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设备监控系统技术方案

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2020年4月19日
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第6章 设备监控系统技术方案
6.1 设备监控系统(BAS)
根据建设部三星级智能化小区示范工程的技术应用与功能要求，以及结合物业管理的需要，以及香密湖-水榭花都智能化系统工程施工图的设计。香密湖-水榭花都住宅小区配置了先进的楼宇设备自动化系统(BAS)。该系统能够实现小区内：生活用水系统、消防用水系统、喷灌用水系统的水位的监视和水泵的自动启停，电梯的运行状态和故障报警(电梯锁人)信息进行远程集中监视和网络化分布式监视，以及小区内公共照明和景观照明的自动化监视和控制。

6.2 选型系统产品技术特点
香密湖-水榭花都住宅小区机电设备监控系统选型采用新加坡QA公司自主开发生产的“QA iSVew楼宇自控系统”。选型系统具有以下技术特点：
l 经过QA楼宇自控系统建立社区电梯设备、给排水设备、变配电及照明设备、冷热源设备监控管理集成系统(BAS)。将机电设备监控管理中心设备与上述各设备联网，实现由社区中央机电设备监控管理中心对社区内各种机电设备进行全方位的监视、控制，以及各设备间的联动控制和节能管理。
l QA楼宇自控系统经过NIU区域控制器实现控制网络和信息网络的集成，经过互联网和Web实现对各机电设备的运行状态进行监视和控制，并对系统报警信息数据进行显示和纪录，并设置机电设备运行管理数据库。
l OA楼宇自控系统具有实时处理和纪录故障报警信息、，以及联动自动拨打设备维修人员电话的能力。
l OA楼宇自控系统具有经过电话网络和互联网络将设备故障报警信息传送到智能物业管理中心及相关设备供应商和设备维修部门的能力。智能物业管理人员及相关设备供应商和设备维修部门也能够经过互联网络在授权下监视和查询设备故障报警信息，以及相关设备维修和保养的历史数据与资料。

6.3 系统实现功能
对香密湖-水榭花都住宅小区内的空调系统、给排水系统、变配电与照明系统，以及电梯等机电设备进行工作状态的实时监视和控制，甚至实现公共设备的最优化管理并降低故障率。同时，利用传感器技术和网络通讯控制技术，能够根据自然光亮度和使用要求，采用智能开关方式和定时自动控制方式实现智能化小区内公共照明及环境灯光的自动控制。从而达到优化整个智能化小区灯光照明，延长灯具寿命和节约能源的目的。
－ 公共建筑物内的空调系统设备的监控与节能管理；
－ 智能化小区给排水设备(水泵、电控阀等相关设备)运行状态显示、控制、查询、故障报警；蓄水池(含消防水池)、污水池的水位高低状态的检测；饮用蓄水池的过滤、杀菌设备控制监视；
－ 智能化小区变配电设备与电力供应状态显示、数据与参数查询、故障报警；
－ 智能化小区公共照明的开启、关闭，以及时间设定；公共照明控制回路的开启设定；灯光场景
的设定及照度的调整；
－ 智能化小区电梯设备运行状态的监视与显示，控制、运行参数查询、故障报警以及停电时的紧急状态处理；
l 智能控制单元(eCU)功能
－ 以设定的周期对采样点与调控点进行数值和状态的巡回检测，并可将检测结果传送给中央计算机管理系统。
－ 智能控制单元对监测信号和输出信号进行A/D和D/A转换，设定转换的数值转换率及偏差值。
－ 对模拟输入量进行正确的测量，确定合理性的数值波动区域，滤除波动值，以使系统得到正确的响应和显示正确读数。
－ 对于模拟量可设定“预先警告”和“实际警报”界限，并可和实际检测值进行逻辑性比较，越限时发出相应的状态信号，并报警信息以中继方式马上传送给中央计算机管理系统。
－ 可消除开关量输入信号反跳，防止可能引起的无意义报警。
－ 智能控制单元中的内存储器，注入的过程控制的PID算法和完成逻辑运算的控制算法，每一个ICU回路的执行，均可由程序员设定ICU程序，包括对全部输出所指定的初始值，同时系统管理中央计算机能够完成，对全部ICU设定点的程序显示和修改。全部ICU程序均能够由智能控制单元独立的自动执行，也能够由操作员手动执行。
－ 智能控制单元监控软件具有接通、分断时间积分运算，根据开关量状态进行时间(含接通时间积算和分断时间)，并与设备运行极限时间比较，实现设备管理自动化。积算的时间以1min精度累计，达1×104h以上，当设定运行时间极限积算值超过极限设定值时，系统发出请求设备维修报警。
－ 由内部程序决定的输出点开/关控制。
－ 由内部程序决定模拟量的输出值，用于驱动调节阀、变速电机、变频调速器、调节风门的位置。
－ 智能控制单元接受中央计算机管理系统传送的各种时间程序、事件程序、逻辑控制模式、过程控制模式及控制指令，以具体实施中央计算机管理系统的所有功能。
l 空调机设备监控功能
－ 空气处理机的监控原理是根据温度传感器所检测的温度送往智能控制单元与设定点温度相比较，用比例加积分、微分控制，输出相应的控制电压信号，以调节电动调节阀动作，使回风温度保持在所设定的温度范围内。
l 冷水机组设备监控功能

