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建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)概述

由于本項(xiàng)目的大型化、智能化和多功能化，而且建筑物機(jī)電設(shè)備種類繁多，技術(shù)性能復(fù)雜，維修服務(wù)保養(yǎng)項(xiàng)目的多，管理工作已非人工所能應(yīng)付。因此，采用自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)及計(jì)算機(jī)管理已成為現(xiàn)代建筑最重要的管理手段。它可以大量的節(jié)省人力、能源、降低設(shè)備故障率、提高設(shè)備運(yùn)行效率、延長設(shè)備使用壽命、減少維護(hù)及營運(yùn)成本，提高建筑物總體運(yùn)作管理水平。建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS），現(xiàn)階段已廣泛應(yīng)用于各類建筑領(lǐng)域，以提供對(duì)各類建筑物設(shè)備進(jìn)行高效率管理與控制的有效途徑。

本項(xiàng)目建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）可監(jiān)控大樓的所有機(jī)電設(shè)備，其主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

1．對(duì)機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)以最優(yōu)控制為中心的過程控制自動(dòng)化；

2．以運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視和計(jì)算為中心的設(shè)備管理自動(dòng)化；

3．以安全狀態(tài)監(jiān)視和災(zāi)害控制為中心的安全管理自動(dòng)化；

4．以節(jié)能運(yùn)行為中心的能量管理自動(dòng)化；

5．對(duì)大樓的能量進(jìn)行管理、監(jiān)測等。

本次設(shè)計(jì)對(duì)下述機(jī)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控：

1．冷熱源系統(tǒng)

2．空調(diào)系統(tǒng)

3．送排風(fēng)系統(tǒng)

4．給排水系統(tǒng)

5．電梯系統(tǒng)

6．系統(tǒng)及裝置集成：下列留有通訊接口的裝置信息集成到BAS系統(tǒng)中。

?  ?高低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)（配置通訊網(wǎng)關(guān)）

?  ?冷水機(jī)組（配置通訊網(wǎng)關(guān)）

?  ?電梯（配置通訊網(wǎng)關(guān)）

大樓的BAS控制中心可以對(duì)整個(gè)大樓所有的被監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控管理，可對(duì)所有子系統(tǒng)的各種重要參數(shù)進(jìn)行設(shè)定及修改，對(duì)所有被控設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立的實(shí)時(shí)啟停操作，可對(duì)分控工作站進(jìn)行操作權(quán)限設(shè)置。

我司根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn)及難點(diǎn),將選用合適的、先進(jìn)的世界主流樓宇自控產(chǎn)品，采用世界著名樓宇自控品牌的產(chǎn)品。

需求分析

針對(duì)該項(xiàng)目的特殊性，目前現(xiàn)有的圖紙，根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和建筑圖紙、估算設(shè)備及相關(guān)接口。

BAS服務(wù)器設(shè)置在消防控制室，DDC控制箱安裝在主要設(shè)備房中，各傳感器和執(zhí)行器安裝在相應(yīng)管道及設(shè)備上進(jìn)行信號(hào)的采集。分控工作站分別監(jiān)控管理各個(gè)區(qū)域的被監(jiān)控設(shè)備，可在總控中心的授權(quán)下，進(jìn)行系統(tǒng)的各種設(shè)置及實(shí)時(shí)操作。

設(shè)計(jì)說明

通過設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)檢測、診斷和處理該大樓設(shè)備狀態(tài)及系統(tǒng)故障；對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制，節(jié)約人工；能夠及時(shí)報(bào)警，具有顯示及處理功能，提高管理水平。

BAS服務(wù)器作為總控服務(wù)器可以控制大樓的所有受控設(shè)備?？偪刂行目梢詫?duì)各建筑所有的被監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控管理，可對(duì)所有子系統(tǒng)的各種重要參數(shù)進(jìn)行設(shè)定及修改，對(duì)所有被控設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立的實(shí)時(shí)啟停操作，可對(duì)分控工作站進(jìn)行操作權(quán)限設(shè)置。根據(jù)本項(xiàng)目需求，本方案對(duì)各建筑的的下述設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控：冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)，電梯系統(tǒng)及相關(guān)接口系統(tǒng)。

系統(tǒng)架構(gòu)

本次BAS設(shè)計(jì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即管理級(jí)網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）、現(xiàn)場級(jí)網(wǎng)絡(luò)(LON總線)。

系統(tǒng)具備開放標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字接口，樓宇管理層采用Ethernet架構(gòu)，通訊協(xié)議選用TCP/IP,支持多種標(biāo)準(zhǔn)接口。圖形界面動(dòng)態(tài)3D，支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）功能，支持TCP/IP,LONWORKS工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，符合國際標(biāo)準(zhǔn)及國家標(biāo)準(zhǔn)，具備集成和日后擴(kuò)展的功能。

