TRENDBA方案写字楼.docx
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TRENDBA方案写字楼
智能楼宇设备自动化管理BAS系统
设计方案
楼宇自动化管理系统BAS方案
概述
一、西门子(SIEMENS)楼宇自控系统的意义
为业主提供舒适而节能的室内环境。
保证楼宇设备最大限度发挥其功效,节省运行及管理费用。
控制管理及监察所有楼宇设备用电量。
便于维护,保养及集中操作所有楼宇设备。
保证大楼人身与财物的安全。
节省人力,提高大楼等级。
二、SIEMENS控制系统有限公司概况
SIEMENS智能化楼宇自控系统有数十年的生产经验,除了德国市场常年居于领
导地位,也是全球少数几个最大的BA生产厂家之一,在欧洲、美洲、亚洲、大洋洲等地开展业务,持有ISO9001、EN29001和BS5750等国际高端认证。
论在技术的先进性还是在产品质量上都处于同行业中的领先地位,生产从32位处理器的各类智能DDC控制器到阀门、执行器机构、传感器、变送器等一系列楼宇监控产品,系统成套性高而全,以保证质量,为用户提供高品质、高可靠性的楼宇自动化系统。
并设有庞大的研究发展部以在技术上保持领先优势。
TREND卓灵的智能楼宇监测与控制系统体现了最好的质量,性能,可靠性方面的工业标准,数十年来被全世界数以万计的用户广泛采用。
自2005年起,TREND卓灵强强联手,正式成为享誉全球的霍尼韦尔(Honeywell)自动化控制系统集团(AutomationandControlSolutions-ACS)的核心成员之一,以其先进的产品技术与深厚的客户积累,进一步奠定了Honeywell在国际楼控市场的领导地位,及未来世界楼宇智能化控制技术的发展方向。
霍尼韦尔(Honeywell)是著名的全球跨国性高科技企业,总部在美国新泽西州的Morristown,在全球100个国家拥有120,000位雇员。
年销售额达250亿美元,市场总资本达450亿美元以上,是财富杂志100强中的一员,道琼斯成分指数中的上市公司。
TREND控制系统有限公司是世界上一家主要的全智慧型建筑物控制系统和电气产品的制造商和供应商。
多年以来,MKTREND公司经历了迅速和连续的发展,在英国的控制系统和能源管理市场中居于领先地位。
此外,公司除了向欧洲、美国、中东、远东、非洲和澳洲等地出囗产品之外,近几年也展开了中国市场的业务。
MKTREND公司的先进技术和供应范围含盖了全套系列的建筑物控制设备,其中包括各种现场控制器、监控电脑、阀门和各种传感器等;虽然更新的速度相当快,但是TREND公司一直走在世界先进技术的前列,不断投入新产品的研制,拓展新的应用领域,以适应市场的需求。
无论是今天还是将来,MKTREND所有的新产品都能与原有已投入使用的多种系统互相兼容,这不仅使过去或现在的业主所进行的任何投资一直都具价值,也使分阶段建筑工程的客户可以从TREND产品任一新发展中得到最大的利益。
MKTREND自控产品已在欧洲、美国和远东等地区的1600多个已投入运转的重大工程中经受了严格的考验,MK-TREND产品在中国已得到广大设计工程师的支持和越来越多业主的青睐,MKTREND控制系统有限公司凭借雄厚的技术实力,良好的服务信誉,竭诚将MK-TREND自控产品奉献于中国的现代化建设中。
英国TREND卓灵楼宇自控产品在欧洲市场居于领先地位。
TREND系统适用于不同规模及性质的建筑物,包括国内外一些著名的项目,在中国TREND已在多个省市成功开通了许多自控系统。
MKTREND除了在系统中提供了卓越的DDC控制器、简单高效的网络外,更为用户供应了原厂的周边配备,如:
各类传感器、输入/输出讯号转换模块、三相多参数电表、阀体、电动执行器及第三方系统接口。