－ 冷水机组的群控功能，根据负荷自动启停冷水机组，并具有设定和修改冷水机组启停顺序功能。
－ 水泵控制，当旁通流量达到一台泵流量时，关停一台水泵，当压差低于设定值时开启水泵。并显示冷冻水泵、冷却水泵的运行状态和故障报警。
－ 冷却塔风机的启停控制，以及风机运行状态显示和故障报警。
－ 对冷水机、冷却水泵、冷冻水泵、冷水塔风机的启停顺序进行逻辑控制。
－ 冷水机组停机时，关闭冷水机组的冷冻水双位电动阀；并关停相应的冷冻水泵。显示各冷水机组的冷冻供回水供回温度；以及冷水机组的运行状态和故障报警。
－ 冷水机组的均匀启停控制功能：
冷水机组以星期为单位运行。在每个星期的开始，系统将进行冷水机组的优先权计算。上个循环中运行时间最少的机组将会设定为最高的优先权，循次而定。因而在本星期有最高优先权的机组先开始运行。如果这台机组有故障，就由次高优先权的机组代替。
－ 冷水机组的最优化开停控制功能：
BAS监控系统提供一套自适应的监测和计算方案来实现冷水机组的最优化控制。它将综合室外温度、室内温度和冷媒温度来决定冷水机组的开停时间，以达到节能控制同时又达到空调系统的调节作用。
－ 冷水机组的节能控制和循环时间优化功能：
BAS监控系统在进行依据优先权控制的同时，也计算冷水机组的运行效率，来控制机组的开停，以提高系统的效率。系统也设定了最短运行时间(30分钟)、开机延时（30分钟）和足够的转换死区。
－ 冷水温度设定功能：
冷水温度是根据室外温度来控制的。控制器的输出是4到20毫安的电流信号。若冷水机组是用脉宽调制原理控制的，则用一个毫安/脉宽调制转换器。
－ 紧急状态下的控制功能：
如果冷水机组的自动控制系统失灵，冷水系统能够设定为手动方式控制。由手动按钮进行开停控制。如果其中一台冷水机组失灵而其它设备工作正常，操作员可在控制中心切换到其它机组。
－ 旁通控制功能：
旁通控制是根据进、出冷水的差压来控制旁路阀，以维持阀两边的压差。
l 给排水设备监控功能
根据系统需求，对空调水系统、生活用水系统的设备运行状态进行监视、故障报警和启停控制,自动切换备用水泵；对水泵、水箱、关健阀门和水池（水箱）的水位进行监视，报警及故障提示。对给排水系统进行节能控制，系统管理中心制定检修和保养计划，并按照系统运行状况自动开列设备维护和管理工作单。
l 变配电设备监控功能
对智能化小区高低压控制柜切换开关的电压、电流、功率、功率因素、相位、频率的数值进行统计、过限报警以及状态监视。对变压器的进行温度监视。对系统进行节能控制，交连开关的切换状态监视，以及动力设备联动控制。故障报警和负荷记录分析，对自发电机组的参数、工作状态进行监测，显示故障和过载报警。对租户的用电量进行自动计量。
l 小区公共照明监控功能
能够将智能化小区内的公共照明设备按需分成若干组别，以时间区域程序来设定设备的开/关，以达到节能效果。当智能化小区内有事件发生时，照明设备组作出相应的联动配合，如火警时，联动照明系统关闭，打开应急灯；当有保安报警时，相应区域的照明灯开启。智能化小区的艺术照明和室外照明的自动控制。
l 小区电梯设备监控功能
对智能化小区内电梯设备进行集中监测和管理。经过BAS系统监控中心，以图形方式显示电梯的运行状态，当电梯发生故障时，向系统管理中心报警。建立电梯运行档案和维护档案。并采用IC卡读卡机方式对电梯进行运行管理。

