深圳福田海关楼宇自动化系统.doc

1、HONEYWELL采用 ISO 标准开放协议 BACnet 的楼宇自动化产品品牌 Alerton深圳福田海关楼宇自动化系统设计方案编号： 20100930-JZ目 录1 前言 32 需求分析 .32.1 项目概述 32.2 选型产品的优势与特点 .43 系统设置总则 .73.1 楼宇自动化机电设备监控系统的设计目标 73.2 系统设计依据 73.3 系统设计原则 74 系统监控范围 .85 Honeywell 系统概述 .85.1 Honeywell 系统结构 95.2 中央图形操作站 .105.3 控制器 105.3.1 全局控制器（ BGC） 105.3.2 基于 MS/TP 网络的中小型

2、控制器（ BACs） 125.4 传感器及执行器 .136 系统设计方案说明 136.1 系统总体结构设计 .136.2 楼宇自动化系统的配置及控制功能 146.2.1 冷冻站系统监控 146.2.2 热源系统监控 166.2.3 空气处理系统监控 176.2.4 新风系统监控 196.2.5 通排风系统监控 206.2.6 给排水系统监控 206.3 BA 系统节能控制 .217 系统软件功能及特性 237.1 软件功能 .237.2 系统软件特性 .241 前言随着科技的不断发展和进步，现代化的建筑物迅速崛起及发展，已成为国民经济迅速增长的必然条件。而现代化建筑物的大型化、智能化和多功能化

3、，必然导致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不断增加，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、减少维护及营运成本，提高建筑物总体运作管理水平。建筑自动化监控系统（ Building Automation System，简称 BAS） ，实质上是一套中央监控系统（ Central Control Monitoring System, 简称 CCMS） ,有时称为综合中央管理系统。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的机电

4、设备进行高效率管理与控制的有效途径。本项目是针对东湖广场项目工程做的楼宇自动化系统（ BAS） 。具体情况见下面的分析。2 需求分析2.1 项目概述本 BA系统监控范围主要包含以下设备： 空调冷水系统 热源系统 空调系统 送排风系统 给排水系统本方案将针对该项目内的楼宇设备自动监控系统（包括空调、通风、给排水、变配电、电梯等设备）的自动控制进行设计，自动控制系统采用了符合国际ISO标准开放性协议 BACnet的楼宇自动化系统 Honeywell 楼宇自控系统，充分体现了开放协议 BACnet的强大优势。根据要求， BAS系统将对建筑物的各种机电设备的运行及开关状态实行全时间的自动监测或控制，并

5、同时收集、记录、保存及分析管理有关系统的重要信息及数据，达到提高设备运行效率，节能，节省人力，安全延长设备寿命的目的。采用计算机技术、自控技术和信息技术一体化的测量、控制方法，构建一个对建筑设备运行状况的监控网，实现实时数据传送、历史信息分析和跨平台的数据交流。提高建筑物的综合功能以及高的附加值，营造一个高效、舒适、节能、经济的居住、办公环境。2.2 选型产品的优势与特点Honeywell柏威公司是全球 BACnet楼宇自动化系统领域著名的制造商 ，Honeywell（柏威）楼宇自动化产品是 Honeywell的旗下的唯一完全符合 ISO标准、开放性协议 BACnet的品牌， Honeywel

6、l系统是业界率先生产符合 BACnet通讯协议产品的系统，是世界上第一个涵盖全系列楼宇自动化产品（包含开发工具）的符合 BACnet通讯协议的楼宇自控系统。 Honeywell（柏威）公司的是暖通学会 ASHRAE BACnet成员，同时也是 BACnet开发委员会的委员之一，参与了BACnet通讯协议标准 (国家标准 BACnet NASI/ASHRAESPC135P)的开发与编写；是北美 BACnet组织的成员； BACnet生产厂商联合会的成员。目前支持 BACnet的厂商有 Alerton， Honeywell, Honeywell, Siemens, ALC, Johnson Con

7、trol, Delta, York, Carrier, McQuay, Phoenix等。Honeywell是以集散控制理论为基础，采用分布式计算机监控技术、计算机网络通信技术，具有高可靠性、完全开放的成熟的楼宇自动化系统； Honeywell管理层采用了客户 /服务器 (Client/Server)，基于 Web架构的结构，使用 BACnet通讯协议进行通讯，并有能力在同一网络上通过通信接口与 MODBUS和 SNMP等不同通信协议进行通讯，读取各开放式数据库；具有结构灵活、适应性强、扩展方便、整合容易、软件优化设备运行、操作简单易学等特点。Honeywell是基于 IP网络架构 (BACn

