楼宇自控系统方案介绍

楼宇自控系统方案介绍.txt婚姻是键盘，太多秩序和规则；爱情是鼠标，一点就通。男人自比主机，内存最重要；女人好似显示器，一切都看得出来。 本文由gz_hy2023奉献 doc文档也许在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文献到本机查看。 1 楼宇自控系统方案 1.1 项目概况 项目场地面积 2.2 万平米，总建筑面积 34.4 万平米，由办公塔楼、公寓楼 两栋建筑组成。 该项目分为多种功能区域，不同的区域因使用不同，对环境的规定也不同， 这便规定对楼宇设备进行高效的管理和监控，既能满足不同使用者对环境的要 求，又要对所有设备的运转和能源的损耗情况进行合理分派，以延长设备使用 寿命和减少成本。 Honeywell 楼宇自控系统的作用是将建筑物中的建筑设备或系 统，进行分散控制、集中监视、管理，实现一体化控制、监测和管理，从而提 供一个舒适、安全的生活和工作环境，并通过优化控制提高管理水平，从而达 到节约能源和人工成本，进一步地，可以方便地实现物业管理自动化。 本系统监控范围涉及：冷热源系统、空调/新风（带热回收）系统、送排风 系统、给排水系统、供配电系统以及照明、电梯运营系统、变配电设备监控系 统。 1.1.1 建筑功能及特点说明 根据设计院所做设计图纸和甲方的规定，整个建筑群由各个功能不同的分 区组成，楼宇自控系统对不同区域的控制管理根据功能的不同而有针对性地实 施。一方面，对各部分功能分布作如下分析： 地下部分 地下设有停车场、冷水机房、换热站及各重要机房。重要功能是停车、车 辆管理及设备管理。设备重要有冷水机组及相关设备、热互换设备及配套设备、 给排水设备等。设备数量多分布较为分散。 地上部分 地上部分为办公楼和公寓，重要由变风量空调、空调新风送风机加排风机 实现空气、室温的调节。 1.1.2 楼宇自控系统对满足用户需求的重要性 楼宇自控系统是本工程的最重要的系统。本系统负责对建筑内所有的机电 设备进行控制、管理，楼宇自控系统应具有以下功能： 根据不同的功能区域进行环境控制。本工程楼宇自控系统可按照不同的分 区,不同用户对环境的需要，通过对暖通空调设备的控制来实现。 Honeywell 公司楼宇自控及集成管理 EBI 系统根据实际需求， 重点考虑并满 足到用户需求的如下特点： 1 1、办公、公寓的功能对室内环境舒适度十分强调，规定楼宇设备管理系统 对空调通风系统高精度地控制和调节，从而能提供最舒适的温度、湿度，满足 使用需要；而对于开放式空间，例如大堂和开放式办公区，在规定环境舒适度 的同时，又要考虑到节能和高效率的发挥楼宇设备管理系统的作用； 2、业主对设备的运营成本、管理成本和管理效率十分重视，楼宇设备管理 系统自动高效地控制设备损耗，完全可以减少运营成本和设备管理成本，提高 管理效率； 3、本建筑面积很大，能量的消耗是可观的数字，对于业主来讲，使用楼宇 自控系统所带来的能耗减少的效果是十分明显的，从而节省的成本也相称可观； 楼宇自控系统特有的焓值计算功能和调节控制功能，使系统可以根据室外环境 状况和用户的规定，对楼内设备进行控制，调节冷、热等能源的消耗量，可以 有效减少水、电和冷热能源的浪费，同时充足满足人体对室内环境舒适度的要 求。 4、对于楼内所使用的各类机电设备，楼宇设备管理系统可以自动地在设备 的运营管理中解决好设备的平均负荷工作，同时减少设备损耗率，延长设备使 用寿命； 1.2 方案设计说明 楼宇自控系统是将自控系统中的建筑设备管理与控制子系统（暖通空调系 统、给排水系统、供配电系统、照明系统等等）进行分散控制、集中监视、管 理，实现一体化控制、监测和管理，从而提供一个舒适、安全的生活和工作环 境，通过优化控制提高管理水平，从而达成节约能源和人工成本，并能方便地 实现物业管理自动化。 1.2.1 系统应能达成的功能 1.2.1.1 保证楼内环境满足各种功能分区的规定 通过对楼内冷热源、空调系统的最佳控制，温、湿度的自动调节，新风量 的控制，以及供排水、照明等合理设计从而保证各个区域和功能满足环境的要 求，楼宇自控系统可以根据整个建筑不同地区进行日程安排，自动设定设备控 制策略，使设备运营数量与环境控制规定相匹配。 1.2.1.2 提供最佳的能源供应方案 系统采用优化运营方式保证节能，从而减少运营费用。 1.2.1.3 实现物业管理现代化 楼宇自控系统的重要任务之一是管理建筑设备使其管理现代化，涉及管理 2 功能、显示功能、设备操作功能、实时控制功能、记录分析功能及故障诊断功 能，并使这些功能自动化，从而实现物业管理现代化，减少人工成本。 1.2.2 设计依据 为了保证系统既能适应当今最新技术的发展，又具有极高的可靠性，本方 案设计遵从以下标准： 1.2.2.1 招标文献及图纸 弱电分包招标文献 设计图纸 1.2.2.2 遵循标准 智能建筑设计标准GB/T50314-2023； 民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92； 采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2023）； 电气装置安装工程施工及验收规范（GB232-92）； 以及招标文献中规定的其他相关设计标准和规范。 1.2.3 设计原则 本工程作为高级智能化建筑群的代表，在设计上遵循用户至上原则，在符 合国家规范的前提下,最大限度地满足业主的需求。针对本项目涉及的不同的弱 电系统，我司在系统建议书中都列有针对系统特点的设计原则，在总体设计上， 我司从满足业主利益的角度出发，本着技术先进，高效便利投资合理的精神， 我司认为对于本项目，在楼宇自动化系统的设计方面应当考虑以下原则。 