楼宇自控系统（BAS）设计.docx

摘要目前楼宇自控系统越来越被人们所IR视，它可以为大楼管理部门对设备的管理提供极大的便利，也为大楼设备的管理提供强仃力的数据支持。为此，作者通过从设计到调试再到使用的过程来研究楼宇自控系统的作用。本系统探讨大楼设备的自动化控制的原理和方式，通过软硬件结合的方式，对大楼的设备进行全自动的控制，提高管理的便利性，降低能源的消耗。本系统在设计过程中以人为本，充分考虑了用户的需求，界面力求简单：使用了傻瓜式人机交互模式，使各个层次的大楼管理人员都能方便使用。关键词：楼宇自动系统，DDCJncxuspro。第1章前言现代化的大楼对楼宇设备的自动化控制程度要求很高：对楼内的环境和舒适等方面的要求也很高。这就对弱电系统等楼内的机电设备的自动化控制程度以及控制精度等提出了很高的要求。智能楼宇BA系统是现代商务楼必然的趋势，己是建筑领域一致的共识。楼宇自控系统控制关系到硬件、软件、管理等诸多方面的因素，这种系统控制必然是逐步深入的过程，而非-蹴而就所能实现的“让一幢大楼的所有设施设备的运行信息集中到一个系统中，实现集中的控制能为管理者提供极大的便利，同时也大大提高工作效率，节省大量的人工，使大楼能够更加的智能化、人性化，能够提供更加优良的环境。1.1 课题的来源和目的1.1.1 楼宇自控系统的作用恰逢本单位最近参与了一个老楼智能化改造项目，将对一幢老办公楼增设楼宇自控系统，因此我就把这次楼宇自控系统的设计作为研尢的课题。如何通过BAS的自动控制、精细化的管理实现节能是楼宇管理中值得我们研究的.智能化的大楼必然具备楼宇自控系统，BAS的一个主要的功能就是节能，目前国内的楼宇中使用BAS逐渐普及，BAS的性能也大幅改进，通过BAS的设计，施工调试及运行维护的优化，能使建筑能耗效率得以显著提高。BAS能实现节能，节省人工，方便管理，延长设备寿命等多种目的。1.1.2 传统的楼宇设备控制传统的楼宇设备控制是分散的控制、手动的控制、粗略的控制。如大楼内的冷水机组是通过值班人员通过观察机组参数手动进行加减机组的控制，这既浪费人工又不能及时在负载变化的时候加减冷水机的运行：楼层内的空调机组、新风机组需要通过人工就地进行启停，或者通过定时器进行后停，出风口的温度通过人工调节冷水阀的进行控制或者根据经验把冷水阀长期处于一个固定位置不调节，这既浪费人工，有不能精确的控制出风的温度，浪费能源又影响空调的舒适性：生活水泵和污水泵通过人工巡查的方式进行检杳，这浪费人工，又不能及时的发现问题：大楼内照明比较多，分布比较广，对于数量庞大的照明设备，如果采用人工控制的方法，不可避免的会产生该关的时候没关，该开的时候没开的现象，而且浪费大我的人力，旦所消耗的能耗也比较大的.1.2 系统软硬件的选择1.2.1 Dgar介图ITDIX：系列D【X：是直接数字控制器的缩写，楼宇自控系统的现场控制器一般都是DDe.它自身具有计并能力，本地控制功能不依赖于网络。这次我们选择新加坡QA公司的DDC产品，新加坡QA公司的ICON系列控制器是能完全独立运行和联网的DDC控制器，它提供J'内置的控制功能，如闭环控制、PID制、调节型执行器的P1.控制、数字输出的恒温控制、数字输入的输入脉冲计数、运行时间累计和时间调度。它具有QBUS、1.oNWoRKS、BECNEr三个系列产品，这次选用Q-BUS系列在一条通信总线上连接到其他31个DDC控制落。1.2.2 INEXUSPRO简介RH-2iNEXUSPRO界面inexusPro是一套功能强大的自动化监控组态管理软件，它能被用于楼宇自控系统，工业控制系统、IBMS系统集成等多个领域，内置了大量的通讯协议，使多种设备系统能和它方便的互联互通，也能很方便的和其它系统集成，它是中英文界面，说明详细，方便从专业人士到初学者的不同程度人士的学习和使用。