現(xiàn)場選用獨(dú)立的小型DDC控制器，不采用I/O擴(kuò)展方式以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所選DDC控制器全部為原裝進(jìn)口產(chǎn)品。

系統(tǒng)示意圖

系統(tǒng)功能

根據(jù)項(xiàng)目需求，本方案對(duì)各建筑的的下述設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控：冷熱源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、送排風(fēng)系統(tǒng)，變配電系統(tǒng)，電梯系統(tǒng)及相關(guān)接口系統(tǒng)。

冷熱源系統(tǒng)的監(jiān)控

冷熱源系統(tǒng)由冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔，鍋爐、換熱器、熱水泵等設(shè)備組成，為大樓的空調(diào)供冷熱水。

1、冷水系統(tǒng)的自控實(shí)現(xiàn)以下功能：

?  ?冷水機(jī)組、冷卻水泵、冷凍水泵及冷卻塔的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和切換

?  ?冷凍水的流量和供回水溫度監(jiān)測

?  ?冷凍水差壓旁通

?  ?冷水系統(tǒng)中各設(shè)備的啟動(dòng)/停止順序:

?  ?啟動(dòng):冷卻水泵——冷卻塔——冷凍水泵——冷水機(jī)組

?  ?停止:冷水機(jī)組——冷凍水泵——冷卻塔(風(fēng)扇,噴淋水泵)——冷卻水泵

?  ?冷水系統(tǒng)中,冷卻水泵互為備用,冷凍水泵互為備用。當(dāng)任何一臺(tái)冷卻水泵/冷凍水泵出現(xiàn)故障時(shí),備用泵自動(dòng)投入運(yùn)行。

?  ?系統(tǒng)檢測到冷卻水或冷凍水流開關(guān)報(bào)警后,將自動(dòng)停止該冷水機(jī)組的運(yùn)行。

?  ?保證冷凍水供水壓力穩(wěn)定:通過測量冷凍水供回水壓力差的變化,改變旁通調(diào)節(jié)閥的開度大小,增減旁通管道中冷凍水流量,從而維持冷凍水壓力穩(wěn)定。

?  ?冷卻塔回水溫度與設(shè)定值比較后,控制冷卻塔電動(dòng)水閥及風(fēng)扇的啟動(dòng)/停止。

?  ?根據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算用戶端實(shí)際大樓負(fù)荷Q=F*（T回水-T出水）的變化，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)冷水機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，并按照運(yùn)行時(shí)間最短的機(jī)組先開，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)組的自動(dòng)加載卸載工作；冷凍水泵、冷卻水泵根據(jù)冷機(jī)的工作臺(tái)數(shù)，以運(yùn)行時(shí)間最短的水泵先開的原則，自動(dòng)加載卸載；冷卻塔風(fēng)機(jī)根據(jù)冷卻水的供回水溫度以及冷卻水的供水設(shè)定溫度來自動(dòng)加載卸載，以達(dá)到最大限度的節(jié)能和平均設(shè)備使用時(shí)間的效果。

冷水機(jī)組、冷水泵、冷卻水泵、冷卻塔等設(shè)備可實(shí)現(xiàn)一鍵啟停，其邏輯聯(lián)動(dòng)流程

如下圖所示：

1、    開啟冷凍機(jī)系統(tǒng)：

2、    關(guān)閉冷凍機(jī)系統(tǒng)：

2、熱交換器控制實(shí)現(xiàn)以下功能：

?  ?根據(jù)板式熱交換器的二次供水溫度與設(shè)定值的差比例調(diào)節(jié)一次蒸汽閥的開度，控制二次供水溫度；

?  ?監(jiān)測循環(huán)水泵的手/自動(dòng)狀態(tài)，運(yùn)行狀態(tài)，故障報(bào)警。

?  ?監(jiān)測總供回水溫度，計(jì)算系統(tǒng)負(fù)荷，根據(jù)負(fù)荷量關(guān)閉或開啟熱交換器一次蒸汽閥及循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)。

3、通訊接口配置：

冷水機(jī)組、鍋爐系統(tǒng)廠家均能提供設(shè)備與BAS系統(tǒng)連接的智能通訊接口。采用集成方式對(duì)此冷源系統(tǒng)進(jìn)行控制，不僅能實(shí)現(xiàn)上述所要求的功能，而且通過智能通信接口可讀取冷水機(jī)組、鍋爐系統(tǒng)等各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警及相關(guān)工藝參數(shù)，更有利于系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

4．冷水機(jī)組節(jié)能控制：

冷水機(jī)組及周圍的配套機(jī)電設(shè)備根據(jù)冷量而進(jìn)行加/卸載動(dòng)作，其依據(jù)為空調(diào)末端的冷量的變化，由在水管中各傳感器、通過數(shù)據(jù)接口中讀取的冷機(jī)的工作狀態(tài)及外界的溫濕度等多個(gè)方面的參數(shù)共同完成運(yùn)算。

