贵阳妇幼保健院西门子楼宇自动化技术方案

贵州市妇幼保健院贵州市妇幼保健院楼宇自动化控制系统方案楼宇自动化控制系统方案贵州环霖自控系统工程有限责任公司贵州环霖自控系统工程有限责任公司贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第2页共47页目 录1前言前言.42业绩介绍业绩介绍.63设计概述设计概述.103.13.1设计依据设计依据.103.23.2系统设计原则系统设计原则.113.33.3设计特点设计特点.123.43.4系统架构系统架构.143.53.5中央工作站中央工作站.153.63.6风冷机组的群控风冷机组的群控.173.6.1无模型自适应闭环控制算法.183.6.2冷热水自动补水控制.213.73.7空调机组控制空调机组控制.213.83.8新风机新风机组组控制控制.233.93.9排风机组控制排风机组控制.263.103.10排污设备系统排污设备系统.263.113.11与第三方设备联网说明与第三方设备联网说明.273.11.1标准网关类型标准网关类型.273.11.2自行开发网关说明自行开发网关说明.283.11.3用户须提供的接口资料用户须提供的接口资料.294APOGEE 系统软件介绍系统软件介绍 .314.14.1APOGEE 系统特点系统特点 .314.1.1多任务系统工作环境多任务系统工作环境.314.1.2多灵活强大的网络功能多灵活强大的网络功能.314.1.3完全开放的接口界面完全开放的接口界面.324.1.4全面支持全面支持 Internet/Intranet 技术技术.324.1.5导航导航.32贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第3页共47页4.1.6系统连接的灵活性系统连接的灵活性.324.24.2APOGEE 系统的强大功能系统的强大功能 .324.2.1Insight 管理工作站监视功能简述管理工作站监视功能简述.334.2.2Insight 管理工作站管理功能简述管理工作站管理功能简述.344.34.3OPC 技术技术.364.44.4BACnet 技术技术 .374.54.5与其他系统的通讯接口与其他系统的通讯接口.375硬件说明硬件说明.385.15.1系统组成系统组成.385.25.2网络结构网络结构.385.35.3PXC MODULAR.385.3.1TX-I/O 模块系列.405.3.2PXC MODULAR 系列扩展模块.405.45.4直接数字控制器直接数字控制器 PXC 系列系列.425.55.5西门子西门子 MS/TP PPM 点处理模块点处理模块 .435.65.6紧凑型系列单元设备控制器紧凑型系列单元设备控制器.445.75.7BACnet VAV 一体式执行器一体式执行器.45贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第4页共47页1 1前言前言西门子楼宇科技公司及历史西门子集团公司 成立于 1847 年，是世界上最大的电气工程和电子公司之一 。2005 财年（截止于 9 月30 日），公司在全球拥有大约 461,000 名雇员，实现销售额 754.45 亿欧元，净收 入 30.58 亿欧元。西门子楼宇科技 作为全球楼宇管理、暖通空调控制、安防和消防系统的市场领导者，我们为世界各地的客户提供创新解决方案，这些解决方案能够增强住户的舒适性和安全性，并优化楼宇设施的管理，提高能源效率。2004 财政年度,西门子楼宇科技在中国的销售额达到了五千万欧元。在中国四百多名员工的努力下，我们在提供楼宇的舒适性、安全性及节能方面一直处于领先地位。我们提供综合的解决方案我们提供综合的解决方案:楼宇自动化楼宇自动化-更舒适、更可靠、收益更高更舒适、更可靠、收益更高西门子楼宇自动化是针对单独房间及整座楼宇的供热、通风及空调系统等各个方面所提供的全面解决方案及服务。我们开发创新的解决方案以满足业主及住户对舒适和方便的最高要求。但西门子楼宇自动化能做到的远不止于此，我们还可以协助楼宇经营者实现其所经营楼宇在整个寿命周期内的最佳利用效率及成本效益。此外，我们还会对楼宇的能源系统实施更新改造，而客户无需为此进行重复投入。电气安装技术，使您的建筑更安全、时尚和智能电气安装技术，使您的建筑更安全、时尚和智能西门子电气安装技术作为全球领先的电气安装技术提供商，为您提供创新的产品和系统，广泛应用于工业、建筑和住宅领域，满足不同的客户需求。智能化集成降低楼宇管理成本智能化集成降低楼宇管理成本我们承建各种楼宇的管理系统的丰富经验证明，集成化弱电系统解决方案对业主和住户都十分有益。将所有的楼宇管理系统集成到一个工作站，既可缩短培训周期，贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第5页共47页又可提高操作效率。这种集成化解决方案不仅提高了报警处理的效率和可靠性，而且简化了管理和维护，能够让物业管理机构更加灵活地调配人力资源。此外，所有楼宇管理数据的集中处理，能够降低能源、消防和安全管理成本。管理子系统，包括楼宇自动化、消防、安保、停车场、闭路电视、综合布线、广播系统和数据网络等等。我们致力于借助自身的技术、多年的经验及全面的研发提供各类高质量和创新产品。为以更高的效率和更低的成本向您提供先进的产品和系统，我们建立了覆盖全国的销售网络及管理系统。我们还聘请和培训专业人员，负责严密管理分销网络，确保及时地将我们的产品和系统提供给您。贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第6页共47页2 2业绩介绍业绩介绍西门子楼宇科技在全球：西门子楼宇科技在全球：美国白宫美国白宫白宫位于华盛顿市区中心宾夕法尼亚大街1600 号，北接拉斐特广场，南邻爱丽 普斯公园，与高耸的华盛顿纪念碑相望，是一 座白色的二层楼房。白宫共占地 7.3 万多平方米， 由主楼和东、西两翼三部分组成。主楼宽 51.51 米，进深 25.75米，共有底层、一楼和二楼 3 层。