inexusPro是一个优秀的组态和图形工具，除了本身具有完善的绘图功能外，还可以使用其它的OpC或AeIiVeX控件来显示对象的数值、色彩及外形的变化，系统还内置了多个行业常规的图标、小视频等的素材供用户在编程的时候使用。系统同时具有局域网和互联网的功能，能够以服务器加客户机的模式运行,也能是服务涔加浏览器的模式来运行。inexusPro是一个开放的系统，它建立在微软的COAMDeoM技术之上，而其应用的AdiveX和OPe进一步提高了自身结构的开放性。同时系统提供二次开发的工具，使之不仅成为楼宇自控的应用软件，同时也是个功能完善的系统集成平台，现已具有大多数常用系统的通讯接口程序，降低了集成工作的开发盘。i11exusPg具行可靠的安全机制，通过多层次的用户级别划分,制订不同用使用者的权限，保护信息、数据和系统的安全。1.2.3 组网模式简介Q_BUS系统是标准的集散控制系统，由三层结构组成，分别由计算机网络和控制系统网络及现场控制器和执行落组成。系统网络的第一层是计算机网络，根据系统的大小和需要，可以是一台电脑既是服务器又是搽作站，也可以由实时服务器、历史数据服务器、若干个操作站等多台电脑以TCP,IP协议组成局域网.这个网络可以是大楼内部独立专用的网络，也可以和大楼的办公网络、.互联网进行连接，实现对所控设备的远程监控，甚至掌上移动监控。系统的第二层是网络服务器iROUTERScncrJROUTER的作用就是把底层网络的数据转换成计算机网络的数据，同时iROUTER具有同步设置和编程的功能，能够进行数据广播及不同底层总线之间的数据交换的工作，能够把上位机统一设置的数据同步下发的各条总线，也能把不同总线上DDC的数据实现逻辑关系。第三层是现场控制潺层，也就是底层网络，由设备现场的直接数字控制涔(DDe)联网组成，网络为总线型结构，每条总线最多可以连接31个网络节点，每条总线的理论最长长度为1200M.总线数量理论上没有限制，因此网络规模理论上也没有限制，这为系统的设计、施工和使用带来了便利。如果需要增加数据的可靠性，因为Kx)N系列DDC为双通讯口结构，也可以使用双总线结构，保证通讯的正常和正确。第2章系统设计2. 1楼宇自控系统设计阶段的节能研究唠通系统的节能控制设计，建筑总能耗的40V60*是暧通系统所消耗，对暧通系统的节能控制设计十分重要。机组群控，本项目采用的是2台冷水机组构成的系统，在楼宇自控系统设计时考虑对2台冷水机组实现群控，通过传感拈探测负荷，根据负荷的大小自动切投冷机的运行台数来减少冷水机组低效运行造成的能耗浪费“新风量控制，仅从节能的角度考虑，空气完全的内循环是最节能的，但是为了保证大楼内部的空气质量，一定有足够的新风进入楼内。以上海为例，上海的气候四季分明，在春秋季，有时室外温度可能低于室内温度，这时增加新风量既改善空气质量，又降低系统的冷负荷，从而降低能耗，而在夏季和冬季进入楼内的新风将显著增加耗能量，这时就要通过楼宇自控系统取得一个平衡点，在保证空内空气质量的情况下降低新风阀开度。楼宇自控系统检测室内外的温湿度和室内二氧化碳含量或检测人员密度，通过建立的新风风阀控制模型综合计算比较空内外的始值、室内二氧化碳含量、人员密度，控制新风机启停，新风阀开启度，达到对新风窗:的控制。空调冷冻水、冷却水系统的控制，本项目的冷冻水泵为变频泵，在楼宇自控系统设计时需考虑按照负荷和机组开启的台数来确定开启水泵的台数，冷冻水泵按照末端的压差来改变水泵运行的台数及水泵的转速。在保障有足够水流量和保障散热的情况下，尽可能的提高设备能效比。新风机组(FAU)、空调机组(AHU)温度的控制，新风机组(FAU)的温度控制通过在供风管道设置供风温度传感器，通过供风温度来控制冷冻水的电控阀的开度。