8、et/IP) ，同时也是基于 WINDOWS视窗操作系统平台的系统软件包，系统可直接连入建筑物的计算机网络管理系统，可实现与其他厂商的楼宇自控系统、工业自动化系统、酒店管理系统、物业管理系统、办公自动化系统及保安视频监控系统等进行数据信息交换，实现与很多第三方产品及其他系统的无缝联接与集成，并成为智能建筑管理系统中重要的环节，这也是该系统开放性的充分表现。系统特点：1. 可靠性： 采用分散控制、集中管理的集散型控制系统，即将任务分配给系统中每个现场处理器，免除因系统内某个设备的损坏而影响整个系统的运行。 DDC之间实现点对点（ Peer to Peer）通信，各 DDC之间不需通过网络控制器就

9、可以实现互操作，保证每个子系统都能独立控制。 具有高容量非易失存储器（ EPROM或者 Flash） ，保存时间表、报警、趋势记录等数据及配置信息，降低对工作站的依赖，增加系统可靠性。 Honeywell系统中的各级别设备都可独立完成操作，即在同一时刻组成不同级别的集散系统（或不同级别的结构组织形式） 。 全套楼宇自控产品、统一的生产管理体系保证了系统的配套性，同时使系统可靠性大为增加。 DDC采用 ROM存储数据及配置信息，不需要电池，掉电后信息不会丢失。2. 功能强大先进： Honeywell系统整个系统网络架构在快速以太网上。 协议为标准的 TCP/IP，同时支持支持以太网、 MS/TP

10、、 PTP等通信等协议。 系统提供的数据接口方式有 COM/DCOM, ODBC, DDE, ActiveX，并且支持BACnet, OPC, LonTalk, PTP等工业标准协议。 支持 IP路由功能，支持和 Internet的无缝集成，工作站可以通过 Internet操作设备，操作模式和在局域网内的操作完全一样。 高性能 CPU记大容量存储空间：网络控制器实现高速高性能的运行，要求采用 32位 CPU，最少 32M的动态 RAM用于执行程序；至少 8M Flash存储空间，用来存储趋势记录、时间表、报警等数据。3. 扩展及灵活性： Honeywell系列产品为模块化结构设计，系统可通过自

11、由和公共组合方式由单个的子站拓展为超大型的分布式综合集散控制系统。 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的完成进度投入使用。 系统具有可扩充性，以便将来扩展网络服务范围的需要。系统可在日后任何地方加插现场控制器及操作员终端而不影响本系统操作。 用户可以在不重新购买软件或授权费的情况下任意添加操作员终端（无限制版本） ，数量不受限制。 控制器的输入为通用输入，可根据需要灵活配置成开关输入或模拟输入。4. 开放及兼容性： Honeywell采用国际 ISO的标准通信协议 BACnet，是目前楼宇自动化领域唯一的国际标准 BACnet（全名是建筑自动化和控制网络通讯

12、协议） 。遵循该协议开发的系统非常方便集成不同厂家的自动化系统和设备，能真正实现建筑物不同系统间数据的共用和互操作。 Honeywell系统是一个真正的完全开放式的建筑物自动化系统，其系统开放能力处于业界领先的地位。 由于 Honeywell的产品采用了 BACnet工业标准技术制造，其新旧产品兼容性很强，互换性好，可为使用者节省昂贵的系统升级费用，以保护使用者的投资回报。 系统提供提供 ODBC、 ActiveX及标准的 SQL数据接口，便于和第三方应用程序接口。 由于采用国际 ISO标准通信接口，与冷水机组等其它系统接口不需要网关。 采用完全开放通讯协议 ISO 16484-5标准 BAC

13、net，避免专有协议对本楼控系统的束缚，实现不同厂家产品的互操作。 BACnet产品独立于任何制造商，也不需要专用芯片，并得到众多制造商的支持。5. 编程灵活性： 逻辑程序采用可视化的图形工具软件，通过简单的拖放式操作即可完成编程。 逻辑程序调试方便，支持在线下载逻辑程序。 在逻辑编程界面中可以在线查看数据点当前值、在线修改当前值。6. 操作直观性： 要求管理软件界面采用纯中文菜单，方便用户操作。 设备图片要求采用直观的三维的立体图片。7. 简洁性： 结构直观简单，采用两级网络结构，管理层通讯速率高达 100Mbps，现场控制层通讯速率高达 76.8Kbps。 编程简单： Honeywell公

