樓宇自控系統(tǒng)（BAS）設(shè)計(jì)思路分析2018-3-21學(xué)習(xí)資料

一、概述當(dāng)今，世界各地的大廈管理部門(mén)為了使其客戶(hù)擁有更舒適的環(huán)境而正在尋找創(chuàng)建完美室內(nèi)環(huán)境的方法，他們?cè)絹?lái)越注重于通過(guò)優(yōu)化控制提高管理水平和環(huán)境質(zhì)量的可調(diào)性。智能大廈向人們提供全面的、高質(zhì)量的、快捷的綜合服務(wù)功能，它是現(xiàn)代高科技的結(jié)晶，是建筑藝術(shù)與信息技術(shù)完美的結(jié)合。樓宇自控系統(tǒng)(BuildingAutomationSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)BAS)是智能大廈的一個(gè)重要的組成部分。它的監(jiān)控范圍通常包括冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等。高新信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)及管理最優(yōu)化組合的要求越來(lái)越高，要求建筑物提供一個(gè)合理、高效、節(jié)能和舒適的工作環(huán)境。節(jié)能是一項(xiàng)基本國(guó)策，也是建筑電氣設(shè)計(jì)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的重要組成部分。樓宇自控系統(tǒng)正是順應(yīng)了這一潮流，它的建立，對(duì)于大廈機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行并達(dá)到最佳狀態(tài)，以及大廈的防火與保安都提供了有力的保證。同時(shí)，依靠強(qiáng)大軟件支持下的計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理、數(shù)據(jù)分析、邏輯判斷和圖形處理，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)作出集中監(jiān)測(cè)和控制；通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及時(shí)啟停各有關(guān)設(shè)備，避免設(shè)備不必要的運(yùn)行，又可以節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)行能耗。當(dāng)前現(xiàn)代化大廈就空調(diào)系統(tǒng)而言，是一棟大樓耗能大戶(hù)，也是節(jié)能潛力最大的設(shè)備。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，中央空調(diào)系統(tǒng)占整個(gè)大樓的耗能50%以上，而大樓裝有樓宇自控系統(tǒng)以后，可節(jié)省能耗25%，節(jié)省人力約50%。出現(xiàn)故障，能夠及時(shí)知道何時(shí)何地出現(xiàn)何種故障，使事故消除在萌芽狀態(tài)。當(dāng)前隨著建筑物的規(guī)模增大和標(biāo)準(zhǔn)提高，大廈的機(jī)電設(shè)備數(shù)量也急劇增加，這些設(shè)備分散在大廈的各個(gè)樓層和角落，若采用分散管理，就地監(jiān)測(cè)和操作將占用大量人力資源，有時(shí)幾乎難以實(shí)現(xiàn)。如采用樓宇自控系統(tǒng)，利用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有機(jī)電設(shè)備的集中管理和自動(dòng)監(jiān)測(cè)，就能確保樓內(nèi)所有機(jī)電設(shè)備的安全運(yùn)行，同時(shí)提高大樓內(nèi)人員的舒適感和工作效率。**大廈是采用西歐古典三段式的、國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)的智能型建筑，采用樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)將為大廈的管理者提供自動(dòng)化水平較高的先進(jìn)運(yùn)行手段，并為用戶(hù)提供舒適宜人的生活和工作環(huán)境。二、設(shè)計(jì)原則實(shí)用性和先進(jìn)性本工程樓宇自控系統(tǒng)按照智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的甲級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的設(shè)置既強(qiáng)調(diào)先進(jìn)性也注重實(shí)用性，以實(shí)現(xiàn)功能和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)化和結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)依照國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外，還根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，作到系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和結(jié)構(gòu)化，能綜合體現(xiàn)出當(dāng)今的先進(jìn)技術(shù)。