1、大厦楼宇自控系统工程设计方案 2006-12-04 来源：中国自动化网 浏览：176 推荐朋友 打印本稿 字体：大 小 摘要：本文详细介绍了一现代化大楼楼宇自控系统设置方案，强调了楼宇自控系统对智能大厦设备设施管理重要性和必要性。 东胜大厦，坐落于山东省东营市西城区，总建筑面积 51700m2，建筑高度为99.7m，建筑层数上 26 层，下 2 层，室外庭院面积约 22000m2，是一座集酒店、办公、商务、娱乐、宾馆为一体综合性智能化建筑。东胜大厦楼宇自控系统采用西门子楼字科技(天津)有限公司为大厦提供西门子公司最新一代 S600APOGEE 系统。该系统能够提高东胜大厦整体管理水平，节约能源
2、，提供更为舒适室内环境，将大厦内制冷站、供热站、空调、新风机组、公共区照明部分、给排水、送排风等系统纳入大厦自动化管理系统，S600APOGEE 是以集散理论为基础成熟楼宇自动化系统。它具有结构灵活、适应性强、扩展方便、软件优化设备运行、操作简单等特点。一、 楼宇自控系统设计思想和原则东胜大厦楼宇自控系统是一套将冷热源、空调、通风、给排水、变配电、照明、电梯等设备或系统以集中监视、控制和管理为目而构成综合系统，以安全、可靠、节能、节省人力和综合管理为目。建成一个优良建筑设备监控系统，系统设计上着重考虑了三个方面要素。其一是确定服务于设备或各个子系统控制器 IO 点数及点类型，同时确认 IO 点
3、数接口技术处理；其二是现场仪器、仪表、传感器、变送器和执行器等元件正确选择与配置；其三是中央操作站和通讯网络配置。 APOGEE 楼宇自控系统是西门子公司推出新一代楼宇自控系统集成平台，完整系统由 INSIGHT 监控软件、DDC 控制器、传感器、阀门及执行机构四大部分组成。东胜大厦机电设备和弱电系统设计方案具体情况，着重对如下几个问题做了细化处理：1、东胜大厦弱电系统总体要求，选用了西门子 INSIGHT 监控软件，该系统采用了 ClientServer 系统结构，支持 WindowsNTWindows2000WindowsXP 操作系统，支持 OPC 等多种协议和开放接口，提供了丰富功能选
4、项，是一套运用成熟系统；2、按受控设备要求选用不同处理能力 DDC 控制器，控制器搭配系统合理配置有着重要作用，各自控厂商控制器都有多种不同点数产品可供选择，合理选择控制器优化网络拓扑和控制系统造价有着不可忽视作用。其基本原则是控制器尽量靠近控制对象，空间距离较远设备不宜合用同一个 DDC 控制器；3、保证系统稳定可靠，楼宇自控系统控制器、传感器、执行器电源均独立与受控设备集中供电。二、 楼宇自控系统控制内容和目标总体上来讲，楼宇自控系统应该向用户提供如下功能：(1)配置系统硬件和软件，实现测量各类工艺、设备状态参数，设置并控制设备启停、提供设备运行报告等功能；(2)监视并显示系统监控设备工作
5、状态，故障时自动报警；(3)现场自动控制组织安全调整功能；(4)系统记录，管理分析当前和过去运行过程；(5)提供计算和预测工具，用于优化操作参数并组合，实现设备优化使用；(6)实现楼宇自控系统他系统数据交换；为此，我们对每一个子系统都进行了相应需求分析，最终确定了东胜大厦项目中纳入楼宇自动化系统监控对象具体内容和目标。1、 冷冻站系统监控监控设备包括：冷水机组、冷却水循环泵、冷冻水循环泵、冷却塔、自动补水泵、电动蝶阀等。(1)事先排定工作及节假日时间表，定时启停冷水机组及相关设备。完成冷却水循环泵、冷却水塔风机、冷冻水循环泵、电动蝶阀、冷水机组顺序连锁启动及冷水机组、电动蝶阀、冷水循环泵、冷却
6、水循环泵、冷却塔风机顺序连锁停机。启动顺序为：对应冷却水、冷冻水管路上阀门立即开启；冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵启动延迟 23min 启动；制冷主机延迟 34min 执行。停止顺序为：立即切断主机电源；冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵启动延迟 2-3min 关闭；对应冷却水、冷冻水管路上阀门立即关闭。(2)测量冷却水供回水温度，以冷却水供水温度及冷水机开启台数来控制冷却塔风机启停数量。维持冷却水供水温度，使冷冻机能更高效率下运行。(3)监测冷水总供回水温度及回水流量，由冷水总供水流量和供回水温差，计算实际负荷，自动启停冷水机、冷冻水循环泵、冷却水循环泵及相对应电动蝶阀；(4)膨胀水箱液位，自动
