倍福BEHALF楼宇自控商业广场方案.docx
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倍福BEHALF楼宇自控商业广场方案
XXX广场
楼宇自动控制系统方案
2014、9
目录
1.工程概述1
2.设计依据1
3.设计原则2
4.需求分析2
5.系统特点4
5.1系统结构5
6.系统设计5
6.1系统总体设计5
6.2各系统监控功能5
6.2.1空调系统5
6.2.2送/排风系统6
6.2.3给排水系统6
6.2.4与第三方设备的接口7
6.3节能措施7
7.系统软件8
BehalfView操作系统8
8.系统硬件10
8.1网络控制器10
8.2拓展模块11
8.2.1数字输出拓展模块BS01A04/BS01A0811
8.2.2模拟输出拓展模块BS10A0412
8.2.3数字输入拓展模块BS02A8/BS02A16/BS02A2412
8.2.4模拟输入拓展模块BS20A4-AU/BS20A4-R12
8.3传感器和驱动器12
8.3.1风道温度传感器13
8.3.2空气压差开关13
8.3.3风道二氧化碳传感器14
8.3.4空间一氧化碳传感器14
8.3.5室外温湿度传感器14
8.3.6LD系列液位开关15
8.3.7WA系列风门执行器15
8.3.8GV系列电动二通水阀15
8.3.9VA系列调节阀执行器16
1.工程概述
XXX广场家居城由5#、6#组成:
地下一层,停车、设备电气机房及库房等;5#地上4层,6#地上3层,一层、二层、三层为店铺用房、家居卖场,地下建筑面积10584.29㎡,地上建筑面积34474.37㎡。
楼宇自控机房设在地下一层的弱电机房。
实施楼宇自控系统首先要保证建筑内工作、生活环境方面的舒适性;其二要提供最佳的能源管理方式,节省能源;其三要确保建筑设备与人员的安全;其四是采集数据支持管理的现代化,提高工作效率。
作为现代化智能建筑,设备相对比较分散,通过对其集中管理和监控必然可以减少现场操作及维护人员,楼宇自控系统采用形象的图形工具和数据报表来实时提供各设备的运行状况和历史记录,并在事故发生时及时报警,以便于维护。
本方案针对XXX广场家居城的楼宇自动控制系统(BAS)而进行设计,采用倍福楼宇自控系统。
根据该项目的特点,我们将利用BA系统对建筑物内的冷热源系统设备、空调系统设备、送排风系统设备、变配电系统设备、给排水系统设备实行全时间的控制和管理。
系统收集、记录、保存有关系统的重要信息及数据,作到一体化管理,达到提高运行效率、保证办公环境需要、节省能源、节省人力的效果,最大限度安全延长设备寿命的目的。
2.设计依据
✧《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2007);
✧《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003);
✧《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008);
✧《智能建筑工程质量验收规范》(GB50339-2003);
✧《中国采暖通风与空气调节设计规范》(JGJ/T16-92);
✧《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2006);
✧《建筑设计防火规范》(CBJ16—87)95修订;
✧《电气装置安装工程施工及验收规范》(CBJ232—92);
✧《中国室内给水排水热水供应设计规范》(TJ15-74)。
✧设计院提供的图纸及业主要求;
3.设计原则
我们在楼控系统的设计中,主要遵循以下设计原则:
●舒适
系统高精度地控制和调节方式,从而能提供最舒适的温度、湿度,满足使用需要。
●节能
通过软件节能程序,硬件完美运作使系统能够实现高效节能,节约管理费用,减少管理人员.
