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-建筑智能化系统工程设计管理暂行规定(建设部1997-290)
-民用建筑电气设计规范(JCJ/T6-92)
-智能建筑设计标准(DBJ-08-47-95)
-采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19-87)
-高层名用建筑设计防火规范(GB50045-95)
-电气装置工程施工及验收规范(GBJ232-82)
-招标方提供的图纸及资料
第五部分楼宇自动化系统设计方案
项目一新回风混合空调系统
&
新回风混合空调系统主要监控功能
(1)新风温度和湿度的监控——由新风通道的温、湿度传感器实测新风温度。
(2)过滤网的检测——用微压差开关即可监视新风过滤器两侧的压差,以了解过滤器是否需要清洗、更换。
(3)回风温度监控——由回风通道的温度传感器实测温度,通过控制加热器(或表冷器)上的调节阀的开度来调节热水(或冷水)流量,使回风温度控制在设定的范围内。
(4)回风湿度监控——由回风通道的湿度传感器实测回风通道的湿度信号,通过控制加湿器的开闭来使湿度保持在一定范围。
(5)送风机和新风机的监控——用时间程序来控制,并监控其工作状态。
(6)新风/回风比例监控——根据空调区域的CO2的浓度与系统设定浓度的差值得出计算结果,控制新风阀、排风阀、回风阀的开度,使空气质量保持良好。
(7)加热/冷器的阀开度控制——由空调区域的温度传感器与设定温度的差值来控制阀门的开度。
(8)加湿器的监控——由空调区域的湿度传感器与系统设定湿度来控制加湿器的开闭,同时监控其状态。
新回风混合系统硬件配置图
新回风回合空调系统点数统计
我们在行政楼的每个楼层都布置了一个新回风混合空调系统,由此我们的了下面的统计表:
名称
DI
DO
AI
AO
排风阀
1×
5
回风阀
新风温度传感器
新风湿度传感器
新风阀
回风温度传感器
回风湿度传感器
回风机启停
回风机手自动状态
回风机故障状态
回风机启停状态
回风压力差
过滤网堵塞压力差
加热/冷器阀
空调区域温度传感器
空调区域湿度传感器
空调区域CO2传感器
加湿器阀
送风机压力差
送风机启停
送风机手自动状态
送风机故障状态
送风机启停状态
送风温度传感器
送风湿度传感器
说明:
×
5表示层楼数
各个输出点的控制
由上图我们可以看出共有7个点需要控制输出,,在模拟输出这一方面,有排风阀(FV-101)、回风阀(FV-102)、新风阀(FV-103)、加热/冷器(TV-101);
在数字输出这一方面,有回风机、加湿阀(MV-101)、送风机。
下面我们将一一阐述如何控制这些输出。
(1)送风机和回风机控制
这两个风机的我们采用了时间程序控制,根据行政楼老师上下班的时间,我们编了以下时间程序:
周一到周五,我们设计风机从早上8:
00开,17:
30关。
周六到周日以及节假日我们设计整天都关闭。
风机除了用时间程序控制,还需要用开关逻辑控制,下面是风机的开关逻辑
回风机
回风机开启(HFJQD)的条件是:
回风机处于自动(HFJSZD)、无故障(HFJGZ)、系统供电群控(XTGDQK)处于开的状态。
送风机
送风机开启(SFJQD)的条件是:
送风机处于自动(SFJSZD)、无故障(SFJGZ)、系统供电群控(XTGDQK)处于开的状态。
(2)新风阀(FV-103)、回风阀(FV-102)、排风阀(FV-101)控制
新风阀(FV-103)、回风阀(FV-102)、排风阀(FV-101)这3个风阀的开启条件首先要满足回风机和送风机处于开的状态,所以我们编了以下开关逻辑