14、司首先采用面向对象的构件导向编程方式，用户只需使用鼠标进行简单的拖拉操作就可编制出专业的自动控制程序。 操作简捷： Honeywell采用直观的三维彩色动画处理并呈现被控设备的状态及动作，使系统操作十分容易。8. 全球应用： Honeywell系统在中国和在世界任何一个地区系统的运行是一样畅通的。 并能在 Internet上实现互联互通及互操作。 同时它还提供对世界不同国家、不同语言的支持，如全中文界面。3 系统设置总则3.1 楼宇自动化机电设备监控系统的设计目标设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑物内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用最优化的控制手段并结合现代计算机技术对各

15、系统设备进行全面有效的监控和管理，使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致的高效、有序状态下运行，以确保建筑物内舒适和安全的环境。尽量节省能耗和日常管理的各项费用，保证系统充分运行，使投资能得到一个良好的回报。3.2 系统设计依据 民用建筑电气设计规范 (JGJ T16-92) 智能建筑设计标准 (GB/T50314-2000) 智能建筑工程质量验收规范 (GB 50339-2003) 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 GB/T50311-2000 建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范 GB/T50312-2000 建筑物防雷设计规范 2000年版 GB50057-94 电气装置安装工程施

16、工及验收规范 (CBJ232 92) 商用建筑线缆标准 ( EIA TIA568A) 信息技术互连国际标准 (ISO IECl180195) 高层民用建筑设计防火规范 (GB50045-95) 中国采暖通风与空气调节设计规范 (JGJ/T16-92) 自动化仪表安装工程质量检验评定标准 GBJ131-903.3 系统设计原则在对楼宇自动化系统的设计中我们遵循以下的原则 :可靠性： 采用集散分布型控制系统，即将任务分配给系统中每个现场处理器，免除因系统内某个设备的损坏而影响整个系统的运行。扩展性及灵活性： 系统具有可扩充性，以便满足将来扩展网络服务范围的需要。系统可在日后任何地方增加现场控制器及

17、操作终端而不影响本系统操作。实用及方便性： 系统可容纳建筑物内机电系统的不同工艺需要。并综合各系统资料，显示于操作员终端，方便管理。开放性 : 系统采用开放式结构，在系统网路架构内完全采用开放式的国际标准BACnet协议。经济性： 系统中的现场处理器足够应付日后技术的快速发展，现阶段的投资可以得到充分利用及保护。4 系统监控范围根据要求本方案控制范围包括下列系统：冷冻站对冷冻站的运行工况进行监视、控制、测量与记录。热源系统对热源系统的运行工况进行监视、控制、测量与记录。空气处理系统 对空气处理设备的运行工况进行监视、控制、测量与记录。新风机系统对新风机的运行工况进行监视、控制、测量与记录。送、

18、排风系统对送、排风设备的运行工况进行监视、控制与记录。给排水监控系统对给排水系统的给排水设备、污水处理设备等的运行工况进行监视、测量、控制、记录。5 Honeywell 系统概述楼宇自控系统是由中央管理站、各种 DDC控制器及各类传感器、执行机构组成的、能够完成多种控制及管理功能的网络系统。它是随着计算机在环境控制领域中的应用而发展起来的一种智能化控制管理网络。柏威 (Honeywell)公司推出的完全符合 BACnet通讯协议标准的 Honeywell楼宇自动化系统专用于大型建筑物、厂房设备监控的自动化及能源管理，是国际上最先进的系统之一。 Honeywell系统采用模块化设计，互换性、适应

19、性非常强；由于采用了开发式的 BACnet通讯协议，系统的开放性、集成其他厂商系统或第三方设备的性能变得非常强大；同时系统还具有较强的新旧兼容能力，能较好的保护用户的投资回报；并且系统可分为不同等级的独立系统，每级都具有非常清楚的功能和权限，这就使 Honeywell既可用于单独的楼宇管理，也可用于区域的、分散的多个楼宇的集中管理。Honeywell系统的工作范围可以包括 : 制冷与空调设备或系统的监测、控制与纪录 通风设备的监测、控制与纪录 电力设备的监测、控制与纪录 供水、排水设备监测、控制与纪录 电梯运行的监测与纪录 消防设备的监测与纪录 保安 (出、入控制 )系统的监测与纪录Honey

