楼宇自控BA系统的设计

楼宇自控BA系统的设计

核心提示：1.1概述 楼宇自动化系统对整个建筑的所有公用机电设备，包括建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统，进行集中监测和遥控来提高建筑的管理水平，降低设备故障率，减少维护及营运成本。 设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的 1.1 概 述

楼宇自动化系统对整个建筑的所有公用机电设备，包括建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统，进行集中监测和遥控来提高建筑的管理水平，降低设备故障率，减少维护及营运成本。

设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用最优化的控制手段,对各系统设备进行集中监控和管理，使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致和高效、有序的状态下运行，在创造出一个高效、舒适、安全的工作环境中，降低各系统造价，尽量节省能耗和日常管理的各项费用，保证系统充分运行，从而提高了智能建筑的高水平的现代化管理和服务，使投资能得到一个良好的回报。楼宇机电设备监控系统，作为智能建筑楼宇自动化系统非常重要的一部分，担负着对整座大厦内机电设备的集中检测和控制，保证所有设备的正常运行，并达到最佳状态。

某大楼准备建设成为一座现代化的智能办公大厦，因此需要采用一套先进的优化楼宇自控系统来提高建筑内部机电设备的运行效率，降低宾馆能源的消耗，并通过机电设备的自动化管理减轻操作人员的劳动强度。

本方案中楼宇自控系统的设计以满足业主的要求、采用最先进的技术和系统、提供最高的价格性能比为原则，提供优化的设备运行方案和管理方式，以实现集散式（即集中管理、分散控制）的管理控制模式来运行设备，提供高效率的楼宇设备管理。

根据大楼楼宇自控系统的技术要求，我们推荐采用美国艾顿科技公司（Alerton

Technologies）公司推出的BACTalk综合楼宇管理系统。该系统是目前世界上最为先进的高效能、集成化的BMS系统，该系统根据需要可将大厦的楼宇控制系统、消防报警系统及安保自动化系统集成在一个平台上，并适用于大楼的建筑特点及先进的控制和管理要求，包括选用最先进的BACnet技术的现场控制器，以及与其他供应商系统及OA系统的开放性接口。

本方案楼宇自控系统的监控范围及系统目标包括以下几部分：

空调通风监控系统

锅炉与热交换系统

中央制冷监控系统

给排水系统

照明与动力系统/供配电系统

电梯监控系统

1.2 系统设计原则

在楼宇自动化系统的设计中我们遵循以下的原则:

可靠性：采用分布式控制系统，即将任务分配给系统中每个现场处理器，免除因系统内某个设备的损坏而影响整个系统的运行。

扩展性及灵活性：系统具有可扩充性，以便将来扩展网络服务范围的需要。系统可在日后任何地方加插现场控制器及操作员终端而不影响本系统操作。

实用及方便性：系统可容纳大厦内给机电系统的不同需要。并综合各系统资料，显示于操作员终端，方便管理。

开放性: 系统采用开放式结构,在分站与现场子站之间采用开放式的国际标准BACnet协议。

经济性：系统中的现场处理器足够应付日后技术的快速发展，现阶段的投资可以得到充分利用及保护。

1.3 系统设计依据

本系统设计是以弱电系统工程议标文件要求及所附图纸为基础，参照中国国家标准和全球首个自控行业标准（BACnet）而设计。智能大厦BAS系统的设计依据如下：

美国ANSI/ASHRAE-135-2000--BACnet标准

欧洲CEN Technical Committee 247---BACnet标准

民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）

民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）条文说明

采暖通风与空调调节设计规范（GBJ19/87）

火灾自动报警系统设计规范（GBJ116/88）

民用建筑照明设计标准（GBJ133-90）

民用建筑照明设计标准（GBJ133-90）条文说明

工业与民用供电系统设计规范（GBJ52-83）

低压配电装置及线路设计规范（GBJ54-83）

建筑设计防火规范（GBJ16-87）

高层民用建筑设计防火规范（GBJ45-82）

汽车库设计防火规范（GBJ67-84）

建筑物防雷设计规范（GBJ50057-94）

智能建筑设计标准（上海市DBJ08-4-95）

总线局域网标准（IEEE802.3）

环形局域网标准（IEEE802.5）

1.4 方案设计说明

1.4.1 产品选型及厂商简介

根据智能大厦的基本要求及规范，以及楼宇自控系统的发展方向和BAS的设计的原则和依据，我们选用了美国艾顿（Alerton）公司的全部各层通讯协议均基于BACnet标准开发出来