集成性和可擴(kuò)展性系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循全面規(guī)劃的原則，并有充分的余量，以適應(yīng)將來(lái)發(fā)展的需要。保證樓宇自控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性、合理性、可擴(kuò)展性和兼容性。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)描述3.1工程概況**大廈整棟建筑物基本采用西歐古典三段式。建筑有地下一層，地上主體建筑為十二層。大樓的應(yīng)用功能可以劃分為四個(gè)區(qū)，即：業(yè)務(wù)區(qū)、辦公區(qū)、科技用房區(qū)、設(shè)備管理區(qū)、機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)庫(kù)區(qū)。根據(jù)辦公樓的結(jié)構(gòu)，它分為東區(qū)和西區(qū)。3.2樓宇自控系統(tǒng)控制方式及網(wǎng)絡(luò)型式**大廈樓宇自控系統(tǒng)采用集散型控制方式，即現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域控制，計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)通訊，最后進(jìn)行集中監(jiān)視、管理的系統(tǒng)控制方式。這種控制方式保證每個(gè)子系統(tǒng)都能獨(dú)立控制，同時(shí)在中央工作站上又能做到集中管理，使得整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完善、性能可靠。樓宇自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三級(jí)，第一級(jí)為中央工作站，即控制中心，控制中心內(nèi)設(shè)中央工作站，中央工作站系統(tǒng)由PC主機(jī)、彩色大屏幕顯示器及打印機(jī)組成，是BAS系統(tǒng)的核心，整個(gè)大廈內(nèi)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，它可以直接和以太網(wǎng)相連；第二級(jí)為直接式數(shù)字控制器，第三級(jí)為采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。直接數(shù)字控制器、傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)隨被控設(shè)備就近設(shè)置。樓宇自控系統(tǒng)留有與消防報(bào)警系統(tǒng)、綜合保安系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)等系統(tǒng)的通訊接口，這有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)各弱電子系統(tǒng)的信息集中管理，系統(tǒng)之間的事件聯(lián)動(dòng)，提高系統(tǒng)總體決策能力。3.3樓宇自控系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯監(jiān)測(cè)等。3.3.1冷熱源系統(tǒng)**大廈的冷熱源由位于11層的冷熱水系統(tǒng)提供。系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象：6臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)組、8臺(tái)離心水泵及相關(guān)溫度、壓力、流量參數(shù)。由于冷熱源系統(tǒng)是建筑物內(nèi)的用電大戶(hù)，也是直接決定辦公環(huán)境好壞的重要系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)設(shè)備價(jià)格昂貴、日常保養(yǎng)和維護(hù)工作所需的人力和物力也很大。因此，對(duì)冷/熱源系統(tǒng)實(shí)施有效的監(jiān)控和管理是至關(guān)重要的。樓宇自控系統(tǒng)能實(shí)施以下功能：系統(tǒng)負(fù)荷控制通過(guò)監(jiān)測(cè)空調(diào)水供回水溫度和空調(diào)水流量計(jì)算出大樓的冷/熱負(fù)荷，在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)組進(jìn)行臺(tái)數(shù)控制。領(lǐng)先/滯后的控制在擁有多臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)組的情況下，為了使每臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間趨于合理，通過(guò)比較各臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間，從而決定各臺(tái)機(jī)組開(kāi)啟的順序。