白宫是美国总统办公和居住之地，因而成为美国政 府的代称。中国驻美大使馆新馆中国驻美大使馆新馆中国驻美国大使馆新馆建造历时 3 年，坐落在华盛顿特区凡纳斯街南侧，占地 10760 平方米，刷新了美国国内规模最大的外国使 馆的新纪录，也是中国在国外建设 的规模和投资 最大的使馆办公楼工程。大使馆新馆由美国贝氏建筑 事务所的贝建中和贝礼中设计，他们的父亲便是 以改建巴黎卢浮宫闻名于世的美籍华裔建筑大师贝聿 铭。中国政府对设计只有一个具体要求，就是 “传达中国重要性，以及体现中国在当今世 界所处的位置”。迪拜帆船七星级酒店（迪拜帆船七星级酒店（Burj Al-Arab 伯瓷酒店）伯瓷酒店）Burj Al-Arab 伯瓷酒店建于 1999 年，酒店建在位于紧靠迪拜海岸的一座人造岛 屿上。 它是世界上惟一的建筑高度最高的七星级酒店(因为饭店设备实在太过高级，远 远超过五星的标准，只好破例称它做七星级 ).开业于 1999 年 12 月，共有高级客房 202 间，建立在离海 岸线 280 米处的人工贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第7页共47页岛 Jumeirah Beach Resort 上，糅合了最新的建筑及 工程科技，迷人的景致及造型，使它看上去仿佛和天空融为一体。伯瓷的工程花了5 年的时间， 2 年半时间在阿拉伯海填出人造岛， 2 年半时间用在建筑本身，使用了 9000 吨钢铁，并把 250 根基建桩柱打在 40 米深海下。酒店由英国设计师 W.S. Atkins 设计，外观如同一张鼓满了风的帆，一共有56层、321 米高，是全球最高的饭店，比法国艾菲尔铁塔还高上一截。西门子楼宇科技在中国：西门子楼宇科技在中国：北京的北京的 08 奥运游泳中心奥运游泳中心国家游泳中心又被称为 “水立方”（Water Cube），位于北京奥林匹克公园内，是北京为 2008 年夏季奥运会修建的主游泳馆，也是 2008 年北京奥运会标志性建筑物 之一。它的设计方案，是经 全球设计竞赛产生的 “水的立方”（H2O3）方案。2003 年 12 月 24 日开工，在 2008 年 1 月 28 日竣工。其与国家体育场(俗称鸟巢)分列于北京城市中轴线北端的两侧，共同形成相对完整的北京历史文化名城形象。国家游泳 中心规划建设用地 62950 平方米，总建筑面积 65000-80000 平方米，其中地下部分 的建筑面积不少于 15000 平方米。上海浦东国际机场上海浦东国际机场上海浦东国际机场是中国（包括港、澳、台）三大国际机场之一，与北京首都国 际机场、香港国际机场并称中国三大国际航空港。 上海浦东国际机场位于上海浦东长江入海口南岸 的滨海地带，占地 40 多平方公里，距上海市中 心约 30 公里，距虹桥机场约 40 公里。重重庆庆海海逸逸大大酒酒店店重庆海逸大酒店座落于重庆商贸地区心脏地带。毗邻解放碑，是商业和娱乐休闲的中心。酒店与大都会购物广场和综合办公楼相连，提供多种餐饮、娱乐、购物等便利。酒店有三百九十间豪贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第8页共47页华舒适客房及套房。宽敞的浴室。空调系统、卫生电视及电影频道、咖啡及茶饮设施、房间保险柜、吹风机及迷你酒吧。重庆希尔顿酒店酒店重庆希尔顿酒店酒店重庆希尔顿酒店酒店是国际希尔顿集团在中国管理的第五家酒店。酒店位于市中心的政府机关区，距重庆市商业及娱乐中心解放碑仅 4 公里，从酒店至机场仅需 35 分钟车程；毗邻著名的大田湾体育场。酒店共有 443 间客房，含 204 个座位的中餐厅，246 个座位的中餐厅及 9 间包间，104 个座位的大堂吧，54 个座位的龙吧。会议设施有三楼 600 平方米的缙乐殿宴会厅，可同时容纳 400 人的会议室。重重庆庆大大都都会会广广场场重庆大都会广场位于重庆市渝中区解放碑南区依仁巷旧址，占地面积 18717 平方米。总建筑面积 23 万余平方米。它是集停车场、百货公司、展览厅、五星级酒店、高级写字楼、保龄球馆、网球场、真冰溜冰场、室内游泳池、电影城、屋顶花园等于一体的一座大规模的综合性现代商业服务中心。1 号塔楼33 层，高 136-65M，建筑面积 3.05 万平方米，为五星级酒店；2 号增楼 34 层，高 144.7M，建筑面积 5.13 万平方米，为高级商务写字楼。遵遵义义医医学学院院附附属属医医院院遵义医学院附属医院坐落在历史文化名城遵义市，前身是辽宁省大连医学院附属医院，1969 年 5 月南迁遵义更名为遵义医学院附属医院（简称遵医附院）。遵医附院作为省直属三级甲等综合医院，医疗辐射黔北地区、毕节市及铜仁市大部分地区以及毗邻的重庆、贵阳部分县区，总服务人口约 1200 余万，是贵州省区域医疗中心之一。目前，医院开放床位 2800 张，日门诊量逾 8000 人次，业务量居省内单体医院之首。医院现有 2 个院区，占地面积 227 亩，建筑面积约 19 万平方米。设有 18 个部（处）、44 个临床科室、14 个医技科室。现有职工 2691 人，其中高级技术人才 511 人，博士63 人，博士后 5 人，硕士生导师 178 人，国家卫计委突出贡献中青年专家 2 人，享受贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第9页共47页国务院特殊津贴 14 人、省管专家 14 人。医院拥有三甲医院开展医疗工作所需的各种大型高精尖医疗设备，总值达 5 亿元。贵贵阳阳铂铂尔尔曼曼大大酒酒店店贵阳铂尔曼大酒店位于解放路高架桥与沙冲北路交叉口处（鸿通城内），邻近贵阳火车站、人民广场及贵阳新体育场，地段繁华，交通购物十分便利。贵阳铂尔曼大酒店是一个集酒店、商务、会议、休闲、高端餐饮于一体的城市白金星级高档酒店。舒适客房配套设施完善贵阳铂尔曼大酒店设置 410 间高雅舒适的客房，拥有大规模、高档次的宴会厅及多功能会议厅，以及西餐厅、行政酒廊、王子饭店、尊荣会等 20 家不同风格的中西及民族特色配套餐饮娱乐服务能满足不同消费需求。