西门子楼宇自控BA设计方案

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1、西门子西门子 BA 控制部分控制部分 一 系统概述一 系统概述 基地的自动化控制系统将致力于实现基地建筑物内的空调 给排水 照明 电梯及其他各类系统机电设备管理自动化 智能 化 安全化 节能化 同时为基地的工作人员提供最为舒适 便 利和高效率的环境 西门子楼宇科技的 APOGEE 控制管理系统是采用集散控制的 系统 每个 DDC 控制器均有 CPU 处理器进行数据处理 都能够独 立工作 不受中央或其他控制器故障的影响 从而大大提高了整 个集控管理系统的可靠性 并且系统可对所有的 DDC 进行巡检 如有 DDC 控制器丢失 中央管理站可在其恢复通信后自动下载程 序 保证了系统的运行可靠 二 系统

2、需求分析二 系统需求分析 根据甲方要求对机电设备的自动化控制需求本方案制定如下控制项 目主楼的BA 系统及辅楼人防指挥所的BA系统 两个系统相对独立 但是共用同一个冷热源系统 主楼 BA 系统的工作站安放在主楼地下 一层的控制室内 辅楼的的 BA 系统的工作站安放在人防指挥所的控 制室内 所有系统均包含以下控制部分 冷热源系统控制 冷热源系统控制 基地的冷暖源系统共分 2 个区 包括主楼及辅楼的人防指挥 所 共有 4 台冷冻机组 11 台冷却塔 和冷冻水泵 冷却水泵 锅炉 循环水泵 热交换器等设备组成 APOGEE 楼宇自控系统 可以采用 DDC 控制器直接采集冷热源系统中的冷冻机组 热交换器

3、 以及空调水泵的各种参数 同时程序控制冷冻机组及空调水泵 冷 却塔的启停 完成各种联动控制 备用设备的转换 同时 APOGEE 系统还可以采用标准网关的方式采集冷冻机组的 各种参数 在冷冻机组的控制中 APOGEE 系统与许多著名冷冻机 生产厂家都有标准的接口网关 如 约克 York 开利 Carrier 特灵 Trane 麦克维尔 McQuay 等公司 它可将机组的内部运 行状态 过热报警 防冻报警 及机组的内部温度等内部参数通过 通信方式直接告诉 APOGEE 系统 网关的方式比 DDC 方式具有以下优点 提高了系统的技术等级和可靠性 可监控更多的系统参数 且增加监控点不增加现场布线 工作

4、 避免了传感器的重复投资 减少了现场的布线工作 冷冻系统控制内容 监控设备 监控内容 冷水机组 程序开关控制 蝶阀控制 运行状态 故障报警 手 自动状态 冷冻机供回水温度检测 蝶阀位置反馈 冷冻水泵 启停控制 运行状态 故障报警 手自动状态监测 水流开关状态 冷却水泵 启停控制 运行状态 故障报警 手自动状态监测 水流开关状态 冷却塔 启停控制 蝶阀控制 运行状态 故障报警 手自动状态监测 蝶阀位置反馈 冷却水总管回水温度检测 同时采用 DDC 直接采集冷冻水供 回水总管路的温度 流量的参 数 监测冷冻水旁通的压差 控制调节旁通阀开度 监测膨胀水箱的高低液位 控制内容 在指定管道位置设置温度及

5、压差传感器和水压调节阀 以 测量空调水供回水温度 调节空调水供回水压差 根据冷冻水总进 回水温度差和流量计算系统总负荷来控制 冷冻机组的运行台数 独立空调区域负荷计算根据 Q C M T1 T2 T1 分回水管温度 T2 分供水总管温度 M 分回水管回 水流量 当负荷大于一台机组的 15 则第二台机组运行 详细流程 见群控流程图 根据程序或管理的日程安排自动开关冷冻机组 根据管理的要求自动切换 4 台冷冻机组的运行次序 累计每 台机组运行时间 自动选择运行时间最短的机组 使每台机 组运行时间基本相等 以延长机组使用寿命 自动监测各关 键设备的运行状态 故障报警 手 自动状态 并按照程序 及实际

