大廈樓宇自控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方案

1、大廈樓宇自控系統(tǒng)工程摘要：本文詳細(xì)地介紹了一現(xiàn)代化大樓樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)置方案，強(qiáng)調(diào)了樓宇自控系統(tǒng)對智能大廈設(shè)備設(shè)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(diào)、新風(fēng)機(jī)組、公共區(qū)照明部 分、給排水、 送排風(fēng)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(chǔ)的成熟的樓宇自動化系統(tǒng)。 它具有結(jié)構(gòu)靈活、 適應(yīng)性強(qiáng)、擴(kuò)展方便、軟件優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行、操作簡單等特點(diǎn)。摘要：本文詳細(xì)地介紹了一現(xiàn)代化大樓樓宇自

2、控系統(tǒng)的設(shè)置方案， 強(qiáng)調(diào)了樓宇自控系統(tǒng)對智能大廈設(shè)備設(shè)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(shù)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(wù)、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(diào)、新風(fēng)機(jī)組、 公共區(qū)照明部分、給排水、送排風(fēng)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(chǔ)的成熟的樓宇自動化系統(tǒng)。 它具有結(jié)構(gòu)靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、擴(kuò)展方便、軟件優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行、操 作簡單等特點(diǎn)。一、 樓宇自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(diào)、通風(fēng)、 給排水、變配電、照明、電梯等設(shè)備或系統(tǒng)以集中監(jiān)視、控制和 管理為目的而構(gòu)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(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，在 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上著重考慮了三個方面的要素。其一是確定服務(wù)于設(shè) 備或各個子系統(tǒng)的控制器 I/0點(diǎn)數(shù)及點(diǎn)的類型，同時確認(rèn) I /O 點(diǎn)數(shù)的接口技術(shù)處理；其二是現(xiàn)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(wǎng) 絡(luò)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(jī)構(gòu)四大部分組成。根據(jù)D勝大廈機(jī)電設(shè)備和弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的具體情況，著重對如下幾個問題做 了細(xì)化處理：1、 根據(jù)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(jié)構(gòu)，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(xiàng)，是一套運(yùn)用成 熟的系統(tǒng)；2、 按受控設(shè)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(diǎn)數(shù)的產(chǎn)品可供選擇，合理的選擇控制器對于優(yōu)化 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜涂刂葡到y(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(yuǎn)的設(shè)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(dú)立與受控設(shè)備集中供電。二、 樓宇自控系統(tǒng)的控制容和目標(biāo)總體上來講，樓宇自控系統(tǒng)應(yīng)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(shí)現(xiàn)測量各類工藝、 設(shè)備狀態(tài)的參數(shù)，設(shè)置并控制設(shè)備啟停、提供設(shè)備運(yùn)行報(bào)告等功能；(2) 監(jiān)視并顯示系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備的工作狀態(tài)

6、，故障時自動報(bào)警；(3) 現(xiàn)場自動控制組織的安全調(diào)整功能；(4) 根據(jù)系統(tǒng)記錄，管理分析當(dāng)前和過去運(yùn)行過程；(5) 提供計(jì)算和預(yù)測工具， 用于優(yōu)化操作參數(shù)并組合， 實(shí)現(xiàn)設(shè) 備優(yōu)化使用；(6) 實(shí)現(xiàn)樓宇自控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換； 為此，我們對每一個子系統(tǒng)都進(jìn)行了相應(yīng)的需求分析， 最終確定了 D 勝大廈項(xiàng)目中納入樓宇自動化系統(tǒng)監(jiān)控對象的具體 容和目標(biāo)。1、冷凍站系統(tǒng)的監(jiān)控監(jiān)控設(shè)備包括： 冷水機(jī)組、 冷卻水循環(huán)泵、 冷凍水循環(huán)泵、 冷卻塔、自動補(bǔ)水泵、電動蝶閥等。(1) 根據(jù)事先排定的工作及節(jié)假日時間表， 定時啟停冷水機(jī) 組及相關(guān)設(shè)備。完成冷卻水循環(huán)泵、冷卻水塔風(fēng)機(jī)、冷凍水循環(huán) 泵、 電動蝶閥、