空调箱(AHU)的温控是通过在回风管处设更温度探头，通过回风温度来控制冷冻水的电控调节阀的开度，或者在供风服务区域合适位置设置多个温度探头，通过DDC计算出这多个温度探头的加权温度平均值来控制冷水电控阀。对照明系统的节能控制设计。除了暖通系统，照明系统也是楼内的耗能大户，楼宇自控系统通过合理的控制，也将能降低建筑的能耗。大楼大部分是办公室，办公室部分上下班时间比较固定。那么在设计的时候首先要考虑和照明系统的设计及施工协调.看能不能把照明回路尽可能分散，并在公共区域设置照度传感器和人体感应传感器。在工作时段，人员进出繁多，这个时候通过环境的照度情况来决定开启公共区域照明的回路数，非工作时间，人员走动稀少，在保证必须的最低照度的情况下，通过人体感应传感器来控制短时开启相对应的照明回路。另外大楼内很多办公室和实验室是出租的，深化设计时考虑到节能管理的方便，在通往房间的各个分路设置智能电表，通过智能电表数字可以直接自动控制回路通断，也可以通过中央控制室远程控制分路通断“2.2设备统计系统的设计首先要统计大楼的设备情况，按照设备图纸或现场情况清点受控设备的数量及分布，针对这帧改造的大楼情况，总共地上有16层，地下有两展。地下室有两套冷水机组，冷水机3台，3台冷冻水泵，3台冷却水泵，3组冷却塔。地下室还有4个集水坑8台污水泵，2台生活水泵，公共照明8路：1楼仃2台空调机组，216楼每层仃1台新风机组，每个楼层控公共照明4路，6楼有送排风机2台，风冷热泵机组3台，屋顶有送排风机5台，大楼还具有水箱、电梯等设施设备。2.3控制功能的确定充分和业主沟通，确定设施设备控制的要求。2.3.1冷水机组控制要求机组的运行参数能远程读取，机组能远程启停。单台机组需实现顺序启动和瞅序停止，具体就是开机的时候先启动冷却塔风机，延时后启动冷却泵，再延时后启动冷水机，停机的顺序是先关冷水机，延时后停冷冻水泵，再延时后停冷却水泵，最后停冷却塔风机。自动监测设备负我，自动进行加减机组的控制，单台机组负载到75%以上后自动启动第二套机组，2台机组同时运行时负载低于2台机组总负载的35虬自动停一套机组。2.3.2空调机组的控制要求机组的运行参数能远程读取，机组能远程启停，也能通过时间表调度自动后停，保持空调机组供风区域的舒适性。2.3.3新风机组的控制要求机组的运行参数能远程读取，机组能远程启停，也能通过时间表调度自动启停。保持新风机组供风区域的舒适性。2.3.4风冷热泵机组的控制要求机组的运行参数能远程读取，机组能远程启停，也能通过时间表调度自动启停。机组启动停止能自动控制循环泵按要求自动启停。按照负载自动控制机组的加减机。2.3.5送排风机的控制要求风机的运行参数能远程读取，机组能远程启停，也能通过时间表调度自动后停。2.3.6照明的控制要求照明的状态能远程读取，照明能远程开关，也能通过时间表调度自动控制。2.3.7电梯,水箱的控制要求电梯、水箱的状态及报警数据能够在远程读取.2.4软件站点的设置业主要求设置1个服务涔，2个操作站，服务器和操作站以CS的方式架设，服务器设置在中控机房，操作站一个在监控室，仅具有部分日常使用功能，不能修改参数，另一个操作站设在工程部，具有完全权限。另外要求楼宇自控服务器接入大楼OA系统，有权限的管理层能通过B/S的方式，通过浏览器查看楼宇自控系统的情况。2.5输入输出点位确定按照业主的要求和设备控制的实际情况，确定设备的检入输出点位表2-1系统点位表序V设备UIDOAODIAIB2F1公共照明480-102集水井480003污水泵«240KOB1.F4生活水泵26Q20S变压揖2200O6冷水机俎3154321冷冻水泵3120308冷却水泵312Q