樓宇設(shè)備監(jiān)控設(shè)計(jì)

1、樓宇設(shè)備監(jiān)控設(shè)計(jì)1引言現(xiàn)代化的商務(wù)大廈是以高度的智能化為其主要功能目標(biāo)的，而樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)是現(xiàn)代樓宇智能化的體現(xiàn)。樓宇設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是基于現(xiàn)代控制理論中的分布控制理論而設(shè)計(jì)的一個(gè)集散型控制系統(tǒng)，它通過中央計(jì)算機(jī)將分布在各監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的智能單元連接在一起，構(gòu)成一個(gè)先進(jìn)而完善的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)大廈的機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測(cè)與控制，保證設(shè)備在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，為大廈提供一個(gè)舒適、高效、安全、節(jié)能的環(huán)境。2設(shè)計(jì)依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn) (1)GBT503142000智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) (2)JGJT1692民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 (3)GBJ4281工業(yè)企業(yè)通信設(shè)計(jì)規(guī)范 (4)GBJ23292電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 (

2、5)GB5004595高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 (6)EBI企業(yè)網(wǎng) Excel5000設(shè)計(jì)手冊(cè)3 設(shè)計(jì)原則 樓宇設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著對(duì)整個(gè)大廈機(jī)電設(shè)備的集中監(jiān)測(cè)與控制，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，并達(dá)到最佳狀態(tài)。因此，不僅要求樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有可靠性，同時(shí)還具有開放性，靈活性，經(jīng)濟(jì)性。在整個(gè)設(shè)計(jì)中，對(duì)所控制的點(diǎn)、設(shè)備進(jìn)行分區(qū)、分塊、根據(jù)各部分的功能特點(diǎn)，選用相宜的DDC控制器，整個(gè)系統(tǒng)充分體現(xiàn)了分散控制集中管理的特性。圖14 設(shè)計(jì)選型某大廈建筑面積30000m2地面32層，地下1層，地上第6層為設(shè)備層，地下1地上5層為商場(chǎng)，地上731層為辦公區(qū)域，大樓控制中心位于18層，大廈樓宇設(shè)備子系統(tǒng)如圖1所示

3、。根據(jù)此大廈的建筑特點(diǎn)和應(yīng)用功能，選用了美國(guó)Honeywell公司最新推出的Excel5000系統(tǒng)與EBI系統(tǒng)相結(jié)合的方式。該系統(tǒng)根據(jù)需要可將大廈的樓宇控制系統(tǒng)，消防報(bào)警系統(tǒng)及保安自動(dòng)化系統(tǒng)集成在EBI平臺(tái)上，包括選用最先進(jìn)的Lonworks技術(shù)的數(shù)字控制器，以及與其他供應(yīng)商系統(tǒng)及OA系統(tǒng)的開放性接口。41 硬件部分 Excel5000系統(tǒng)包括三個(gè)部分：機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警消防控制系統(tǒng)、保安系統(tǒng)。它是一個(gè)集成系統(tǒng)，在管理信息域，可與辦公自動(dòng)化系統(tǒng)相聯(lián)；在實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域，三種控制系統(tǒng)聯(lián)接為一個(gè)整體，完成數(shù)據(jù)交換，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)作連鎖控制。 Excel5000也是一個(gè)開放系統(tǒng)，其第二級(jí)(單元)控制器

4、，采用了行業(yè)規(guī)范LonMark。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。TCPIP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用以太網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接簡(jiǎn)便易行，同時(shí)，采用Internet技術(shù)，使建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)可與企業(yè)網(wǎng)互聯(lián)。 Excel5000系統(tǒng)是以現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為基礎(chǔ)的集散型控制系統(tǒng)，主控制器IO采用LON總線，部件采用先進(jìn)的電子技術(shù)，使控制器的可靠性達(dá)到平均無故障時(shí)間MTBF小于12萬h，具有工業(yè)過程控制水平。 由于火災(zāi)報(bào)警消防控制系統(tǒng)、保安系統(tǒng)在本大廈中是各自獨(dú)立的系統(tǒng)，所以在此只介紹機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)。42 軟件部分 Excel5000系統(tǒng)所采用的控制原理是建筑自動(dòng)化中的分布式控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖2所示。 圖25 各子系統(tǒng)的具

