宾馆建筑设备监控系统Word格式文档下载.docx
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1建筑设备监控系统
1.1需求分析
按招标书要求,我们设计的建筑设备管理自动化系统(BAS)可提供对东郊宾馆内各种HVAC等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。
我们本着节能、舒适、控制方便的目的,为东郊宾馆设立一套高质量的BAS。
本系统的监控范围由以下四个子系统构成:
1.冷热源系统
2.空调通风系统
Ø
空调、新风系统
送、排风机系统
3.电力系统
变配电系统
照明系统
电梯系统
4.给排水系统
通过对相关图纸进行仔细研究,并结合我司对建筑设备管理自动化系统的实际工程经验,为贵方提供以下技术方案,确保整个工程提供的设备为先进的、节能的、便于维护、操作方便,自动控制、技术经济性能符合规格书的要求,既满足高度智能化和系统集成化的技术要求,又能满足系统今后升级换代及系统扩展的需要,系统始终贯彻“以人为本”的设计理念,服务于东郊宾馆的管理和功能需求,实现舒适、节能、先进的目标。
HONEYWELL公司的EBI系统是一个集成系统,可完全满足旗忠森林体育城网球中心的需要,且为很多工程应用的成熟、可靠的系统。
系统网络应采用标准网络协议,符合远程通信管理以及符合计算机发展技术趋势的要求。
系统软件应能提供多种标准通讯协议便于实现系统集成,并按模块化的方法设计,便于系统规模及应用功能的扩展。
1.2系统设计依据和原则
1.2.1东郊宾馆弱电系统工程招标文件
1.2.2东郊宾馆项目相关图纸
1.2.3相关标准规范
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000;
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92;
《电气装置安装工程施工机验收规范》GBJ/232-90、92;
《采暖、通风与空气调节设计规范》GBJ19-87
1.2.4所采用的EBI的系统结构完全符合JGJ/T16-92第26.2.2.6条,即系统应采用中央站为核心,DDC与中央站实现数据通信,DDC应设在受控对象附近(采用LonWork的模块)且DDC间能实现同层通信。
1.2.5EBI系统以标准的以太网(IEEE802.3)作为物理标准,TCP/IP为网络通讯协议,并采用Windows2000作为操作系统。
1.2.6EBI系统的网络配置遵循分散控制、集中监视、资源和信息共享的基本原则,是一个工业化标准的集散型控制系统。
1.2.7采用EBI服务器软件,该系统的网络符合标准。
1.2.8选用的XL500控制器,具有LonTalk通讯协议技术,标准模块化
结构。
具有
标志。
1.3总体设计
1.3.1设计目标和总体设计说明
建立BAS的目标是利用先进的计算机监控技术对整个东郊宾馆内的各种楼宇自动化设备进行集中的实时监测和控制,为用户提供舒适、便捷的工作环境,并在此基础上通过资源的优化配置和系统的优化运行达到节约能源和人力的目的。
监控中心设在能源中心,考虑到东郊宾馆建筑物分散的特点,采用两个通讯控制器BNA-1C,一个通讯控制器用以连接健身中心的DDC,一个通讯控制器连接能源中心、主楼、客房楼等的DDC,采用通讯网关连接锅炉系统、电梯系统、变配电系统等智能系统。
DDC监控点1500点,考虑锅炉系统、电梯系统、变配电系统等智能系统信号接入,采用3500点监控软件。
能源中心设计的监控点有200点,采用2台DDC控制器;
随员楼有监控点160点,采用2台DDC控制器;
宴会楼有监控点300点,采用3台DDC控制器;
主楼有监控点650点,采用6台DDC控制器;
健身中心有监控点120多点,采用1台DDC控制器。
1.3.2设备选型
1.3.2.1中央系统的配置
硬件:
中央主服务器选用国际名牌DELLPC机,该PC机均经过HONEYWELL公司的测试验证,性能良好。