1.2.3.1 先进性 本项目是一座现代化智能建筑，需要在此后相称长的一段时间内保持其技 术领先地位。因此，建筑内必须选用一流设备，在技术上适度超前，符合此后 发展趋势，同时又要注意其针对性实用性，充足发挥每一设备的功能和作用。 因此，考虑系统设计方案时，我司建议重要的系统应采用当前国际上最先进的 主流技术产品。 本次方案设计，我司选用美国霍尼韦尔公司的 EBI 楼宇自控系统。 HONEYWELL 的 EBI 系统符合欧洲共同体的 TC247 的有关三层网络的规定:即 管理网,自动化网,现场网络。 管理网络支持远程诊断和管理功能,同时支持 WEB 方式访问,即用户可以在 世界上的任何一个角落通过 INTERNET 访问整个建筑的楼宇服务器,完毕远端的 监视和控制。 3 1.2.3.2 成熟性与实用性 在考虑所选用的 HONEYWELL 产品在保证先进性的同时，同时也保证了所有 的系统和技术都是已经通过工程检查， Honeywell 产品自 1985 年进入中国以来， 将国际先进的技术、管理经验、工程经验运用于国内的具体工程,同时结合国内 的实际特点截至到现在 Honeywell 在中国已经完毕的楼宇重点工程项目达 800 多例。被证明是成熟可靠产品，具有实用性，这样可以充足发挥每一设备的功 能和作用。 1.2.3.3 灵活性和开放性 在满足业主当前规定的基础上，重要系统应具有开放性和兼容性。 在信息域 HONEYWELL 的 EBI 系统采用 TCP/IP 协议,同时支持美国制冷协会 提出的 BACNET 协议,通过系统内部的 BACNET 网关方便地与其它系统集成。 同时 EBI 系统提供的与第三方设备接口,可以方便地采集和控制例如冷水机 组,GE,PILIPS 照明控制器,电梯,PLC 等第三方设备。 在控制域 EBI 系统支持 BACnet 现场总线,使不同厂家的产品可以灵活互换。 因此 EBI 系统是一个全开放性的系统，可以与未来扩展的设备具有互联性 与互操作性，且能方便地融于全球信息网络。 1.2.3.4 集成性和可扩展性 在系统设计中应充足考虑本工程整体智能系统所涉及的各个子系统的信息 共享，保证智能系统总体结构的先进性，合理性，可扩展性和兼容性，能集成 不同厂商不同类型的先进产品，使大厦的整个智能化水平可以随着技术的发展 和进步，不断得到充实和提高。 EBI 提供的 Honeywell Security Manager 保安软件、Honeywell Building Manager 机电设备管理软件、Honeywell Life Safety Manager 防火软件等一整 套全面综合的解决方案，从设备管理、物业管理，到财务及人事管理，环境监 控，以及各种数据资料库等一应俱全，使用可以随时掌握各项信息，对各系统 的综合管理提供帮助和判断依据，迅速做出应变解决。 1.2.3.5 标准化和模块化 所有系统设计严格按照国家和地区有关标准进行系统设计和设备配置，并 根据大厦智能系统总体结构规定，将各子系统结构化和标准化，综合体现当今 世界先进技术。 在网络结构上,所有的现场 DDC 采用对等网络结构(在地位上是平等的),即 DDC 之间可以双向通讯和协同完毕控制功能,区别于其它厂家 DDC 必须通过网络 4 控制器协调控制与工作站之间的信息传递.有效避免了一旦出现网络故障导致 的整个网络的瘫痪,真正实现了集中监视,分散控制的集散控制系统的优点.使 风险尽量分散,且 DDC 之间有冗余和冗错功能。同时扩展模块采用自由拓扑的网 络结构，可以灵活的分布在被控设备附近，节约管线安装成本并且易于扩展。 1.2.3.6 安全性与可靠性 作为二十一世纪的智能化建筑，必须深刻理解建筑内运作设备和系统安全 可靠的重要性。在设备选择和系统设计中安全性和可靠性始终是放在第一位的。 如在系统管理程序中采用严格网络等级操作措施，防止非法访问和恶意破坏。 1.2.3.7 服务性与便利性 为适应本建筑的各种功能需要，所采用的系统应充足体现对大厦管理者和 使用者各方面的安全、先进、可靠、舒适、方便、节能和高效等。 EBI 系统中的实时数据库和相关数据库，在管理系统和控制系统一体化中， 使用户能方便地使用有关数据。特别在管理性能方面，EBI 系统为了满足用户的 需求而做出不断的努力。 1.2.3.8 经济合理性 设备选型和系统设计要保证满足业主的需求，具有技术上的先进性可行性 和实用性，丢掉附在其上的泡沫达成功能与经济相统一的优化设计。 1.2.4 系统组成及设计说明 本次投标楼宇自控系统结构图详见后附系统结构图，其系统组成可以由下 图表达。(见附图) 5 1.2.4.1 网络结构 EBI 系统由中央站（PC）和分站（现场 DDC 控制器）组成，根据监控设备的 分布情况，分站直接以多条总线采用或星形连接方式与中央站连接在一起，本 系统的中央站和分站之间没有主控制器和网络控制器之类的设备，保证现场控 制器的独立工作能力和数据结构以及通讯速度无任何改变，保持在不同应用中 数据的一致性和控制的实时性。 EBI 系统现场使用的通讯线采用双绞线， 中央站通过主机内置网络管理器与 现场总线相连接，无其它环节，即中央站的网络管理器与中央站主机为一体化。 系统现场控制分站为模块化结构，输入输出点通过 I/O 模块组合完毕对自 控系统监控设备控制点的匹配，控制模块可以与控制器中的 CPU 模块安装在同 一机箱内，也可以通过 BACnet 总线异地远程安装。 EBI 系统的网络具有标准通讯接口，如 RS232、RS485，可使楼宇自控系统 可与信息解决系统、通讯系统、消防报警系统、保安监控系统或其它第三方系 6 统联网。 