對(duì)于冷熱源系統(tǒng)，樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容如下：·監(jiān)測(cè)-風(fēng)冷熱泵機(jī)組手／自動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)；-風(fēng)冷熱泵機(jī)組累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，發(fā)出定時(shí)檢修提示；-離心水泵手/自動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)；-離心水泵累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，發(fā)出定時(shí)檢修提示；-空調(diào)水（冷凍水/空調(diào)熱水）供、回水溫度和回水流量；-空調(diào)水供、回水壓差；-空調(diào)膨脹水箱高、低液位報(bào)警。·控制-定時(shí)控制；按預(yù)先編排的時(shí)間程序控制系統(tǒng)啟停。-根據(jù)空調(diào)水供、回水溫度和回水流量，計(jì)算大樓實(shí)際冷或熱負(fù)荷，進(jìn)行機(jī)組臺(tái)選控制，并控制相應(yīng)的水泵；-根據(jù)DDC內(nèi)部存儲(chǔ)的風(fēng)冷熱泵機(jī)組累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，對(duì)風(fēng)冷熱泵機(jī)組進(jìn)行時(shí)間均衡調(diào)節(jié)，系統(tǒng)為優(yōu)先權(quán)設(shè)計(jì)：需要啟動(dòng)時(shí)，開(kāi)啟累計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的機(jī)組；需要關(guān)閉時(shí)，關(guān)閉累計(jì)運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的機(jī)組；-按正確順序依次聯(lián)鎖啟停設(shè)備；啟動(dòng)：離心水泵→風(fēng)冷熱泵機(jī)組停機(jī)：風(fēng)冷熱泵機(jī)組→離心水泵-根據(jù)空調(diào)水供、回水總管壓差，PID調(diào)節(jié)旁通閥開(kāi)度，保持空調(diào)水供水壓力穩(wěn)定。3.3.2空調(diào)系統(tǒng)**大廈空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象為空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組，空調(diào)/新風(fēng)機(jī)組位于各層空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)。樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括：·監(jiān)測(cè)-過(guò)濾器阻塞狀態(tài)，提醒操作人員及時(shí)清洗；-風(fēng)機(jī)的手/自動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)；-風(fēng)機(jī)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，定時(shí)發(fā)出檢修提示信號(hào)；-對(duì)新風(fēng)機(jī)組，監(jiān)測(cè)送風(fēng)溫度；對(duì)空調(diào)機(jī)組，監(jiān)測(cè)回風(fēng)溫度?！た刂?定時(shí)控制；按預(yù)先編排的時(shí)間程序控制機(jī)組啟停。-新風(fēng)風(fēng)閥與風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖；風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)，新風(fēng)風(fēng)閥關(guān)閉。-在冬/夏季，采用最小新風(fēng)量；在過(guò)渡季，采用焓值控制方式。-根據(jù)送風(fēng)溫度（回風(fēng)溫度）與設(shè)定值（可調(diào)）的偏差，通過(guò)PID運(yùn)算，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，調(diào)節(jié)回水管上電動(dòng)閥的開(kāi)度，以保持送風(fēng)溫度（回風(fēng)溫度）的恒定。注：在大樓的典型位置，測(cè)取室外新風(fēng)的溫、濕度，為整個(gè)系統(tǒng)使用。3.3.3送、排風(fēng)系統(tǒng)納入樓宇自控系統(tǒng)的送排風(fēng)機(jī)為用于地下室配電間、汽車(chē)庫(kù)、自行車(chē)庫(kù)的送/排風(fēng)機(jī)；用于衛(wèi)生間的屋頂排風(fēng)機(jī)；用于會(huì)議室、餐廳的通風(fēng)機(jī)；用于廚房的通風(fēng)機(jī)。樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括：·監(jiān)測(cè)-各風(fēng)機(jī)手/自動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)；-各風(fēng)機(jī)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，定時(shí)發(fā)出檢修提示信號(hào)。