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1、神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目楼宇自控系统BAS设计方案2015年12月Bai.Cheng一、项目概述根据设计要求，本项目楼宇自控系统设计范围包括：1) 冷（热）源群控；2) 空调箱监控；3) 送排风机监控；4) 公共照明监控；二、系统设计2.1 设计原则本系统由点对点通讯的DDC控制器高速网络和基于Web的操作界面构成，该系统采用可点击图形界面方式浏览（操作）相关机电设备和各楼层情况。中央操作软件安装在具备网卡的Web服务器上，Web服务器从DDC网络采集数据，并且生成通用的网络浏览器（如IE）可以观看的网页，此操作者可以通过局域网的任何一台PC上的网络浏览器（如IE）进行全部的楼宇
2、自控系统操作、浏览等功能。本系统采用BACnet开放型通讯协议，时间表、设定点、历史趋势以及报警管理都是BACnet对象。2.2 设计依据JGJ16-2008民用建筑电气设计规范GB/T50314-2006 智能建筑设计标准GB 50189-2005公共建筑节能设计标准GB 50019-2003采暖通风与空气调节设计规范GB 50365-2005空调通风系统运行管理规范GB 50339-2003智能建筑工程质量验收规范CECS182:2005智能建筑工程检测规程现有设计图纸WebCTRL楼宇自控系统产品手册2.3 设计目标1. “一次设备”运行达到设计标准：“一次设备”是指具体体现使用功能的设
3、备，比如冷水主机、锅炉、冷却塔、空气处理机组、水泵、送/排风机、电梯、路灯等直接带给用户使用功能的设备，而楼宇自控系统的设备是通过控制这些设备为用户服务，所以也可称为“二次设备”。楼宇自控的根本目标就是使“一次设备”运行达到设计要求，确保本项目获得绿色环保环境和舒适的工作条件。2. 降低机电设备使用能耗现代建筑中，为满足日益增加的用户的使用要求，机电设备在整个建筑中的份额比例越来越大，而他们的能耗也是该建筑在运行过程中的主要支出，据统计，单是中央空调在现代建筑运行中能耗就占到整个建筑的40%以上，采用楼宇自控系统（其中的能量管理系统）可以极大的降低能耗，为业主节省运行开支。3. 提高物业管理水
4、平为提供一个绿色环保环境和舒适的工作条件，其机电设备数量必然较大，而且由于使用的原因分布比较分散，这些设备的管理（包括开关、调节、检查、维护）是一件很困难的事，采用楼宇自控系统可以使系统管理人员在管理这些设备（系统）时可以非常方便地进行远程操作、监视，减轻人员劳动强度的同时实现现代的物业管理。而且对于使用比较规律的设备，可以采用全部由电脑时间程序管理的方式。楼宇自控系统可以不断地及时地提供有关设备运行状况的资料，集中收集、整理，作为设备管理决策的依据，实现设备维护工作的自动化。物业管理水平的提高，从另一方面也可以提高设备的使用寿命，降低维护费用，从而进一步提高系统投资回收效果。2.4 网络架构
5、监控网络说明：为灵活设置BAS系统网络，满足现代建筑的使用需求，应利用建筑内已经设置的局域网架构，BAS系统网络应设置为两层：1. 控制器层 CMnet 采用BACnet/RS-485网络，双绞屏蔽线20AWG采用手拉手的总线结构，连接到系统路由器LGR，通讯速度最快可以156K，最长通讯距离可以达到3000米，中间需要增加中继器。2. 管理层 TCP/IP 直接利用建筑内现有的TCP/IP局域网，将位于建筑内多处的路由器LGR直接接入，在局域网层进行通讯,通讯速度为10M/100M，这里需要布线系统为路由器的接入留有HUB接口。中央监控电脑可动态设置，系统软件安装在一台服务器（配置较高的PC
6、机即可）上，位于局域网上的任何一台电脑，利用通用浏览器IE即可获得权限范围内的操作功能，这样传统意义上的中央监控室可以设置在局域网连通的任何位置。这种B/S（浏览器/服务器）结构可以允许多台浏览器同时访问服务器，也就为多用户个性化使用提供了可能，管理人员可以采用监视浏览的方式对总体系统或局部设备运行参数进行了解，操作人员可以根据自己的权限进行参数的修改和定义。和第三方设备进行协议通讯，有3种接线方式，RS485,RS232或TCP/IP可选，主要是对方设备的接线方式，最好的接线方式建议采用TCP/IP方式，这样可以不受位置的限制。三、监控说明3.1 通讯集成随着机电设备自控需求的增加，越来越多
7、的复杂机电设备开始自带控制设备，在完成自身监控的同时，可以标准或非标准的通讯协议进行外部通讯，实现机电设备监控的专业化、简易化和低成本化。通信协议是指通信双方的一种约定,约定包括对数据格式、同步方式、传送速度、检纠错方式以及控制字符定义等问题作出统一规定,通信双方必须共同遵守。不同体系结构的系统一般采用不同的通信协议完成系统内部成员之间的通信,这固然为本系统的设计带来了很大的方便,但因为不同系统的通信协议往往不同,当本系统需要同其他系统进行通信时,会因为协议的不同造成通信障碍。为解决异构系统之间因通信协议不匹配造成的通信困难,需要在两个系统之间添加一个协议转换器（通讯网关）。网关在网络层上以实
