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1、楼宇设备自控系统设计技术方案1.1、总体介绍自1984年美国康涅狄格州建成世界上第一座智能建筑City Place以来，智能建筑在世界各地如雨后春笋般蓬勃发展起来。它是计算机技术（Compter）、通信技术（Commission）控制技术（Control）、与建筑技术（Architecture），即3C+A相结合的结晶。它以建筑为平台，兼备通信、办公、建筑设备自动化，集系统结构、服务、管理及它们之间的最佳结合，向人们提供一个高效、舒适、便利的建筑环境。楼宇设备自动化系统BAS(Building Automation System)是智能建筑必不可少的基本组成部分，已在世界各地广泛应用，并受到充
2、分重视。它的任务就是创造一个安全、舒适与便利的工作环境，同时尽量减少能源消耗，它可以监控大厦内各种机电设备的运行情况和故障状况，并控制这些机电设备。它不仅可以根据需要随时打印各种报表，给管理人员带来很多的方便，同时，它对机电设备的实时监控，更方便于人员对设备的维护、维修和管理。在节能的同时，又节省了人力、物力，大大降低了管理成本。深圳XX园位于我国南部重要省份广东省的深圳市，主要是由一座办公楼、生产车间、锅炉房组成。办公楼地下一层，地上六层，生产车间地下一层，地上三层。深圳XX园是集楼宇自控、安保及诸多子系统于一体的综合性智能化大厦，对智能化系统有很高的要求，它不仅需要对大楼内的所有机电设备进
3、行统一管理，而且这些设备还需与其他的智能化子系统进行通讯和必要的联动控制，致力于创造一个高效节能、绿色环保、舒适、高性能价格比、温馨而安全的工作环境。为达到这个目的，我方根据业主方的要求采用JOHNSON CONTROLS的楼宇自控系统METASYS系统。JOHNSON CONTROLS的Metasys中央监控系统，是一个完美无瑕的建管系统。她利用了90年代所有可以运用的先进科技技术，将每一个不同层面的装置设施结合起来，并发挥其最大的效力。Metasys再次赋予建管系统以新的生命。Metasys系统本身的设计具有系统结合功能。它的(Integrator)介面设计，已令400种非JOHNSON
4、CONTROLS的设备联上，使它们也成为整套楼宇建管系统的一部分。每年有数十种非JOHNSON CONTROLS的设备加入这个行列。通过Ethernet网可与消防报警系统、安全防盗系统、闭路电视监视系统、停车场管理系统等系统联网，实现数据共享，集中管理和连锁控制，并可通过MODEM与广域网互连。Metasys中央监控系统亦以开放式设计，它的开放设备可分为三大类。系统本身的设计具有系统结合功能。它的（Intergrator）界面设计，已令METASYS可与400种非JOHNSON CONTROLS的设备联上，使它们也成为整套楼宇建管系统的一部分。每年有数十种非JOHNSON CONTROLS的设
5、备加入这个行列。目前已和超过75个公司的子系统实现联网，并已完成2000多个联网项目。从网络设计方面，它可以透过结构化布线系统的方便，能与任何一个共用布线系统的设备联上而无须增加任何辅件，使其与其他系统的结合功能更为方便。从网络设计方面，它也能以Arcnet或Ethernet等不同形式。软件方面，METASYS也大大的开放了结合的条件，如其具有DDE功能的软件，可以跟其它软件交换资料。而其开放式平台设计跟Windows，UNIX，LonWorks及Bacnet等标准配合，使软件编写时有所依据。1.2、设计依据, 电气装置安装工程施工及验收规范（GBJ232-82）, 建筑设计防火规范（GBJ