·控制-定時(shí)控制：按預(yù)先編排的時(shí)間程序控制風(fēng)機(jī)啟停。3.3.4給排水系統(tǒng)納入樓宇自控系統(tǒng)的給排水系統(tǒng)包括生活給水系統(tǒng)和生活污水系統(tǒng)。系統(tǒng)中的水泵與水箱或水池液位狀態(tài)聯(lián)動(dòng)，僅在需要時(shí)才投入運(yùn)轉(zhuǎn)，避免不必要的浪費(fèi)，節(jié)約水源。樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括：·監(jiān)測(cè)-各水箱高、低液位監(jiān)測(cè)；-水泵手/自動(dòng)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)；-水泵累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，定時(shí)發(fā)出檢修提示信號(hào)；-水箱及水池超高（低）液位報(bào)警；·控制-根據(jù)水箱及水池高、低液位信號(hào)，控制水泵的啟停；3.3.5變配電系統(tǒng)納入樓宇自控系統(tǒng)的供配電系統(tǒng)包括其高壓、變壓器、低壓配電。大廈內(nèi)高壓進(jìn)線，通常為兩路10KV獨(dú)立電源，兩路可自動(dòng)切換，互為備用。電力的管理是大廈內(nèi)最重要的部分之一。基于目前的技術(shù)水平和管理水平，樓宇自控系統(tǒng)對(duì)變配電系統(tǒng)只監(jiān)測(cè)不控制。樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括：·監(jiān)測(cè)-變壓器超溫報(bào)警；-低壓進(jìn)線開(kāi)關(guān)狀態(tài)、三相電壓和三相電流；-低壓母線聯(lián)絡(luò)柜開(kāi)關(guān)狀態(tài)。3.3.6照明系統(tǒng)樓宇自控系統(tǒng)對(duì)建筑照明實(shí)行監(jiān)控不僅可簡(jiǎn)化操作，還可以按時(shí)間要求或照度要求進(jìn)行控制，使被控?zé)艟咭簏c(diǎn)亮或熄滅，利于節(jié)約電能。**大廈照明系統(tǒng)包括泛光/航空標(biāo)志燈照明、車(chē)庫(kù)照明。樓宇自控系統(tǒng)具體監(jiān)控內(nèi)容包括：·監(jiān)測(cè)-要求控制的照明回路的手/自動(dòng)狀態(tài)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)?！た刂?根據(jù)工作時(shí)間表進(jìn)行照明回路的開(kāi)關(guān)控制。3.3.7

電梯監(jiān)測(cè)樓宇自控系統(tǒng)對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證電梯系統(tǒng)的正常運(yùn)行。3.4管線敷設(shè)和設(shè)備安裝從中央控制站至現(xiàn)場(chǎng)直接數(shù)字控制器之間采用專(zhuān)用的通訊電纜沿鍍鋅鋼管敷設(shè)，從直接數(shù)字控制器至執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用屏蔽或非屏蔽線，在冷凍站、變配電所、空調(diào)機(jī)房等處線纜集中的地方采用金屬線槽進(jìn)行敷設(shè)，其它零散測(cè)點(diǎn)線纜較少的地方采用穿鍍鋅鋼管進(jìn)行敷設(shè)。通訊系統(tǒng)由通訊卡、現(xiàn)場(chǎng)通訊接口和通訊線路組成，通訊卡安裝在中央管理工作站，與中央管理工作站的計(jì)算機(jī)相聯(lián)，現(xiàn)場(chǎng)通訊接口安裝在每臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)內(nèi)，通訊線將中央通訊卡與現(xiàn)場(chǎng)通訊接口依次相連。為控制器配置的控制柜可提供控制器工作所必需的電源、繼電器板、接線端子等，控制器內(nèi)置于控制柜中?？刂乒癜惭b在被控對(duì)象附近，便于操作及施工，每臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制柜需提供一個(gè)220V，1000W的電源，或在附近留有電源插座。需要控制的風(fēng)機(jī)或水泵等設(shè)備的配電柜內(nèi)需設(shè)置手自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，用手動(dòng)啟停按扭控制風(fēng)機(jī)或水泵啟停；轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)提供的無(wú)源常開(kāi)觸點(diǎn)控制風(fēng)機(jī)、水泵啟停。被控風(fēng)機(jī)或水泵配電柜需提供一對(duì)常開(kāi)無(wú)源輔助觸點(diǎn)，留有現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)使用，以檢測(cè)風(fēng)機(jī)或水泵的運(yùn)行狀態(tài)。傳感器、執(zhí)行器安裝在工藝管道上，每個(gè)元件需要的電纜視不同產(chǎn)品而有所不同。當(dāng)風(fēng)道溫度傳感器與濕度傳感器一同安裝時(shí)，應(yīng)注意順風(fēng)走向，溫度應(yīng)置濕度傳感器上測(cè)。各個(gè)傳感器不應(yīng)安裝于管路彎頭處。風(fēng)閥驅(qū)