●安全、可靠
随时检查设备的实际负载和额定负载,监视设备运行状况,自动记录设备的累计运行小时数,通过这些检测、报警和处理方式,使大楼对机电设备突发故障具备有效的预防手段,以确保设备和财产安全。
●开放
系统支持CAN和RS485等总线方式,又能够为具有向BMS集成的条件,方便今后接入其他系统。
●高效
通过对设备运行状况的监测、诊断和记录,早期发现和排除故障,及时发出维护和保养的通知,保证设备始终处于良好的工作状态和大楼的正常运营。
4.需求分析
楼宇自控系统的主要任务是对大厦内的机电设备进行监控和管理。
要想管理好大厦内的机电设备,首先必须要知晓它们的运行情况、所处系统中担任的角色以及设备的特性等。
楼宇自控系统(BAS)是建立在机电系统的基础上,利用自控技术、计算机软件技术、计算机网络通信技术,将大厦中的不同机电系统设备产生的信息汇集起来,实现各类设备之间的数据、信息交换,并对各种不同类型的信息进行综合处理,以实现对所有被监控机电设备的综合管理。
XXX广场坐落于繁华的秦淮大道和青年路,是一栋以家居卖场为主要用途的建筑。
大楼内的楼宇自控系统(BAS)主要提供对楼内各种机电设备运行情况的监视、控制及管理,可节约运行能耗,延长设备的使用寿命,从而达到减少整个建筑生命周期内的费用支出,为国家节约宝贵能源资源,节约物业费用。
以此为主要设计目标,以“科技以人为本”的设计理念,根据XXX广场的相关要求制作整体方案,使该大楼建成一个以现代化方式管理、环境优美怡人的高尚建筑。
本方案需要楼宇自控系统(BAS)监控内容具体描述如下:
✓空调机组(通过DDC接入BAS)
✓冷热源监测与控制系统(通过通讯接口接入BAS)
✓送排风系统(通过DDC及接入BAS)
✓照明控制系统(通过通讯接口接入BAS)
✓给排水系统(通过DDC接入BAS)
✓变配电系统(通过通讯接口接入BAS)
5.系统特点
选择倍福,是因为它是以集散控制理论为基础的成熟的楼宇自动化系统。
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。
BEHAIF楼宇自控系统(BAS)可分为二级,第一级为管理层网络,即BA控制中心,BA控制中心系统由PC主机、彩色大屏幕显示器及打印机组成,是BAS系统的核心,在整个XXX广场内所受监控的机电设备都在这里进行集中管理和显示,它可以直接和以太网相连;第二级为监控层网络采用CAN-BUS通讯协议,网络控制器、扩展模块及各类传感器、执行机构组成的,是整个BAS系统的运行枢纽,它不但可以与管理层网络通讯、传输信号及接收控制命令,而且可以在网络中断时按照内置的程序进行就地控制,确保系统的设计安装及扩展更加方便、灵活,系统的运行更加可靠,系统的投资大大降低。
网络构架——管理层
采用总线型的网络拓扑结构来构成局域网,支持TCP/IP协议,能够提供基于Internet的远程管理解决方案。
监控软件可于以太网上同时支持多个设有IE5(InternetExplorer5)用户工作站,这些工作站能同时间监控/监察/控制倍福系统。
,输入IP地址或域名即可通过互联网或企业内部网浏览和控制CAN-BUS网络中的单元。
系统产生的报警能够通过互联网或企业内部网以E-mail的方式传给一个或者多个接收者。
设备的远程监控无需通过中央站软件,系统可采用小型Web服务器的方式对被控设备实现直观的和动态的监控。
联网用户(已经被授权)能够修改系统的参数和设定点;检查和确认报警。
根据被授权用户的级别,用户也可以浏览系统中的特定文件,如技术文件、报表、趋势图等。
所有更新的值均能以动态的方式实时显示。
如果用户修改了设定值,所有联网的用户数据都能够实时更新。
能容易地实现与建筑物中其它相关系统和独立设置的智能化系统之间的数据通信、系统集成以及与其它厂商设备和系统的联接。