系统在结构上支持 BacNet、TCP/IP 通讯协议，支持不同 I/O 点数的终端控 制器的连接。 系统具有同层资源共享功能，在系统中工作站发生故障时，所有同层现场 控制器之间仍能保持通讯畅通。 EBI 系统的网络能提供警报系统的高速数据传输率， 分时多任务控制器的快 速数据产生以及网络设备之间的上加下减的能力。 网络不应因某台 DDC 控制器离线、拆除、失电和损坏而终断。 网络设备具有信息和报警缓冲寄存器，可防止信息丢失。 网络能对错误进行自动校验、改正、以保证传输数据的可靠性。 系统具有实时时钟同步功能，能对所有的中央控制工作站、DDC 控制器的实 时时钟进行时间自动校正。 1.2.4.2 系统功能 EBI 系统是符合工业标准的系统 本方案使用的 EBI 系统是工业级监控软件，具有功能强、开放性好、易于 安装使用的特点。 WindowsNT 或 Windows2023 系统下， 在 可维持监控点数达 63000 点的实时数据库和最新版本的关系数据库 SQLServer7.0， 可同时支持 32 个 CPU， 支持超过兆兆字节的数据，符合工业数据库管理控制一体化的发展方向。数据 库有自动复制数据的特性，可以把任何 SQL 数据复制到其他 SQLServer 或任何 适应 ODBC 的数据库中， 实现与物业公司管理网络中的 ORACLE、 SYBASE、 INFORMIX 等数据库的连接。系统尽管是在 Windows 系统下运营，但是它不依赖网络协议， 可以和在其他操作系统上运营的客户进行交流， 例如 DOS、 Novell、 Banyan、 Unix 等。 霍尼韦尔公司的 EBI 系统遵循各种工业标准，并采用开放式的系统结构。 系统的服务器用微软 Windows 2023 操作系统，客户可使用微软 Windows XP， Windows2023 操作系统，这些操作界面为大多数工程人员纯熟掌握，因此大大减 少在训练人员使用系统方面的支出。系统架构基于以太网（Lan/Wan），使用 TCP/IP 协议。信息管理系统可通过霍尼韦尔 Network API、ODBC、OPC 及 DDE 方式获取 EBI 中的数据，EBI 同时支持 BACnet 和 LonMark 标准设备协议。EBI 系统的典型特性可以概括如下： 图形化操作界面，支持标准的 Windows 操作规范，参数、数据、事件、报 警信息都以图形或醒目的方式在屏幕上显示，界面颜色配置符合人体工程学原 7 理，不易产生视觉疲劳； 快速高效的报警管理，可以及时解决各类紧急事件； 大量的历史数据和趋势图显示，对系统运营趋势一目了然，有助于系统运 行参数的进一步优化； 标准或用户自定义的打印报表，这种灵活的方式能适应 EMCS 系统中各种复 杂的报表需求； 丰富的应用程序开发环境，涉及 VB、C、C+、Fortran 等开发语言，Unix、 Windows NT 等操作系统； 符合工业标准的局域网和广域网，特别合用于本工程可分可合的技术规定； 即：既可以对本工程统一管理，也可以根据本工程的特点，针对不同的功能分 区独立管理。同时提供多种获取系统数据的方式，使物业公司的其它系统很方 便地通过标准方式获取所需信息。 系统数据解决功能 EBI 的实时数据库保存最新数据和历史数据，并且是 EBI 系统实时性高，网 络负载小的重要因素之一，EBI 系统数据库的重要功能如下： 记录所有点的近期具体数据：本系统所有点的状态数据、系统的状态数据， 都被系统以后台运营方式实行保存到实时数据库中，在调用历史和当前数据时， 系统不需要再从控制器中获取数据，而直接从本机数据库中获取各类所需数据。 因此系统通信负荷小、无冗数据传输、通讯效率高，使 EBI 与控制器实时通讯 速度和稳定性大大提高。 设立灵活：根据数据库容量，设立需要存储的点、信息的类型(涉及模拟输 入输出、数字的输入输出、伪点、组合点等等)、采样时间，根据采样时间，可 保存大于一年的数据。 提 供 集 成 系 统 所 需 的 实 时 数 据 ： 集 成 系 统 使 用 霍 尼 韦 尔 EBI 提 供 的 API(Application Programme Interface)，通过网络从实时数据库中获取数 据，不影响 EBI 系统自身的运营。 报警数据的保存：对所有报警信息、解决信息都提供实时存储，保证在控 制器离线状态下，中央监控室能看到离线前的所有数据。 提供数据给趋势图系统：趋势图系统提供用户以图形的方式观测设备的运 行状况，所显示的数据都从实时数据库中直接获得，不占用后台通讯控制系统 的资源。 所有画面中数据的刷新非常快：监视工作站中所有画面的数据刷新非常快， 8 给操作人员解决、观测设备运营状态数据提供方便。 提供灵活的数据查询方式：充公运用数据库的特点和功能，根据用户实际 需求（如不同使用单位的物管部门），通过设立各种灵活的数据查询方式，得 到用户所需的各类定制的数据。 模块化结构保证其扩展性和灵活性 EBI 系统的模块化结构使其具有良好的扩展性和适应性，系统模块有 BA、 消防、安保，功能模块有电话接入控制、自动拨打寻呼机、操作员安全功能， 同时具有非常丰富的机电设备接口。因此，从单个功能的系统，到远程的多个 功能系统的集成，EBI 都能提供高性能/价格比的解决方案，并且保持新产品的 向下兼容性。 运用预设的 PullDown Menu(下拉式菜单)及工具条， 操作人员可以方便、 快捷地取得重要的数据。 安全性 在系统的权限方面，霍尼韦尔的 EBI 系统可提供不同级别及对用户指定区 域进行权限设定和监控。这些（权限）配置可根据操作人员不同，操作站不同 而有所不同。霍尼韦尔 EBI 可设立多达六个操作级别，如以不同区域和设备的 权限分类，高达 255 种。