20、well系统的主要参数如下 : 系统最大可连接 0 4194303个设备（不是 I/O监控点）每个监控站网络可有 1 65534台图形操作站及其他系统设备Honeywell图形操作站没有限制图形数量及分辨率，只取决于硬盘的空间和计算机的图形显示卡。可见， Honeywell系统诚为一套完整的设备自动化管理体系。用户在这套系统上，即可完成楼宇、厂房的设备管理作业的全部工作，给用户提供安全和舒适的环境，同时在满足用户各种要求的前提下，使能量消耗最省，从而更好地发挥建筑物的功能。同时 , 由于该系统采用了 DDC控制技术及开放式通讯协议 (BACnet), 可以随意灵活地扩充和缩减，因而能满足不同需

21、要的各种用户。5.1 Honeywell 系统结构Honeywell 采用了多层网络结构、完全开发的通讯协议 BACnet 及世界先进控制技术，使得该集散型系统无论在可靠性、开放性及技术应用上总是处于业界的领先位置。柏威的 Honeywell系统采用四层网络结构：管理层、集成层、现场控制层、传感器 /执行机构层。管理层： 主要由中央图形操作站、系统服务器、客户端等组成，完全基于TCP/IP&BACnet，其主要作用为对整个系统进行管理和操控，并可实现不同区域间的数据联网；同时管理层也支持客户 /服务器 (Client/Server)及 Web数据访问操作方式。通讯速率可达到 100M bps。

22、集成层： 该层网络是基于 TCP/IP&BACnet，主要由全局控制器、大型DDC控制器、集成器、其他应用系统中央站、路由器等组成。通过 Ethernet Network（以太网络） ，可以连接 0 65534个全局控制器 /系统集成器 /大型控制器等，通讯速率可达到 100M bps。现场控制层： 是由 DDC 控制器及集成器与全局网络控制器支持的BACnet MS/TP LAN 现场控制总线组成，主要用于监控分散的现场机电设备。每台全局控制器 BACnet MS/TP LAN 网络的通讯速率为 76800bps，采用RS485 标准接口协议，一条 RS485 总线可以接 65 台现场设备（

23、如：DDC、 FG-MODBUS 等） ，一个全局控制器可以扩展出 8 条 RS485 总线，为系统扩展及完成较大型集散系统提供了方便。传感器 /执行机构层： 主要是由各种类型的传感器和执行器组成，完成向DDC 提供现场环境的测量和信号的采集、接收 DDC 发出的动作执行指令并实施。5.2 中央图形操作站中央工作站系统由 PC 主机、彩色大屏幕显示器及打印机组成，是 BAS系统的核心，它直接可以和以太网相连。整个建筑物内所受监控的机电设备都在这里进行集中管理和显示，内装全中文系统操作软件，并提供给操作人员下拉式菜单、人机对话、三维彩色动态数据图形显示等多项简洁直观的操作使用功能；为用户提供一个

24、非常好的、简单易学的系统操作界面，操作者无需任何经验及软件知识，即可通过鼠标和键盘操作管理整个自动控制系统。本软件系统具有模块化的可扩展的系统结构，开发有多种接口可以选择，可以方便和其它系统及设备进行接口、集成，具备强大的集成功能。目前具备的软件接口有： Modbus接口（型号： BACsoft-OPC-S） OPC Client接口（型号： BACsoft -OPC-C） Modbus接口（型号： BACsoft -MDBUS） Web接口（型号： BACsoft -Web） ActiveX 接口详细见后面关于软件的介绍。5.3 控制器5.3.1 全局控制器（ BGC）Honeywell全局

25、网络控制器 (BGC) 是 Honeywell生产的符合 BACnet全局控制器的新一代产品。能连接到 10Base-T或 100Base-TX BACnet以太网络，具有单机运行操作的能力。每个 BGC通过总线扩展支持多条 BACnet MS/TP网络来连接现场控制器（ DDC）。MS/TP 是一个简单的双绞线总线网络，能配置其通讯速率最高达76.8 Kbps。 BGC具有 IP互用的能力适用于校园内或其它地方。BGC能独立执行全局直接数字控制 (DDC)的编制运算及操作外接控制器，在它自己的MS/TP LANs上。DDC被编程通过柏威简易的Honeywell 操作终端，窗口式的绘图编程环境

26、 Visal Logic。其革命性的特性就象似一个广泛的应用库，只需简单的拖放 -点击就可对 DDC进行编辑，动态实时数据升级，文件自保存及容易的设置过程。 除此之外正在运行的 DDC， BGC主机也具有自动的控制的特性 -时间表，趋势曲线，报警 -需在Honeywell操作终端进行设置。BGC能访问有用的数据如：全部 BACnet 内部网络的 BACnet对象和特性，采用同样的方法控制器本身产生的操作状态和控制数据可被利用到其它 BACnet设备。这样能够与其他厂家的系统实现互用性。对于需要完全独立操作的站点， BGC有一个可选择的 33.6 Kbps Modem 可被利用报警自动拨出和远程