通过这层网络能够把BAS中所有监控信息及时地反馈到中央站显示画面,而中央站系统也可通过这一网络传送程序、指令等到有关设备。
数据传输速率不低于10Mbps。
网络构架——监控层
采用国际领先的CAN-BUS控制网络技术,控制器具有32位的CPU,A/D和D/A转化分辨率为12位。
使用网络控制器,和控制中央通讯,控制模块之间进行点对点直接通讯。
数据传输速率为78Kbps,并且可以根据需要提高到1.25Mbps。
总线通讯距离最大可达2700米。
系统容量:
提供15%左右的冗余,以便将来用户扩展。
5.1系统结构
6.系统设计
6.1系统总体设计
根据招标要求,本方案楼宇自控系统的监控主要包括以下内容:
1、空调系统
2、送排风系统
3、冷热源系统
4、给排水系统
5、变配电系统
6、公共照明系统
系统采用集散式管理模式,“集中管理、分散控制”。
管理工作站设于地下一层的弱电机房内;DDC或安装在设备机房内,或安装在楼层设备间(弱电竖井)内;DDC通过控制总线与控制中心的管理工作站互通互连。
6.2各系统监控功能
6.2.1空调系统
本项目,空调机组18台,房间温度监测点4个,室外温湿度监测点1个;空调机组为二管制系统,对温度进行调节控制,系统无湿度控制的要求。
主要监测内容:
∙监测回风温度;
∙监测室外温湿度;
∙监测初效过滤网阻塞报警;
∙监测风道二氧化碳浓度;
∙监测空调送风机的运行状态、故障报警及手/自动状态。
主要控制内容:
∙根据预先编制好的时序,启停送风机;
∙根据季节或室外温度,调节电动新风阀、回风阀及排风阀的阀门开度;
∙风阀与风机联锁运行:
在空调机组停止工作时,新、排风阀门保持关闭状态;
∙根据回风温度,调节机组盘管电动水阀的开度大小,使回风温度达到设定值要求;
∙根据回风湿度,控制加湿器的开关,使回风湿度达到设定值要求;
∙当系统发生消防报警时,停止相关区域的空调设备运行。
中央站用彩色图形显示上述各参数,记录各参数、状态、报警、启停时间、累计时间和其历史参数,且可通过打印机输出。
6.2.2送/排风系统
本项目,送/排风系统有送排风机等设备。
其中地下层送排风机8台,CO浓度监测点10个;屋顶排风机13台。
其它送排风机如消防排烟机、正压风机等,只做监控状态。
在地下层设置有10个CO浓度监测点,作为车库空气质量控制的依据。
监控功能主要有:
∙风机状态监测
∙风机手自动状态监测
∙风机故障报警
∙风机启停控制
∙车库CO浓度监测等。
中央站用彩色图形显示上述各参数,记录各参数、状态、报警、启停时间、累计时间和其历史参数,且可通过打印机输出。
6.2.3给排水系统
本项目,给排水系统,共有生活水泵、集水井、消防水池等设备,位于地下层。
其中生活水泵2台,消火栓泵2台,喷淋泵2台,集水井14个,生活水箱1个。
给排水系统监控功能主要有:
∙生活水泵运行状态监测
∙生活水泵故障状态监测
∙集水井、生活水箱高低液位监测
∙喷淋泵运行状态监测
∙喷淋泵故障状态监测
∙监视集水井的液位状态
中央站用彩色图形显示上述各参数,记录各参数、状态、报警、启停时间、累计时间和其历史参数,且可通过打印机输出。
6.2.4与第三方设备的接口
对于风冷热泵机组、变配电系统、室外照明提供通讯接口的第三方设备,Behalf系统配置相应的接口软件将它们接入BA系统,实现对这些设备的二次监控。
由于第三方设备距离BA监控中心多有一定距离,需采用在受控设备附近配用多功能串口模块的形式,实现通讯数据的采集。
第三方设备如不能提供标准协议,则需开放详细的通讯协议,在获取第三方设备的通讯协议后,可以对受控设备进行二次开发,实现设备运行数据的共享。
暂定的第三方设备接口形式为:
风冷热泵机组系统——RS485协议
变配电系统——MODBUS协议
室外照明系统--RS485协议