在楼宇自控设备上最能体现一体化的兼容性。
卓灵所有型号的DDC控制器都内置32位微处理器、EEPROM及标准RS485、RS232通讯口,每个控制器除了高速执行当地的控制任务外,更可直接与网络上其他控制器或中央监控计算机作数据交换或协调工作。
完全体现了“无级别的全分散”式控制要求。
网络只需一根4芯屏蔽线相连,布线简单,在网络上不论DDC控制器,还是中央计算机或第三方通讯接口均建立在环网上,成为独立的分站。
分站中设网络隔离。
若该站出现故障,隔离器即工作,并同时报警,因此网络不会中断,而经隔离的分站仍保持当地正常控制任务,该情况下用户只是对该站暂时失去联系等待检修。
但分站工作仍然继续。
这样的结构,把一旦出现通讯故障所带来的影响减到最低。
同时卓灵系统可与消防报警系统、电梯监控系统、保安系统、公共广播网络系统联网,实现数据共享,达到整个弱电系统的最佳控制;卓灵产品获ISO9001、EN29001和BS5750等著名标准的认可,卓灵网络符合ISO/OSI(国际标准化组织/开放系统互连)标准。
此外,卓灵系统的中文962监控软件是专为楼宇自控而开发。
软件中已包含了编程、过程浏览、曲线、报警处理、动态数据交换、历史记录等一切功能,操作非常容易;各监控画面及控制过程已有标准样板,确保调试能迅速完成,同时可应用户的要求作出满意修改。
上海卓麟公司特别专注售后服务,从开通调试到日后的客户培训皆由专业人员负责。
并设立了国内技术培训中心,为广大的用户提供完善的服务。
三、TREND楼宇自控系统最大的优点
─集中管理维护、节省能源和人力
现代的大厦由于设备齐全、服务功能完善,人们工作和生活的质量有了很大的提高,但是随之带来的另一个问题就是各类能源无节制地消耗,以及大厦建成后高昂的运行与维护费用。
这给整个大厦,甚至整个社会带来很大的负担,特别象在我们中国这样的发展中国家,能源对于我们来讲是多么的重要,通过建设智能化大厦,就有可能实现能源的科学与合理的消费,从而达到最大限度的节省能源的目的。
另一方面,通过管理的科学化、智能化,使得大厦的各类机电设备的运行管理、保养维修更趋自动化。
智能大厦的维护和管理,是大厦建成后的重要工作,直接关系到整座大厦的自动化与智能化能否确实可以运作,以达到其原设计的目标。
而维护管理工程的主要目的,即是以最低的费用去确保大厦内各类机电设备的妥善维护、运行、更新。
根据美国大楼协会统计,一座大厦的生命周期为60年,启用后60年内的维护及营运费用约为建造成本的3倍。
再依据日本大厦的统计,大厦的管理费、水电费、煤气费、机械设备及升降梯的维护费,占整个大厦营运费用支出的60%左右,且其费用还将以每年4%增加。
所以只有依赖智能化系统的正常运行,发挥其作用来降低机电设备的维护成本,同时由于系统的高度集中,操作和管理也高度集中,人员安排更合理,使得人工成本降到最低。
香港文华东方酒店是香港一间最具东方特色的五星级大酒店,酒店服务和酒店设备均闻名世界,酒店对于一位旅游者来说,最温暖的欢迎莫过于殷勤的服务和舒适的室内环境,使客人有一种宾至如归的感觉。
为了达到此目的,这幢座落在干诺道中的26层酒店投资建立了一套卓灵楼宇管理系统,主要用于空调、锅炉和所有风机、自来水及污水系统、电力设备、电梯和扶手电梯、加压和排烟风机、游泳池设备和功率及耗电量的监控。
文华东方酒店采用了卓灵楼宇管理系统,不但保证了环境的舒适性,而且给管理维护工作带来了许多方便。
到目前为止,对比以前的系统,酒店的能耗下降了20%。
四、TREND楼宇设备智能化管理系统的组成
上海卓麟公司推荐的TREND(BA)控制系统;由末端设备传感器电动执行器,现场智能控制器DDC、中央监控站(主控制器三级装置构成自控网络,各DDC之间可进行多层次的直接通讯,通过直接通讯来实现数据共享和协调工作;DDC之间独立运行,现场控制器与CPC在结构上不分级别,故硬件构置简单.整个网络通过综合布线系统来实现,并与计算机中央管理系统连接。