27、访问。 BGC上所有的 9针 RS-232接口都支持与 BACnet PTP连接，包含漫游的 Honeywell操作终端连接。具有一个后备电池，实时时钟， CPU 看门狗电路， 6层电路设计，电池掉电监控， 128K静态内存，紧凑式闪存，和设计抗震，阻燃材料的外壳，确保最高级别的可靠性，可被利用到任何控制设备。特性互操作性：符合 BACnet的控制器通过 10Base-T和 100Base-TX 以太网及多个 MS/TP连接到 BACnet网络。性能强大：全局控制器运算和自动控制功能运行快速及可靠，在 32位Motorola 强力 PC平台及 32MB静态内存或更高。通用性：独立运行或系统集中

28、操作。 Honeywell操作终端的连接包含的选项有 BACnet或以太网上的 BACnet/IP，也可直连串口线的 BACnet PTP或选择通过 33.6 Kbps modem连接。可靠性：内置电池提供电源，较完全的噪音过滤， 16 MB紧凑式闪存，128 K静态内存，和 64 K 动态闪存，确保数据的可靠性。软件编程介面：基于 Honeywell的 BACnet网络（以太网）或临时的 PTP连接（直连或使用选装 MODEM）。DDC：每隔 1秒 Visual Logic 控制运算执行。支持最大 1000个 BACnet AVs和 1000个 BACnet BVs。时间表：具有 250个

29、BACnet时间表对象。报警：最多可设置 1,500个报警设定。可个别地按需要配置 BACnet事故报告物件。趋势曲线：支持最大 1000个点的历史记录和分析趋势曲线技术参数内存 & CPU： 128K静态 RAM和 32MB动态 RAM被用于程序执行，除此之外 16MB紧凑式闪存和 64K闪存 ROM，提供高性能和数据的可靠性。 32位50MHz 高集成 Motorola CPU。实时时钟：控制器内置，电池后备电源，实时时钟支持时间表操作，趋势日志，定时自动控制功能。BACnet以太网： 集成的以太网适配器采用 RJ-45接口，以连接到10/100Mbps 网络。BACnet 互联协议（ I

30、P）： Annex J BACnet/IP支持在 Internet和广域网（ WANs）上的互用性。其功能像一个 BACnet协议广播管理设备（ BBMD）。BACnet MS/TP： 多条 BACnet MS/TP 网络可插拔式螺丝紧固接线端子。支持总数达（ 65*总线条数）的 DDCs。 每个 MS/TP 网络可分别配置9.6Kbps76.8kbps。选装 Modem： 可利用选装 33.6Kbps MODEM。支持报警拨出和临时性的点对点（ PTP）连接到远端 Honeywell操作终端，通过模拟电话线和公共电话交换网络。支持串行连接：母头 DB-9连接器支持 BACnet临时 PTP连

31、接便携式Honeywell操作终端，通过 9.6K115.2Kbps通讯速率，及 RS-232 Null MODEM电缆连接一个外接 MODEM。遵从标准UL标准的 916安全等级；欧洲标准 EMC Directive 89 /336/EEC （ CE 标示）； FCC 标准 15-J A级。5.3.2 基于 MS/TP 网络的中小型控制器（ BACs）柏威 Honeywell BAC系列控制器是专门为中央设备系统、空调机、空气净化室、大型终端设备等控制与处理设备而设计的一种多功能的可编程控制器，容易集成到开放式的楼宇自控网（ BACnet）系统，支持 BACnet MS/TP 的网络通讯速率

32、可达 76.8Kbps。所有的 BAC控制器采用柏威公司开发的一种功能强大、使用简便的编程工具Visual Logic图形编程语言进行编程，编程数据与设定数据保存在不易丢失的内存中，确保数据的稳定与可靠操作。控制器处理速度高，内部执行时间为 0.1秒。可编程计时器分辨力也保持 0.1秒。10位高分辨率的通用输入，所有输入可现场设定为热敏电阻、干触点、 0-5VDC、 0-10VDC、 4-20mA。模拟输出可设定 0-10VDC或 4-20mA输出。该系列包括以下型号：BAC8888、 BAC4442、 BAC16160、 BAC16880、 BAC32000等。下面以BAC8888为例说明其