根据区域控制，操作人员只能连接取得其指定的图 像、警报和控制点数据，这些权限监控和区域指令都可在安排操作人员的同时 进行设定。 方便性和实用性 霍尼韦尔的 EBI 系统涉及一组丰富的预设显示功能，使系统操作加快，减 少客户安装和预备使用所花的时间。这些预设显示涉及： 控制点的各种具体数据 报警总表 趋势显示 报表显示 系统诊断显示 除了预置显示外，霍尼韦尔的 EBI 系统提供一套功能强大的，面向对象的， 能按客户需要绘制图像的软件 Display Builder。运用其中的调色板，操作人 员可制作独特的平面图像，及制作出三维立体图像。工作人员在此系统中，可 使用标准的 Visual Basic 脚本语言，增长动画效果和方便操作。EBI 也支持 Web 页面浏览，方便操作人员上网收集更多有用的资料。 9 开放性 本工程对楼宇自动控制系统特别强调了开放性的规定。霍尼韦尔 EBI 系统 的网络结构以开放式设计，开放式的网络结构，可更方便把设备数据集成到其 它基于网络的系统，使客户在任何时候和任何地点都能取得所需的实时及历史 的数据。客户也可购用系统的其它设备，通过预设的界面，将不同系统内的数 据资料进一步集成使用，EBI 提供涉及 OPC、BACnet、ODBC、ExcelPlugIn、 AdvancedDDE、NetworkAPI 等多种方式的数据接口。 OPC（用于过程控制的 OLE）是过程控制的工业标准。即使数据的种类不同， 这套程序都能将这些资料整合。该程序采用的是微软的 DCOM（分布式组件对象 模型）结构技术，并已被迅速成为将数据由工业自动化设备传送至信息管理系 统的工具，不需要重新开发数据集成接口。OPC 服务器允许网络上 OPC 客户直接 连接霍尼韦尔 EBI 系统的数据，使微软的客户能更快更有效地取得实时数据。 BACnet 网络客户可用 BACnet 服务器连接霍尼韦尔的 EBI 系统数据资料。 BACnet 服务器可使不同 BMS 系统内的实时数据在系统内传送相连的。 ODBC 开放式数据库互连。霍尼韦尔 EBI 系统可提供开放式数据库互连。此 功能重要是为即时查找 BMS 中的数据，编制报表而设。界面用 SQL 语言以便资 料定期地按照事件或根据指令进行传送。在此机制下，客户也可每日一次或当 数据有变化即将能源管理数据输入，更新财务/业务系统的数据资料。 微软 Excel 数据互连方式。霍尼韦尔 EBI 系统开发了一个微软 Excel 的插 件。系统的连通依靠一输入导向器。这一插入程序（微软 Excel 数据互连件） 使使用电子表的客户可多方面运用 BMS 数据。运用这些数据资料和其它财务资 料，客户可比较各方面或不同时期的开支，并自动计算物业租用者的帐目和款 额。 AdvanceDDE/DDE 动态数据互换功能。可将数百计的设备连网。与 DDE 比较， 其性能更为杰出。可通过 AdvanceDDE 进行连网的设备涉及：PLC、电能控制系 统，以及其它一些工业设备。 网络应用程序界面。运用 API 应用程序界面编程，客户也可依靠其它已连 接 网 络 的 平 台 ，连 接 到 EBI 系 统而 取 得 实 时 数 据。 API 提 供 的 函 数可 被 VisualBasic，C 或 FORTRAN 等编程语言调用，以网络方式连接 EBI 数据库。对 于应用程序，数据在主机和 EBI 数据库之间是透明的，从而大大减少了数据交 换所需的时间。 系统的操作系统平台 10 EBI 系统软件选用微软公司的网络操作系统 Windows 2023。 Windows 2023 是 32 位多任务的系统，该软件支持网络管理、标准网络协议，网络安全控制、 系统冗余、网络冗余，具有性能可靠、管理方便、操作简朴、安全性好、分布 式解决等功能。 Windows 2023 支持的硬件驱动程序的方式与 Windows9x 不同，Windows 2023 在内核设备驱动层和应用程序之间还要通过调度层，所有对驱动程序的调 用必须通过该层的调度，而 Windows 9x 系统直接可以访问硬件驱动层，导致 系统经常崩溃，而 Windows 2023 的设备管理方式限制了对硬件层的非法访问， 使系统更为稳定。 Windows 2023 的任务管理采用抢先多任务方式。 对每个任务分派独立地址 空间和内存空间，这样各任务互相不影响，一个任务失败不会影响其它任务的 运营，因此，系统抗毁能力很强。Windows 2023 的寻址能力达成 4GB，即可支 持 4GB 的内存空间。Windows 2023 对 CPU 资源、内存的运用达成最高效率，同 时提供系统工具用于监测系统各类资源的使用状况。 1.2.5 监控对象及控制方法 1.2.5.1 总体目的 楼宇自控系统是将本建筑楼宇自控系统中的建筑设备管理与控制子系统 （暖通空调系统、给排水系统、热互换系统，送排风系统，照明系统等等）进 行分散控制、集中监视、管理，实现一体化控制、监测和管理，从而提供一个 舒适、安全的生活和工作环境，通过优化控制提高管理水平，从而达成节约能 源和人工成本，并能方便地实现物业管理自动化。 1.2.5.2 楼宇自控系统监控功能说明 根据楼内设备特点、考虑到业主管理方便，设备楼宇自控系统： Honeywell-EBI 系统控制和管理，在地下一层消控机房设立楼宇自控系统工作 站。 楼宇自控系统在中央控制站对系统中各种参数、设备运营状态和报警进行 监视同时可以控制设备的启停。在工作站上可编制节假日控制运营程序，在不 同时间段合理地运营设备，节约能源。 本工程的楼宇自控系统的监控对象是大厦内的监控设备。