8、现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。同时，网关也可以提供过滤和安全功能。 冷水机组集成通讯冷水机组提供MODBUS通讯协议，BA进行集成通讯，具体通讯数据以冷水机组厂家提供数据为准。冷水机组系统通讯应采用标准MODBUS（或BACnet）通讯协议，通过网关设备进行数据传输。可以采用RS-485、RS-
9、232或者TCP/IP方式。3.2 DDC监控 配电柜二次回路要求对于风机、水泵等380VAC供电的电机设备，对应的配电柜内必须配置符合自控需求的二次回路（详见GB50171-2012 电气装置安装工程 盘、柜及二次回路接线施工及验收规范内容），BAS常用二次接线要求如下图。二次回路要求序号名称规格参数备注1开关控制220VAC继电器信号接触器线圈端子2开关状态无源触点信号接触器辅助触点3故障报警无源触点信号热继电器辅助触点4手动自动无源触点信号转换开关辅助触点注：对于只监不控的风机水泵，取消上表中的“开关控制”和“手动自动”。 冷热源群控（风冷热泵/常规）1) 开关方式（Run Condit
10、ions）：使用者可以通过三种方式进行冷热源群组设备开关： 系统软件设定时间表，在固定时间开/关； 系统软件直接点击“开/关”按钮； 现场配电柜置于“手动”，现场人工开/关控制。2) 温度控制（Temp Control）： 冷热源为室外风冷冷媒空调，可以提供冷热源。 空调机组监控（恒温恒湿）1) 开关方式（Run Conditions）：使用者可以通过三种方式进行空调箱设备开关： 系统软件设定时间表，在固定时间开/关； 系统软件直接点击“开/关”按钮； 现场配电柜置于“手动”，现场人工开/关控制。以上任何一种都可以发出“设备开启/ON”或“设备停机/OFF”需求。2) 送风机控制（Supply
11、 Fan）：接收到“设备开启/ON”命令，送风机即开始启动；接收到“设备停机/OFF”命令，延时1分钟（可调整）以避免短路，除非紧急停机：以下情况发出报警： 送风机故障：发出“运行/ON”命令，反馈状态为“停机/OFF”； 送风机手动：发出“停机/OFF”命令，反馈状态为“运行/ON”； 送风机超时：送风机运行累计时间超过设定值（可修改）。3) 过滤网堵塞报警（Filter Differential Pressure Alarm）：监视过滤网两端压差（ON/OFF），当超出设定范围（可调整）时发出报警信号。4) 回风温度监视（Return Temp Monitoring）：监视回风温度信号，当
12、超出设定范围（可调整）时发出报警信号。5) 冷热水电动阀控制（Cooling/Heating Coil Valve）：此项目空调无冷热水电动阀，采用室外机冷媒提供冷热媒。6) 新/回风阀控制（Dampers Control）：为保证空调箱处理风量合理，新回风阀开度呈反向关系，开度之和为100%；新风阀和送风机状态连锁，当送风机停机时，新风阀应进行关闭控制；监视风阀开度反馈信号，当超出设定时间（可调整）和控制信号数据不一致时发出“电动风阀故障”报警；新回风阀开度控制根据使用者人工设定的开度运行，一般新风阀在夏季和冬季开度为最低合理值，如20%（可调整），过渡季节可以开大甚至全开。 送排风机监控1
13、) 开关方式（Run Conditions）：使用者可以通过三种方式进行送排风机设备开关： 系统软件设定时间表，在固定时间开/关； 系统软件直接点击“开/关”按钮； 现场配电柜置于“手动”，现场人工开/关控制。以上任何一种都可以发出“设备开启/ON”或“设备停机/OFF”需求。2) 送排风机控制（Supply & Exhaust Fan）：接收到“设备开启/ON”命令，送排风机即开始启动；接收到“设备停机/OFF”命令，延时1分钟（可调整）以避免短路，除非紧急停机：以下情况发出报警： 送排风机故障：发出“运行/ON”命令，反馈状态为“停机/OFF”； 送排风机手动：发出“停机/OFF”命令，反
14、馈状态为“运行/ON”； 送排风机超时：送排风机运行累计时间超过设定值（可修改）。 公共照明监控1) 开关方式（Run Conditions）：使用者可以通过三种方式进行公共照明设备开关： 系统软件设定时间表，在固定时间开/关； 系统软件直接点击“开/关”按钮； 现场配电柜置于“手动”，现场人工开/关控制。以上任何一种都可以发出“设备开启/ON”或“设备停机/OFF”需求。2) 公共照明控制（Zone Lighting Control）：接收到“设备开启/ON”命令，公共照明即开始启动；以下情况发出报警： 公共照明故障：发出“开灯/ON”命令，反馈状态为“关灯/OFF”； 公共照明手动：发出“
15、关灯/OFF”命令，反馈状态为“开灯/ON”； 公共照明超时：送公共照明运行累计时间超过设定值（可修改）。四、系统配置4.1 系统概述根据本项目设计特点和要求，设计采用美国开利公司的WebCTRL系统。WebCTRL系统是行业内最先进的系统之一，隶属于美国开利空调的ALC公司成立于1976年，促成了楼宇自控行业的出现和发展，是美国暖通协会BACnet协议组织的创始成员，是行业内公认的BACnet产品标杆。2004年全球最大的空调厂家开利购ALC公司，整合最先进的楼宇自控和中央空调技术，提供完善的节能管理措施。ALC公司立足创新，图形化操作界面是ALC公司第一个在楼宇自控行业进行应用，操作界面友好化至今仍然是WebCTRL系统一大特色和亮点，所