6.3节能措施
一般而言,一幢高层建筑的控制系统的能量消耗几乎占整个建筑的绝大部分,特别是循环水泵、空调机组和照明系统,如何使这些设备高效运行,是楼宇自控系统必须考虑的问题。
因此,采用最优化的控制模式来满足建筑的功能要求,就会为建筑物业带来很大的经济效益。
据初步测算,建筑的运营成本每平方米每年为人民币1200~1600元,其基本构成大致如下:
1、固定成本73.22%
2、能源9.11%
3、维护10.85%
4、清洁6.82%
对于机电设备总投资推算,BAS的成本大约为6%。
采用BAS,节能的具体表现:
设备控制加强了能量管理
∙空调主机系统采用优化启停控制和预测负荷控制
∙设备的优化控制措施加入了室外气象边界条件
∙可通过与变配电系统的集成实现负荷控制
∙通过照明时间段控制,实现节能效果
用上述方法,BAS可为新的办公建筑节能20%左右,随着时间的增加,设备费用也随之增加,40年楼龄建筑的运营成本大约是初始投资的4倍。
BAS在旧建筑中可以节能30%~35%。
节约人力,提高工作效率
作为一幢大型超高层建筑,建筑内机电设备数量和型号众多,并且分布于建筑的各个楼层,采用楼宇自控系统统一管理这些设备,只需在工作站上就可监控所有设备的运行情况,并且可以通过设定时间让BA系统自动对设备定时控制。
无需编制过多的管理人员,即可对建筑进行完善的管理,节省了人力资源的投资。
延长设备寿命
利用BAS系统的软件功能,自动累计各种机电设备的运行时间,在可以利用备用设备的情况下,自动循环使用常用设备和备用设备。
如冷水机组、循环水泵等,这样可以延长它们的使用寿命,降低平均故障发生率,以节省了可观的维修费用。
另外BAS实现设备的统一管理,快速反映故障,使危险降至最小。
保证舒适的环境
BAS的优点不仅在于对设备的监控,还可对特定的对象如环境温度进行精确的自动控制。
对空调系统就可通过回风温度与设定温度比较,采用PID方式调节水阀来保持回风温度的恒定,以创造一个舒适环境。
舒适的环境相对提高了建筑物业的整体形象。
7.系统软件
BehalfView操作系统
监控软件监控软件选用最新BehalfViewV2.2监控软件,BehalfViewV2.2监控软件可于以太网上同时支持多个设有IE5(InternetExplorer5)用户工作站,这些工作站能同时间监控/监察/控制倍福系统。
BehalfViewV2.2中央监控软件提供一套完善的综合楼宇监控/管理系统,执行全面BehalfViewV2.2中央监控软件提供一套完善的综合楼宇监控/管理系统,执行全面实时的动态电脑管理界面。
它使学校能监控各个楼宇的各种机电设备,并通过3D动画图象界面来操作。
BehalfViewV2.2软件提高了设备的运行效率及减低设备的故障/损坏率,保持楼宇设备在最佳状态及提供舒适环境。
BehalfViewV2.2软件的电脑工作平台为WIN98、WIN2000及WINNT4。
BehalfViewV2.2软件支持办公网及互联网之HTML网页显示,适用于TCP/IP以太网和倍福网络。
BehalfViewV2.2软件设有两个操作方式,分别是BehalfViewV2.2主机和BehalfViewV2.2服务器。
BehalfViewV2.2主机用于单独监控倍福系统,而BehalfViewV2.2服务器可同时支持多个工作站。
这些工作站只需装载互联网浏览器(如InternetExplorer6),这样便可连接BehalfViewV2.2服务器,并且对楼宇设备进行监控/检察或控制这三种模式。
1)动态系统图:
监控设备运行状态,并通过24位彩色3D动画图像界面来操作,方便使用。
综合时间管理员:
按日历时间表设置,自动管理设备启/停。
曲线图浏览器:
记录传感器现场信息,并以多条曲线图显示参数随时间变化的情况。
自动报警系统:
显示/储存设备过载/故障等各种报警,自动启动跳跃报警界面板及联动动画系统图。
以太网工作站:
同时支持多个以太网工作站,并设监控设备功能。
符合用户密码管理员:
使用多等级密码,配合不同等级的操作人,管理/维修设备正常操作。
2)程序管理员(MANAGER)
程序管理员是监控微机程序的操作中心,它为操作者提供一个简单的界面去选择应用程序。
每一个应用程序在屏幕上用一个图标(Icon)表示,操作员只需用鼠标来选择边可进入不同的应用程序。
程序管理员能用密码进行保护所属的应用程序,并根据密码的级别来辨别操作员的职权。
其它办公软件,如文字处理系统、数据库等专用燃眉之急也可以说加进程序管理员上使用。
3)报警器(ALARMS)
从房间温度长时间过高到水泵或锅炉发生故障,无论这些报警情况何时发生,报警器随时准确处理这种事件。
报警器检查每一次警报性质,并启动相应的报警记录、显示、打印、详细报道出报警信号的类型、发生地点、时间和日期。
如有必要,报警器可以通过以太网系统、INTERNET系统将所需的报警信号传送到其它监控器设备上,当操作员收到这个报警的同时,监控器就自动产生一个检查跟踪信号,确认谁应该负责处理这种事故。
4)示意图(SCHEMATICS)
信息就是效率,系统流程示意图能为楼宇设备管理和建筑物室内环境控制带来更高的效率。
系统流程示意图能将楼宇设备系统以简明、形象的示意图表示出来,并在此图上实时显示各设备的运行状态和各工况参数。
软件中带有专门绘制系统流程示意图的软件,也可以将图片扫描进该软件内。
设备运行状态、各工况参数的动态显示以及图标都可提供最详细的信息。
为操作者控制方便,示意图上的动态框允许对参数设定值进行调整,并且可以在相联系的示意图之间进行移动。
Navigator(引导)示意图系统将各页流程示意图按现场的分布情况编成一个树状结构,操作者只需将鼠标指向树状结构上的某一点,Navigator就将该点对应的那页流程示意图打开,便可观察各参数的现场动态值。
Navigator允许在树状结构上插入、删除和移动某一页流程示意图,并自动地将这些流程示意图的页码顺序连接起来。
8.系统硬件
8.1网络控制器
BS08A02楼宇控制系统网络控制器作为楼宇自动化控制系统主控模块,通过以太网实现与PC机的通讯。
楼宇控制系统网络控制器主要用来实现对单栋建筑或建筑群内设备进行综合监控和集中管理,保证辖区内设备高效、节能、智能的运行状态。
在系统内部,楼宇控制系统网络控制器通过CAN总线实现对模块的控制。
楼宇控制系统网络控制器BS08A02配置有2路CAN总线,2路RS232通讯接口,1个以太网接口。
特点
●标准的硬件构成能满足基本的控制要求。
●导轨安装和可移动的接线终端使安装和维修简化。
●经过验证的经验程序能够满足设备的控制应用。
●先进的自适应控制技术,闭环调节算法可使振荡最小,并保持精密控制。
●为全套设备管理提供了安装在内部的能源管理应用程序和直接数字控制应用程序。
●全面的报警管理,历史数据记录,操作员的控制监视功能。
●支持符合工业标准的10/100Base-T的TCP/IP网络上的点对点通讯。
技术指标
序号
技术指标
说明
1
电源
24VDC
2
电源功耗
3W
3
工作温度
-10℃-55℃
4
存储温度
-25℃-70℃
5
工作湿度
10%-90%RH(非冷凝)
6
以太网通讯速率
以太网10M/100M自适应
7
CAN总线
总线通道数
2
8
总线节点数
每条CAN总线最多可接110个节点
9
CAN波特率
50Kbps-250kbps
10
传输距离
500米-1500米(线径1.0mm²)
8.2拓展模块
楼宇自控系统拓展模块,采用“精于心”“简于形”的设计理念,模块正面配有状态指示灯,显示连接状态和工作状态灯具体信号,拥有标准的DIN导轨安装方式,使安装更为简单便捷;分离式的连接方式可快速锁定终端定位,总线通过连接系统网络控制器来控制设备通断。
