楼宇自动化系统分析方案样本.doc

楼宇自动化介绍一、楼宇自动化系统概述楼宇自动化系统（BAS）是建筑技术、自动控制技术和计算机网络技术相结合产物，使大楼含有智能建筑特征。现代建筑内部有大量电气设备，如环境舒适所需空调设备、照明设备、给排水设备、电梯设备等，这些设备多而分散。多，即数量多，被控、监视、测量对象多，多达上千个点以上；散，即这些设备分布在各楼层和各个角落。假如采取分散管理，就地控制、监视和测量是难以想象。为了合理利用设备，节省能源，节省人力，确保设备安全运行，自然地提出了怎样加强楼内机电设备现代化管理问题。在九十年代末期今天，随4C（COMPUTER，CONTROL，COMMUNICATION，CRT）高速发展， 对建筑物结构、系统、服务及管理最优化组合要求越来越高，系统控制方法由过去中央集中监控，转而由高处理能力现场控制所替换集散型控制系统（Total Distributed Control System）,中央计算机提供图像、报表、报警等集中管理，而现场控制器实现对分散设备分布式控制目标。二、系统目标楼宇自动化系统目标就是对大厦内全部机电设备采取现代计算机控制技术进行全方面有效监控和管理，确保大厦内全部设备处于高效节能、安全可靠最好运行状态，从而愈加好地发挥建筑物潜能。三、设计关键注意问题 由冷冻水回水温度及流量调控冷水机组运转台数 在不一样时段对冷冻机组设定不一样温度 时间程序控制：春秋交替时，直接使用新风，夏日清晨立即吸入冷空气 BAS系统和安全防范系统集成 经过智能接口实现和冷水机组通信接口数据通信 经过图形软件实现管理维护可视化四、系统工作范围* 制冷和空调设备监测，统计及控制、调整。* 通风设备监测，统计及控制。* 电梯系统之运行状态监测及统计。* 给排水设备、消防水系统和热水锅炉系统监测及统计及控制。* 变配电设备运行状态监测及统计。 * 照明设备开关状态监测，统计及控制。 * 其它系统之干接点监测及统计。五、系统介绍1、中央空调系统包含冷冻站及空调末端设备,冷冻站冷冻机组由空调供给商提供控制器单独控制并经过RS232/RS485接口和BAS系统联网,空调末端设备包含空气处理机、新风处理机、下送风空气处理机，同时还包含冷热水循环泵、显热交换泵、变频器、起动箱等配套设备。总来说，存在设备台数多，单台设备控制点多特点。在空调末端设备不自带DDC情况下，对于空气处理机及新风处理机，均采取单台设备配置一台DDC方法，以满足“单台控制点数在10点以上，不宜由一台DDC控制多台该类设备”要求。（1）冷冻水和冷却水系统其监控内容为： 冷水机组运行状态及故障报警 冷冻水泵运行状态及故障报警 冷却水泵运行状态及故障报警 冷却塔风机运行状态及故障报警 冷冻水泵、冷却水泵和冷却水塔启/停控制 冷却塔水阀开关控制 冷冻机供水温度监测及系统供回水温度监测 系统供水流量监测 系统供回水压差监测 室外温/湿度监测 冷冻水/冷却水总供回水过滤器堵塞报警 冷却塔水阀状态 冷却塔低水位报警 冷冻水泵变频调速控制 冷却塔风机变频调速控制 冷负荷计算：经过冷冻水供回水温度差和回水流量计算出冷冻水系统冷负荷，并依据实际冷负荷立即调整投入运行冷水机组及相关设施数量，以达成最好节能状态。 联锁控制：为了确保冷水机组及相关设备正常运作，控制程序在设备启停次序上将作以下编排。 开启：冷冻水泵冷却水泵冷却塔风机冷动机 停止：冷冻机冷冻水泵冷却水泵冷却塔风机 故障转机 制冷系统中，各台冷冻机/冷冻水泵/冷却水泵/冷却塔互为备用。当任何一台设备出现故障时，DDC控制器会停止该设备运转，并依据相关设备运行时间累计，开启运行时间最短同类设备，以确保整个系统连续运作。 水流开关检测 当系统检测到任何一台冷冻机冷却水或冷冻水水流开关报警后将停止相关机组运行，并投入另一机组运行。 压差旁通调整阀控制 冷冻水系统中总供回水压差值和BA系统中差压设定值进行比较后，控制压差旁通阀开度，以维持冷冻水系统压差在合理水平。 冷却塔风机开启/停止控制 冷却塔风机采取分级控制方案，冷却水回水温度和BA系统中冷却塔回水温度各级设定值进行比较后，DDC控制器决定冷却塔风扇开启/停止数量。 