因此我司就目前 看到的招标文献和暖通、给排水、变配电、弱电系统的图纸，在此就本工程可 能配置的系统或设备的监控功能加以说明： 11 1.2.5.3 冷源系统 本系统为冰蓄冷，由专业控制系统来完毕监控，并通过接口形式将其监测 到的参数上传到中央站；机组启动后通过彩色图形显示，显示不同的状态和报 警，显示每个参数的值； 机组的每一监测点都有列表报告，趋势显示图，报警显示；当机组设备发 生故障时，提醒报警； 累积每台设备的运营时间，使每台机组运营时间基本相等，延长机组使用 寿命。 1.2.5.4 热源系统 热力站以集成方式纳入 BAS 系统，必要参数由供货商提供。 监测或监控内容涉及： 监测锅炉的运营状态、手自动状态、故障报警、控制启停； 监测锅炉的含氧量、热效率、排烟温度； 监测锅炉内高低水位、燃气流量及报警信号； 监测蒸汽锅炉的工作压力，过压报警； 监测热水锅炉的进出水压力、温度及水流流量； 监测分集水缸的压力、温度； 监测排污扩容器的出水压力； 监测软水箱的温度、液位报警； 监测定压装置的运营状态、故障报警； 蒸汽锅炉给水泵、热水锅炉循环水泵的运营状态、故障报警、手自动状 态、控制启停。 监测热互换器热水水温； 监测热水供水流量。 控制板式换热的电动蝶阀。 控制热水循环泵交替运营。 备用泵自动投入切换。 记录设备运营时间状态。 锅炉、热力站采用接口的方式将内部具体参数上传至中央站，达成监视的 目的，有异常情况时报警，告知物业人员。 动态实时地显示各测量参数；BAS 可根据系统的数据转换成各种动态图像， 12 使用户可迅速直接地掌握系统各方面情况。 1.2.5.5 空调机组 监测或监控内容涉及： 控制送风机的启停，监测其运营状态、手/自动状态和故障报警，风机风 流监视； 监测送风机的运营压差状态，当其两侧压差低于设定值时，故障报警并 停机 电动两通阀进行 PID 调节； 控制加湿阀的控制； 监测回风温、湿度； 监视防冻开关，低温时报警； 监测过滤器前后压差，到设定范围后告知清洗过滤器，以防堵塞； 新风阀、回风阀、调节与控制； 监测风速及风压，调节变频器频率，并监测变频器的状态和频率反馈； 回风二氧化碳含量的监测； 室外温湿度监测； 风机运营时间积累等； 提供时间控制程序、事故报警等功能，春秋直接使用新风，夏季清晨及 时吸入冷空气； 根据回风湿度与设定湿度，调节电磁加湿阀开度，保持送风湿度为设定 值，精度为10%RH； 在冬季，当热盘管后的温度低于 5时，防冻开关动作，控制器将停止风 机运营并将新风门开至 0%将盘管水阀开至 100%，以防止盘管冻裂，同时中 控室有报警； 冬季根据室内回风相对湿度及设定值对加湿电动阀进行湿度比例控制； 联锁控制：风阀与风机和水阀联锁控制，停风机时自动关闭新风阀及水 阀，风机启动前，延时自动打开风阀； 在中央工作站上对系统中各种温度进行监测和设定； 编制时间程序自动控制风机启停，并累计运营时间； 与空调机组共用典型的室外温、湿度，以供新风机组作最优的启停及节 能控制； 13 1.2.5.6 新风机组 监测或监控内容涉及： 控制风机的启停，监测其运营状态、手/自动状态和故障报警； 监测风机的运营压差状态，当其两侧压差低于设定值时，故障报警并停 机 电动两通阀进行 PID 调节； 低温防冻报警； 监测新风机组的送风温湿度； 室内二氧化碳含量的监测； 监测过滤器前后压差，到设定范围后告知清洗过滤器，以防堵塞； 监测风速及风压，调节变频器频率，并监测变频器的状态和频率反馈； 依据送风温度及设定值控制热水盘管电动二通调节阀的开度，维持送风 温度在设定范围值； 监测过滤器前后压差，到设定范围后报警告知清洗过滤器，以防堵塞； 冬季根据送风湿度及设定值对湿膜加湿电动阀进行湿度比例控制； 新风阀控制与风机联锁-开风机前先开风阀；停风机后关闭风阀； 根据预定期序自动控制（或手动控制）风机的启/停； 动态实时地显示各测量参数；BAS 可根据系统的数据转换成各种动态图 像，使用户可迅速直接地掌握系统各方面情况； 记录和自动累计设备运营时间、定期提醒工作人员进行检修保养。 新风阀控制； 风机运营时间积累等； 提供时间控制程序、事故报警等功能，春秋直接使用新风，夏季清晨及 时吸入冷空气； 根据送风湿度与设定湿度，开关电磁加湿阀，保持送风湿度为设定值， 精度为10%RH； 在冬季，当热盘管后的温度低于 5时，防冻开关动作，控制器将停止风 机运营并将新风门开至 0%将盘管水阀开至 100%，以防止盘管冻裂，同时中 控室有低温报警； 联锁控制：新风风阀与风机和水阀联锁控制，停风机时自动关闭新风阀 及水阀，风机启动前，延时自动打开风阀； 在中央工作站上对系统中各种温度进行监测和设定； 14 编制时间程序自动控制风机启停，并累计运营时间； 1.2.5.7 VAV 末端监控系统 楼宇自控系统通过墙装模块和 VAV BOX 控制器监测每个运营或非运营的空 调房间，监测每个变风量末端的温度和流量，优化送风温度，根据室内温度及 设定温度进行调整 VAV-BOX 风阀的开度,根据风量的变化调整室内的温度变化。 系统可以根据设定期间计划定期开机或停机，自动关闭每个不需使用的房间的 空调。 系统监控点涉及： VAV 末端风量监测 VAV 风阀调节控制 室内温度监测 室内设定温度 无人时温度设定值重设； 风机启停控制； 再热 AO 输出控制（预留） 。 区域内各 VAV 控制器采用点对点（Peer to Peer）的通讯方式。 现场的房间操作单元具有房间占用按钮设立。 VAV 控制器将在 VAV BOX 箱体厂家进行安装、整定，调试完毕后整体运到现 场。在 VAV 设备安装完毕之后，还将在现场进行控制器风量读数的现场校正。 1.2.5.8 VAV 系统控制机理说明 VAV 变风量系统是根据空调负荷的变化及室内规定参数的改变， 自动调节空 调送风量，以满足室内人员的舒适规定或其它工艺规定。