33、技术特点。功能与特点（以 BAC8888为例，下同）输入输出特性： 8个 10位分辨率模拟输入， 8个开关量输入， 8个数字输出， 8个模拟输出。通用性： BACnet MS/TP 局域网，速率可达 76.8Kbps 。多功能： 可编程与可独立操作可靠性： 内置闪存的 Motorola AZ-60 处理器，内置闪存可驻存，数据不易丢失，可编程。高速 ：控制器内部执行时间为 0.1 秒。 技术参数电源 :24VAC，最小 10VA，加集电极开路输出负载（最大 80VA）。 24VAC电源一端必须接地。输入 : 8个 10位分辨率通用输入。输入端利用跳线插选择热敏电阻、干触点、0-5VDC/4-2

34、0mA或 0-10VDC。 数字输出 : 8个耦合集电极开路输出， 24VAC， 0.5A。模拟输出 : 8个 8分辨率通用输出。所有输出端可输出 0-10VDC、 4-20mA ， 4-20mA 的最大输出负载 1000 ohm ， 0-10VDC 的最小输出负载 500 ohm。24VDC输出 :提供 24VDC，最大输出 250mA 给传感器和其它设备。处理器与内存 : 内置闪存的 Motorola AZ-60 处理器，内置闪存可驻存，可编程。尺寸 :177mm (H) x 127mm (W) x 38mm (D) 。接线端子 : 插拔式接线端子，可接入 14-24 AWG 电线。工作环

35、境 : -17-70 ， 0-95% RH，不结露。通讯 :BACnet MS/TP 网络，速率可达 76.8 Kbps。BACnet 一致性等级 : 符合 ASC设备等级；见一致性等级（ PICS）。遵从标准 :UL标准的 916安全等级；欧洲标准 EMC Directive 89/336/EEC （ CE 标示）；FCC 标准 15-J A级。5.4 传感器及执行器外围元器件主要分阀门、执行机构、各类传感器系列。 Honeywell公司在楼宇自控方面具有非常强的竞争力，所生产的传感器系列从温度、湿度到压力等都应有尽有。以优秀机械加工工业为基础提供楼宇自控系统应用中的各个系列的电动阀门和驱动

36、器。同时欧洲的电动风阀驱动器生产基地也源源不断地有新型驱动器问世。Honeywell能提供从普通应用到工业应用的各 个等级和各种类型的温度、湿度、压力传感器。Honeywell生产的风阀门驱动器具有以下基本特点： 低噪音，牢固耐用 具有自动对中特点 易读的风阀位置指示器 低功耗 6 系统设计方案说明本着上述的系统设计目标和原则，结合国内外的设计成功案例及建筑物的具体特点，利用 Honeywell在楼宇自动化方面的先进技术和丰富的经验，为本项目设计出一套符合二十一世纪现代化的智能建筑楼宇自控系统。系统的设计方案包括从监控内容和方式、设备的选型、 DDC的配置、软硬件功能等方面均做了详细的阐述。6

37、.1 系统总体结构设计本系统采用共享总线型网络拓扑结构，通过 MS/TP BACnet现场控制总线，连接 BACtalk系统的 DDC控制器来实现数据的共享和控制的分散。本系统管理层设置了 1个中央监控中心及多个操作员终端，连接各个主控 DDC。监控管理功能集中于中央站，实时性的控制和调节功能由现场控制层的 DDC控制器完成。中央站的工作与否不影响分站功能和设备的运行及网络通讯控制。管理层网络的数据传输速率为 100Mbps，现场控制层总线数据传输速率为76.8Kbps。6.2 楼宇自动化系统的配置及控制功能6.2.1 冷冻站系统监控监控要点：冷水机组 机组运行状态 机组故障讯号 机组手 /自

38、动状态 机组冷冻水和冷却水电动阀门控制和状态 冷水机组启停台数控制 冷冻水回水温度 冷冻水供水流量 冷却水供水温度 冷却水回水温度 冷冻水供回水压力差 旁通阀控制及反馈冷冻水泵及冷却水泵 水泵开关控制 水泵运行状态 水泵故障报警 水泵手 /自动状态冷却塔 冷却塔运行状态 冷却塔故障讯号 冷却塔手 /自动状态 冷却塔风机启停控制 蝶阀控制及反馈 膨胀水箱高低液位通过 BA 系统可以实现以下控制功能：1) 、 根据负荷自动启 /停冷冻机组，并具有重新设定和修改控制参数的功能。根据测量及计算冷量负荷，实现对冷冻机组启停台数的控制，实现群控。根据预先编排的时间表，按 “迟开机早关机 ”的原则控制冷冻机