超大室内恒温游泳池、健身中心、室外绿茵网球场、SPA 等休闲配套设施让您轻松品味时尚生活新理念。贵贵州州电电视视台台贵州电视台工程位于贵阳市人民广场南侧,遵义路与神奇路交叉口,1998 年被省委、省政府列为要办的十件实事之一,总建筑面积达 48000 平方米,主楼共 24 层,高 112 米,裙楼为演播厅共 6 层高 303 米。整个大楼拥有包括 1000 平方米到 20 平方米等各类演播厅(室)21 个。贵贵阳阳大大剧剧院院贵阳大剧院位于贵阳市中心区南部的纪念塔附近，投资逾 4 亿元，占地面积14615 平方米，建筑面积 36376 平方米。其外形设计新颖别致，内部设施齐全多样，可同时容纳 2000 人，是目前西南地区建设规模最大、档次最高的综合型多功能剧院。贵贵阳阳黔黔桂桂国国际际商商务务中中心心贵阳黔桂国际商务中心位于贵州省贵阳市金阳新区诚信北路，在规划中的金阳新区 CBD 中心位置。项目北临贵阳市地税局、金阳新世界，东近绿地联胜国际、中国移动贵州公司总部、开磷集团总部，西靠烟科所、地化所、贵阳轻轨运营中心，南距盘江煤电总部、贵阳轻轨一号线。项目距离贵阳市行政中心约一公里，规划建设的金阳绿化处于基地北侧一公里范围内，项目东侧出口即是公交枢纽站及城市休闲广场。项目区域地理优势稀缺，周边城市配套设施完善，是理想的办公、休闲、购物、居家场所。项目总建筑面积 92137.27 平方米，占地面积 16850 平方米。建筑由 Z 字型双栋连体双子塔组，360 度采光通风。地下三层规划为车库，可停车约 1000 辆，地面设停车位 23 辆个。贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第10页共47页3 3设计概述设计概述楼宇自控系统（Building Automation System，简称 BAS）可以自动进行设备的监视与操作，自动调节以适应室内环境的变化。对出现问题的设备自动报警，并可以通过设备状态记录反映出设备变化趋势，在出现问题前对设备进行维护。这极大的方便了设备的操作与维修，减少管理和维护人员。系统采用西门子楼宇科技（SIEMENS BUILDING TECHNOLOGIES）以太网APOGEE 顶峰楼宇自控系统。我们将利用 APOGEE 系统对建筑物内的冷热源系统、空调机组、送排风系统、照明系统设备实行全时间的集中监测、分散控制和管理。APOGEE 系统采用开放式的二层系统结构设计，在系统的信息管理层和控制层上能以以太网（Ethernet）接口和网关的不同方式构成综合管理系统，以实现二次监测，同时收集、记录、保存有关系统的重要信息及数据，作到一体化管理，达到提高运行效率，保证特殊工作环境需要，节省能源，节省人力，最大限度安全延长设备寿命的目的。3.13.1 设计依据设计依据APOGEE 通过了国际上欧洲、美国行业标准的认证，根据实际，我们参照和严格执行国家民用建筑电气设计规范。设计依据：智能建筑设计标准GB/T50314-2000安全防范工程技术规范GB503482004智能建筑工程质量验收规范GB50339-2003民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92建筑电气施工验收规范GB50303报警图像信号有线传输装置GB/T16677-1996安全防范工程设计程序与要求GA/T75-94采暖通风与空气调节设计规范GBJ19-87 2001室内给排水热水供应设计规范TJ15 74建筑与建筑群综合布线工程设计规范GB/T50311-2000城市建筑综合布线系统工程设计规范CECS119-2000贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第11页共47页建筑物电子信息系统防雷技术规范建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-2002最最大大程程度度地地节节省省能能源源智能建筑中 BAS 的核心是 HVAC（供热、通风、空气调节）系统，此部分投资比重大，能源消耗大，占建筑总能源消耗的 50%以上。因此 HVAC 系统智能化的程度不仅是实现环境控制效果也是取得直接经济效益的关键。运用计算机系统中的多样的能源管理程序，通过各种附加条件，自动运转设施及装备，从而最大程度地节省能源。（在设计合理、运转正常及维护及时的情况下，最大可节能 30）。有有效效的的楼楼宇宇管管理理及及设设施施保保护护在中央系统，可以清楚地知道所控设施的运转情况和故障发生，通过对设施的有效管理及正确的保修管理，可以维持设施及装备的最适合的状态，延长设备的寿命，使管理人员的最少化，从而对建筑物的设施进行有效地管理及保护。3.23.2 系统设计原则系统设计原则顾名思义楼宇自控系统的主要任务是对建筑内的机电设备进行监控和管理。要想管理好建筑内的机电设备，必须要知晓它们在建筑内的分布情形，运行要求、所处系统中担任的角色以及设备的特性等，按照系统服务的对象是医院，目的是提供舒适、安全的现代化医疗生活、工作环境，并兼顾经济性的要求来设计。首先，楼宇自控系统（BAS）管理的机电设备包括建筑内的冷水机组、空调机组、新风系统、热交换器及排风机组、电梯、给排水系统设备，使用西门子楼宇科技的APOGEE系统进行管理。其次，机电设备在大楼的物理分布主要为二部分，地下层、地上层。地下层主要分布变配电系统及生活水和排污系统；地面层有主要的空调机和新风及排风系统。根据项目的特点，系统采用如下原则：1.整个项目设备众多，分布位置零散，对冷热源和空调系统这些重要监控对象，控制器安置在相应机房内就近监控，便于设备接线和调试。2.冷热源系统作为一个系统控制整体，需要进行群控。其的控制器采用PXC系列进行监控，满足冷热源这类重要设备的监控要求。冷水机组内部的监控采用软件网关的方式进行。贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第12页共47页3.排风机一般就近接入附近的DDC或使用PPM模块进行监控。4.