1.IQ现场控制器
TREND现场控制器是楼宇自控系统的最隹选择,它充分地分布于整个楼宇之中;既可独立通过控制器及时对各种楼宇设备进行现场监控,也可以将控制器上的通讯接囗连成楼宇自控管理网络,通过网络在BA控制中心对整个BA管理系统进行全面的、实时的、系统的集中型控制。
TREND现场控制器DDC全采用32位CPU微处理器(目前各类BA系统中运行速度最快)满足了最复杂的楼宇自控要求。
TREND现场控制器包括IQ21x系列、IQ22x系列、IQ240系列、IQ250系列;其中最小容量为IQ21x系列,最大容量为IQ250系列,控制器最小控制点数为5点输入、6点输出;控制器最大控制点数为64点输入、32输出点。
这些控制器全部有智能微处理器构成,大容量控制器采用模块化的卡式结构,可根据不同控制对象的输入、输出点任意组合。
TREND控制器的输入、输出通道采用了通用型,无论是数字型还是模拟型,也无论模拟输入通道是电流信号电压信号还是热敏电阻信号,均可通过每个通道上的跨接片很方便地进行设置。
另外控制器的输入通道回路可直接对传感器进行供电,这不仅给设计工作带来方便,节省了电源电缆的投资,更重要的意义在于排除了外部电源对控制器的干扰;网络通讯接囗的发送、接收状态,供电状态,数字输入、输出通道均带有LED信号指示灯。
TREND控制器将功能强大的自控软件以模块化的形式固化在控制器内的EPROM中,这些模块化的软件功能包括以下几个方面:
■时区:
用于灵活的时区控制及年度规划运行。
■PID控制回路:
精确的自适应定值控制或自动气候温度补偿(PID控制采用自适应性在楼宇自控领域中为MK公司独家所有)。
■循环运行和最大要求控制:
用于电力监控和费用管理。
■警报处理:
楼宇设备及系统故障诊断和报警。
■最隹启停控制:
按负荷需要在最隹时间启停楼宇设备。
■曲线记录:
自动记录三个月的系统运行参数和数据。
■数学公式:
可进行累计值、均值、乘、除、比差等数学运算。
■逻辑和顺序控制:
可用于联锁和定时控制。
2.传感器
系统中需用到的传感器主要有:
室内外空气温感、风道温感、接触温感、液浸温感、烟道温感、Lux光感、主压差感、压感及压差开关等。
通过网络将信号传送到DDC。
3.电动执行器和阀体
TREND电动执行器可分为比例调节和升降型两种。
根据所驱动阀体的口径大小可分为V40,V50,V60,V80多种型号。
执行器由外部供电(AC24V/230V),并由DDC发出控制信号(DC0-10V)使执行机构动作。
每种型号阀体均带手动调节旋钮,无需切断自控系统即可实现手动超越控制。
TRAND阀体具有良好的等百分比流量特性,耐压高;最小口径15mm,最大口径200mm,与电动执行器配套使用时阀杆的最大行程可达45mm,运行平稳,可调性高。
4.963中央监控软件
963中央监控软件TREND公司最新开发的一套图形界面、实时监控的楼宇自控管理软件,专为一些已装设TREND楼宇管理系统的大厦使用。
使用者可通过软件的控制功能去监控楼宇设备的状态,从而作出适当的应对行动。
(例如:
可转变的设定点调校,正常系统的负载操作或策略控制的微调)。
此外,它亦提供故障记录,分析及资料录取功能,从而使整座大厦的各项设施均能以最佳效率,最节省能源的原则下操作,为大楼提供舒适的环境。
963软件可以工作在WIN98/2000及WINNT4平台下,支持办公网络及互连网的HTML页面显示,使用于TCP/IP以太网和卓麟网络。
963软件设有两种操作方式,分别是963主机和963服务器。
962主机用于单独监控卓麟系统,而963服务器可同时支持多个工作站。