打印机采用了矩阵打印机,以便连续打印事件/报警事件。
软件配置:
服务器上将安装EBI服务器/工作站软件及WindowsNT/2000操作,API标准接口软件及第三方的开发接口。
1.3.2.2现场设备
控制器采用XL500型控制器,为128点,支持本地及现场分布式模块,配置灵活,为LonMark产品,完全支持Lon-Bus。
系统模块及详细点数配置见点数表及设备清单。
便携式操作站XI582:
全中文液晶显示手操器,用于系统维护人员在任一控制器上对该控制器及总线上的系统控制器(控制器可同层通讯)的运行状态、参数进行监测,并可修改系统的状态及参数,操作过程不影响系统的正常工作。
操作站设三级密码保护以保障系统的安全。
1.3.2.3电源
控制器及现场控制设备的电源建议由控制中心统一提供一路交流220V电源。
本方案所采用的主要组件中央软件、控制器及主要的现场传感器均是Honeywell生产的标准设备,在世界各国得到广泛的应用。
Honeywell的楼宇控制设备均采用工业标准,具有极高的可靠性。
1.3.3系统通讯网络
1.3.3.1管理层网络
采用标准的TCP/IP以太网构成局域网,中央站与工作站为服务器/客户机结构,通过以太网及相应的通讯接口实现中央站、工作站、及第三方设备、相关子系统间的及上位BMS系统的数据通信、资源共享和综和管理功能。
EBI系统由于其结构及开放性易于实现与其他相关系统和独立设置的智能化系统间的数据通信、系统集成以及与其他厂商设备和系统的连接。
数据传输速率为10/100M。
1.3.3.2监控层网络
为了保证系统日后的开放性,我们将采用我们最新的、也是目前最为先进的通讯方式即LONWORKS通讯方式为东郊宾馆进行系统设计。
Honeywell的控制器通过C-bus与EBI中央通讯,能实现控制器间的通讯,即同层通讯,便于系统参数的共享及不同控制器间的联动控制。
EBI中央可通过C-BUS把信息传送至任何指定的分站。
监控层网络C-BUS也可以根据实际监控需要建立其子网,如Lon-Bus.
Lon-Bus的最高通讯速率可达76.8kbps。
1.4子系统设计
1.4.1冷热源系统的监控
东郊宾馆的冷热源系统有冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、热水锅炉、热水泵、热交换器等组成。
我们在设置传感器和机电设备控制柜通过二次接线方式提供的设备运行状态、报警状态以及控制接口,实现对机组的优化启停控制和状态监视。
1.4.1.1冷源系统
东郊宾馆的空调冷源系统由能源中心的冷源系统和主楼等其他建筑的二次冷源系统两部分组成。
能源中心的冷热源系统
能源中心的冷源系统设备,详见下表:
监控设备
数量
监控内容
离心式冷水机组
3台
DI:
手自动状态,运行状态,故障状态
DO:
启停控制,蝶阀开关控制
螺杆式冷水机组
1台
冷却塔
2台
冷冻水泵
9台
手自动状态,运行状态,故障状态,水流开关
启停控制
冷冻水系统
1套
AI:
总供\回水管温度、流量监视
冷却水泵
6台
冷却水系统
总供\回水管温度
(1)冷水机组台数控制
冷水机组的控制是由其自身的控制系统完成的,BA的控制其实是通过对冷热负荷的计算,根据用户端的负荷情况向其控制系统提交启停控制要求,同时监测其动作反馈,与常规意义上的控制有所区别。
系统主要根据供水管的流量及集水器、分水器的温差,计算负荷,同时根据主楼、宴会楼、随员楼及健身中心所测得的二次冷水流量及空调负荷,对冷冻机组进行群控。
a)系统负荷的计算
常规方式计算负荷是根据冷源系统总负荷量(一次供回水温差X总流量)直接进行冷水机组台数控制。
运行台数需与负荷相匹配,实现机组最优启停时间控制,使设备交替运行,平均分配各设备运行时间。
也可对各季节的优先使用设备进行指定,发生故障时自动切换,根据送水分水器温度进行减少,回水集水器进行增加的冷冻机运行台数补充控制。
负荷计算:
Q=k*F*c*dT
Q:
负荷(KW)
k:
常数
F:
流量(L/S)
dT:
供回水温差
