統(tǒng)實行只監(jiān)不控的方式， 電梯系統(tǒng)提供高級接口給樓宇自控系統(tǒng)集成，樓宇自控對電梯的 運行狀態(tài)、故障報警、電梯的上升、下降進行監(jiān)視；對自動扶梯 的運行狀態(tài)、故障報警進行監(jiān)視，并對電梯系統(tǒng)的運行時間進行 累積記錄。三、系統(tǒng)構架關于西門子APOGEES統(tǒng)，簡要說明如下：1、中央工作站中央工作站系統(tǒng)由PC主機、彩色液晶顯示器及打印機組成，是BAS系統(tǒng)的核心，它直接可以和以太網相連。整個大廈所受監(jiān) 控的機電設備都在這里進行集中管理和顯示， 裝中英文 Insight 工作軟件，提供給操作人員下拉式菜單、

15、人機對話、動態(tài)顯示圖 形，為用戶提供一個非常好的、簡單易學的界面。操作者無需專 業(yè)軟件知識，即可通過鼠標和鍵盤操作管理整個控制系統(tǒng)。2、操作系統(tǒng)S600操作系統(tǒng)為樓宇自控系統(tǒng)提供了強大的工作平臺，通過系統(tǒng)程序操作員可以在樓宇自控系統(tǒng)進行各項資料的存取及監(jiān) 控。(1) 指令輸入及菜單選擇的方式操作員除了可以通過常規(guī)的鍵盤進行操作外，亦可以通過“鼠標”進行操作，包括啟停、更改設定點、選擇菜單等各項操 作。(2) 圖形及文字顯示 操作員可以將樓宇自控系統(tǒng)的每一個監(jiān)控點用圖形或文字方式顯示出來。(3) 多方面資料的顯示操作系統(tǒng)有能力在同一時間以“窗口”式的方法顯示多方面 的資料，以便容易對不同表現進行

16、分析，真正做到了實時和多任 務。(4) 密碼的保護 多級別的密碼將為業(yè)主及管理人員提供一個有效的保護工 具。它可以管理及限制不同部門人員使用樓宇自控系統(tǒng)，同時防 止系統(tǒng)被非有關人員使用，提高系統(tǒng)的安全性。(5) 彩色動態(tài)圖形顯示 為使系統(tǒng)的報警被更快地確定及更容易分析系統(tǒng)的表現，系 統(tǒng)提供彩色動態(tài)圖形顯示，包括樓層的平面圖及機電裝置的系統(tǒng) 示意圖。(6) 系統(tǒng)的架構及界定 所有溫度及裝置的控制策略及節(jié)能程序可以由用戶決定，在 做出界定或修正的程序時不會影響樓宇自控系統(tǒng)正常的運作。3、Insight 軟件功能 西門子公司提供的所有軟件均支持本方案所闡明的操作及監(jiān) 控系統(tǒng)。這些軟件可在每個現場控制

17、器中運行，而不僅限于最高 級的計算機工作方式。其核心功能包括控制軟件、報警管理兩方 面。(1) 控制軟件完善且人性化的操作界面， 提供設定點的修改和 日程計劃的設定和執(zhí)行等豐富功能；(2) 報警管理包括監(jiān)察、 緩沖、儲存及將報警顯示在操作站上。 所有報警應顯示有關報警監(jiān)控點的詳細資料，包括發(fā)生的時間及日期； 報警根據嚴重性可分級報警，以便更有效、快速地處理嚴 重的報警。用戶可以為不同級別的報警自行決定嚴重性的級別； 監(jiān)控點歷史及動向趨勢記錄； 累積記錄，每個網絡控制器擁有下列的累積記錄，若累積 記錄超過用戶所定下的限額，系統(tǒng)將自動把用戶指定的警告信息 發(fā)放出來。4、直接數字控制 (DDC)DD

18、C是用于監(jiān)視和控制系統(tǒng)中有關機電設備的控制器，它是 一個完整的控制器，它包含軟硬件，能完成獨立運行，不受到網 絡或其他控制器故障的影響?？刂破鳂嫵芍饕?32位或 16 位微處理器和不同類型點的點 終端模塊，具有可脫離中央控制主機獨立運行或聯(lián)網運行能力。同時，當外電斷電時，DDC的后備電池可保證 RAM中數據在60天 不丟失。簡單來說，DDC具備以下功能：(1) 定時啟停、自適應啟停；(2) 自動幅度控制、需求量預測控制；(3) 事件自動控制、掃描程序控制與警報處理；(4) 趨勢記錄、全面通信能力。 四、系統(tǒng)交付及使用效果評價安裝調試后的樓宇自控系統(tǒng)自投入運營以來系統(tǒng)穩(wěn)定可靠， 能夠自動控制建筑物