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1、 楼宇自动化系统(BAS) 1 1系统说明系统说明 根据桂林农行的设计要求作工程设计,参照所提供之技术说明,并 以品质标准进行空调自控系统设计。选用江森公司的空调自控系 统,控制范围包括以下部分: 空调系统 新风系统 冷冻站系统 2 2系统摘要系统摘要 一个高素质的空调自控系统是不可缺少的,所以本公司选用 Johnson Controls 之空调自控系统, 空调自控系统包括网络控 制器(NCU)及台数字控制器(DDC),分别分布在总控中心,现场等 地方。 1台中央操作站将采用美国微软公司的视窗NT或视窗95(作业 系统为运行环境,Metasys亦以开放式设计,能以不同之技术结 合,如DDE,C
2、OM/DCOM,TCP/IP, ODBC,OPC,ACTIVETIVEX,BACNET等。 Metasys之LAN网络采用符合工业标准的ARCNET或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. 3 3系统的优点系统的优点 3.1 系统概述 空调自控系统)的任务是创造安全、舒适与便利的工作环境, 尽量减少能源消耗,提高经济效益,以获得强劲的市场竞争力。 美国江森自控公司的Metasys中央监控系统,是一个完美的建 管系统。她
3、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。 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 3.2 系统特点 最先进
4、的技术 Metasys系统采用最先进的技术实现受控设备完全自动化控制, 其中 WIN98/NT、COM/DCOM、TCP/IP、ODBC、OPC、ActiveX、Bacnet、 Lonmark等技术已经成功与BAS系统相结合,安装运行已有一万多 套,并且又有Johnson Controls 百年的控制经验为强大的后盾, 使得Johnson Controls提供的楼宇自控系统是其它厂家无法比拟 的。 标准的兼容性 Metasys 集成支持包含目前楼宇自控及信息产业中绝大多数 的标准,因此我们的系统具备了灵活性、互操作性以及同其它楼 控系统甚至企业内部信息网络的可连接性等特点。 易于施工、安装、操
5、作和维护 一个好的系统就应该保证它运行的简便稳定性,Metasys 系 统通过当地的办事处或指定安装商,使全球范围内的各个用户均 能受到适当的培训,从而更好地操作Metasys系统,让其达到最 佳的运行状态。 可扩展性 由一个或多个现场控制器、上一级的控制器和高级操作站, 组成最基本的系统结构,Metasys系统可以不断满足受控设备扩 展的需要,对于特别应用的现场控制器、高一级控制器、网络和 操作站也同样考虑在内。 演变更新 你永远都不用担心Metasys系统会过时,因为它不断的增加新 的技术、新的应用、新的工具、新的硬件以及更简单易用崭新的 操作系统,Metasys这种演变更新是永远都不会停
6、止的。 全球应用 Metasys 系统在北京和在底特律的运行是一样畅通的,它提 供给用户超过12种语言以上的相同介面,我们的控制器、传感器、 执行器和网络设备都可被特制成满足于各个地区需要的专用设备。 4 4桂林农行楼宇自控系统总体设计方案桂林农行楼宇自控系统总体设计方案 根据桂林农行智能化工程建设总体规划的要求,结合桂林农 行的具体特点,利用JOHNSON CONTROLS METASYS上述的先进技术 和丰富经验,为桂林农行设计出一套空调自控系统的方案。 桂林农行是面向二十一世纪的跨世纪工程,服务于二十一世 纪。其空调自控系统的设计应遵循以下原则: 4.1.1实用性 空调自控自控系统的设计
7、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的智能性。 4.1.2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 4.1.3经济性 本次空调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,是我司开发研制最成熟,先进的的系统.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。 4.1.4易维护性 因为系统复杂,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
8、需维护人员少,维护工作量小,维 护强度低,维护费用低。 4.1.5开放可扩展性 本空调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,各子系统可方便 进出系统。 4.2 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 116-88) 中国民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92) JOHNSON CONTROLS 产品设计手册 智能建筑设计标准 4.3 监控内容 本空调自控系统之设计是据办公大楼的设计要求配置的,本 系统的监测和控制包括下列系统: 空调,新风系统 热水系统 冷冻站系统 组成系统的主要元件有:
9、通讯网络 N1 通讯网络 (BACnet/Ethernet) N2 通讯网络 网络控制器 (NCU) 直接数字式控制器 集成器(INTERGRATOR INTERFACE) 各类传感器 操作站 打印机 网络终端机 此工程的MTEASYS工作环境是由1台网络控制器(NCU)及1台操 作站(OWS)所组成. 网络控制器(NCU)及操作站(OWS)之间由N1网 络连接而成.打印机是连接在操作站(OWS)的打印口上, 作为事项 /报警记录打印之用. 直接数字式控制器(DDC)将会分散布置在现场设备所在位置. 它们之间是通过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