7、冷水機(jī)組的順序連鎖啟動及冷水機(jī)組、 電動蝶閥、 冷水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)的順序連鎖停機(jī)。啟動順序?yàn)椋?對應(yīng)冷卻水、 冷凍水管路上的閥門立即開啟； 冷卻塔風(fēng)機(jī)、冷卻水泵、 冷凍水泵的啟動延遲 23min 啟動； 制冷 主機(jī)延遲 34min 執(zhí)行。停止順序?yàn)椋?立即切斷主機(jī)電源； 冷卻塔風(fēng)機(jī)、 冷卻水泵、 冷凍水泵的啟動延遲 2-3min 關(guān)閉； 對應(yīng)冷卻水、 冷凍水管路上的 閥門立即關(guān)閉。(2) 測量冷卻水供回水溫度， 以冷卻水供水溫度及冷水機(jī)的 開啟臺數(shù)來控制冷卻塔風(fēng)機(jī)的啟停的數(shù)量。 維持冷卻水供水溫度， 使冷凍機(jī)能在更高效率下運(yùn)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(jì)算實(shí)際負(fù)荷， 自動啟停冷水機(jī)、 冷凍水循環(huán)泵、 冷卻水循環(huán)泵及相對應(yīng)的電動蝶閥；(4) 根據(jù)膨脹水箱的液位，自動啟停自動補(bǔ)水泵；(5) 監(jiān)測冷水總供回水壓力差， 調(diào)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(yùn)行。 在冷水機(jī)系統(tǒng)停止時， 旁通閥自動全關(guān)；(6) 監(jiān)測各水泵、冷水機(jī)、 冷卻塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、 手自 動狀態(tài)、故障報(bào)警，并記錄運(yùn)行時間；(7) 水泵保護(hù)控制： 在每臺水泵的出水端管道上安裝水流開 關(guān)，水泵啟動后，水流開關(guān)檢測水流狀態(tài)，如故障則自動停機(jī)； 水泵運(yùn)行時如發(fā)生故障，備用泵自動投入運(yùn)行；(8) 中央站彩色動態(tài)圖形顯示、 記錄各種參數(shù)、

9、 狀態(tài)、報(bào)警， 記錄累計(jì)運(yùn)行時間及其他的歷史數(shù)據(jù)等。2、換熱站系統(tǒng)的監(jiān)控 監(jiān)控設(shè)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(jù)出水溫度按 PID 調(diào)節(jié)一次熱水 (或蒸汽 )調(diào)節(jié)閥，保證出水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值圍，溫 度超限時報(bào)警；(2) 測熱水循環(huán)泵的運(yùn)行狀態(tài)和故障信號， 故障時報(bào)警， 并累 計(jì)運(yùn)行時間；(3) 中央站彩色動態(tài)圖形顯示、打印、記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、 報(bào)警，記錄累計(jì)運(yùn)行時間及其他歷史數(shù)據(jù)等。3、新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的監(jiān)控 監(jiān)控設(shè)備包括：新風(fēng)空調(diào)機(jī)組。(1) 時間程序自動啟停送風(fēng)機(jī)， 具有任意周期的實(shí)時時間控 制功能；(2) 監(jiān)測送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、 手自動狀態(tài)、 故障報(bào)

10、警、 累計(jì) 運(yùn)行時間；(3) 防凍保護(hù)：在冬季，當(dāng)溫度過低時，開啟熱水閥，關(guān)新風(fēng) 門、停風(fēng)機(jī)、報(bào)警提示；(4) 由風(fēng)壓差開關(guān)測量空氣過濾器兩側(cè)壓差， 超過設(shè)定值時報(bào) 警；(5) 風(fēng)機(jī)、風(fēng)門、冷水閥狀態(tài)連鎖程序； 啟動順序：開冷水閥、開風(fēng)閥、啟風(fēng)機(jī)、調(diào)冷水閥； 停機(jī)順序：停風(fēng)機(jī)、關(guān)風(fēng)閥、關(guān)水閥；(6) 對于新風(fēng)機(jī)組， 測量新風(fēng)溫度和送風(fēng)溫度， 并根據(jù)送風(fēng)溫度 PID 調(diào)節(jié)二通水閥的開度，維持送風(fēng)溫度為設(shè)定值；對于空調(diào) 機(jī)組，測量新風(fēng)溫度和回風(fēng)溫度，并根據(jù)回風(fēng)溫度PID 調(diào)節(jié)二通水閥的開度，維持回風(fēng)溫度為設(shè)定值；(7) 中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報(bào)警，記錄 累計(jì)運(yùn)行時間及其歷史數(shù)據(jù)等