b)冷水机组加载/卸载
所有冷水机组的启停与相关的负荷控制连锁,用户可以根据现场的具体情况和用户的要求对这些程式中的参数及连锁点自行修改和设定。
冷水机组的控制是由冷水机组厂家完成的。
BAS系统通过通信接口与冷冻机组控制系统来完成对冷水机组的控制要求:
冷水机台数控制运行顺序的转换控制根据水系统的供回水温差和流量计算空调系统的冷(或热)负荷,同时根据机组实际供冷/供热量,向冷冻机组控制系统提交启停控制申请,并由冷冻机组控制系统完成启停动作,以此来对冷水机组、冷/热水泵、冷却水泵、冷冻机组用冷却塔风机、冷却塔进水阀及相关的水阀实现联动控制。
同时监视机组运行状态及故障状态。
当计算的负荷超过一台冷水机组相应的冷量时,冷水机组需要增加一台。
相关冷量的计算如下:
加载负荷值=M1*N*C
C:
冷水机额定负荷(KW)
N:
运行冷水数量
M1:
系数,依冷水机组而定,一般取0.5~0.9
当计算的负荷低于一台冷水机组相应的冷量时,冷水机组需要卸载一台。
卸载负荷值=M2*N*C
冷冻机额定负荷(KW)
N:
运行冷水机数量
系数,依冷水机组而定,一般取0.2~0.5
若用图来表示,请参考下图。
冷冻机数量
C)冷水机组加载/卸载的次序
冷水机组加载/卸载次序的原则是依据冷水机组累计运行时间,时间短的先开,时间长的后开。
时间长的先停,时间短的后停。
(2)冷却塔控制:
东郊宾馆商场和办公楼的冷却水系统分别都有2组冷却塔,对冷却塔的控制策略是冷却塔投入的数量依冷却水温而定。
冷却塔投入的数量主要由冷却水的供水温度确定。
当冷却水温度高于设定值时,先根据温度来调节冷却塔的台数,在调节后30min冷却水供水温度仍高于设定值,这时需增加冷却塔的台数。
当供水水温低于设定值时减少冷却塔运行台数,反之则增加运行台数,以降低能耗。
冷却塔风机运行状态、故障状态,启停控制信号从风机控制柜上取得。
冷却塔的监控内容:
∙监测风机运行状态、故障状态,手/自动状态,根据冷却塔的出口温度相应启停冷却塔运行台数。
冷却水温度若仅通过自然冷却即可达到要求时,冷却塔风机可关闭。
为避免冷却塔的冷却水供水温度在设定值附近变化时冷却塔频繁开启,需设定的一个调节死区温度值。
∙根据冷却塔供回水温度调节旁通阀开度控制冷却水供水温度。
∙根据流量和热量,开启符合要求的冷却水泵的台数。
∙累计运行时间,开列保养及维修报告。
通过联网将报告直接传送至有关部门。
(3)冷冻水泵、冷却水泵的监控
控制内容:
∙监测运行状态、故障状态,启停控制。
∙备用冷冻,冷却水泵切换:
同时在自动运行模式下,常用泵如发生故障,备用泵将自动切入(开启第二套)。
∙中央监控对系统中各种温度、设备运行状态和报警及各种设备的启停。
中央可编制节假日上、下班等时间运行程序,在不同时间段合理地运行设备,节约能源。
(4)系统联动次序
联动起动顺序:
开机指令打开冷却塔进出口支管电动阀启动冷却塔风机打开冷水机组冷却水进口电动阀启动冷却水泵打开冷水机组冷冻水出口电动阀启动冷冻水泵冷却水泵冷冻水泵水流开关信号返回启动冷水机组
联动停止顺序:
停机指令停冷热水机组延迟停冷冻水泵关闭冷水机组冷冻水出口电动阀停冷却水泵关闭冷水机组冷却水进口电动阀关闭冷却塔进出支管电动阀⑧停冷却塔风机
(5)压差调节
本项目此部分由水泵供应商完成,我方提供压力传感器。
主楼及宴会楼等二次冷源系统控制方案:
在冷水系统最不利环路的空调末端的供回水管上设置压力监测传感器,根据设定的压差PID控制变频泵的运行,维持末端供回水管的压力稳定。
二次冷水系统负荷监控
在二次冷水系统的供回水总管上设置温度传感器,在总供水总管上设置流量传感器,自动计算空调负荷,供BA系统决定能源中心冷水机组及一次冷冻泵的运行台数。
1.4.1.2热源系统
详见下表:
空调热水泵
11台
热交换器
10台
蝶阀开闭控制
供水管温度
AO:
蒸汽阀调节控制
空调热水系统
4套
总供\回水管温度,流量
半即热式热交换器
8台
供水管温度监测
热水循环水泵
启停控制,蝶阀开闭控制
锅炉通讯接口
通讯网关