新风阀(FV-103)、回风阀(FV-102)、排风阀(FV-101)这3个风阀的开度有以下等式关系:
FV-103开度+FV-102开度=FV-101开度+FV-102开度=100
所以可以得出:
FV-103开度=FV-101开度
根据这个关系式和空气质量(CO2)我们编如下控制策略:
对控制策略的说明:
首先我们采集了CO2浓度(AE101)输入到PID控制器,再与设定值30做比较,得出结果直接输出到FV-102,对于FV-101和FV-103得控制,我们先做了减号运算,再通过数据传递图标将计算值输出到FV-101和FV-103。
(3)加冷/热器(TV-101)控制
TV-101开启的条件是:
送风机处于开启状态(SFJZT)、送风机处于自动状态(SFJSZD)、回风机处于开启状态、回风机处于自动状态(HFJSZD)过滤网不堵塞(PdA101)。
为此,我们编了以下程序:
TV-101的开度与季节、房间实际温度和设定温度有关,为此我们建立了三个伪点XTWD(夏天温度,伪模拟点)、DTWD(冬天温度、伪模拟点)、SEASON(季节),对于夏天,是房间实际温度越高,阀开度也越大,对于冬天,房间温度越低,阀开度也越大。
根据这些条件,我们编辑了如下控制策略:
对于夏天温度的控制,首先我们采集了空调区域的温度(TE-104)输入到PID控制器中,再将伪模拟点(XTWD)输入到PID控制器,得出计算结果后做减法运算,然后将计算结果输入到选通开关中;
对于冬天温度的控制,我们同样采集了空调区域的温度(TE-104)输入到另外一个PID控制器中,然后将计算结果直接输入到选通开关中;
这样,选通开关就储存了两个值,我们通过季节伪数字点(SEASON)就可以控制冬天和夏天的回路,将不同的值输出到加热/冷器(TV101),控制其开度。
(4)加湿器(MV-101)控制
对于加湿器,是当空调区域的湿度低于10%~30%,我们就打开加湿器,为此,我们编了以下开关逻辑:
对于开关逻辑的说明:
在开关逻辑的第一列,当湿度低于10%,送风机和回风机处于开的状态,加湿器也开,为保持他在10%~30%这个区域加湿器一直是开的,我们增加了一列,在这一列,我们增加了加湿器的状态(JSQZT)来控制。
项目二制冷系统
制冷系统主要监控功能
(1)冷水机组的连锁控制。
楼宇设备自动化系统在对某个制冷机组下达启动命令时,其相关设备的动作时间顺序应为:
对应冷却水、冷冻水管路上的阀门立即开启。
冷却塔风机、冷却水水泵、冷冻水水泵的启动延迟2~3min执行。
制冷主机启动延迟3~4min。
在对某个制冷机组下达停止命令时,其相关设备的动作的执行时间与开启顺序恰好相反。
(2)冷冻水供/回水温度监测。
供水总管上的温度传感器T1检测冷冻水供水温度和回水总管上的温度传感器T2检测冷冻水回水温度,检测的信号送入DDC。
(3)冷冻水供水水流量监控。
通过供水总管上的流量传感器F检测冷冻水流量,送入DDC(AI)中
(4)冷水机组开启台数控制。
把上述三种信号送入DDC中,计算出实际的空调冷负荷,再根据实际冷负荷及压差旁通阀V的开度自动调整冷水机组投入台数,以期达到最佳节能效果
(5)压差旁通控制。
由压差传感器检测冷水供、回水总管之间的压差,送入DDC(AI),与压差预先设定值比较后,直接输入DDC送出相应信号(AO),调节位于供水总管之间的旁通阀的开度,实现进水与回水之间的旁通,一保持供,回水压差恒定。
(6)水流检测、水泵控制、冷冻水泵、冷却水泵启动后,通过水流开关检测水流状态,其信号送入DDC中,给句水流水流状态有直接数字控制器发出信号,通过电动阀调节水流。