对位于各层的空调设备新风机和空调机，我们原则上采用单对单的控制方式，一台空调机组或一台新风机配置一台PXC控制器。通过楼宇自控系统（BAS）对建筑内所有建筑设备采用现代化技术进行全面有效的监控和管理，可建立统一的的管理系统，实现建筑内机电设备的数据共享、数据分析和远程监控，确保建筑内所有设备处于高效、节能、最佳运行状态，提供一个安全、舒适、快捷的工作环境，并达到方便办公大楼物业管理，节约能源消耗，减低建筑营运成本的目的。同时楼宇自控系统（BAS）预留功能接口，能通过选择附加功能，以OPC数据接口方式提供不同系统间实时数据的共享、以SQL数据库方式提供历史数据、以WEB服务器的方式支持远端用户通过Internet或Intranet浏览BAS内的信息，以上这些接口方式可用于上层的智能化集成系统（BMS）对设备监控系统的集中管理，分步建设智能大厦系统，实现保持大楼弱电系统保持技术先进，可持续发展的目的。3.33.3 设计特点设计特点先先进进性性我们所采用的 APOGEE 系统是国际上最先进的系统之一，它是以集散控制理论为基础的成熟的楼宇自动化系统。它具有结构灵活、适应性强、扩展方便、软件优化设备运行、操作简单等特点。APOGEE 系统即可采用 WINDOWS 2003 操作系统，更可采用 Windows XP 操作系统作为运行环境，APOGEE 系统的管理软件，如 Insight，InfoCenter 等，都采用先进的客户机/服务器（C/S）架构。Apogee 系统强大的网络功能提供了远程访问功能，系统软件使用 IIS 中的动态主页服务器上的内容和系统的实时数据产生 HTML 网页，能允许不同用户使用（微软 IE 或网景 Navigator 等）标准的 WEB 浏览器通过内部局域网或因特网远程同时访问系统信息，并利用微软网络信息服务器(IIS)和动态主页服务器(ASP)技术解决用户编程和创建 HTML网页的需要。Apogee 系统的主控设备 DDC 控制器为以太网接口，系统主干采用以太网构成一级网络，可充分利用综合布线系统，星型拓朴稳定性和可扩展性更高。贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第13页共47页Apogee 系统核心设备 DDC 控制器的 CPU 为 32 位，工作频率为 133MHz，内存为24M 以上，且 DDC 控制器相互之间能以点对点无主从的方式进行直接通讯，其速率高达10M/100M，使得现场控制系统的响应速度极快。西门子的 DDC 控制器功能强大，内置多种控制程序和能源管理程序，控制器编程方式和设置配置方便灵活。Apogee 系统核心设备 DDC 控制器配置世界最先进的闭环控制算法技术-无模型自适应控制，此技术在楼宇自控行业为西门子所独有，此控制技术控制精度高，调试简单，阀门的动作次数被大大的降低，增加了阀门的使用寿命。Apogee 系统核心设备 DDC 控制器采用了西门子楼宇科技 TXI/O 技术提供整合的、灵活的 I/O 点并能支持更多的输入信号类型，许多点都是 UI/UO 通用，使监控点的配置更加灵活，方便。安安全全性性、可可靠靠性性及及容容错错性性我们在结构设计上采用分层结构，集中管理，分散控制方式，减少故障风险，提高系统可靠性。APOGEE 控制网络支持中央操作站与现场直接数字控制器（DDC）的联接，网络上的所有数字控制器（DDC）均是独立工作，中央操作站的故障不会影响 DDC 控制器的正常运行。DDC 控制器是控制系统的核心设备，Apogee 系统使用 PXC 可编程控制器。标准的硬件构成能满足基本的控制要求。导轨安装和可移动的接线终端使安装和维修简化。电源设计上，DDC 控制器的电源有瞬变电流抑制和过载保护功能，DDC 控制器自身也配有电池，在掉电情况下，控制器内的所有数据资料及程序能保存 60 天。箱体组件留有足够空间以便接线。各箱体均有两条不带开关的电源输出引线，可为调制解调器和手提电脑等附属设备提供电力，提高了系统运行的安全性和可维护性。在 DDC 控制机柜的设计上，充分考虑了机柜的接地、防尘和防湿，安装设计同时也需考虑安装位的通风等情况。经经济济性性我们本着务实和节约的原则, 努力地提供给业主一套可行和有效经济的控制系统。APOGEE 结构形式为模块式，控制方式极其灵活，控制层的维护和扩展极为方便。使得楼宇管理系统可以很方便地扩展，节省初期投资，系统各部分可分别随调试完成投入使用。贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第14页共47页APOGEE 系统能够满足您在管理上节省费用的要求，投入有效的使用能量即能保证房间的高标准和舒适性。开开放放性性和和可可集集成成性性我们所设计的 APOGEE 系统的网络采用开放式设计：对内，自身的多级网络设计使得系统具有良好的可扩展性；对外，在硬件方面能与第三方产品设备、系统实现无缝联接集成。在软件方面采用了标准的开放接口，系统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：能以COM/DCOM、TCP/IP、BACnet、ODBC、OPC、ActiveX、Modbus 等不同技术与其他系统结合，实现同其它楼宇系统可互操作性以及与企业内部信息网络的可连接性等特点，从而实现管理系统网络整体的信息共享和统一管理，系统的开放式平台设计同时也可与Windows 及 BACnet 等标准进行配合。3.43.4 系统架构系统架构贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第15页共47页APOGEE 采用了多层网络结构和世界先进技术，使得 APOGEE 集散系统无论在可靠性和技术上都是世界领先的水平。管管理理级级网网络络和和控控制制层层网网络络管理级网络和控制层网络是指安装有 Apogee 系统监控软件的服务器和工作站和 DDC控制器通过标准 TCP/IP 通讯协议连接而成的快速以太网，它为管理级网络和控制层网络提供 10/100Mbps 高速通讯，工作站和服务器之间基于服务器/多客户端（Client/Server）结构，同时允许其他网络形式，如单工作站结构，多工作站结构，以满足客户的各种需求。