6、116-88）, 深圳市有关规定, 深圳XX园的弱电设计图纸和系统标书, 中国民用建筑科研设计规范（JGJ/T16-92）, JOHNSON CONTROLS 产品设计手册, 智能建筑设计标准（上海市DBJ08-47-95）1.3、设计思想和设计原则深圳XX园位于深圳市高新区，其工作性质主要是作为生产、办公之用。 在对深圳XX园楼宇自控系统的设计时，将提高人的舒适性摆在第一位，运用高科技手段，将环境参数调整到对人最舒适的数值，充分体现了“科技以人为本”的真谛。创造一个绿色环保、舒适、温馨而安全的工作环境。同时其智能化系统在符合实际需要的前提下，应有适当的超前性，以满足未来的需求。其BA系统的设
7、计应遵循以下原则：, 实用性：楼宇自控系统的设计应以实用为第一原则。在符合需要的前提下，合理平衡系统的经济性与超前性，以避免片面追求超前性而脱离实际，或片面追求经济性而损害深圳XX园的智能性。, 可靠性：系统必须保持每天24小时连续工作。子系统故障不影响其他子系统运行，也不影响集成系统除该子系统之外的其他功能的运行。因为深圳XX园的工作性质,保证设备的稳定运行是十分重要的。为此我司特选用稳压型DDC,在DDC供电电源的稳定性上选用抗波动的变压器,考虑到深圳XX园内的强电场,强磁场,要求控制系统的高抗干扰性,为此,我司选用高屏蔽性的控制箱,高屏蔽性的双绞线,并在软件上设置看门狗,一但数据弹飞可以
8、回到初始状态,不致死机, 经济性：本次楼宇自控系统工程所选用的设备与系统，以现有成熟的设备和系统为基础，是JOHNSON CONTROLS开发研制最成熟,先进的系统。考虑到业主对投资成本的控制,应当尽量减少不必要的成本。以总体目标为方向，局部服从全局，力求系统在初次投入和整个运行生命周期获得最佳的性能/价格比。, 易维护性：因为本系统要处理大量的数据，系统复杂，要保证日常运行，系统必须具有高度的可维护性和易维护性，尽量做到所需维护人员少，维护工作量小，维护强度低，维护费用低。, 开放可扩展性：本楼宇自控系统设计尽量采用国家和国际标准及规范，兼容不同厂商、不同协议的设备和系统的信号传输，各子系统
9、可方便进出系统。1.4、需求分析深圳XX园作为一个智能化的办公、生产大楼，里面分布着大量的空调通风、制冷、变配电、照明、给排水等一系列机电设备。深圳XX园的机电设备数量庞大，为了将这些设备有机的管理起来，提高设备的运行效率，减低设备的运行成本，一方面通过楼宇自控系统集中监视和控制，另一方面JOHNSON CONTROLS作为世界最大的机电运营维护商，借鉴国外多年机电设备运营管理经验，将楼宇综合管理系统的概念和可行性方案提供给深圳XX园，使本方案不仅满足深圳XX园现在的需求，更加对以后深圳XX园的机电设备的运行和维护的高效率，提供了解决方案，提高深圳XX园综合楼宇设备管理水平。？ 如何将这些设备
10、有机的结合起来，达到集中监测和控制，提高设备的无故障时间，给投资者带来明显的经济效益；？ 如何能够使大楼的机电设备经济的运行，既能够节能，又能满足工作时舒适度的要求，并在运行中尽快的将效益体现出来；？ 如何提高综合物业管理综合水平，将现代化的的计算机技术应用到管理上提高效率；这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。根据深圳XX园楼宇自控系统的设计要求作工程设计,设计将会参照所提供之技术说明,并以品质标准进行楼宇中管理系统的设计。本系统工程监控范围包括以下部分:l 空调冷源系统l 空调系统l 送排风系统l 给排水系统l 变配电系统l 照明系统l 锅炉系统l 电梯系统1.5、技术方案设计特点深圳X
11、X园作为一个智能化的办公、生产大楼，创造一个舒适宜人的办公、生产工作环境是很重要的，这样才能提高员工的工作效率；深圳XX园由三栋多层建筑组成，机电设备较分散，针对这样的建筑特点，我司根据就近控制，集中管理的原则。在每一个设备机房配置相应的直接数字控制器（DDC）进行局部控制，在中央控制室配置操作站和网络控制器实现集中控制管理。深圳XX园作为一个智能化的办公、生产大楼，里面分布着大量的空调通风、制冷、变配电、给排水等一系列机电设备。深圳XX园的机电设备数量庞大， 使用楼宇自控系统可以使各系统的设备有效率的运行，在延长使用寿命的同时，节约大量能源。为了使深圳XX园成为跨世纪之智能建筑,一个高素质的