同时，根据实际送风 量自动调节送风机的转速，最大限度地减少风机动力，节约能量。 15 控制区域1 控制区域2 控制区域5 P1 P2 控制区域3 控制区域4 图1 变风量系统示意图 如图所示，在变风量系统中每个控制区域都一个末端风阀装置，称为“VAV Box” 变风量箱。 通过改变 VAV 送风末端风阀的开度可以控制送入各区域的风量， 从而满足不同区域的个性负荷需求。同时，由于变风量系统仅根据各控制区域 的负荷需求决定总负荷输出，在低负荷状态下送风能源、冷热量消耗都获得节 省（与定风量系统相比），特别在各控制区域负荷差别较大的情况下，节能效 果尤为明显。 a) 变风量系统的控制特点 变风量系统在其舒适性和节能性方面具有定风量系统以及新风机组加风机 盘管系统无法比拟的优势，但它的控制也相称复杂。 一方面，由于变风量控制系统中任何一个末端风量的变化都会导致总风管压 力的变化，如不能及时调整送风机转速和其他各风口风阀开度，其他各末端的 风量都将受到干扰，发生变化。以图 1 为例，在夏季工况下，假设人为将控制 区域 1 内的设定温度调高，则控制区域 1 的 VAV 送风末端风阀开度必将减小。 如其他设备运营状态不变，则风管静压必将升高，其他各控制区域的送风量加 大，温度减少。即控制区域 1 的变化影响了其他区域的控制。如送风机转速及 其他各末端的风阀进行相应调整，这些调整同样又会影响控制区域 1。如何对的 地解决个控制区域之间互相影响的问题是变风量系统控制的最大难点。 另一方面如图所示，变风量末端风阀的控制是以末端风速或送风量为依据的。 在风量较小时，送风量的准确是变风量系统控制的又一问题。 16 图2 变风量送风末端工作原理图 再次，在定风量空调系统中，由于各末端的送风量基本保持恒定，因此只 要保证送风量中新风的比例就可保证最小新风量的送入。但是在变风量空调 系统中，由于各末端的送风量是变化的，因此依靠比例保证新风量的做法显 然是行不通的。在许多变风量工程中，用户反映低负荷状态下空气品质不好往 往就是由于这个因素。在当空调机组总送风量变化时，如何保证足够的新风量 也是变风量控制需要解决的问题。 由此可见，变风量控制非常复杂，以下我们分 VAV 送风末端控制、风管静 压控制和空调机组控制三部分进行讨论。 b) VAV 送风末端控制 (1) 基本 VAV 送风末端控制 最基本的 VAV 送风末端由进风口、风阀、风量传感器和箱体等几部分组成。 目前绝大多数风量传感器采用毕托管传感器（我们就是采用这种传感器，测量 精度高，同时由于是无源器件，所以可靠耐用）。它是通过测量风管内全压和 静压，根据两者之差求出动压后通过开平方运算，可以得到风速，进而可求出 末端装置送风量的。 为减少管道压力损失和机组噪声, 管道风速应小于 13 米/秒. VAV 送风末端根据控制原理不同可分为压力有关型和压力无关型两种。 17 图3 VAV 送风末端的两种控制方式 图 a 所示的是压力有关型 VAV 送风末端的控制方式。它是直接根据室内温 度与设定温度的差值拟定末端风门开度的。当风管静压发生变化时，由于室内 温度惯性较大，不也许发生突变，因此不会影响风门的开度。风管静压变化了 而风门开度不变，送风量必然发生改变。即送风量的大小与风管静压有关，故 称为压力有关型 VAV 送风末端。这种末端由于受风管静压的波动影响过大，目 前工程中已很少使用。 压力无关型 VAV 送风末端的控制方式如图 b 所示。 它采用串级 PID 调节方式，一方面根据室内温度与设定温度的差值拟定需求 风量，然后根据需求风量与实际风量的差值拟定风门开度。在此系统中，当风 管静压变化时，立刻会导致送风量的变化，图 3 b 中的 PID2 运算模块将改变风 门开度，保持送风量恒定。即送风量不再受风管静压的影响，故称为压力无关 型 VAV 送风末端。目前工程中大量采用的正是这种压力无关型 VAV 送风末端。 (2) 再加热型 VAV 送风末端控制 在 VAV 系统控制的建筑层面中，往往会区分内区与外区进行控制。 所谓外区是指建筑物的周边区。室内的空气状态不仅与室内人员、灯光、 设备等因素有关，还与室外温度和太阳辐射有关。对建筑物的外区一般夏季供 冷，冬季供暖。 建筑物内区的空气状态仅与室内负荷有关，而与室外环境无关。建筑物的 内区往往常年供冷。 在区分内区、外区的 VAV 系统中，内区 VAV 一般采用基本送风末端形式， 而在一些工程规定较高的应用场合，外区采用再加热型 VAV 送风末端。外区采 用再加热型 VAV 送风末端可以在冬季工况下根据需求独立升高各末端的送风温 18 度，以增强系统灵活性。 目前工程中常用的再加热型 VAV 送风末端有盘管加热和电加热两种，一般 都是通过 DDC 的数字量输出进行有级控制的，而非模拟调节。图 4-所示为带盘 管加热 VAV 送风末端的监控原理。其中盘管加热设备投运与风门开度的关系视 具体应用而定，可以先加大风门开度至极限位置后在投入盘管加热设备，也可 以边加大风门开度边投入盘管加热设备。 风阀 三级电加热 风速传感器 AOx1 AIx1 DOx3 图4 带盘管加热器的 VAV 送风末端监控原理图 (3) 风机驱动型 VAV 送风末端控制 风机驱动型 VAV 送风末端又称为“Fan Powered VAV Box”，简称 FPB。空 调系统的控制对象不仅涉及温、湿度及空气品质，还涉及气流组织。基本 VAV 送风末端在风量较小时，无法保证良好的气流组织，往往导致控制区域冷热不 均，甚至产气愤流死角。风机驱动型 VAV 送风末端在基本 VAV 送风末端的基础 上增设了风机设备，通过将集中送风与部分室内回风混合以改善这一状况。根 据风机位置不同，可将风机驱动型 VAV 送风末端分为风机串联型和风机并联型 两种。