这些工作站只需装载互连网浏览器(如InternetExplore5),便可与963服务器连接,并且对楼宇设备进行监控/监察或控制。
963能同时支持3至25个工作站,因此可以避免同时购买多套软件。
963具备六个强大的监控功能:
动画系统图:
监控设备的运行状态,并通过24位彩色3D动画图象界面来操作,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/存储设备过载/故障等各种报警,自动启动跳跃报警面板及联动动画系统。
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。
复合用户密码管理员:
使用多等级密码,配合不同等级的操作人员,管理/维护设备正常工作。
5.楼宇设备智能化系统的网络构成
网络采用无级别集散式分布结构;访问控制方式为令牌无主权式,通过系统网络布线或综合布线系统将BA系统网络拓展与安保,消防报警及停车收费管理系统组成联网,通过BA系统网络接口进入BA控制中心,进行实时监控。
随着现代建筑技术、现代计算机技术、现代控制技术和现代通信技术的不断发展,人们对智能化大楼的要求也越来越高。
单一的智能化弱电子的系统集中化管理向多系统的智能化系统集成方向发展,已成为智能化建筑和现代化建筑楼群发展的必然。
作为一家智能化大楼设备供应商和工程商的上海卓麟公司,凭借公司的实力一直在致力于智能化弱电子系统的多系统的系统集成化研究工作。
卓灵(TREND)系统经过多年的开发应用,目前与与第三方系统接口有二类产品:
XNC220和COMPASS。
XNC220接口:
可通过RS232、或RS485连接
通讯格式可选择
读写的数据可通过编程设置
简单方便的TCL应用软件
可直接与卓灵网络通讯
COMPASS接口:
可通过RS232、RS422或RS485连接
通讯格式可选择
读写的数据可通过编程设置
通过CNC与卓灵网络通讯
可选择性的选择以上两种接口方式中的一种作为楼宇自控系统与第三方弱电系统的通讯连接,在形成IBS弱电系统集成管理上取得了较好的效果。
它的具体系统形成功能如下:
1、同时对所有智能化弱电子系统进行实时监控。
2、协调各智能化弱电子系统的工作,实现各智能化弱电子系统之间的数据共享。
3、实现各智能化弱电子系统的维护保养管理。
4、实现各智能化弱电子系统的报警处理。
卓灵(TREND)系统还具有以下几种通讯接口
LONC(LonMarkObjectNodeController),是在Trend楼宇管理系统网络和其他LonMark设备(如连接到Lon-network的传感器或阀)之间的一个通信接口。
Trend网络设备能和LONC内的数据阵列通讯,IQ控制器也可以和LONC以用文本方式通讯。
LONC中的数据阵列能和其他的LonMark设备交换数据。
LINC(LONInternetworkNodeController)提供了将Trend楼宇管理系统连接成LonMark的工具,LINC在Trend网络层次上操作,包括必须的WAN的支持(例如ANC,MNC的支持)。
Trend系统的操作不需要任何LonWork管理就可自己完成。
LINC也能被管理,和LonMark产品构成一个整体。
EINC(EthernetInternetworkNodeController)提供了将Trend楼宇管理系统连接到以太网的工具。
EINC在Trend网络层次上操作,包括必须的WAN的支持(例如TMN的支持)。
EINC也提供虚拟的CNC以允许以太网上的电脑用管理器或工具软件和Trend楼宇管理系统通讯。
BAS系统具体方案
一、系统设计依据
本方案在进行系统设计时的主要标准依据和参考资料分别是:
1.《智能建筑设计标准GB/T50314-2000》
2.《电气装置安装工程施工及验收规范》
3.《分散型控制系统工程设计规定》
4.《工业自动化仪表工程施工及验收规范》
5.《中国采暖通风与空气调节设计规范》
6.《中国室内给水排水热水供应设计规范》
7.《国家行业标准JGJ60-99》
8.《国家标准GB50156-92》
9.其他相关的各类国内外和地方标准规范等。
二、系统设计范围
对南京新达二期设备控制从如下方面考虑:
◆冷热源系统
◆通风、排风系统
◆给排水监控系统
◆照明监控系统
◆电梯监控系统
◆变配电系统
根据该大楼的建筑面积、用途、内部布局及室外气象等设计参数,对大楼内如下设备进行监控:
(见下表)
BA楼宇机电设备控制系统监控设备表
名称
数量
所属系统
备注
热泵机组
2
冷热源
空调冷冻水循环泵
2
冷热源
冷冻水旁通电动调节阀
1
冷热源
电动切换蝶阀
2
冷热源
新风机
14
空调
送排风机
34
通风
生活水泵
2
给排水
生活水池
2
给排水
生活水箱
2
给排水
膨胀水箱
1
给排水
集水井
38
给排水
排污泵
45
给排水
垂直电梯
8
电梯
公共照明
54
照明
低压进线柜
n
变配电
未定
联络柜
n
变配电
未定
变压器
2
变配电
未定
(A)冷热源监控系统
1、热泵机组系统回路输出/输入点:
模拟输入
冷冻水总管供水温度测量
X1
冷冻水总管回水温度测量
X1
冷冻水总管流量测量
X1
冷冻水旁通压差测量
X1
冷冻水旁通电动阀阀位反馈
X1
数字输入
热泵机组运行状态
X2
热泵机组故障报警
X2
冷冻水泵手自动状态
X2
冷冻水泵运行状态
X2
冷冻水泵故障报警
X2
水流开关状态
X2
电动切换蝶阀阀位反馈
X4
模拟输出
旁通电动阀控制
X1
数字输出
冷水机组开关控制
X2
冷冻水泵开关控制
X2
电动切换蝶阀开关控制
X2
控制策略:
◆由冷热水的供回水温度传感器和流量传感器测量出整个大楼的实际冷热负荷Q=Fx△T。
根据实际冷热负荷控制冷冻机组主机、冷冻水泵的运行台数,以达到节能效果。
◆在不同季节,根据液体压差传感器对供回水水流压差值的测量,由控制器来控制电动旁通蝶阀的开度,保证供回水压差在一定的范围内,保护管路内末端设备不因侧压值过高而损坏。
◆为保系统正常运行,规定如下启动及停止顺序。
A)热泵机组的启停监控,其中加载顺序如下:
--开启电动蝶阀
--开启冷冻水泵
--判断水流开关
--开热泵机组
B)卸载顺序为:
--关闭热泵机组
--关闭冷冻水泵
--关电动蝶阀
C)冷冻机台数的控制
楼宇自控系统将根据当前建筑物内的负荷的变化,计算出冷冻机启停的台数并完成相应的控制功能。
方案如下:
Q=K×F×(Tr-Ts)
Q:
整个空调系统的热负载需要
K:
冷冻水的热系数
F:
冷冻水流量
Tr:
冷冻水回水温度
Ts:
冷冻水供水温度
根据计算的结果Q和冷冻机的冷量做比较,就可确定冷冻机的开机的台数。
由于此项工作是实时调整的,所以可保证运行的机组保持最高的效率,同时由于关闭了一些多余的外设,所以可达到节能的效果。
在台数控制时,设置了冷冻机的时间间隔,所以不会出现频繁启/停的现象。
D)各设备的运行时间
楼宇自控系统(BAS)存储每台冷冻机、每台冷冻水泵、每台冷却水泵、每个冷却塔的运行时间。
这些数据除可按需要在PC工作站显示外,还可做为选择某台设备运行的依据。
◆当值班泵发生故障时,备用泵自动投入运行,并发出报警。
◆当值班冷冻机组发生故障时,备用机组自动投入运行,并发出报警。
◆下列参数在控制中心微机上检测,并在彩色画面上实时显示:
●机组和水泵启停次数、运行时间累计。
●冷热水供回水压差、温度、流量。
◆机组运行状态、故障报警。
◆循环水泵手自动状态,运行状态、故障报警。
(B)空调控制系统.