DDC 控制器都能够按自身的程序和日程表独立工作，同一网络上的 DDC 控制器能进行不依赖 Insight 中央管理工作站的无主从对话。本系统在管理级网络上设 1 个 BAS 中央管理工作站，安装 APOGEE Insight 楼宇自控系统监控软件，采用服务器和客户端的稳定构架，用于管理大楼内的各种系统和设备，中央管理工作站设于综合楼的中央控制室内。现现场场级级网网络络现场级网络将 DDC 控制器和现场控制扩展模块相连接，网络采用工业级的现场总线，通讯速率最高可达 115.2Kbps，保证智能控制器(DDC)和现场模块之间的高速通讯。通过AWG24 的通讯线缆（双绞线），DDC 控制器与现场模块的通讯距离可以达到通讯距离1200 米，超过 1200 米可以通过干线扩展器进行延伸。BAS 系统方案描述根据要求，本工程建筑设备监控系统包括：热交换系统、新风机组、新风换气机、送风机、排风机、排风（烟）机、空调机组、电梯与消防电梯、排水（污）等设备。3.53.5中央工作站中央工作站控制中心位于中央控制室内。配配置置主控楼配置如下：主控楼配置如下：1、主控计算机 1 台2、打印机 1 台贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第16页共47页主主控控计计算算机机的的具具体体配配置置如如下下：CPU、主板：Pentium 双核或更高，配声卡、显卡显示器：19in TFT，分辨率不低于 1680*1024内存：不小于 1GB硬盘：不小于 120GB，7200 转硬盘或更高光驱：48 倍光速至少 4 个 USB 接口网络接口：至少有 RS-232 串行口、10/100M 自适应网卡其其中中打打印印机机为为针针式式点点阵阵打打印印机机，具具体体指指标标如如下下：高速 24 针点阵打印机；汉字打印速度最高可达 184 字/秒，西文 300 字/秒；具有标准的 IEEE-1284 双向并行接口和 Type-B 型接口选件，可满足用户的多种使用要求。软软件件主主要要配配置置如如下下：1、预装Microsoft Windows 2003 Server；2、Apogee 软件；软件功能西门子楼宇自控系统 Apogee Insight 监控应用软件基于 Microsoft Window 2008 或Window 7 实时多任务处理操作系统，采用分层面向用户的模块化结构，同时提供许多功能模块，便于系统功能的扩充和更新。监监控控方方面面系统具有友好的、易于操作的中文图形用户界面（GUI），软件包含的专用绘图软件，可以根据建筑内各楼层设备的平面布局图、各受控设备控制的工艺流程图、自动控制系统图绘制相应的图形界面，直观显示各受控设备的地理位置，并对不同设备能通过图形、图像、动画、报表等多种方式，表示设备的开/关状态、等级、人工/自动模式、温度、流量、湿度、压力、位置等状态和参数。操作人员只需通过键盘或鼠标等操作方式就能通过交互式菜单实现对有关设备的监制和监视，发出命令的操作指示、被操作的控制点受控后的状态都能即时显示，且系统还为操作员对系统进行访问提供清晰的目录。安安全全机机制制方方面面贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第17页共47页系统具有多级操作和口令设置，按管理层次划分，具有超时保护显示功能和较强的容错能力及较短的响应时间；程程序序调调试试方方面面系统操作软件同时包含编程工具软件、无模型自适应控制及自适应最优化控制软件、故障诊断软件、能源管理软件、用户在线编程软件，以及数据库编程软件等。报报警警处处理理方方面面当设备发生故障时，可通过自动跳出自动报警信息文本框的方式提供报警显示和报警设备名称、类型、位置等详细信息，便于报警事件和设备维护检修，同时建立设备的维护档案；BA 系统操作软件提供的各项功能的详细介绍请见软件部分的说明。3.63.6风冷机组的群风冷机组的群控控该项目冷热源系统的设备（分为 2 组，分别布置于 3 层屋面和屋顶层），具体如下：风冷机组 3 台；循环泵 5 台；冷冻水是空调系统的载冷剂。其作用是给系统各个区域末端提供冷源，使需要制冷的系统区域降温。然后在冷冻水循环泵的驱动下将吸收的热量输送到风冷机组，制冷机内部通过蒸发器将热量传给制冷剂，经过制冷剂循环，再通过制冷风扇将热量排放到外界。压压差差旁旁通通阀阀的的 控控制制压差旁通阀与变频水泵配合控制，根据供回水的压力传感器检测水流供回水的压差，并与设定值比较，在保证最不利用户资用压差，通过 PID 或自适应调节后控制冷热水循环泵变频水泵的频率。当水泵频率调到最低时压差仍高于设定值时，通过调节旁通阀的开度来保证压差。同时旁通阀还保证换热器的最小流量要求。这种复杂性导致冷冻水系统难以用精确的数学函数或方法来描述，无论用经典的 PID控制，还是现代控制理论的各种算法，都很难以获得较好的控制效果，而且控制参量不能实现在线调节，给中央空调系统的节能控制带来很大的难度。而西门子楼宇科技提供贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第18页共47页的 PXC 系列直接数字控制器，采用了无模型自适应闭环控制算法（MFA, Model-Free Adaptive control）来完成该复杂的运算。达到我们所需要的控制效果3.6.1无模型自适应闭环控制算法西门子楼宇科技提供的 MEC、PXC 系列直接数字控制器，均采用了无模型自适应闭环控制算法（MFA, Model-Free Adaptive control）。MFA 是美国通控集团博软公司CyboSoft 的专利产品。它提供更有效，更精确的闭环控制方法，自动适应外界的变化。美国通控集团博软公司（CyboSoft，General Cybernation Group Inc.）是自动控制技术领域中的领跑者，在世界范围内服务于过程控制，楼宇控制和设备控制市场。