热水系统控制方案
a)锅炉主机监控采用通讯接口的方式联入BA主机进行数据汇总监视。
b)根据热交换器的供水温度,调节蒸汽阀门开度,以保证热水出水的温度在设定范围内。
c)压差旁通监控内容
d)热水系统控制
在热水系统最不利环路的空调末端的供回水管上设置压力监测传感器,根据设定的压差PID控制变频热水泵的运行,维持末端供回水管的压力稳定。
热水系统启停顺序控制
启动:
①开机→②打开换热器出水电动蝶阀→③启动热水泵→④打开
停止:
①停机→②关闭蒸汽电动调节阀冷冻水泵→③关闭换热器出水电动蝶阀→④停热水泵
e)热水系统台数控制
根据回水管的流量及供回水的温差,计算负荷,决定汽-水换热器及热水泵的运行台数。
1.4.2空调通风系统的监控
1.4.2.1空调系统
基本的监控内容如下:
(由于工程中对于各空调机组、新风机组监控的要求有所不同,所以以下表格中只列出了监控点比较详细的一种空调机组,具体可以参见:
BAS系统控制点汇总表)
监控内容
空调机组
AI:
回风温度湿度、CO2浓度、风管压力
AO:
冷热水、蒸汽阀调节;
新、回、排风阀调节;
DI:
运行状态、故障报警、手自动状态、过滤网报警
DO:
启停控制
新风机组
送风温度湿度
冷热水、蒸汽阀调节
启停控制、风门开闭控制
CAV系统
16台
风管压差
CAV风阀控制
室内温湿度
24点
室内温度、湿度
空调机组监控:
本项目空调机组和新风机组有两管制也有四管制空调机组,带有水阀调节控制、过滤网压差传感器、送风温度、回风温度监测以及新风阀,回风阀调节控制等。
主要监控功能如下:
v机组定时启停控制:
根据事先排定的工作及节假日作息时间表,定时启停机组。
自动统计机组运行时间,提示定时维修。
v监测机组的运行状态、手自动状态、风机故障报警;
送风温度、回风温度。
v过滤网堵塞报警:
当过滤网两端压差过大时报警,提示清扫。
v送/回风温度自动控制:
根据送风温度与设定温度差值,对水阀开度进行PID调节,从而控制送风温度。
冬季:
当送风温度升高时,调节热水阀关小;
当回风温度降低时,调节热水阀开大。
夏季:
当送风温度升高时,调节冷水阀开大;
当回风温度降低时,调节冷水阀关小。
v连锁控制,风机启动:
新风门打开、回风门打开、水阀执行自动控制;
风机停止:
新风门、回风门关闭、水阀关闭,在冬季水阀则保持30%的开度,以保护热水盘管,防止冻裂。
v新/回风门控制:
当室外温度在18~24C时,新风门开度维持在90%,回风门在10%。
其他情况下维持在10%的最小新风量。
当回风道内的CO2浓度上升超过了设定值,新风阀将打开而回风阀将关闭。
v报警功能:
如机组风机未能对启停命令作出响应,发出风机系统故障警报;
风机系统故障、风机故障均能在手操器和中央监控中心上显示,以提醒操作员及时处理。
待故障排除,将系统报警复位后,风机才能投入正常运行。
风机盘管的控制:
东郊宾馆共20套风机盘管,采用就地控制,我们应标书要求配置各个风机盘管的电动水阀和温度控制器,以达到有效管理,节能的要求。
1.4.2.2CAV系统
东郊宾馆共有16套定风量系统,控制器采用Honeywell公司的控制器XL10,其符合LONMARK标准,每台XL10内含有3个ECHELON3150CPU。
XL10控制器功能非常完善,XL10自带了风管压差传感器,通过比例计算调节CAV风阀以达到定风量的要求。
1.4.2.3送排风机系统
基本监控内容如下:
风机
34台
运行状态、故障报警、手自动状态
通过启动柜接触器辅助开关,直接监测风机运行状态和手自动状态。
通过风机过载继电器状态监测,产生风机故障报警信号。
于预定时间程序下控制风机等启停,可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表,确定假期和特殊时段。
同时累计风机的运行时间。
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(手动时)、累计时间和其历史参数,且可通过打印机输出。