本大楼设计BA系统监控的空调机共有13台
B-1空调机控制系统输出/输入点(13台)
模拟输入
送风温度测量
X13
回风温度测量
X13
室外温度测量
X1
数码输入
送风机运行状态
X13
送风机故障报警
X13
送风机手自动状态
X13
过滤网堵塞报警
X13
模拟输出
冷冻水回水电动阀调节
X13
新风风门调节
X13
数码输出
送风机开关控制
X13
118
控制策略:
◆时区控制:
按时间程序灵活设定送风机运行时间,每天可划分3个阶段启停风机。
◆最隹启停控制(OSS):
根据室内外环境变化和大楼的作息时间和实际负荷自动计算提前开机的时间和提前关机的时间,使用户一进入服务区就有一个舒适的空气环境,在用户离开前规定时间提前关闭送风机,以达到节能效果。
◆PID控制:
通过比例、积分、微分计算(PID)对冷热水回水阀进行准确的控制调节,使室内温度按设定值全年自动控制、节能运行。
◆其他特点如下:
●过滤器过阻报警,提醒操作人员及时清洗。
●送风机运行状态、故障情况显示与报警。
●送风温度参数等在管理主机显示器上以彩色中文流程图实时显示。
●送风机在管理微机上通过滑鼠启动控制。
(C)新风机控制系统.
本大楼设计BA系统监控的新风机共有1台
B-2新风机控制系统输出/输入点
模拟输入
送风温度测量
X1
数码输入
送风机运行状态
X1
送风机故障报警
X1
送风机手自动状态
X1
过滤网堵塞报警
X1
模拟输出
冷冻水回水电动阀调节
X1
数码输出
送风机开关控制
X1
新风风门开关控制
X1
控制策略:
◆时区控制:
按时间程序灵活设定送风机运行时间,每天可划分3个阶段启停风机。
◆最隹启停控制(OSS):
根据室内外环境变化和大楼的作息时间和实际负荷自动计算提前开机的时间和提前关机的时间,使用户一进入服务区就有一个舒适的空气环境,在用户离开前规定时间提前关闭送风机,以达到节能效果。
◆PID控制:
通过比例、积分、微分计算(PID)对冷热水回水阀进行准确的控制调节,使室内温度按设定值全年自动控制、节能运行。
◆其他特点如下:
●过滤器过阻报警,提醒操作人员及时清洗。
●送风机运行状态、故障情况显示与报警。
●送风温度参数等在管理主机显示器上以彩色中文流程图实时显示。
●送风机在管理微机上通过滑鼠启动控制。
(D)送排风监控系统
本大楼设计BA系统监控的送排风机共有34台
系统输出/输入点
数码输入
风机运行状态
X34
风机故障状态
X34
风机手自动状态
X34
数码输出
风机开关控制
X34
每台风机都有就地选择开关来选择手动/楼宇自动化控制。
在楼宇自动控制模式下,楼宇自控系统将按时间表来操作设备,执行相关的程序和联锁。
在手动模式下,楼宇系统控制功能失效,但监视功能仍然保持。
A)风机的程序启/停控制
楼宇自控系统预先在周计划中安排风机一周内每天的开机/关机时间,因此系统就能根据定时时间表自动启、停风机。
也可在界面上实现手动直接控制。
B)运行时间累计
楼宇自控系统(BAS)将存储每台风机的整个运行时间。
这些数据将按需要在PC工作站给操作员显示。
(E)给排水监控系统
给排水设备监控输入/输出点
模拟输入
数字输入
生活水池液位报警
X4
生活水箱液位报警
X4
生活泵运行状态
X2
生活泵故障报警
X2
集水井超高超低液位报警
X38
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