CyboSoft的无模型自适应（MFA）控制专利技术是一项重大突破，没有同类技术可以同时具备MFA 的所有特性。CyboSoft 于 2005 年 10 月 25 日和西门子楼宇科技公司签署了一项长期的无模型自适应（MFA）控制软件许可协议。CyboSoft 的无模型自适应控制专利技术已经嵌入于西门子 APOGEE 楼宇自动化系统。有了该技术的专有权，西门子成为第一个、也是唯一的为其客户提供基于 MFA 控制解决方案的主流 HVAC 控制系统供应商。无模型自适应（MFA，Model-Free Adaptive）控制，顾名思义，是一种无需建立过程模型的自适应控制方法。与之相比，目前尚无一种先进控制技术拥有 MFA 的所有特性。众所周知，MFA 能解决各类控制难题，工业控制和设备控制领域的工程师们不断地应用MFA 实现了提高质量、柔性生产、环境控制以及节约成本的目标。自适应闭环控制算法，能不断修正自己的特性以适应对象和扰动的动态特性的变化。因此，自适应闭环控制算法能够应用在多种复杂的控制系统，并且实现更加接近实际的控制效果。应用了自适应闭环控制算法的直接数字控制器具备如下特点：能不断适应变化的系统环境，提供越来越接近实际的控制模型。非线性控制回路，可应用于复杂的控制，如多输出的空气温度控制等。贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第19页共47页响应更快。更加符合实际的控制效果。减少培训需求，改进生产效率，而且可以减少人为失误。能适应变化的季节和机械特性。减少能耗。可以延长阀门和执行器的平均寿命。减少了控制循环的调试时间：不必进行 loop tuning 调整连续地适应闭环特征的变化对控制循环的调试更精确优越的技术：适应于非线性场合；适用于复杂场合 (多出风口的送风系统)自动判断和适应季节和设备的变化不必为冬夏转换而修改设置由于控制效果更好，还可以节约更多的能源：减少振荡；减小与设定点的偏差基于 MFA 控制的西门子楼宇自动化解决方案将为用户带来以下好处：所有简单和复杂回路都有一致的控制效果，例如：供水温度；无需人为调整，自适应、精确的控制；安装简化，减少人员培训；节约能源，延长设备使用寿命。增加阀门和执行器的使用寿命减少了维护成本增加客户的满意度特别是季节交替时控制效果的改善更为明显减少 call backs：不必人工监视和调整闭环控制3.6.1.1MFA 与 PID 控制的比较：与 PID 相比，MFA 有非常出色自适应能力。如右图所示，从 MFA（上方）和 PID（下方）控制效果的比较中，可以看出当过程动态特性发生变化的贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第20页共47页时候，MFA 是如何产生自适应控制作用的。控制同一个不稳定的对象，PID 控制的过程依然是不停的振荡，而 MFA 能很快的适应对象，取得很好的控制效果。当设定值再次变化的时候，MFA 再也不会出现振荡。如果两个控制器都控制一个迟缓的过程，MFA 将比 PID 控制的更快更好。回风风量跟踪比较如下图：（粉红VFD；兰色回风；绿色送风）风量控制比较如下图：贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第21页共47页由以上的比较可以看出：在 PID 控制效果不理想的场所 ADAPTIVE CONTROL 的表现更佳ADAPTIVE CONTROL 比 PID 控制更好与设定点之间的偏差减小了重新配置的数量减少了执行器的行程减少了这将带来如下好处：这将带来如下好处：生产力的提高生产力的提高减少末端设备的磨损和损坏减少末端设备的磨损和损坏节约能源节约能源提高舒适性提高舒适性3.6.2冷热水自动补水控制通过安装在屋顶膨胀水箱液位传感器检测水箱的高低液位，当低液位报警时开启补水电磁阀进行补水，达到高液位时关闭补水阀停止补水。贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第22页共47页监监测测通过安装在膨胀水箱的浮球开关检测水箱的高低报警液位。3.73.7空调机组控制空调机组控制启启停停控控制制在中央管理站设定时间表程序，并下载置相应 DDC，来控制空调机组的启停，可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表，确定高峰和特殊时段。温温度度控控制制通过安装在新风管、回风管或送风管上的风管温度传感器测量新、送回风温度(AI)根据系统的设定参数控制冷热调节阀开度，以达到降温或加热的功能，以保证控制区域内温度的要求，同时节约能源。根据新风温、湿度和焓值计算对空调机设定温度进行修正。状状态态监监测测通过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号(DI)通过空调控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号(DI)通过空调控制柜的二次回路监测风机的手/自动状态信号(DI)通过安装压差开关，监测过滤网两侧压差，根据设定值产生阻塞报警信号，提示清洗过滤网，提高过滤效率。压差设定值 20-300Pa，可调报警范围(DI)。贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第23页共47页为提高系统的可靠性，对重要和大口径安装维护比较困难的水管调节控制阀门驱动器，全部采用本公司具有专利的电动液压式二通阀驱动器和电磁式调节阀，保证 PID 调节的精度和驱动器的长期无磨损运行系统。软软件件控控制制模模式式DDC 控制器能进行下列各项标准及完备的控制模式：两态控制（ON/OFF）无模型自适应控制（温度的闭环控制）控制回路的自动调节控制软件提供一个备用功能，用以限制每小时装置被控制周期次数。控制软件对重型装置提供一个延迟开启的功能，用以保护重型装置在启过渡情况下可能造成的损坏。当停电回复正常后，控制软件将会根据每一个装置的个别启/停时间表，对装置发出启/停的指令。