风机位于出风的称为风机串联型（图 a），风机位于回风口的称为风机并 联型(图 b)。本次项目使用的是风机串联型。 图5 风机驱动型 VAV 送风末端 a 串联型 b 并联型 19 c) 风管静压控制 当各 VAV 送风末端风门开度随控制区域负荷的变化而改变时，如送风机转 速不作相应调整，风管静压就会产生波动。工程中必须根据各末端状态及时调 整送风机转速以维持静压不变。目前，应用较多的风管静压控制策略重要涉及 定静压、变静压和总风量三种。 (1) 定静压控制方式 定静压控制方式的基本思想是假如可以通过调整送风机转速维持风管静压 不变，则各末端风门的开度仅与其控制区域负荷有关，而不受其他末端风门开 度变化的影响。因此，抱负状态下定静压控制方式可以采用压力有关型 VAV 送 风末端获得良好的控制效果。 但事实上如图 1 所示，在夏季工况下，假如控制区域 1 的 VAV 送风末端风 门开度减小了，通过减小送风机转速稳定了风管 P1 点的静压。但由于控制区域 1 VAV 送风末端风门开度的减小，导致了 P1 点到 P2 点压降减小了，因此 P2 点 及 P2 点之后的风管静压事实上都增大了。因此，为获得良好的控制效果，定静 压控制方式中也应当使用压力无关型 VAV 送风末端。 定静压控制方式只能稳定风管中个别点的静压不变，在工程设计中，静压 传感器的设立位置是一大难点。根据经验，该点一般设在靠近主风道末端，离 末端距离约为主风道全长的三分之一处。但是在风管管网比较复杂时，该点的 位置仍然很难拟定。有时会设立多个静压传感器，以各传感器测量值的加权和 作为控制依据。 静压测量点难以拟定，且节能效果不佳是定静压控制方式的重要缺陷。但 定静压控制方式实行简朴，各 VAV 送风末端之间的耦合性小，因此获得广泛应 用。 (2) 变静压控制方式 变静压控制方式最初产生于能源高度匮乏的日本。考察定静压控制方式在 低负荷状态下的工作情况可以发现，定静压是通过减小 VAV 送风末端风门开度 来限制送入各控制区域风量的。当各末端风门开度都较小时，是否可以通过降 低送风机转速、增大各末端风门开度，在送风量不变的情况下进一步节能呢？ 变静压就是基于这一思想产生的。 变静压控制根据 VAV 送风末端风门开度反馈控制送风机转速，使开度最大 的末端风门处在接近全开的状态。变静压的典型控制策略如表 4-2 所示。 表1 典型变静压控制策略 20 变静压控制的节能效果良好，但由于各风门末端之间的耦合关系复杂，因 此工程实行较定静压控制方式困难。但是，在日本应用广泛。目前国内许多新 建高档办公楼也都往往考虑采用变静压控制方式， (3) 总风量控制方式 美国学者 T.B.Hartman 早在 1989 年就提出了另一种 VAV 系统变静压控制理 念,他称之为 TRAV(TerminalRegulatedAirVolume),这种控制方法是基于每个变 风量末端机组实时的风量规定, 采用各风量求和得到总风量, 对送风机转速进 行跟踪调节,使总送风量不断变化以满足实时的风量规定。 Honeywell 公司的变风量 DDC 控制器,完全支持 TRAV 控制。 总风量控制方式是在上世纪末出现的变风量控制方法，它认为变风量系统 中，由于涉及多个末端的状态变量，采用反馈控制方式反映慢、算法复杂，因 此，总风量控制提出了前馈控制的思想。 在压力无关型 VAV 送风末端中，已经拟定了各控制区域需求风量。将所有 区域的需求风量累加即可获得送风机的总输出风量，并以此作为控制风机转速 的依据。总风量控制中的关键是拟定风机送风量与风机转速之间的函数关系。 理论上由于前馈控制带有一定的超前预测特性，因此响应速度比变静压和 定静压都快，且节能效果可以接近变静压控制。但事实上风道的阻力特性要比 抱负状态下复杂得多，因此总风量控制的效果并没有理论上这么好。为保证系 统至少满足各控制区域的负荷需求，总风量控制往往与定静压控制结合使用， 在风管静压最不利点（可以是多点）设立静压传感器。当这些点的风管静压均 满足最小静压限制时，采用总风量控制；当风管静压低于最小静压限制时，转 为定静压控制，优先保证风管静压。 实际运营中，将以总风量法所决定的风机转速不断“修正”定静压法的定 静压值，使其具有一定的调节范围。假如把定静压法的简朴可靠与总风量法的 先进直观结合在一起，会使变风量系统的控制更臻完美，节能效果更加明显。 21 (4) 三种控制方式的工程实行及比较 工程中，许多人往往误认为采用哪种控制策略完全是控制方面的问题，而 与暖通设计无关。事实上，每一种控制策略都必须和相应的暖通设计相配合， 才干达成良好的控制效果。以定静压和变静压控制为例，定静压由于各 VAV 送 风末端直接的耦合关系不明显，一般一台空调机组可以带 1520 个末端，而变 静压控制方式控制的空调机组一般只能带 58 个末端。因此，为定静压控制设 计的 VAV 系统用变静压方式控制基本上是无法调试稳定的。而为变静压控制设 计的 VAV 系统假如采用定静压方式，单就控制而言是没有问题的。但变静压系 统的末端往往采用低风速系统，对 VAV 送风末端噪声参数规定不高，假如换成 定静压控制的话，控制区域的室内噪声将也许增大一些。 由此可见，工程中 VAV 风管静压控制方式的拟定应与暖通设计结合起来， 最佳暖通设计初期就开始介入，假如我们有幸中标，我们将在深化设计阶尽早 与暖通专业配合，作好总风量与定静压控制方式与空调系统机组和 VAV 送风末 端安装及送风回风管道施工的配合工作，以取得最佳的控制效果。 综上所述，本系统拟采用双重控制法，即采用定静压和总风量双重控制法， 是通过总风量法不断“修正”定静压法的定静压值，使其具有一定的调节范围 而获得相应的节能效果。 