7、启停自动补水泵；(5)监测冷水总供回水压力差，调节旁通阀门开度，保证末端水流控制能压差稳定情况下正常运行。冷水机系统停止时，旁通阀自动全关； (6)监测各水泵、冷水机、冷却塔风机运行状态、手自动状态、故障报警，并记录运行时间； (7)水泵保护控制：每台水泵出水端管道上安装水流开关，水泵启动后，水流开关检测水流状态，如故障则自动停机；水泵运行时如发生故障，备用泵自动投入运行；(8)中央站彩色动态图形显示、记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其他历史数据等。2、换热站系统监控监控设备包括：热交换器、冷凝泵等。(1)监测各热交换器二次水出水温度，依据出水温度按 PID 调节一次热水(或蒸汽)
8、调节阀，保证出水温度稳定设定值范围内，温度超限时报警；(2)测热水循环泵运行状态和故障信号，故障时报警，并累计运行时间；(3)中央站彩色动态图形显示、打印、记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其他历史数据等。3、新风空调机组监控监控设备包括：新风空调机组。(1)时间程序自动启停送风机，具有任意周期实时时间控制功能；(2)监测送风机运行状态、手自动状态、故障报警、累计运行时间；(3)防冻保护：冬季，当温度过低时，开启热水阀，关新风门、停风机、报警提示；(4)由风压差开关测量空气过滤器两侧压差，超过设定值时报警；(5)风机、风门、冷水阀状态连锁程序；启动顺序：开冷水阀、开风阀、启风机、调冷
9、水阀；停机顺序：停风机、关风阀、关水阀；(6)新风机组，测量新风温度和送风温度，并送风温度 PID 调节二通水阀开度，维持送风温度为设定值；空调机组，测量新风温度和回风温度，并回风温度PID 调节二通水阀开度，维持回风温度为设定值； (7)中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等；4、给排水系统监控监控设备包括：给排水泵、生活水池、污水池、集水坑。(1)监测生活水泵、污水泵运行状态，手自动状态和故障信号，故障时报警，并累计运行时间； (2)实现就控制和远程控制转换； (3)监测生活水池液位，对超限水位报警，防止溢流，对超低液位也进行报警；(4)生活水箱液位，
10、启停生活水泵，并进行超限报警；(5)污水池、集水坑液位，启停污水泵，并对超高液位进行超限报警； (6)中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等。5、给排风系统监控 监控设备包括：送排风机。(1)监测各风机运行状态、手自动状态；(2)自动状态下按时间程序自动启停风机；(3)监测送排风机故障信号，故障时报警，并累计运行时间； (4)中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等。6、 照明系统监控 监控设备包括：公共照明配电箱。(1)各照明回路，时间程序自动开关各照明回路；(2)各照明回路，监控各回路开关状态、故障报警、手自动状态；
11、 (3)以上时间，程序可用户需要任意修改，可自定义节假日工作模式，降低大厦运行中电能消耗；(4)中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等。7、 变配电系统监控对变配电系统监控主要包括对高压、低压、变压器、发电机设备相关运行参数监视，本楼宇控制系统对变配电系统只监视不控制。由供配电设备厂商预留连接供配电系统监测接口，高级接口采集下列信号：(1)高压进线柜：三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度；(2)所有高压开关开关状态、故障跳闸状态；(3)变压器温度；(4)低压进线柜：三相电压、三相电流； (5)所有低压进出线开关开关状态及故障跳闸状态；(6)低压