6、情况自动启动备用设备 测量冷却水总回水温度 控制冷却塔风机的运行台数 以维 持适当的冷却水温并节约能源 冷热源系统同时还完成如下控制 监测热交换器的供回水温度 根据热交换器的二次侧出水水温控制一次侧电动蒸汽调节 阀 以维持出水水温 图 1 冷冻机群控流程图 图 1 冷冻机群控流程图 选定冷水机选定冷水机 启动冷却塔启动冷却塔 确定风机状态确定风机状态 启动冷却水泵启动冷却水泵 确定水泵开动确定水泵开动 启动冷冻水泵启动冷冻水泵 确定水泵开动确定水泵开动 启动冷水机组启动冷水机组 确定冷水机状态确定冷水机状态 停冷却塔 报警 排序停冷却塔 报警 排序 停止水泵 报警 排序停止水泵 报警 排序 停

7、止水泵 报警 排序停止水泵 报警 排序 停冷水机 报警 排序停冷水机 报警 排序 冷水机开 停机后 延 时30分钟 冷水机开 停机后 延 时30分钟 计算负荷 测量流量计算负荷 测量流量 加机加机 减机减机 停冷水机停冷水机 停冷冻水泵停冷冻水泵 停冷却水泵停冷却水泵 停冷却塔停冷却塔 NO NO NO YES YES NO NO NO NO YES YES NO 空调控制 空调控制 基地项目的空调系统由新风机组 空调机根据基地项目空调系 统的特点 我们采用 DDC 控制器方式 对大楼空调系统实行具体 的监控 内容如下 启停控制 于预定时间程序下控制空调机组的启停 可根据要求临时或 者永久设定

8、 改变有关时间表 确定假期和特殊时段 DO 状态监测 通过风机过载继电器状态监测 产生风机故障报警信号 DI 通过空调控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号 DI 通过安装压差开关 监测过滤网两侧压差 根据设定值产生 阻塞报警信号 提示清洗过滤网 提高过滤效率 压差设定值 20 300Pa 可调报警范围 DI 通过 PI 算法调节新风机冷源阀门调整新风机组送风温度跟 踪设定温度点 软件控制模式 A DDC 控制器能进行下列各项标准及完备的控制模式 两态控制 ON OFF 设备状态检测 NORMAL ALARM B 控制软件提供一个备用功能 用以限制每小时装置被控制周 期次数 C 控制软件对重型

9、装置提供一个延迟开启的功能 用以保护重 型装置在过度开启情况下可能造成的损坏 D 当停电回复正常后 控制软件将会根据每一个装置的个别启 停时间表 对装置发出启 停的指令 节能控制模式 每日的预定时间表 每年的预定日程表 假期的安排表 临时超控安排表 最佳启 停功能 夜间设定自动切断空调机主电源回路 送排风机的控制 送排风机的控制 启停控制 于预定时间程序下控制送排风机的启停 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 DO 状态监测 通过启动柜接触器辅助开关 直接监测风机运行状态 DI 通过风机过载继电器状态监测 产生风机故障报警信号 DI 照明系统的监控 照明系统的监

10、控 公共照明在一幢建筑中能耗也是非常大的 因此照明控制系统 主要对楼层公共照明 泛光照明进行节能控制 照明控制设备 照明回路启停控制 DO 照明回路状态反馈 DI 给排水系统控制 给排水系统控制 采用DDC采集给排水系统中的生活水箱 地下水池 污水池高低 液位 各种水泵的参数 具体如下 设备监控内容 生活水箱的高低液位监测 DI 生活水池的高液位检测 DI 根据生活水箱的低液位启动生活水泵 生活水箱的高液位停 止生活水泵 DO 生活水泵 排水泵 运行状态 故障状态 DI 污水池的高液位指示 DI 系统还可根据时间表对排水泵启停进行分时 分区控制 电梯系统监控 电梯系统监控 监视电梯系统的运行状

11、态和故障状态 变配电系统的监控 变配电系统的监控 为了大楼的安全考虑 对变配电系统的有关变配电状况 由中央监控系统 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 所以变配电监控系统采集低压出线的合闸开关状态 跳闸开关状态 检测 变压器高温报警状态和电力品质参数 如低压出线的用电量等 变配电系统中 西门子楼宇科技公司也具有于 ABB 西屋公司 西门子 等公司的标准接口网关 可通过与变配电系统的电脑采集配电系统的各项参 数 省去配电系统报价的各种变送器 设备监控内容 监测低压配电柜的合闸状态 DI 检测低压配电柜的跳闸状态 DI 监测低压出线的重要工作参数 AI 包括