5、體設(shè)計(jì) 51 新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控 (1)監(jiān)控對(duì)象 設(shè)置121個(gè)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)14臺(tái)BFPX系列變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組遠(yuǎn)程起停控制、節(jié)能控制、實(shí)時(shí)監(jiān)視和故障診斷；對(duì)2臺(tái)39G2330型組合式空調(diào)進(jìn)行遠(yuǎn)程起?？刂啤?(2)遠(yuǎn)程起停控制 當(dāng)風(fēng)機(jī)控制箱控制按鈕處于自動(dòng)位置時(shí)，在樓控工作站上可遠(yuǎn)程起動(dòng)或停止風(fēng)機(jī)，當(dāng)控制按鈕處于手動(dòng)位置時(shí)，可本地起停新風(fēng)機(jī)組空調(diào)機(jī)組。 (3)節(jié)能控制 以新風(fēng)入口溫度、新風(fēng)出口溫度、所處季節(jié)等為參量，利用軟件編制相應(yīng)新風(fēng)機(jī)節(jié)能管理控制程序，對(duì)新風(fēng)機(jī)空調(diào)機(jī)進(jìn)行控制，對(duì)水閥的開度進(jìn)行PID調(diào)節(jié)；根據(jù)各新風(fēng)機(jī)空調(diào)機(jī)控制區(qū)域作息時(shí)間，制定相應(yīng)的時(shí)間表，定時(shí)自動(dòng)控制新風(fēng)機(jī)空調(diào)機(jī)的起停，樓控中心可對(duì)

6、新風(fēng)機(jī)空調(diào)機(jī)和水閥進(jìn)行軟手動(dòng)控制。 (4)實(shí)時(shí)監(jiān)視 實(shí)時(shí)監(jiān)視各新風(fēng)機(jī)空調(diào)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及新風(fēng)機(jī)空調(diào)機(jī)有無故障報(bào)警。 (5)故障診斷 當(dāng)檢測(cè)到新風(fēng)機(jī)空調(diào)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，樓控工作站立即發(fā)生故障報(bào)警，提醒操作員通知相關(guān)人員維修設(shè)備。 (6)過濾器阻塞報(bào)警 空氣過濾器兩端壓差過大時(shí)報(bào)警，提示清掃。 (7)在商場(chǎng)內(nèi)設(shè)置空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，根據(jù)二氧化碳濃度直接調(diào)節(jié)變風(fēng)量空調(diào)機(jī)，從而調(diào)節(jié)新風(fēng)回風(fēng)，確保商場(chǎng)的新風(fēng)流量滿足空調(diào)新風(fēng)舒適感的要求。監(jiān)控點(diǎn)分布如圖3、表1所示。圖352 直燃機(jī)組的監(jiān)控2 (1)監(jiān)控對(duì)象 設(shè)置85個(gè)點(diǎn)對(duì)2臺(tái)BZl02(K)B型直燃機(jī)組、2臺(tái)BZ85K)CH2型直燃機(jī)組及冷溫、冷卻泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)進(jìn)

7、行狀態(tài)及故障監(jiān)控。 (2)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制 在樓控工作站上可以實(shí)現(xiàn)直燃機(jī)組遠(yuǎn)程控制。 (3)故障及工況監(jiān)測(cè) 對(duì)直燃機(jī)組、空調(diào)水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)及故障報(bào)警。一旦檢測(cè)到故障，即發(fā)生報(bào)警提示維修人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修；直燃機(jī)組其他更詳細(xì)的參數(shù)的監(jiān)測(cè)，通過集成平臺(tái)對(duì)直燃機(jī)組進(jìn)行 信息系統(tǒng)集成加以實(shí)現(xiàn)，這樣可節(jié)省業(yè)主投資，避免重復(fù)建設(shè)。 根據(jù)大樓的要求，累積每臺(tái)冷凍機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)切換到運(yùn)行時(shí)間最短的機(jī)組，使每臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間基本相等，目的是延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命。 根據(jù)冷源系統(tǒng)總負(fù)荷量(一次供回水溫差X總流量)進(jìn)行冷水機(jī)組臺(tái)數(shù)控制。運(yùn)行臺(tái)數(shù)需與負(fù)荷相匹配，實(shí)現(xiàn)機(jī)組最優(yōu)起停時(shí)間控制，使設(shè)備交替運(yùn)行，平均分配