(7)冷却水温度检测
(8)水箱补水控制。
通过液位传感器LT检测水箱水位,直接数字控制器根据水位信号,控制进水电磁阀的开、闭,使水位保持在允许范围。
制冷系统硬件配置图
制冷系统点数统计
根据在本系统的要求,需要两台冷水机组以及它的相关附属设备,我们得出了如下统计表:
压力表(PT102)
1
压力差表(PdT101)
集水器温度监测(TE-102)
分水器温度监测(TE-101)
冷冻水流量计(FT-101)
压差旁通阀(PdV-101)
1#冷冻泵启停
1#冷冻泵状态监测
电动蝶阀(FV101~FV104)
4
电动蝶阀状态检测(FV101~FV104)
水流开关(FS101~FS102)
2
1#冷水机组启停
1#冷水机组状态
1#冷却泵启停
1#冷却泵状态
2#冷冻泵启停
2#冷冻泵状态监测
电动蝶阀(FV201~FV204)
电动蝶阀状态检测(FV201~FV204)
水流开关(FS201~FS202)
2#冷水机组启停
2#冷水机组状态
2#冷却泵启停
2#冷却泵状态
供水温度监测(TE-201)
回水温度监测(TE-202)
1#冷却塔风机启停
1#冷却塔风机状态
2#冷却塔风机启停
2#冷却塔风机状态
由上述可知,制冷系统共有1个模拟输出点:
PdV101,18个数字输出点需要控制:
1#冷冻泵、2#冷冻泵、LV101、FV101、FV201、1#冷水机组、2#冷水机组、FV102、FV202、1#冷却泵、2#冷却泵、FV103、FV104、FV203、FV204、1#冷却塔风机、2#冷却塔风机,下面我们将一一阐述如何控制这些点。
(1)各种设备启动与停止顺序控制
按照监控要求,我们最先要开启的是冷却水、冷冻水管路的所有阀门,这里,我们选择用时间程序来控制它们,根据行政楼的上班时间要求,我们编了如下时间程序:
我们将时间程序应用到每个阀门上,得到下面的开关逻辑:
开关逻辑说明:
当时间程序为开启时间,FV101立即开启。
当时间程序到了关闭时间,它将延迟9分钟关
FV102、FV103、FV104的开关逻辑与FV101一样,这里将不再赘述。
接着,需要开启冷却塔风机和冷却水泵,下面是冷却塔风机的开关逻辑
对开关逻辑的说明:
在这个开关逻辑里,我们采集了4个阀门的状态,当阀门全部打开且时间程序为开的时候,风机将延迟3分钟开。
当时间程序为关闭时间,它将延迟6分钟关。
冷却水泵的开关逻辑与风机一样,这里将不再赘述。
接下来,需要开启冷冻水水泵,请看下面开关逻辑:
在这个开关逻辑里,我们采集了冷却塔风机和冷却水泵的状态,当这两者都为开的状态时,冷冻泵将3分钟后打开。
当时间程序为关闭时间,它将延迟3分钟关。
最后,开启的是冷水机组,我们编了入下开关逻辑:
在这个开关逻辑里,我们不仅采集了冷冻泵的状态,为确保系统安全运行,我们还采集了水流开关的状态,当这些状态都满足时,冷水机组将在3分钟之后开启。
当时间程序到了关闭时间,冷水机组立即关闭。
不同的时间段,用户对冷气的需求是不一致的,用一台冷水机组有时可能会使系统超负荷运行,所以我们在这个系统中多增加了一台冷水机组。
关于这台冷水机组的控制,将在下面做详细说明。
(2)备用设备的控制
我们查找了相关资料,得知冷水机组投入使用的台数与空调冷负荷有关,空调冷负荷的计算公式如下:
Q=1000mC(T2-T1)
Q:
空调冷负荷
m:
流量,单位kg/s
C:
水的比热容=14.18KJ/kg*°
C
T2:
回水温度
T1:
供水温度
根据上面的公式,我们编辑了如下控制策略:
我们用数学编辑器(MAT)编出了空调冷负荷的计算公式,将结果通过数据传递图标(IDT)输入到一个模拟伪点(lengfuhe),该伪点将在开关逻辑中用到。
根据上面的计算结果,我们假定当空调冷负荷超过了31350KJ就启动备用设备。
于是就有了下面的开关逻辑,在该开关逻辑中,所有的设备启停顺序与前面设备是一样的,但是在启动的条件里面有一些变化,下面我们将做详细说明。
各备用设备的启停顺序
首先我们开启的还是整个管道上的阀门,于是有了如下开关逻辑:
对开关逻辑的解释:
当冷负荷超过了31350KJ,且是在第一台冷水机组开的状态,FV201的阀门立即打开,当1#冷水机组关或者是冷负荷小于31350KJ,FV201立即9分钟后关闭。
同理,FV202、FV203、FV204是以样的开关逻辑,这里不再赘述。
接着需要开启的是对应的冷却塔风机和冷却水泵,我们有如下开关逻辑:
对检测到相应阀门为开启状态,且冷负荷大于31350KJ,将延迟3分钟开启2#冷却泵。
一旦冷负荷低于31350KJ,将在6分钟后关闭。
同理,可得到2#冷却塔风机的开关逻辑,这里不再赘述。
接下来需要开启的是冷冻泵,我们编了如下开关逻辑:
当2#风机和冷却泵的状态为开时,且冷负荷超过了31350KJ,将在3分钟后开启2#冷冻泵,一旦冷负荷低于31350KJ,将延迟3分钟关闭。
最后,需要开启的是2#冷水机组,有以下开关逻辑:
为确保系统正常运行,开启冷水机组,不仅需要采集冷冻泵的状态,还需要水流开关FS201、FS202检测到有水经过,1#冷水机组处于开的状态。
当冷负荷低于31350KJ或者1#冷水机组处于关的状态是,2#冷水机组立即关闭
(3)压差旁通阀PdV101的控制
为了均衡集水器和风水器的压差,我们需要对压差旁通阀控制,控制要求是,当压差越大时,阀开度也越大,与是有了下面的控制策略:
对控制策略的解释:
首先通过一个压力差传感器将压力差值传送到PID控制模块中,再与系统设置值做比较,得出结果传送到减号运算符号中进行运算(在减号运算中,用100减去PID控制模块运算的值,就达到了压差越大,阀开度越大的要求),最后将运算结果传递到PdV101中,就可以自动控制阀开度了。
(4)膨胀水箱补水阀(LV101)的控制
对于膨胀水箱的控制,我们首先需要通过一个液位传感器(LT101)来了解它的水位情况,再给出控制要求,在这里我们用开关逻辑来控制LV101的开闭。
当水位在低于20时泵启动,为了使泵在20~80之间处于启动状态,我们增加了一列来控制,在这一列中,只要是泵处于开启状态且水位低于80,泵将保持启动状态,当水箱液位高于80,泵就停止运行。
项目三热交换系统
热交换系统主要监控功能
(1)热量计量系统。
流量传感器、供水温度传感器与回水温度传感器构成热量计算系统。
(2)压力监测。
用压力传感器来监测外网压力状况,及时吧信号送入到DDC中,再输出相应信号,去控制热交换器上一次热水、蒸汽电动调节阀的阀门开度,调节一次侧热水/蒸汽流量,,使二次热水出口温度控制在设定范围内,从而保证空调采暖温度。
热交换系统硬件配置图
热交换系统点数统计
热网回水温度监测(TE02)
流量传感器(FT01)
压力传感器(PT01)
供水温度监控(TE01)
1#电动调节阀(TV01)
1#循环管道温度监测(TE03)
1#循环泵启停
1#循环泵状态
2#电动调节阀(TV02)
2#循环管道温度监测(TE04)
2#循环泵启停
2#循环泵状态
集水器温度监测(TE05)
分水器温度监测(TE06)
从上述可知,有两个模拟输出点需要控制,分别是电动调节阀TV01,TV02,在这里,我们让TV02作为一个备用阀,即当热水量不足时,就打开这个阀。