6.4 系统设备配置及连接示意图
QA iSVew楼宇自控系统配置由以下设备组成：
1) 硬件设备
－ 机电设备监控主机(BAS)
－ BAS网络服务器(BAS/Web/s)
－ 机电设备监控区域控制器
－ 现场DDC控制器
－ 水流开关
－ 水位传感器
－ 电压传感器
－ 电流传感器
－ 开关模块
2) 软件产品
－ 机电设备管理软件(网络版)
－ 机电设备监控管理服务器软件(网络版)
－ 机电设备监控区域控制器应用软件(网络版)
3) 系统设备连接示意图
BMS网络服务器
(QA iSweb-1)
机电设备监控主机
(QA iServer)

小区Intranet局域网络交换机

BAS区域控制器
(NIU-4)

状态输入
(DI/AI)
控制输出
(DO/AO)
现场DDC
(QA uo843PE)

机电设备监控管理系统设备连接示意图

6.5 系统设备技术性能参数
－ 型号：QA iServer/新加坡QA
－ 配置：PIII866/128M内存/20G硬盘/100M网卡/声卡/17”LCD液晶屏/RS485接口
/Internet接口/动态5000监控点
l 机电设备监控管理系统主机(BAS)

QA iServer BAS监控管理主机

－ 型号：QA iSweb-1/新加坡QA
－ 配置：PIII933/256M内存/30G硬盘/100M网卡/Web服务器/1个Internet接口

l BAS网络服务器(BAS/Web/s)

QA iSweb-1 BMS网络服务器

－ 型号：NIU-4/新加坡QA/工控机型
－ 配置：PIII866/256M内存/30G硬盘/100M网卡/4个RS485接口/1个Intranet接口

l 机电设备监控区域控制器

NIU-4 机电设备监控区域控制器

－ 型号：QA u0843PE/新加坡QA
－ 配置：RS485控制总线/8个通用输入点(D1或AI)/4个数字量输出点(DO)/3个模拟量输出点(AO)
l 现场DDC控制器

QA u0843PE 现场DDC控制器

l 水流开关
－ 型号：WFS1001H/新加坡QA
－ 配置：开关量信号
l 水位开关
－ 型号：61F/新加坡QA
－ 配置：开关量信号
l 电压传感器
－ 型号：RTX-V/新加坡QA
－ 配置：0-10V/模拟量信号
l 电流传感器
－ 型号：RTX-A/新加坡QA
－ 配置：0-10V/模拟量信号
l 开关量控制模块
－ 型号：JDQ-1/新加坡宝路/OEM
－ 配置：开关量信号/继电器组件

设备监控BMS管理集成系统图