为满足不同用户对环境的需求，针对人流量移动较大的区域或时段采用前馈控制方法，克服由于采用反馈原理控制而造成的温度调节迟后的问题。3.83.8 新风机组控制新风机组控制每台新风机在送风口设温度传感器 1 个、压差开关 1 个（作探测过滤器淤塞报警用）、冷热水开度调节阀及其驱动装置一套。DDC 通过对以上的数据采集装置及执行机构的控制，实现对新风机的监控，其监控功能功能主要有：风风机机开开关关控控制制在中央管理站设定时间表程序，并下载置相应 DDC，来控制空调机组的启停。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 操作站上操作启/停风机。BA 系统允许用户自行设定风机状态与控制之间的联贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第24页共47页锁监察功能。在设定此功能后，BA 系统会自动监测风机的状态是否与控制要求一致，如果不一致，则说明此控制点的设备有故障，BA 系统会以警形式在操作站上显示，以提醒操作人员做出相应的处理。另外，BA 系统会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用。还有，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后，进行维修工作。风风机机运运行行状状态态通过空调控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号(DI)滤滤网网状状态态检检测测BA 系统通过压差开关，监测过滤网的前后压差。当压差超过压差开关的预设值(在压差开关上可调)，BA 系统会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滤网清洗工作。而 BA 系统也会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用。运运行行时时间间累累计计BA 系统利用软件统计记时功能，可以实时的累计风机的运行时间，并记录显示。冷冷热热水水阀阀门门、送送风风温温 度度控控制制DDC 控制器会检测送风温度，并将它与预设的温度值（可供用户调较）作比较，进行无模型自适应控制，然后输出至冷热水阀，以作温度调节作用。另外此冷热水阀会与风机状态联锁，在风机关闭的情况下，将冷冻水阀关闭。风风机机报报警警监监测测DDC 控制器会检测风机热继电器跳闸报警。在有报警时，停下风机并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，以作日后检查之用。典典型型控控制制界界面面图图贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第25页共47页回收机组控制回收机组控制全热回收机组有排风机，送风机和转轮机，送回风滤网。启停控制与空调机组进行联动控制。状态监测通过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号(DI)通过控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号(DI)通过空调控制柜的二次回路监测风机的手/自动状态信号(DI)通过安装压差开关，监测过滤网两侧压差，根据设定值产生阻塞报警信号，提示清洗过滤网，提高过滤效率。软件控制模式通过热回收将回风的冷量（热量）吸收，然后用来冷却（加热）新风，减少冷量（热量）损失，达到减小新风负荷，提高空调系统效率，节约能源的作用。夏季时根据机组回风温度，如低于设定温度，停止全热回收机组的转轮机，停止送风换热，直接送入热新风空气，如高于设定温度，启动全热回收机组的转轮机，进行送风换热，送入预处理新风空气。贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第26页共47页冬季时根据机组回风温度，如高于设定温度，停止全热回收机组的转轮机，停止送风换热，直接送入热新风空气，如低于设定温度，启动全热回收机组的转轮机，进行送风换热，送入预处理新风空气。热回收新风换气机组有排风机、送风机、送回风滤网等。启停控制在中央管理站设定时间表程序，并下载置相应DDC，来控制热回收新风换气机组工作，可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表，确定高峰和特殊时段。状态监测通过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号(DI)通过控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号(DI)通过空调控制柜的二次回路监测风机的手/自动状态信号(DI)软件控制模式风机的开关控制主要是在预先设定时间表的时间启动，用户可选择在BAS操作站上操作启/停风机。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。在设定此功能后，BA系统会自动监测风机的状态是否与控制要求一致，如果不一致，则说明此控制点的设备有故障，BA系统会以警形式在操作站上显示，以提醒操作人员做出相应的处理。另外，BA系统会将有关的事项一一记录，以作日后检查之用。还有，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后, 进行维修工作。根据安装在送回风管道上的风道温度传感器，检测送、回风温度。可以根据送、回风温度计算全热回收机组的热回收效率。3.93.9排风机组控制排风机组控制启启停停控控制制在中央管理站设定时间表程序，并下载置相应 DDC，来控制空调机组和排风机的联动工作，可根据要求临时或者永久设定、改变有关时间表，确定高峰和特殊时段。