8、各設(shè)備運(yùn)行時(shí)間。對(duì)各季節(jié)的優(yōu)先使用設(shè)備進(jìn)行指定，發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)切換，根據(jù)送水分水器溫度進(jìn)行減少，回水集水器進(jìn)行增加的冷源運(yùn)行臺(tái)數(shù)補(bǔ)充控制。 負(fù)荷計(jì)算： Q=K×M×(T1T2) 式中 Q負(fù)荷 K常數(shù) M流量 T1回水總管溫度 T2供水總管溫度 冷凍水系統(tǒng)控制方案 所有冷凍機(jī)組的起停與相關(guān)的負(fù)荷控制連鎖，用戶可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況和用戶的要求對(duì)這些程式中的參數(shù)及連鎖點(diǎn)自行修改和設(shè)定。BAS系統(tǒng)通過安裝在冷凍機(jī)房?jī)?nèi)的Excel5000系列直接數(shù)字控制器來完成對(duì)冷凍機(jī)組的控制要求：冷凍機(jī)臺(tái)數(shù)控制、運(yùn)行順序的轉(zhuǎn)換控制根據(jù)水系統(tǒng)的供回水溫差和流量計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)的冷(或熱)負(fù)荷，以此來對(duì)

9、冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷卻塔進(jìn)水閥及相關(guān)的水閥實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，同時(shí)監(jiān)視其運(yùn)行狀態(tài)及故障狀態(tài)。 冷水機(jī)組開機(jī)臺(tái)數(shù)控制方案如表2所示。 旁通調(diào)節(jié)閥控制 在系統(tǒng)出現(xiàn)低流量的情況時(shí)，通過軟件計(jì)算旁通閥開度，保證直燃機(jī)組的安全運(yùn)行。 定時(shí)起停控制 可以根據(jù)用戶實(shí)際情況，制定相應(yīng)時(shí)間表，定時(shí)控制直燃機(jī)組的起停。監(jiān)控點(diǎn)分布如表3、圖4所示。圖453 送排風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)控 (1)監(jiān)控對(duì)象 監(jiān)控設(shè)備包括5臺(tái)強(qiáng)排煙風(fēng)機(jī)(P1P5)，4臺(tái)送風(fēng)機(jī)(S1S4)，具體型號(hào)為4臺(tái)468N08C離心風(fēng)機(jī)，2臺(tái)468N063C離心風(fēng)機(jī)及3臺(tái)SJG一45F斜流風(fēng)機(jī)。共設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)18點(diǎn)。 (2)具體監(jiān)控內(nèi)容 實(shí)時(shí)監(jiān)

10、視對(duì)各風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。故障診斷一旦檢測(cè)到送排風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，立即產(chǎn)生報(bào)警提示，提醒操作人員，通知檢修。監(jiān)控點(diǎn)分布如表4所示。54 給排水系統(tǒng)的監(jiān)控 (1)監(jiān)控對(duì)象 需監(jiān)控的設(shè)備包括生活水泵、消防泵、噴淋泵、地下水池、頂層水箱水位。水泵及污水坑水位共設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)22點(diǎn)。 (2)具體監(jiān)控內(nèi)容 實(shí)時(shí)監(jiān)視對(duì)地下水池和屋頂水箱的高低水位、生活水泵、消防水泵及污水泵運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。故障診斷各生活水泵、消防水泵及污水泵一旦出現(xiàn)故障，或水池、水箱、集水坑水位出現(xiàn)超限報(bào)警，立即產(chǎn)生報(bào)告，提醒操作人員，通知檢修。監(jiān)控點(diǎn)分布如圖5、圖6所示。圖5圖655 供配電系統(tǒng)的監(jiān)控 (1)監(jiān)控對(duì)象 需監(jiān)控的設(shè)備包括1DP