下面我将详细阐述如何控制这连个阀。
(1)TV01的控制
将循环管道的温度采集后,输入到PID控制模块中,再与模拟点设置值做比较,得出结果,控制TV01阀门的开度。
(2)备用泵的控制
关于备用泵的控制,我们首先要采集回水和供水温度,得出这者得温度差之后,将结果输入到以个伪模拟点中储存起来,我再到开关逻辑中建一个伪数字点,通过这个伪数字点来控制备用阀门的开闭。
具体程序如下。
该控制策略是将回水温度和供水温度做减号计算,然后将结果传送到以个伪模拟点中。
该伪模拟点(wenchazhi)将在下面的开关逻辑中用到。
在这个控制策略中,2#PUMP是一个伪数字点,当温差值超过5,TV01的阀开度大于90时,这个伪数字点将被打开。
只有在伪数字点的在开的转态,阀门才能按照控制策略来调节。
否则开度为0。
这个控制策略的控制方式在TV01中已经详细讲述。
但要实现这个控制策略必须满足上述的开关逻辑,因为在CARE软件中,有一个开关逻辑优先的原则。
项目四给水系统
给水系统的主要监控功能
水泵起/停自动监控。
各水箱及蓄水池内设一个液位传感器,当测得水箱水位低于下限水位时,液位传感器把信号送入DDC中,然后DDC控制器输出信号,自动启动水泵,当水箱水位高于上限水位时,则自动停止水泵,水泵为一备一用,当一台水泵出现故障,信号送入到DDC中,系统自动报警,且另一台水泵收到DDC的命令后,自动投入运行,并自动显示启/停状态。
给水系统硬件配置图
给水系统点数统计
液位传感器(LE101)
1#给水泵启停
1#给水泵故障
1#给水泵模式
1#给水泵状态
2#给水泵启停
2#给水泵故障
2#给水泵模式
2#给水泵状态
由上述可知,该系统有两台泵需要启停,这两台泵一备一用,它具有手动和自动和状态,当处于自动状态时,它能实现备用自投功能,具体如何实现,请看下面的开关逻辑:
(1)1#泵的开关逻辑(主用泵)
1#泵启用的条件是,水箱液位低于20,1#泵于自动且无故障状态,为了使水位不会超过溢流水位,我们设置当液位80的时候泵就停止运行。
当1#泵发生故障时,2#泵怎么实现备用自投呢,请看下面开关逻辑:
对于备用泵的控制,我们只需要将主用泵的故障状态采集,当主用泵故障,自动启动备用泵,否则不启用。
其余编程与主用泵一样,这里不再赘述。
项目五排水系统
排水泵主要监控功能
水箱中设置一个液位传感器,由它将液位信息传递给DDC,实现排水自动控制。
当排水池的水位超过启泵水位,液位吧这个信号送入DDC,DDC再把启泵信号送给工作泵,工作泵启动,实现排水功能;
当集水坑中水位低于停泵水位时,液位传感器吧信号送入DDC,DDC再把信号送至工作泵,工作泵立即停止运行,排水过程结束。
当集水坑液位超过启泵水位而工作泵没有启动,说明工作泵出故障了,我们把故障信号采集过来,由DDC控制备用泵启动。
排水系统硬件配置图
排水系统点数统计
1#排水泵启停
1#排水泵故障
1#排水泵模式
1#排水泵状态
2#排水泵启停
2#排水泵故障
2#排水泵模式
2#排水泵状态
(1)1#排水泵的控制
在第一列中,当液位超过了80,且泵处于自动、无故障状态时,泵就启动了,在第二列中,当泵处于开的状态、自动、无故障,且水位大于20时,泵就保持开启状态,当水位低于20,泵就停止。
当泵发生故障了,排水系统如何工作呢?
请看下面开关逻辑:
(2)2#排水泵的控制
在这个开关逻辑中,我们只是在两列中加入了一号泵的故障状态,其余设置与1#泵类似,这里不再赘述。
项目六低压配电系统
低压
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