状状态态监监测测通过风机过载继电器状态监测，产生风机故障报警信号(DI)通过控制柜的二次回路监测风机的运行状态信号(DI)贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第27页共47页通过控制柜的二次回路监测风机的手/自动状态信号(DI)软软件件控控制制模模式式DDC 控制器能进行下列各项标准及完备的控制模式：两态控制（ON/OFF）控制软件对重型装置提供一个延迟开启的功能，用以保护重型装置在开启过渡情况下可能造成的损坏。当停电回复正常后，控制软件将会根据每一个装置的个别启/停时间表，对装置发出启/停的指令。3.103.10 排污设备系统排污设备系统排污系统主要对 B2F 的积水坑和排污泵进行监控，对积水坑的高水位和低水位检测。水位的高低联动排污泵的启停。高水位启动水泵，低水位停止水泵。状状态态监监测测通过风机过载继电器状态监测，产生故障报警信号(DI)通过控制柜的二次回路监测运行状态信号(DI)通过控制柜的二次回路监测手/自动状态信号(DI)软软件件控控制制模模式式DDC 控制器能进行下列各项标准及完备的控制模式：两态控制（ON/OFF）控制软件对重型装置提供一个延迟开启的功能，用以保护重型装置在开启过渡情况下可能造成的损坏。当停电回复正常后，控制软件将会根据每一个装置的个别启/停时间表，对装置发出启/停的指令。3.113.11 与第三方设备联网说明与第三方设备联网说明西门子 APOGEE 系统采用开放式设计，提供以下各种兼容方式。APOGEE 系统基于 BACnet 协议的软件兼容已于 96 年完成，是基于美国 ASHRAE96的公共标准制作，通过 BACnet 可与其它楼宇自控厂家，制冷机厂家，消防报警厂家联网。贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第28页共47页容许通过以太网(Ethernet)与其它子系统兼容。采用了 Ethernet 802.3 物理层作网络兼容。采用特定的网络兼容器，现时已与 150 多个厂家系统进行系统兼容，包括了冷冻机，工业控制器，锅炉，供/配电系统，消防报警，停车库系统，保安系统等。采用标准的工业通讯语言，例如 MODICON BUS，欧洲 M-BUS，LONWORK 等。3.11.1标准网关类型标准网关类型标准协议网关ModBus(RTU)，LonWorks，BACnetHVAC 系统网关Carrier，York，Mcquay，Trane，Daikin，Atlas，AirFlow消防系统网关Cerberus，Edwards，Simplex安保系统网关Siemens，Maxial电力系统网关Siemens，Merlin Gerin，Square D，Crompton照明系统网关GE, Square D，Douglas，MicroLite，Thomas，Triatek直接对映类型(Direct Mapping)Edward System Technology (EST) IRC3应用对映类型(Application Mapping)CarrierMcQuay特殊对映类型(Metadrop Mapping)CerberusSimplexSquare D 5200 Power Meter贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第29页共47页Allen Bradley PLC-5Honneywell/Cleaver-Brooks BoilerArmstrong Trapscan SystemEdward (EST)/Siemens ALS33.11.2自行开发网关说明自行开发网关说明基于 OPC 技术我们开发了多种网关，大部分网关都是基于 RS485/RS232 的，还有一部分是基于以太网的。另外，我们还可以根据实际需要开发其他的非标准网关。基于 RS232/485 的网关又分为两种：一种是采用 MODBUS 协议的，一种是其他自定义协议的。大概可以分为以下四种：采用 MODBUS RTU 协议这一类网关比较多，并且相对标准，用户可以自己修改参数来使用在不同的系统上。目前，MODBUS RTU 协议网关我们已经在如下系统采用：CROMPTON INGRA 1000/2000，ATLAS MK III，SCHNIDER PLC，对于其他 MODBUS RTU 的设备,也同样适用。采用 MODBUS ASCII 协议采用这种协议的设备现在比较少，通常是发电机及相关的设备。目前，我们已经在DIRIS C 系列采用。相信对于其他的 MODBUS ASCII 设备也没有问题。单向通信类通常的消防报警，或者其他要求即时性比较好的系统,都会采用这种方式，象SIEMENS 或者其他类型的 PLC 通常也有通信模块采用，这种系统的特点是:通信设备根据设定自动发送数据，有时候是周期性的，有时候是有报警就发送。目前，有 NARI(采用 ISA 300 扩展 CDT 通信规约)，GENT 消防系统等采用这种方式。第四类是其他网关其中包含的内容比较多。只要是采用 RS485/232 协议，而不采用上述三种协议的都属于这一类。通常情况下，这类设备需要网关程序先与之建立通信，然后传送数据；也有采取类似 MODBUS 的协议。目前已经有 CATERPILLAR CCM II 、OMRON PLC 、MITSUBISHI PLC 等采用这种网关。贵州环霖自控系统工程有限责任公司 西门子楼宇科技贵州地区核心合作伙伴贵州市妇幼保健院楼宇自动化方案 第30页共47页3.11.3用户须提供的接口资料用户须提供的接口资料为了与贵方系统正常通讯或连接希望能提供以下资料系统通讯工作原理或工作流程介绍原设备厂商名称设备类型及型号通讯硬件接口 Ethernet RS485 RS422 RS232 等通讯接口规格接口管脚定义及与 PC 机的接线图a 标准通讯协议是否 Modbus 、OPCb 自定义通讯协议应提供详细的通讯控制步骤、传送控制顺序、控制符号、格式等编程所必需的资料c 数据库方式应提供数据结构，包括数据类型、格式定义及说明，并说明那些数据是实时的，数据库接口应支持 ODBC 方式罗列系统所能提供的数据(点数表)及数据的详细描述如