12、主要配电回路电能计量；(7)测量柴油发电机三相电压、三相电流、频率及运行或故障信号；(8)监测变压器室、高低压配电室、发电机房内温度。(9)为无缝集成，本项目均要求厂家提供国际标准通讯协议：MODBUS、OPC。8、 电梯系统监控本项目楼宇自控系统对电梯系统实行只监不控方式，电梯系统提供高级接口给楼宇自控系统集成，楼宇自控对电梯运行状态、故障报警、电梯上升、下降进行监视；对自动扶梯运行状态、故障报警进行监视，并对电梯系统运行时间进行累积记录。三、系统构架西门子 APOGEE 系统，简要说明如下：1、 中央工作站中央工作站系统由 PC 主机、彩色液晶显示器及打印机组成，是 BAS 系统核心，它直
13、接可以和以太网相连。整个大厦内所受监控机电设备都这里进行集中管理和显示，内装中英文 Insight 工作软件，提供给操作人员下拉式菜单、人机对话、动态显示图形，为用户提供一个非常好、简单易学界面。操作者无需专业软件知识，即可鼠标和键盘操作管理整个控制系统。2、操作系统S600 操作系统为楼宇自控系统提供了强大工作平台，系统程序操作员可以楼宇自控系统内进行各项资料存取及监控。(1) 指令输入及菜单选择方式操作员可以常规键盘进行操作外，亦可以“鼠标”进行操作，包括启停、更改设定点、选择菜单等各项操作。(2) 图形及文字显示操作员可以将楼宇自控系统内每一个监控点用图形或文字方式显示出来。(3) 多方
14、面资料显示操作系统有能力同一时间内以“窗口”式方法显示多方面资料，容易对不同表现进行分析，真正做到了实时和多任务。(4) 密码保护多级别密码将为业主及管理人员提供一个有效保护工具。它可以管理及限制不同部门人员使用楼宇自控系统，同时防止系统被非有关人员使用，提高系统安全性。 (5) 彩色动态图形显示为使系统内报警被更快确定及更容易分析系统表现，系统提供彩色动态图形显示，包括楼层平面图及机电装置系统示意图。(6)系统架构及界定所有温度及装置控制策略及节能程序可以由用户决定，做出界定或修正程序时不会影响楼宇自控系统正常运作。3、 Insight 软件功能 西门子公司提供所有软件均支持本方案所阐明操作
15、及监控系统。这些软件可每个现场控制器中运行，而限于最高级计算机工作方式。其核心功能包括控制软件、报警管理两方面。 (1)控制软件完善且人性化操作界面，提供设定点修改和日程计划设定和执行等丰富功能；(2)报警管理包括监察、缓冲、储存及将报警显示操作站上。所有报警应显示有关报警监控点详细资料，包括发生时间及日期； 报警严重性可分级报警，更有效、快速处理严重报警。用户可以为不同级别报警自行决定严重性级别； 监控点历史及动向趋势记录；累积记录，每个网络控制器拥有下列累积记录，若累积记录超过用户所定下限额，系统将自动把用户指定警告信息发放出来。4、直接数字控制(DDC)DDC 是用于监视和控制系统中有关
16、机电设备控制器，它是一个完整控制器，它包含软硬件，能完成独立运行，不受到网络或其他控制器故障影响。控制器构成主 32 位或 16 位微处理器和不同类型点点终端模块，具有可脱离中央控制主机独立运行或联网运行能力。同时，当外电断电时，DDC 后备电池可保证 RAM 中数据 60 天不丢失。简单来说，DDC 具备以下功能：(1)定时启停、自适应启停；(2)自动幅度控制、需求量预测控制；(3)事件自动控制、扫描程序控制与警报处理； (4)趋势记录、全面通信能力。四、系统交付及使用效果评价安装调试后楼宇自控系统自投入运营以来系统稳定可靠，能够自动控制建筑物内机电设备，软件系统管理相互关联设备，发挥设备整体优势和潜力。提高利用率，优化设备运行状态和时机(但并不影响设备工效)，延长设备使用寿命，做到降低能源消耗，减低维护人员劳动强度和工时。最终，降低了设备运行成本。结语：作为现代化大型建筑物，是需要大量楼宇设备来不断完善。同时，大厦系统设备控制需要高效率、高精度、高标准。智能化程度高低决定了大楼灵性，而楼宇自控系统好坏决定了大楼智能化，对东胜大厦楼宇自控系统工程认识和分析，我们可以清楚看到如何打建一座现代化大楼关键是把握好楼宇自控系统设置。