冷冻机优化运行控制 DDC控制器依据制冷机组运行累积时间，每次开启累积时间最少一台制 冷机组，以达成机组运行时间平衡。（2）组合式空气处理机组合式空调机由送风机、排风机两大部分组合而成，通常应用场所有些人员容量大，负荷改变大特点，我们经过变频控制送风机、排风机，还有控制冷冻水阀，热水阀，新风、回风阀，和开机台数来达成舒适、节能目标。同时可在软件中设定在某一特定时段（如会议前后）关闭冷冻水阀、回风阀，开启新风阀、排风阀来达成通风换气之目标。控制内容为： 新风、送风、回风、排风温度监测，和新风、回风、送风湿度监测。 送风机/排风机运行状态及故障报警。 冷水循环泵运行状态/故障报警，显热循环泵运行状态/故障报警。 送风管风压监测。 冷水供回水温度、热水供回水温度和显热供回水温度监测。 送风机及排风机供电电流、电压和频率监测。 DDC控制器对回风温度进行PID控制。经过调整冷冻水二通阀开度，使回风温度保持在设定值范围内，当送风机/排风机全部停止时冷冻水二通阀将会关闭。 依据室外空气焓值及室内空气质量调整新风阀/回风阀。新风阀/回风阀在软件中设置联锁，即开大新风阀同时关小回风阀，反之亦然。 压差开关将会监察过滤网情况，当过滤网堵塞时，压差开关便会发出讯号，以催促维护人员清洗过滤网。 风机运行状态和风阀联锁，所以当风机停止时，风阀便完全关上。 送风机/排风机启/停可依据会议安排进行时间程序控制。 可依据负荷情况选择只开送风机或送/排风机全部开。 当室内发生火灾时，火灾感测器发出消防报警信号来停止送风机工作，关闭再循环阀和送风风口，并用排风机从室内排出烟气。（3）新风处理机控制内容为： 新风、回风、送风、排风温度监测。 送风机运行状态及故障报警、排风机运行状态及故障报警。 冷水供回水温度、热水供回水、显热供回水温度监测。 冷水循环泵运行状态/故障报警，热水循环泵运行状态/故障报警、显热循环泵运行状态/故障报警。 依据室外温度来改变送风温度设定值，以求节省能源。 DDC控制器对送风温度进行PID控制。经过调整冷水电动阀及热水电动阀开度，使送风温度保持在设定值范围内。当新风机停止时，冷水电动阀及热水电动阀全部将会关闭。 压差开关将会监察新风机过滤网情况，当过滤网堵塞时，压差开关便会发出讯号，以催促维护人员清洗过滤网。 风机运行状态和风阀联锁，所以当风机停止时，风阀便完全关上。 依据室外空气焓值及室内空气质量调整新风阀/回风阀。新风阀/回风阀在软件中设置联锁，即开大新风阀同时关小回风阀，反之亦然。 可依据上下班时间制订时间控制程序。（4）下送风处理机控制内容为： 送风温度监测。 送风机运行状态及故障报警。 依据室外温度来改变送风温度设定值，以求节省能源。 DDC控制器对送风温度进行PID控制。经过调整冷水电动阀开度，使送风温度保持在设定值 范围内，当下送风处理机停止时冷水电动阀将会关闭。 送风机启/停有预先时间程序控制。2、通风系统控制内容为：A. 送排风烟机、双速排风烟机运行状态及故障报警。B. 可依据上下班时间制订时间控制程序。C. 送排风烟机、双速排风烟机间歇运行，当CO2浓度超出上限值，风机开启，当CO2浓度低于某一设定值，风机则停止。3、电梯系统依据电梯供给商提供开关接触界面，监视以下状态及报警：A. 电梯工作状态。B. 电梯故障状态。C. 设备D. 运行时间累积统计。4、给排水系统包含给水，污水、游泳池水系统及热水锅炉系统之监控。监控内容为: 生活水池、集水井水位监测和高/低位报警。 生活水泵运行状态/故障报警和网管压力监测，及水泵程序启停控制和变频调速控制。 污水泵、潜水泵运行状态/故障报警和启/停控制。 锅炉运行状态/故障报警和启/停控制，锅炉热水泵运行状态/故障报警和启/停控制。 锅炉水箱高低水位报警。 游泳池水泵运行状态/故障报警和启/停控制。控制原理为:依据屋顶生活水池高、低水位控制地下水泵房生活水泵启停。同时，当地下水池水位降到消防水位时，自动停给水泵。地下水池水位超出消防水位时，才能开启给水泵。依据锅炉供给商提供开关接触界面，监测锅炉、锅炉热水泵和锅炉水箱 状态，并依据实际需要启停锅炉及锅炉热水泵。