系統(tǒng)可預(yù)設(shè)啟停系統(tǒng)時(shí)間，系統(tǒng)可按照設(shè)定時(shí)間自動(dòng)完成群控管理；也可設(shè)置一個(gè)按紐，來設(shè)定系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)。

為平衡冷凍機(jī)的使用時(shí)間，使每臺(tái)機(jī)組保持基本一致的運(yùn)行時(shí)間以延長機(jī)組壽命，系統(tǒng)為用戶提供了一個(gè)循環(huán)冷凍機(jī)啟停順序的程序，可在操作平臺(tái)自定義循環(huán)周期，即用戶可自定義冷凍機(jī)的循環(huán)方式及循環(huán)時(shí)間。同時(shí)自動(dòng)平泵和冷卻塔的運(yùn)行時(shí)間，延長設(shè)備的使用壽命。

5．熱源的節(jié)能控制：

熱源中的鍋爐主要是起到監(jiān)視作用，其節(jié)能控制主要是在熱水泵的二用一備以及板換中，根據(jù)熱水的出水溫度的設(shè)定值，熱水的出水溫度，鍋爐出來的出水溫度及比例調(diào)節(jié)閥來控制熱水的出水溫度恒定在設(shè)定值附近。

空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控

控制人員可在工作站上自動(dòng)地、實(shí)時(shí)監(jiān)視并記錄各種參數(shù)。如風(fēng)機(jī)狀態(tài)、故障、室外的溫濕度、送回風(fēng)管溫度、風(fēng)機(jī)和水閥的運(yùn)行情況，濾網(wǎng)的堵塞情況等，并可動(dòng)態(tài)顯示冷熱水閥和風(fēng)門位置，超限自動(dòng)報(bào)警。并可按業(yè)主要求制做并打印各種類型的趨勢(shì)圖，記錄歷史數(shù)據(jù)。

空調(diào)機(jī)組和新風(fēng)機(jī)組都可按照啟用的時(shí)間，結(jié)合節(jié)能模式做到最佳時(shí)間啟?？刂埔怨?jié)約能源，并可采用夜間空氣凈化等程序來提高室的空氣品質(zhì)。監(jiān)控室還可在監(jiān)控畫面隨時(shí)修改各種參數(shù)設(shè)定值(溫度設(shè)定值，最小新風(fēng)量設(shè)定值)等，實(shí)現(xiàn)集中控制的方式。

所有設(shè)備都可在監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)啟停。

新風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控

1、新風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下監(jiān)控功能：

?  ?實(shí)時(shí)監(jiān)測各樓層新風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警。

?  ?根據(jù)時(shí)間表，定時(shí)啟停各樓層新風(fēng)機(jī)。

?  ?實(shí)時(shí)監(jiān)測過濾網(wǎng)兩端壓差，兩端阻力超過設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)報(bào)警。

2、系統(tǒng)軟件可自動(dòng)滿足如下控制要求：

?  ?系統(tǒng)啟動(dòng)后，通過彩色圖形顯示不同的狀態(tài)和報(bào)警，顯示每一個(gè)參數(shù)的值和風(fēng)機(jī)累積運(yùn)行時(shí)間，通過鼠標(biāo)可任意修改設(shè)定值，以達(dá)到最佳的工況。

?  ?根據(jù)事先設(shè)定的工作日及節(jié)假日作息時(shí)間表，定時(shí)啟停機(jī)組。

?  ?當(dāng)新風(fēng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)報(bào)警，提請(qǐng)相關(guān)人員進(jìn)行維修。

?  ?自動(dòng)監(jiān)視新風(fēng)機(jī)組的過濾段濾網(wǎng)兩端壓差，兩端阻力超出設(shè)定值時(shí)報(bào)警，便于有關(guān)人員及時(shí)更換、清洗，保證過濾效果。

?  ?機(jī)組的每一點(diǎn)都有列表匯報(bào)，趨勢(shì)顯示圖，報(bào)警顯示等功能。

?  ?保護(hù)控制：送風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，其前后壓差過低時(shí)和過載時(shí)故障報(bào)警，并連鎖停止送風(fēng)機(jī)。

?  ?實(shí)時(shí)報(bào)警：風(fēng)機(jī)故障、過載報(bào)警，過濾器堵塞報(bào)警。

?  ?顯示打?。籂顟B(tài)、報(bào)警、計(jì)量及各種參數(shù)的動(dòng)態(tài)圖形及報(bào)表，并列出設(shè)備保養(yǎng)及維修報(bào)告。