39、组的启停以达到节能的目的。2) 、完成电动蝶阀、冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵、冷冻机组的顺序联锁启动，以及冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵、电动蝶阀、冷却塔风机的顺序联锁停机。各联动设备的启停程序包含一个可调整的延迟时间功能，以配合冷冻系统内各装置的特性。3) 、 当一台冷冻水泵 /冷却水泵发生故障时，备用泵自动投入运行。并互为备用水泵实现轮换工作。4) 、当旁通流量达到一台泵流量时，关停一台水泵，当总供回水压差低于设定值开启水泵，以达到变量控制，实现空调系统综合节能的目的。测量冷冻水系统供 /回水总管的压差，控制其旁通阀的开度，以维持其要求的压差，并监测阀的开度。5) 、 取各水泵水流开关信号

40、作为泵的运行状态及水流状态反馈信号。通过测量冷却水回水温度，控制冷却塔风机的启停和运行台数，维持冷却水供水温度，使冷水机组能再更高的效率下运行。6) 、监测冷冻水总供水回水温度。7) 、监测冷冻水总供 /回水压力差，调节旁通阀的开度，保证末端水流控制能在压差稳定情况下正常运行。在冷冻机组停机时，旁通阀全关。8) 、 监测各水泵、冷水机组、冷却塔风机的运行状态、故障报警，手 /自动转换状态，并记录运行时间。9) 、 中央站将监测的数据以 3D 彩色动态图形显示，并记录各种参数、状态、报警，记录启停时间、设备累计运行时间及其他的历史数据等。6.2.2 热源系统监控监控内容：热水锅炉 热水锅炉运行状

41、态 热水锅炉故障讯号 热水锅炉手 /自动状态 热水锅炉风机启停控制 蝶阀控制及反馈蒸汽锅炉 蒸汽锅炉运行状态 蒸汽锅炉故障讯号 蒸汽锅炉手 /自动状态 蒸汽锅炉风机启停控制热水循环水泵 水泵开关控制 水泵运行状态 水泵故障报警 水泵手 /自动状态水水换热器 供 /回水温度 蝶阀控制及反馈 水阀开度调节系统实现的监控功能：1) 、 二次水温自动调节： 自动调节热交换器一次热水 /蒸汽阀开度，保证二次出水温度为设定值。2) 、 自动联锁： 当循环泵停止运行时，热水 /蒸汽调节阀应迅速关闭。3) 、 设备启停控制 : 根据事先排定的工作及节假日作息时间表，定时启停设备，自动统计设备运行时间，打印设备

42、工作及维修报表。6.2.3 空气处理系统监控6.2.3.1 AHU 空调机系统AHU 空调机组监控点：风机开关控制 (DO)风机运行状态 (DI)风机手 /动状态 (DI)风机故障 (DI)水阀开度控制 (AO)风阀开度控制（ AO）过滤网状态监视 (DI)送风 /回风温度测量 （ AI）防冻报警（ DI）系统实现的监控功能：1) 、 回风温度自动控制： 冬季时，根据传感器实测的回风温度值自动对热水阀开度进行 PID运算控制，保证空调机组回风温度达到设定温度的要求；反之，夏季根据传感器实测的回风温度值自动对冷水阀开度进行 PID运算控制。通过调节水阀的开度，使回风温度达到用户的设定值。2)、

43、过滤网堵塞报警： 空气过滤器两端压差过大时报警，并在图形操作站上显示及打印报警，并指出报警时间。3) 、 空调机组启停控制： 根据事先设定的工作时间表及节假日休息时间表，定时启停空调机组，自动统计空调机组的运行时间，提示定时对空调机组进行维护保养。4) 、 联锁保护控制： 风机停止后，新回排风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭；风机启动后，其前后压差过低时故障报警，并联锁停机；当温度过低时，进行防冻保护，开启热水阀，关闭新风门，停风机，并在图形操作站上显示报警。5)、 节能运行 ,包括 : A.间歇运行 : 使设备合理间歇启停 , 但不影响环境舒适程度。B.最佳启动 : 根据建筑物人员使用情况

44、,预先开启空调设备 ,晚间之后 ,不启动空调设备。C.最佳关机 :根据建筑物人员下班情况 ,提前停止空调设备。D.调整设定值 :根据室外空气温度对设定值进行调整 ,减少空调设备能量消耗。E.夜间风 : 在凉爽季节 ,用夜间新风充满建筑物 ,以节约空调能量。6.2.4 新风系统监控新风机监控点：风机开关控制 (DO)风机运行状态 (DI)风机开关状态 (DI)风机故障 (DI)风阀开关控制 (DO)过滤网状态监视 (DI)水阀开度控制 (AO)送风 /回风温度测量 （ AI）系统实现的监控功能：1) 、 送风温度自动控制： 冬季时，根据传感器实测的温度值自动对热水阀开度进行 PID 运算控制，保