锅炉、锅炉热水泵及锅炉水箱故障报警将在楼宇自动化系统（BAS）显示器上显示。楼宇自动化系统统计全部运行状态及报警信息，监视生活水池及集水井水位状态，并统计全部水泵运行时间。在有备用时，依据运行时间统计，开启运行时间最短设备，平衡相关设备运行时间，降低维护及保养开支。5、消防水系统监控内容为: 消防拴及喷淋泵状态/故障报警和管网压力监测，消防拴及喷淋稳压泵状态/故障报警。 消防水池高/低位报警。 消防水电动阀状态。 消防送风排烟机运行状态/故障报警，消防卷闸状态/故障报警。6、变配电系统具体监测内容为： 配电房10KV进线三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率原因、用电量及频率监测，和其工作状态/故障报警。 配电房10KV出线三相电流及用电量监测，和其工作状态/故障报警。 10KV出线开关三相电流、用电计量监测，和其工作状态/故障报警。 10KV母联开关三相电流和其工作状态/故障报警。 10KV环网进出线三相电压、单相电流监测，和其工作状态/故障报警。 高压电容器工作状态/故障报警。 低压母联进线三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率原因、用电量监测，和其工作状态/故障报警。 低压母联开关、联络开关三相电流监测和其工作状态/故障报警。 发电机三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率原因、用电量、频率及电池电压监测，和其工作状态/故障报警。 发电机并车出线三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率原因、用电量及频率监测，和其工作状态/故障报警。 发电机配出开关三相电流和用电量监测，和其工作状态/故障报警。 发电机日用油箱高/低液位报警。 变压器超温报警。 发电机电源进线开关三相电流监测，和其工作状态/故障报警。7、照明系统它关键包含公共区域照明、室外照明和屋盖照明。其监控内容为： 能源中心、技术通道照明灯开关状态及开关控制。 室外照明状态及开关控制。 公共区域照明状态及开关控制。屋盖照明状态及开关控制。六、能量管理系统节能功效据统计，空调系统能耗约占整个大厦能耗40%，所以BAS系统在对空调系统监控和调整过程中表现节能，意义十分重大。本项目在节能方面采取了以下方法：冷负荷计算综合从厂家得到冷冻机电能消耗和工作指标，由冷冻水供回水温度和流量，计算出制冷量Q = FT，依据系统实际冷负荷，控制冷水机组数及水泵运行台数，以达成节能效果。冷却塔控制依据冷却水温度调整冷却塔风机开启数量。焓值控制充足考虑空气潜热，调整新风和回风百分比，最大程度地利用室外空气进行室内温度控制，尽可能降低空调设备运行时能耗。零能量冷却在清凉季节，用夜间新风充满建筑物，以节省空调能耗。间歇运行在满足舒适度和卫生度前提下，使用设备合理间歇运行，以降低空调能耗。比如在炎热天气，新风机、排风机间歇运行：当CO2浓度超出上限值，风机开启，当CO2浓度低于某一设定值，风机停止。这么既确保了室内空气质量，又将对室外热空气冷处理量降至最少，节省了能源。设定值再设定依据不一样季节气候改变，自动改变新风机和空调机送风或回风温度设定值，尽可能扩大空调对象温湿度控制范围。比如：夏季温度设定值每升高1，约可节省8%冷量，对降低建设投资和节省能源全部相关键意义。提升控制精度采取自适应控制和模糊控制等高级控制软件，提升控制精度；在设置PID控制模块各个参数时，为了避免温度改变很小时动作缓慢或温度改变很大时积分饱和，采取积分压制：在PID输出量25%或85%时，禁用积分。从而深入扩大温度许可控制范围，达成优化节能目标。比如：通常舒适空调要求夏季最高室内温度不超出26，假如控制精度为1，则设定值为25，假如控制精度为0.5，则设定值可提升0.5，从而可节省投资和运行费用。最好启停依据建筑物人员使用情况，提前开启和关闭空调设备，达成舒适节能目标。