12、楼自控系统是不可缺少的,所以选用JOHNSON CONTROLS的Metasys M5系统, 其系统结构示意图如下：从以上示意图可知我们JOHNSON CONTROLS的楼宇设备自动化系统是由中央操作站、网络控制器、直接数字控制器(DDC)等组成，通过Ethernet网(N1网)将中央操作站及网络控制器各节点连接起来，同时安装在建筑物各处的直接数字控制器(DDC)，将通过现场总线（N2网）连接到网络控制器上，与其它网络控制器上的直接数字控制器及中央操作站保持紧密联系。现场需监控设备上的传感器及执行器等连接至以上各直接数字控制器内。从而实现分散控制、集中管理。中央操作站将采用美国微软公司的视窗N
13、T或视窗9x作为系统的运行环境，Metasys亦以开放式设计，能以不同之技术结合，如DDE，COM/DCOM，TCP/IP，ODBC，OPC，ACTIVETIVEX，BACNET等。Metasys之LAN网络采用符合工业标准的Ethernet,使网络之应用更广泛，其灵活性及容错性是用户完全可以信任的。所有网络控制器(NCU)与数字控制器（DDC）均是独立工作及配备电池。所有资料数据及程序均不会消除。本系统的好处及特点将会在下一章节详细说明。楼宇自控系统总点数表，见附表。1.6、总体设计方案根据深圳XX园智能化工程建设总体规划的要求，并依据所提供的深圳XX园楼宇自控设计要求、弱电系统图等相关资料
14、，结合深圳XX园的具体特点，利用我方JOHNSON CONTROLS的 METASYS上述的先进技术和丰富经验，为深圳XX园设计出一套符合二十一世纪现代化办公、生产的智能建筑楼宇自控系统。系统的设计方案包括从设备的选型、DDC的配置、监控内容和方式、软硬件功能等方面均做了详细的阐述，相信一定会为深圳XX园楼宇自控系统做出一份贡献。1.6.1监控内容本楼宇自控系统之设计是依据深圳XX园的设计要求配置的，主体的设计思想是以标书要求结合设计图纸为准。整个深圳XX园楼宇自控系统的监测和控制主要包括下列系统：l 空调冷源系统l 空调系统l 送排风系统l 给排水系统l 变配电系统l 照明系统l 锅炉系统l
15、 电梯系统如 BAS 系统图所示, 深圳XX园楼宇自控系统的主要设备有:, 通讯网络, N1 通讯网络 (Ethernet), 网络控制器 (NCU), 网络界面单元 （MIG）, 直接数字式控制器 (DDC), 操作站（OWS）, 打印机另外，BA系统还将提供各系统所用的传感器、电动阀及由DDC监控的其它传感器、电动阀等设备，详见设备清单。直接数字式控制器(DDC)将会分散布置在深圳XX园现场设备所在的位置，DDC之间是通过N2通讯网络相互连接至相对应的网络控制器(NCU). 每个网络控制器(NCU)将会有1个相应的N2通讯接口。由于深圳XX园本身的特点，我们建议系统采用集散式控制方式。因高级的控制过程复杂，用同一控制过程的结果并不能满足各个区域，采用集散式控制方式还可增强系统可靠性,减少施工费用。具体做法是在一层的BA控制室设一个操作站，配置电脑、网络控制器、打印机等，对楼内的设备进行集中管理各个网络控制器和操作站通过N1网络连在一起，实现信息的共享。DDC分布以就近控制设备为原则，主控器（DX9100）带有操作键盘和显示装置，因此，当网络或操作站有故障时，每个DDC均能完成各自的就地控制功能。1.6.1.1. 冷冻站监控系统1） 控制设备内容BA 系统会对以下设备进行监控办公楼 ：风冷主机 1组冷冻水泵 2台膨胀水箱 1个