45、证新风机送风温度达到设定温度的要求；反之，夏季根据传感器实测的温度值自动对冷水阀开度进行 PID 运算控制。通过调节水阀的开度，使送风温度达到用户的设定值。2) 、 过滤网堵塞报警： 空气过滤器两端压差过大时报警，并在图形操作站上显示及打印报警，并指出报警时间。4) 、 新风机启停控制： 根据事先设定的工作时间表及节假日休息时间表，定时启停新风机，自动统计新风机运行时间，提示定时对新风机进行维护保养。5) 、 联锁保护控制： 风机停止后，新风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭；风机启动后，其前后压差过低时故障报警，并联锁停机；当温度过低时，进行防冻保护，开启热水阀，关闭风门，停风机。6) 、 节

46、能运行 , 包括 :A.间歇运行 : 使设备合理间歇启停 , 但不影响环境舒适程度。B.最佳启动 : 根据建筑物人员使用情况 , 预先开启空调设备 , 晚间之后 , 不启动空调设备。C.最佳关机 : 根据建筑物人员下班情况 , 提前停止空调设备。D.调整设定值 : 根据室外空气温度对设定值进行调整 , 减少空调设备能量消耗。E.夜间风 : 在凉爽季节 , 用夜间新风充满建筑物 , 以节约空调能量。6.2.5 通排风系统监控设备监控点： 风机 运行状态 （ DI）风机 故障报警 （ DI）手动 /自动（ DI）启停控制（ DI）系统实现的监控功能：1)、 时间程序自动启 /停送风机，具有任意周期

47、的实时时间控制功能。2) 、 监测送排风机的运行状态和故障信号，并累计运行时间。3)、 中央站彩色图形显示，记录各种参数，包括状态、启停时间、累计运行时间及其历史数据等。6.2.6 给排水系统监控6.2.6.1 给水系统监控点：生活水泵运行、开 /关状态 (DI)生活水泵故障报警 (DI)水箱、生活水池高、低水位报警 (DI)对给水系统实现的监控功能：1)、 监测水泵的运行状态、故障报警，并记录运行时间。2) 、 水泵启停控制。生活水箱低液位时，启动水泵；生活水箱高液位时，停止给水泵。3) 、 工作泵发生故障时，备用泵自动投入运行。并互为备用水泵实现轮换工作。4)、 在图形操作站上具有水流状态

48、显示。5) 、 水箱高低液位显示及报警。水池水位显示及高、低液位、超高溢流报警等。6.2.6.2 排水系统监控点：地下集水井超高、低液位报警 (DI) 排 /污水泵开 /关控制 (DO)、开 /关状态 (DI)手动 /自动状态及故障报警 (DI)对排水系统实现的监控功能：1)、 监测潜水泵的运行状态、故障报警、手 /自动转换状态，并记录运行时间。2) 、 潜污泵启停控制。集水井超高液位报警：高液位时，启动水泵；集水井低液位时停止水泵。对上述给排水设备记录其运行情况，生成趋势图，并打印报表。系统通过彩色三维图形显示，显示不同设备的状态和报警，显示每个参数的值，通过鼠标任意修改设定值，以求达到最佳

49、工况。同时累计水泵及其他给排水设备的运行时间。6.3 BA 系统节能控制随着空调专业在建筑行业中的迅速发展，目前国内商业建筑，工厂厂房的空调设备日趋复杂、庞大，整个空调系统占建筑物耗能的比重越来越大，每年以平均 4-5%的速度增长着。近年来高达百分之十一。如、日本等国，由于大量使用空调系统 (包括供暖 )，以至所耗能量约占总能量的 1/3，瑞典甚至达到了总耗能量的 45%。综合统计，中央空调系统的能耗约占整个建筑物能耗的 40%，因此 BAS 系统在对中央空调系统的监控与调节过程中体现节能，意义变得十分重大。特别是（ XXX 建筑物）的面积大，人流多，冷负荷的变化大，如果整个XX 空调机、新风机、制冷机组等大型耗能设备无任何节能控制措施，能源的耗费将是巨大的。另外，大楼在照明用电方面也是耗能的部分，因此本设计方案在空调及照明等方面采用了 “主动节能 ”的控制策略：冷负荷计算综 合从厂家得到的冷冻机组电能消耗和工作指标，由冷冻水的供回水温度和流量，计算出制冷量 Q=FT，根据系统实际冷负