由于采用总风量控制需要空调厂家提供完整的风机特性曲线（涉及各转速， 这点往往难以做到） ，以及实际工程实际运营中，会有风管的密闭性等诸多实际 问题，需要在实际调试过程中尽也许的趋近，因此将以定静压为基本调试方法， 而以总风量来不断趋近到最为合适的定静压值。 1.2.5.9 送排风控制系统 监视控制内容： 风机的启停控制，运营状态及故障报警监测； 风机手/自动状态； 准时间程序控制风机的启停； BAS 可根据系统的数据转换成各种动态图像， 使用户可迅速直接地掌握系统 各方面情况。 记录和自动累计设备运营时间、定期提醒工作人员进行检修保养。 1.2.5.10 给排水控制系统 本系统涉及：生活水泵、生活水箱、污水池、排污泵、中水泵。 监视控制内容： 22 控制生活水泵、潜污泵、中水水泵的启停，监测其运营状态、手/自动状 态和故障报警； 控制变频水泵的变频器的启停、频率，并将频率反馈及故障状态反馈回 中央站； 监测集水坑的高、低液位； 水泵运营时间积累等； 屋顶水箱、生活水箱、中水水箱的高低超高、超低水位报警； 监测供水压力 泵发生故障时备用泵自动投切； 水箱周边设立漏水探测电缆，进行漏水检测，并报警。 给水、中水、消防减压供水监测压力，超压报警。 1.2.5.11 柴油发电机 监测控制内容：（提供通讯接口给楼宇自控系统，以实现远程监测必要参 数由设备供应商提供） 本系统采用集成的方式接驳至中央站，监控内容如下（可依据业主需要 增长） ： 柴油发电机的启停状态、故障状态、输出电压、电流、发电频率； 蓄电池的电压； 室外埋地储油罐、发电机房日用油箱、排油箱的液位监测及高液位报警； 监测供油泵、排油泵、冷却水泵的运营状态、故障报警、手自动状态， 并控制其启停。 备用泵自动投入切换。 记录设备运营时间状态。 动态实时地显示各测量参数；BAS 可根据系统的数据转换成各种动态图 像，使用户可迅速直接地掌握系统各方面情况。 1.2.5.12 变配电系统 监测控制内容：（提供通讯接口给楼宇自控系统，以实现远程监测必要参 数由设备供应商提供） 通过接口接驳至中央，监测内容如下（但不限于以下内容） ： 进线的开关状态、跳闸报警； 进线的电压，电流，功率因数； 重要出线的电流、电压、有功功率、功率因数、电量； 23 母联开关状态、故障信号； 1.2.5.13 照明控制系统 公共照明是最容易产生能源浪费的部分，也是楼宇节能的重要方面。同时， 消防和保安系统也需要照明系统的密切配合。本系统重要包含车库、楼梯间、 大厅、走廊等公共部分照明，以及室外泛光照明、庭院照明、广告照明、立面 照明、航障照明等。其最终的位置将在工地实地决定。 照明控制系统能实现自动/定期或人工发出开关指令，对各路照明的启/停 进行控制，监测其运营状态、故障报警。 系统按天天预先编排的时间程序来进行开关控制及监视其开关状态； 可根据工作时间照明、夜间照明、节假日照明等多种不同情况进行开关时 间自动控制。 1.2.5.14 电梯系统 监测控制内容：（提供通讯接口给楼宇自控系统，以实现远程监测必要参 数由设备供应商提供），电梯系统的归首紧急控制由消防系统完毕。 通过接口形式将电梯系统集成到中央站，具体监控内容如下（但不限于以 下内容）： 监视电梯的运营状态； 电梯故障报警监视； 电梯的楼层指示显示； 历史记录及维护保养清单； 准时间程序、节假日设定电梯运营； 运营时间的累积纪录 1.2.5.15 室外环境参数监测 在办公楼、公寓设立 1 个室外温/湿度传感器、1 个照度传感器，作为室外 参数供系统使用。 地下车库采用 CO 探测器，及时通风。 1.2.5.16 纳入楼宇自控系统的通讯接口清单 序号 1 2 3 4 设备名称 冰蓄冷机组 蒸汽锅炉 热力站 电梯 24 通讯接口类型 RS-232 或 RS-485 RS-232 或 RS-485 RS-232 或 RS-485 RS-232 或 RS-485 5 6 柴油发电机 变配电系统 RS-232 或 RS-485 RS-232 或 RS-485 各子系统予留标准接口并向业主公开自己的通信协议和数据库格式。 1.3 设备选型 1.3.1 系统硬件性能指标 1.3.1.1 系统设计容量说明 本系统在设计中充足考虑了此后系统的扩展，在此后需要进行系统扩展时 不需要变更系统的结构，也不需要改变已有的传感器或控制器，也不需要更换 或废弃基本系统的任何部件， 同时在系统容量上保证不少于 15%的备用输入和输 出连接口以满足日后系统扩充的规定。 1.3.1.2 ComfortPoint BACnet 控制系统 TM 霍尼韦尔 ComfortPoint BACnet 控制系统是一套兼容并蓄的先进的开放的 楼宇控制系统，效率高、功能多。作为暖通空调系统的神经中枢，使用 ComfortPoint BACnet 控制系统可以更好的达成过程控制流畅、操作使用简便、 节省费用开支的效果。 ComfortPoint BACnet 控制系统采用最新的直接数字控制（DDC）技术。整 体系统具有强大竞争力，可以满足以下各种需求： 开放技术 ComfortPoint BACnet 控制系统所有依托一个开放平台设计，符合 ISO 16484-5Native BACnet 国际标准。 使用方便 无论操作还是培训，只需点击用户界面。 保证质量 由业内技术领先的霍尼韦尔公司开发，从而保证服务与产品的高质量标准。 可靠性 ComfortPoint BACnet 控制系统提供在 BACnet TCP/IP 和 MS-TP 两个层面的 点到点通讯，因此即使系统中某一台设施发生故障，仍可保证系统不间断工作。 灵活性 每个 ComfortPoint BACnet 控制系统的控制器功能均能客户化定制，以满 足特殊需求。