10、会有1个N2通讯接口. 本系统的设计思想是集散式控制方式,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的情况,采用集散式 控制方式还可增强系统可靠性,减少施工费用. 4.3.1空调机、通风系统 A.控制设备内容 有关系统的详细点表可参照所附的系统监控点表. B.控制说明 空调机的监控功能主要有: A回风温度控制 DDC 控制器会监察送、回风温度并将它与预设的温度值(可供 用户调较)作比较, 进行PID运算, 然後输出至冷冻水阀, 以作温 度调节作用. 另外此冷冻水阀会与风机状态联锁, 在没有风机状 态的情况下, 将冷冻水阀关死. B.风机开关控制 风机的开关控制主要是通过BA系
11、统预设的时间表来进行启停 控制的. 在一些特别的情况, 如加班情况, 风机有需要在预先设 定时间表之外的时间启动, 用户可选择在BAS操作站上手动启停 风机又或是用音频式电话遥控风机启停. BA 系统允许用户自行 设定风机状态与控制之间的联锁监察功能. 在设定此功能後, BA 系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致, 如果不一致时, BA 系统会同时定义此状态点与控制点是故障的, 并以声光报警 形式在操作站上显示, 以提醒操作人员做出相应的处理工作. 而 BA 系统也会将有关的事项一一记录, 以作日後检查之用. 另外 BA 系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间, 以便维修 人员在设备
12、运行至一定时间後, 进行维修工作. C.风机跳闸报警监察 DDC 控制器会监察风机跳闸报警. 在有报警时, 停下风机并 以声光报警形式在操作站上显示, 以提醒操作人员安排有关人员 做检修工作. 而 BA 系统也会将有关的事项一一记录, 以作日後 检查之用. D.风机运行状态 空调自控系统通过压差开关, 监测风机的前後压差, 以测量 风机的实际状态. 4.3.2新风机系统 A.控制设备内容 有关系统的详细点表可参照所附的系统监控点表. B.控制说明 新风机的监控功能主要有: a.送风温、湿度控制 DDC 控制器会监察送风温度并将它与预设的温度值(可供用户 调较)作比较, 进行PID运算, 然後输
13、出至冷冻水阀, 以作温度调 节作用. 另外此冷冻水阀会与风机状态联锁, 在没有风机状态的 情况下, 将冷冻水阀关死. b.风机开关控制 风机的开关控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停 控制的. 在一些特别的情况, 如加班情况, 风机有需要在预先设 定时间表之外的时间启动, 用户可选择在BAS操作站上手动启停 风机又或是用音频式电话遥控风机启停. BA 系统允许用户自行 设定风机状态与控制之间的联锁监察功能. 在设定此功能後, BA 系统会自动监察风机的状态是否与控制要求一致, 如果不一致时, BA 系统会同时定义此状态点与控制点是故障的, 并以声光报警 形式在操作站上显示, 以提醒操作
14、人员做出相应的处理工作. 而 BA 系统也会将有关的事项一一记录, 以作日後检查之用. 另外 BA 系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间, 以便维修 人员在设备运行至一定时间後, 进行维修工作. c.风机跳闸报警监察 DDC 控制器会监察风机跳闸报警. 在有报警时, 停下风机并 以声光报警形式在操作站上显示, 以提醒操作人员安排有关人员 做检修工作. 而 BA 系统也会将有关的事项一一记录, 以作日後 检查之用. d.风阀对风量的调节 风阀和风机联锁。 4.3.3冷冻站监控系统 A.控制设备内容 BA 系统会对以下设备进行监控 热泵机组(3 台) 管道泵 (4 台) 有关系统的详细点表可
15、参照所附的系统监控点表 B.控制说明 热泵机组(各设备间的启停控制, BA 系统会根据冷冻水供回 水温度, 冷冻水回水流量, 计算出实际的冷负荷, 然後比较冷冻 主机的制冷量, 以决定所需运行的主机数量. 各设备间的优先启 停次序, 由各设备的累计运行时间所决定, 以累计运行时间长者 先停, 累计运行时间长者先开的原则进行. 各设备间的启停次序 为: 启动:电动水阀 冷冻/冷却水泵 冷却塔 冷 冻主机 停止:冷冻主机 冷却塔 冷冻/冷却水泵 电 动水阀 如有设备出现故障, 程序会自动选择另一台设备补上. 5 5楼宇自控系统结构楼宇自控系统结构 对办公大楼本着集中管理、分散控制这种集散式监控结构
16、的 设计原则来实现整体功能。从以上桂林农行办公大楼BAS结构可 知此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,中央操作站及网络控制器是通过Ethernet网(N1网)将各 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N2E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。传感器 及执行器等连接至以上各直接数字控制器内。 系统之主要组件如下: 通讯网络 N1总线 网络构造 动态数据存取 N2总线 中央操作站 网络控制单元(NCU) 直接数字式控制器(DX-9100/XT-XP模块) 以下分别就办公大楼楼宇自控系统所配置的硬件设备做详细 说明: 5.1 通讯网络 操作站及网络控制单元之间最常用的连接方式是N1通讯网络。 这构造采用以太网(ETHERNET)技术,通过一张ETHERNET卡(网 络介面卡) ,在N1线上通讯。 METASYS N1总线执行各种通讯,包括分享监控点讯息、数据 库的上传和下载、对现场设备之指令、摘要、状态改变讯息。N1 支持METASYS系