1.4.3给排水系统的监控
基本监测内容如下表
数量
生活水池
4个
高低液位报警
生活给水泵
运行状态,故障报警,手自动状态
集水坑
15个
潜水泵
膨胀水箱
5个
其它泵
监控功能
监测水箱液位,并作高低限报警
累计有关设备运行时间
给水泵每天可自动切换运行
按照物业管理部门要求,定时开关水泵
当水泵发生故障时,自动切换到备用水泵
监测给水泵、潜水泵等的运行状态和故障报警
监测和记录有关水箱、水池的液位报警情况,并生成动态趋势图
1.4.4电力系统的监测
1.4.4.1变配电系统
我们通过通讯网关方式与变配电系统进行通讯,分别采集高压柜和低压柜部分所需监测的参数。
为了安全考虑,对变配电系统的运行状态和工作参数,由BAS实施监视而不作任何控制,一切控制操作均留给现场有关控制器或操作人员执行。
监测内容
监测高压开关、低压开关的状态表示及故障报警。
当发生跳闸报警时立即通知物业管理部门,以便及时维修。
通过通讯网关方式可监测高、低压进\出线的有关工作参数,包括出线三相电流、三相电压、有功功率、频率、功率因数等,若这些参数超出正常范围(可设定),立即作超限报警,通知有关人员进行检修。
监测变压器超温报警信号。
统计各种高压系统的工作情况,并打印成报表,以供物业管理部门利用。
图形显示高压系统电气原理图,并显示所有测量数据,根据需要显示数据的运行趋势图。
软件控制功能:
对低压配电的电流、电压、功率因素等进行监察,并且可以通过报表或者动态三维趋势图的形式输出
对变压器进行状态监视,并能进行超温报警。
在监控软件上,可实时彩色动态显示各类监控参数。
同时系统可制作打印各类被控参数的各种格式趋势图等。
可选统计各种用电设备用电量的变化情况的工作情况,并打印成报表,以供物业管理部门利用。
1.4.4.2照明系统
我们可按照预先编排的时间程序或按输入指令实施公共、室外路灯、泛光等的自动开关,监控内容如下:
商场:
公共照明
19路
状态表示、故障报警、手\自动状态
设备启停
室外照明
7路
控制内容
按照管理部门要求,定时开关各种照明设备,达到最佳管理,最节能的效果。
节约照明灯具的使用时间,节约能耗。
可对室内照明进行光照控制,保证全天侯室内照度的舒适性。
可统计各种照明用电量的变化情况的工作情况,并打印成报表,以供物业管理部门利用。
1.4.4.3电梯系统
由BAS监视每部电梯的运行状态,并显示故障报警。
:
电梯通讯接口
统计电梯的工作情况,并打印成报表,以供物业管理部门利用
1.5系统功能说明
1.5.1中央站功能
1.5.1.1监视功能
EBI以WindowsNT/2000为操作平台,采用工业标准的应用软件,全中文化的图形化操作界面监视整个BA系统的运行状态,提供现场图片、工艺流程图(如空调控制系统图)、实时曲线图(如温度曲线图,可几根同时显示,时间可任意推移)、监控点表、绘制平面布置图,以形象直观的动态图形方式显示设备的运行情况。
可根据实际需要提供丰富的图库,并提供图形生成工具DisplayBuilder软件,绘制平面图或流程图并嵌以动态数据,显示图中各监控点状态,提供修改参数或发出指令的操作指示。
可提供多种途径查看设备状态,如通过平面图或流程图,通过下拉式菜单或十个特殊功能键进行常用功能操纵,以单击鼠标的方式可逐及细化地查看设备状态及有关参数。
画面的转换不超过两键,画面全部数据刷新小于2秒。
EBI系统软件能提供一个多任务的操作环境,使得用户可同时运行多个应用程序,在运行多个实时监控程序的同时可同时运行如Word或Excel软件,也可浏览Internet网页。
通过使用工业标准的软件来支持并行访问系统的监控操作。
1.5.1.2控制功能
在EBI中,通过对图形的操作即可对现场设备进行手动控制,如设备的ON/OFF控制;
通过选择操作可进行运行方式的设定,如选择现场手动方式或自动运行方式;
通过交换式菜单可方便地修改工艺参数。
EBI对系统的操作权限有严格的管
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