空調(diào)機(jī)組的監(jiān)控

1、空調(diào)機(jī)組實(shí)現(xiàn)如下的控制功能：

?  ?自動(dòng)監(jiān)視回風(fēng)溫度，根據(jù)回溫度,自動(dòng)比較溫度的設(shè)定值,按照PID模式自動(dòng)調(diào)節(jié)控制冷水兩通閥的開度，維持室溫度在設(shè)定圍。

?  ?自動(dòng)監(jiān)視空調(diào)機(jī)組的過濾段濾網(wǎng)兩端壓差，兩端阻力超出設(shè)定值時(shí)報(bào)警，便于有關(guān)人員及時(shí)更換，保證過濾效果。

?  ?自動(dòng)監(jiān)視風(fēng)機(jī)啟停及工作狀態(tài)、故障報(bào)警?？照{(diào)機(jī)組停止工作(送風(fēng)機(jī)關(guān)閉時(shí))，自動(dòng)聯(lián)鎖關(guān)閉回風(fēng)機(jī)，電動(dòng)二通水閥。

2、冷熱水閥控制：

?  ?在送風(fēng)風(fēng)管設(shè)置溫度傳感器（AI）。

?  ?通過軟件預(yù)先設(shè)定溫度的設(shè)定值。

?  ?通過電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)冷熱水的流量，使送風(fēng)溫度保持在溫度的設(shè)定值（AO）。

?  ?冬季：當(dāng)送風(fēng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，熱水閥自動(dòng)打開，使送風(fēng)溫度上升；當(dāng)送風(fēng)溫度高于設(shè)定值時(shí)，熱水閥自動(dòng)關(guān)小，使送風(fēng)溫度下降，從而使送風(fēng)溫度最終保持在設(shè)定值。

?  ?夏季：與冬季時(shí)的情況正好相反。當(dāng)送風(fēng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，冷水閥自動(dòng)關(guān)小，使送風(fēng)溫度上升；當(dāng)送風(fēng)溫度高于設(shè)定值時(shí)，冷水閥自動(dòng)打開，使送風(fēng)溫度下降，從而使送風(fēng)溫度保持在設(shè)定值。

3、系統(tǒng)軟件可自動(dòng)滿足如下控制要求：

?  ?系統(tǒng)啟動(dòng)后，通過彩色圖形顯示不同的狀態(tài)和報(bào)警，顯示每一個(gè)參數(shù)的值和風(fēng)機(jī)累積運(yùn)行時(shí)間，通過鼠標(biāo)可任意修改設(shè)定值，以達(dá)到最佳的工況。

?  ?根據(jù)事先設(shè)定的工作日及節(jié)假日作息時(shí)間表，定時(shí)啟停機(jī)組。

?  ?當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)報(bào)警，提請(qǐng)工程師進(jìn)行維修。

?  ?自動(dòng)監(jiān)視空調(diào)機(jī)組的過濾段濾網(wǎng)兩端壓差，兩端阻力超出設(shè)定值時(shí)報(bào)警，便于有關(guān)人員及時(shí)更換、清洗，保證過濾效果。

?  ?自動(dòng)監(jiān)視空調(diào)機(jī)組的回風(fēng)溫度，根據(jù)回風(fēng)溫度，比較冷熱溫度的設(shè)定值，自動(dòng)調(diào)節(jié)控制冷熱兩通閥的開度，維持回風(fēng)溫度在設(shè)定圍。

?  ?機(jī)組的每一點(diǎn)都有列表匯報(bào)，趨勢(shì)顯示圖，報(bào)警顯示等功能。

送排風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)控

1、送排風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能：

?  ?自動(dòng)監(jiān)測各個(gè)送排風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警。

?  ?根據(jù)時(shí)間表定時(shí)啟停各送排風(fēng)機(jī)。

2、系統(tǒng)軟件可自動(dòng)滿足如下控制要求：

?  ?系統(tǒng)啟動(dòng)后，通過彩色圖形顯示不同的狀態(tài)和報(bào)警，顯示每一個(gè)參數(shù)的值和送排風(fēng)機(jī)累積運(yùn)行時(shí)間，通過鼠標(biāo)可任意修改設(shè)定值，以達(dá)到最佳的工況；

?  ?根據(jù)事先設(shè)定的工作日及節(jié)假日作息時(shí)間表，定時(shí)啟停機(jī)組；

?  ?當(dāng)送排風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)報(bào)警，提請(qǐng)相關(guān)人員進(jìn)行維修機(jī)組的每一點(diǎn)都有列表匯報(bào)，趨勢(shì)顯示圖，報(bào)警顯示等功能。

?  ?實(shí)時(shí)報(bào)警：風(fēng)機(jī)故障報(bào)警。

?  ?顯示打印：狀態(tài)、報(bào)警、計(jì)量及各種參數(shù)的動(dòng)態(tài)圖形及報(bào)表，并列出設(shè)備保養(yǎng)及維修報(bào)告。