11、；4、給排水系統(tǒng)的監(jiān)控 監(jiān)控設(shè)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(yùn)行狀態(tài)， 手自動狀態(tài)和故障 信號，故障時報(bào)警，并累計(jì)運(yùn)行時間；(2) 實(shí)現(xiàn)就地控制和遠(yuǎn)程控制的轉(zhuǎn)換；(3) 監(jiān)測生活水池液位， 對超限水位報(bào)警， 防止溢流， 對超低 液位也進(jìn)行報(bào)警；(4) 根據(jù)生活水箱液位，啟停生活水泵，并進(jìn)行超限報(bào)警；(5) 根據(jù)污水池、 集水坑液位， 啟停污水泵， 并對超高液位進(jìn) 行超限報(bào)警；(6) 中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報(bào)警，記錄 累計(jì)運(yùn)行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。5、給排風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控 監(jiān)控設(shè)備包括：送排風(fēng)機(jī)。(1) 監(jiān)測各風(fēng)機(jī)的運(yùn)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(fēng)機(jī)；(3) 監(jiān)測送排風(fēng)機(jī)的故障信號， 故障時報(bào)警， 并累計(jì)運(yùn)行時 間；(4) 中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報(bào)警，記錄 累計(jì)運(yùn)行時間及其歷史數(shù)據(jù)等。6、照明系統(tǒng)的監(jiān)控 監(jiān)控設(shè)備包括：公共照明配電箱。(1) 對于各照明回路，根據(jù)時間程序自動開關(guān)各照明回路；(2) 對于各照明回路， 監(jiān)控各回路的開關(guān)狀態(tài)、 故障報(bào)警、 手 自動狀態(tài)；(3) 以上時間， 程序可根據(jù)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(yùn)行中的電能消耗；(4) 中央站彩色圖形顯示，記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報(bào)警，記錄 累計(jì)運(yùn)行時間及其歷史數(shù)據(jù)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(jī)設(shè)備的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)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(shè)備廠商預(yù)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(jìn)線柜： 三相電流、 有功功率、 無功功率、 功率因數(shù)、有功電度；(2) 所有高壓開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)、故障跳閘狀態(tài)；(3) 變壓器溫度；(4) 低壓進(jìn)線柜：三相電壓、三相電流；(5) 所有低壓進(jìn)出線開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)及故障跳閘狀態(tài)；(6) 低壓主要配電回路電能計(jì)量；(7) 測量柴油發(fā)電機(jī)三相電壓、 三相電流、 頻率及運(yùn)行或故障 信號；(8) 監(jiān)測變壓器室、高低壓配電室、發(fā)電機(jī)房溫度。(9) 為無縫集成，

14、本項(xiàng)目均要求廠家提供國際標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議： MODBU、SOPC。8、電梯系統(tǒng)的監(jiān)控本項(xiàng)目樓宇自控系統(tǒng)對電梯系統(tǒng)實(shí)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(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、電梯的上升、下降進(jìn)行監(jiān)視；對自動扶梯 的運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警進(jìn)行監(jiān)視，并對電梯系統(tǒng)的運(yùn)行時間進(jìn)行 累積記錄。三、系統(tǒng)構(gòu)架關(guān)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(jī)、彩色液晶顯示器及打印機(jī)組成，是BAS系統(tǒng)的核心，它直接可以和以太網(wǎng)相連。整個大廈所受監(jiān) 控的機(jī)電設(shè)備都在這里進(jìn)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(jī)對話、動態(tài)顯示圖 形，為用戶提供一個非常好的、簡單易學(xué)的界面。操作者無需專 業(yè)軟件知識，即可通過鼠標(biāo)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(qiáng)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(jìn)行各項(xiàng)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(jìn)行操作外，亦可以通過“鼠標(biāo)”進(jìn)行操作，包括啟停、更改設(shè)定點(diǎn)、選擇菜單等各項(xiàng)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(diǎn)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(xiàn)進(jìn)行

16、分析，真正做到了實(shí)時和多任 務(wù)。(4) 密碼的保護(hù) 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(hù)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(guān)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(bào)警被更快地確定及更容易分析系統(tǒng)的表現(xiàn)，系 統(tǒng)提供彩色動態(tài)圖形顯示，包括樓層的平面圖及機(jī)電裝置的系統(tǒng) 示意圖。(6) 系統(tǒng)的架構(gòu)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(yùn)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(xiàn)場控制

17、器中運(yùn)行，而不僅限于最高 級的計(jì)算機(jī)工作方式。其核心功能包括控制軟件、報(bào)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(shè)定點(diǎn)的修改和 日程計(jì)劃的設(shè)定和執(zhí)行等豐富功能；(2) 報(bào)警管理包括監(jiān)察、 緩沖、儲存及將報(bào)警顯示在操作站上。 所有報(bào)警應(yīng)顯示有關(guān)報(bào)警監(jiān)控點(diǎn)的詳細(xì)資料，包括發(fā)生的時間及日期； 報(bào)警根據(jù)嚴(yán)重性可分級報(bào)警，以便更有效、快速地處理嚴(yán) 重的報(bào)警。用戶可以為不同級別的報(bào)警自行決定嚴(yán)重性的級別； 監(jiān)控點(diǎn)歷史及動向趨勢記錄； 累積記錄，每個網(wǎng)絡(luò)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(shù)字控制 (DDC)DD

18、C是用于監(jiān)視和控制系統(tǒng)中有關(guān)機(jī)電設(shè)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(dú)立運(yùn)行，不受到網(wǎng) 絡(luò)或其他控制器故障的影響。控制器構(gòu)成主要是 32位或 16 位微處理器和不同類型點(diǎn)的點(diǎn) 終端模塊，具有可脫離中央控制主機(jī)獨(dú)立運(yùn)行或聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行能力。同時，當(dāng)外電斷電時，DDC的后備電池可保證 RAM中數(shù)據(jù)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(yīng)啟停；(2) 自動幅度控制、需求量預(yù)測控制；(3) 事件自動控制、掃描程序控制與警報(bào)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(diào)試后的樓宇自控系統(tǒng)自投入運(yùn)營以來系統(tǒng)穩(wěn)定可靠， 能夠自動控制建筑物