12、三相电压 三相电流 频率 有功功率 无功功率 功率因素 电量 监测变压器高温报警信号 DI 此外 系统还监测备用柴油发电机的三相电压 三相电流及频率 监视油箱液 位 高低限报警 并自动监视发电机的工作状态 三 设计依据和设计原则三 设计依据和设计原则 系统设计规范与依据 系统设计规范与依据 建 筑 智 能 化 系 统 工 程 设 计 管 理 暂 行 规 定 建 设 部 1997 290 建筑电气设计规范 JCJ T16 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 建筑设计防火规范 GB50045 95 电气装置工程施工及验收规范 GBJ232

13、 82 业主提供的招标文件 四 系统结构及设备简介四 系统结构及设备简介 APOGEE 系统介绍 APOGEE 系统介绍 APOGEE 系统是以安装 Windows 2000 NT 计算机工作站为监控平 台 可连接多达 4 条楼宇级网络 BLN 每条楼宇级网络可连接最多 100 个 DDC 控制器 而每个 DDC 又可通过楼层级网络 FLN 连接多 达 96 个扩展点模块或终端设备控制器 楼宇级网络和楼层级网络都 符合 RS485 标准 最大通信距离可达 1200 米 从而使 APOGEE 系统可 以合理地分布于各监控现场 实现对机电设备集中监控和管理 APOGEE 系统是基于现代控制论中分布

14、式控制理论而设计的集散 型系统 具有集中操作 管理和分散控制功能的综合监控系统 系统 的目标是致力于实现建筑物内的暖通空调 变配电 给排水 冷暖源 照明 电梯扶梯及其他各类系统机电设备管理自动化 智能化 安全 化 节能化 同时为大楼内的工作人员和其他租户提供最为舒适 便 利和高效率的环境 APOGEE 系统特点 APOGEE 系统特点 遵循分布式控制 集中式管理的原则 充分发挥 Windows 2000 NT 平台的实时多任务特性和多用户 管理功能 支持 WEB Server 服务 让用户通过 Internet Intranet 使 用标准的浏览器就能监控系统运行状况 支持远程通告 能将系统报

15、警和系统事件信息发布给例如讯 呼机 电子邮件或电话等各种不同的通告设备 遵循开放性原则 支持 ANSI135 1995 标准 BACnet 现场 总线 LonMark 标准和 OPC 技术 便于与其他第三方系统实现数据 共享 利用微软的 SQL 数据库 可以对系统的历史数据进行统一管理 并提供以 Excel 格式的报表 系统的可靠性高 扩展和维护方便 APOGEE 系统结构 APOGEE 系统结构 管 理 级 网 络MLN管 理 级 网 络MLN Management Level Network 支 持 Client Server 结构 采用高速以太网连接 运行 TCP IP 协议 可以利用大

16、楼内的综合布线系统实现 操作员可以在任何拥有足 够权限的工作站实施监测设备状态 控制设备启停 修正设定值 改变末端设备开度等得到充分授权的操作 目前 APOGEE 系统在 得到授权的前提下 最多可以通过以太网连接 25 台工作站 图 2 APOGEE系统结构 图 2 APOGEE系统结构 楼宇级网络 BLN楼宇级网络 BLN Building Level Network 系统最多可以同时 支持 4 条楼宇级网络 每条楼宇级网络最多可连接 99 个 DDC 控制 器 如最常用的模块式楼宇控制器 MBC 和模块式设备控制器 MEC 楼宇级网络使用 24AWG 双绞屏蔽线 最快支持 115Kbps115Kbps 的通信速率 楼层级网络 FLN楼层级网络 FLN Floor Level Network 重要的 DDC 控制器都支 持最多 3 条楼层级 网络 每条楼层级网络最多可连接 32 个扩展 点模块 PXB 或终端设备控制器 TEC 楼层级网络最快支持 38 4Kbps38 4Kbps 的通信速率 APOGEE Insight 监控软件 APOGEE Insight 监控软件 APOGEE