11、、2DP低壓進(jìn)線柜；4DP聯(lián)絡(luò)柜。共設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)21點(diǎn)。 (2)具體監(jiān)控內(nèi)容 遠(yuǎn)程控制通過編制相應(yīng)控制程序，實(shí)現(xiàn)市電雙回路供電電源母線開關(guān)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。實(shí)時(shí)監(jiān)視樓控中心可對(duì)空氣斷路器狀態(tài)、市電電壓電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。故障診斷當(dāng)市電供電電源出現(xiàn)故障(如缺相、斷電等)時(shí)，作出相應(yīng)保護(hù)，并立即產(chǎn)生報(bào)告，提醒操作人員，通知維護(hù)人員進(jìn)行維修。監(jiān)控點(diǎn)分布如表5、圖7所示。圖756 照明系統(tǒng)的監(jiān)控 (1)監(jiān)控對(duì)象 設(shè)置58個(gè)點(diǎn)對(duì)各樓層總照明配電箱進(jìn)行監(jiān)控。 (2)監(jiān)控內(nèi)容 遠(yuǎn)程定時(shí)控制根據(jù)各樓層辦公作息時(shí)間，制定相應(yīng)控制時(shí)間表，編制相應(yīng)軟件控制程序，定時(shí)開關(guān)控制29路照明控制箱的開關(guān)。狀態(tài)監(jiān)視樓控工作站可對(duì)各路照

12、明配電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，一旦出現(xiàn)異常情況，立即產(chǎn)生報(bào)警，提醒操作人員，通知維護(hù)人員進(jìn)行維修。監(jiān)控點(diǎn)分布如表6、圖8所示。圖857 電梯系統(tǒng)的監(jiān)控 (1)監(jiān)控對(duì)象 設(shè)置20個(gè)點(diǎn)，對(duì)10臺(tái)電梯運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)控。 (2)監(jiān)控內(nèi)容 可對(duì)電梯運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)異常，立即產(chǎn)生報(bào)警，提醒操作人員，通知維護(hù)人員進(jìn)行維修。監(jiān)控點(diǎn)分布如表7、圖9所示。圖96 系統(tǒng)控制方案說明根據(jù)大樓的實(shí)際狀況，采用了6個(gè)控制器構(gòu)成整個(gè)大樓樓控系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)，分布在1層、4層、6層、18層。見圖10樓宇控制系統(tǒng)原理圖。圖1061 樓宇設(shè)備分布特點(diǎn) 該大廈地下1層5層每層有兩臺(tái)變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組，根據(jù)機(jī)組在設(shè)置位置對(duì)稱的特點(diǎn)，將

13、控制器分為兩大控制區(qū)域，最大限度地節(jié)約了工程材料，其中在1層設(shè)置兩臺(tái)DDC控制器1FXL801和1FXL802，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下1層及1層變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組的檢測(cè)與控制，4層設(shè)置兩臺(tái)XL100控制器，對(duì)室外溫度和3、4兩層右側(cè)區(qū)域變風(fēng)量機(jī)組的檢測(cè)與控制，對(duì)25五層的用電、扶梯狀態(tài)和故障變風(fēng)量空調(diào)機(jī)組的集中管理。 6層為設(shè)備層，大樓重要機(jī)電設(shè)備均集中在此層，有4臺(tái)直燃機(jī)組，空調(diào)水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、所需監(jiān)控點(diǎn)較多，故在6層設(shè)置一臺(tái)6FXL500控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)6層的空調(diào)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)及地下1層地上13層樓層配電箱的狀態(tài)采集和遠(yuǎn)程控制。 在大樓18層設(shè)置一臺(tái)XL500控制器對(duì)一臺(tái)組合式空調(diào)機(jī)組和地上1423層樓層配電箱的狀態(tài)采集和開關(guān)控制。 在28層設(shè)置18FXL500的遠(yuǎn)端IO箱，實(shí)現(xiàn)地上24層至32層的樓層配電箱的狀態(tài)采集和開關(guān)控制，同時(shí)也對(duì)32層的一臺(tái)組合式空調(diào)的啟停進(jìn)行控制。6.2 具體說明 各信號(hào)點(diǎn)、被控點(diǎn)分別就近連接至控制器XL500XLl00XL80DDC控制器上，所有DDC控制器之間通信線選用RVVP(2×075)，模擬信號(hào)線選用RVVP(2×05)，所有數(shù)字信號(hào)(DI、DO)控制通信線纜選用BV10：因大樓六層機(jī)電設(shè)備眾多，控制線纜