8.2.1数字输出拓展模块BS01A04/BS01A08
技术参数:
1、适用于220V/120V、50/6oHZ交流电供电设备
2、0.8A(电容性负载);0.15HP电机
3、总线传输距离3000m
∙BS01A04I/O点数:
4DO
∙BS01A08I/O点数:
8DO
8.2.2模拟输出拓展模块BS10A04
技术参数:
1、0-10V/4-20mA输出
2、总线传输距离3000m
∙BS10A04I/O点数:
4AO
8.2.3数字输入拓展模块BS02A8/BS02A16/BS02A24
技术参数:
1、2500V强电隔离保护
2、总线传输距离3000m
∙BS02A8I/O点数:
8DI
∙BS02A16I/O点数:
16DI
∙BS02A24I/O点数:
24DI
8.2.4模拟输入拓展模块BS20A4-AU/BS20A4-R
技术参数:
1、2500V强电隔离保护
2、信号传输距离100m
3、信号类型:
BS20A4-AU(0-10V/4-20mA输出)
BS20A4-R(PT1000)热电阻
∙BS20A4-AUI/O点数:
4AI
∙BS20A4-RI/O点数:
4AI
8.3传感器和驱动器
8.3.1风道温度传感器
风道温湿度传感器通过热敏电阻、PT或NI电阻来检测温度,通过电容传感元件来检测湿度。
广泛应用于风道/水道温度测量、风道湿度/温湿度测量。
规格及技术参数:
工作电压:
24VAC50/60Hz,24VDC±10%;Max2VA
量程范围:
0-95%RH;-20-100℃
运行环境:
温度-20-110℃;相对0-100%R(非冷凝)
8.3.2空气压差开关
空气压差开关用于探测气体压力、压差的设备,用于检测过滤网阻塞报警装置,检测空调机组中风机的启/停状态。
通过旋钮自由设定,完全满足AHU机组滤网压差报警要求。
广泛用于空调系统或通风系统中空气,非可燃性气体和非腐蚀性气体的过滤监控和流量开关。
规格及技术参数:
量程范围:
50-500pa
输出方式:
OFF/ON信号输出
导管口:
PG11
运行环境:
温度-20-85℃
8.3.3风道二氧化碳传感器
风道二氧化碳传感器主要是针对工业、商业及一般楼宇的环境检测和控制而设计。
可用于各类工厂车间、净化间、实验室、机房、办公及商业建筑、机场、车站、博物馆、体育馆等需要检测和控制室内空气质量的场合。
规格及技术参数:
工作电压:
24VAC/24VDC
量程范围:
0-2000ppm
输出方式:
0-10VDC
运行环境:
温度0-50℃,相对湿度0-95%RH(非冷凝)
8.3.4空间一氧化碳传感器
一氧化碳传感器可应用于车库或机动车维修和操作车间等建筑物内环境的CO浓度和温度检测与控制,实现监控通风系统,根据CO浓度进行自动运行控制。
有效减少能源消耗,满足相关规定。
规格及技术参数:
工作电压:
24VAC/24VDC
负载规格:
≤600Ω(电流),≥2KΩ(电压)
量程范围:
CO/温度,0-100ppm/0-400ppm;0-50℃/-10-60℃
输出方式:
0-10V
运行环境:
温度:
-10-60℃(连续)/-40-70℃(间歇);相对湿度:
0-95%RH(非冷凝)
8.3.5室外温湿度传感器
室外温湿度传感器通过热敏电阻、PT或NI电阻来检测温度,通过电容传感元件来检测湿度。
广泛应用于室外温度测量、室外湿度/温湿度测量。
规格及技术参数:
工作电压:
24VAC50/60Hz24VDC±10%;Max2VA
量程范围:
0-100%RH;-20-70
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