的BACtalk系列产品。

美国艾顿（Alerton）公司是生产暖通空调的直接数字控制系统的专业厂家之先导。艾顿公司具有世界先进水平的楼宇自控系统，使业主和物业管理人能通过简易的Windows界面完成一切设备的监控管理及操作，并进行能量管理及租户计账功能，满足从办公楼、大学、饭店、展览馆、工厂、博物馆以至军事设施等任何规模的楼宇设备控制及管理要求。

艾顿公司总部设于美国西雅图，与著名的波音及微软等高科技公司总部为邻。全球现有项目超过5000个。

美国艾顿（Alerton）公司开发的BACtalk的系统结构极其简洁，它由二层组成：Windows95和Windows NT工作站，网络控制器和现场控制器。 BACtalk使用楼宇自控网标准通讯类型，Ethernet或ARCNET高速网作为工作站和网络控制器间的支柱。BACtalk Lsi是网络控制器，作为Ethernet或ARCNET与MS／TP(EIA-485)现场控制器网络的路由，同时它也是一个全局控制器，可以完成定时、假日、报警、记录及其它各种设备控制功能。

艾顿公司为BACtalk系统开发了一个具有不同配置的完整的现场DDC控制器系列VLC（Visual Logic Controller）。用户可以根据具体用途选择合适的控制器。从VAV末端控制器到风机盘管、热泵、通风机、空调机等通用控制器，全部自带楼宇自控网通讯装置；由于使用EEPROM，VLC控制器不需要常备电池；中央设备VLC控制器还备有硬件时钟选件，可在危险区域提供单机运行能力。无论哪一种VLC控制器都可以保证快速、精确、灵活、可靠地运行。VLC采用工业标准输入端，可使用各种类型的传感器和信号变送器。

1.4.2 BACtalk系统特点

（1）完全符合BACnet协议

从中央操作站、网络控制器、路由器到DDC控制器，均符合美国ANSI/ASHRAE：135-1995

监控参数：

---监测送风温度。

---由风压差开关测量风机两侧压差，监视风机运行状态，异常即报警，并记录风机累计运行时间。

---监测风机故障报警，霜动报警。

---由风压差开关测量空气过滤器两侧压差，压差超过设定值时报警，尽快进行维护工作。

---风机启停控制。

---调节冷水阀门开度。

---控制新风阀门开关。

控制方案：

---新风机，新风阀门，冷水阀门联锁动作。

---新风机可按时间（分时间段）启停。

新风机启动顺序为：打开新风阀门，启动风机，确认风机运行，调节冷水阀门控制送风温度。

新风机停止顺序为：关闭冷水阀门，停止风机，关闭新风阀门。当送风温度过低，立即停止风机，发出低温报警。

中央站功能：

---通过动态彩色图形显示空调机组所有参数，使操作员能清楚整个新风机组情况，并可作出参数分析，记录及打印报警信号。

（4）送风机系统

监控功能：

---监测各风机运行状态及故障报警，并记录累计运行时间。

---控制送风机启停。

控制方案：

---按预先编排时间程序或与其它设备如空调机组联锁动作启停风机。

中央站功能：

---通过动态彩色图形显示各风机参数，并可依据实际需要修改。

（5）供配电系统

系统设置二路进线

监控参数：

---监测各高压进线柜进线开关状态，母线联络柜联络开关状态。

---监测各变压器运行温度信号。

---监测各高、低压配电柜电流、电压、功率因数、有功功率、耗电量及频率。

---监测发电机电流、电压、功率因数、有功功率、耗电量及频率，故障及运行状态。

控制方案：

---按监测耗电量参数，以预设的优先等级改变有关被控设备的启停时间。

中央站功能：

---通过动态彩色图形显示有关参数，方便操作员参数分析，并自动记录及打印报警。

（6）照明系统

监控参数：

---监测照明主配电盘回路开关状态。

---控制配电盘回路开关，并记录开关时间。

---按时间段控制室外、办公楼内的公共区域灯光。

---按时间段控制室外泛光照明、及景光照明。

控制方案：

---按预先编排的时间程序自动开关各配电盘回路，达到节能效果。

中央站功能：

---通过动态彩色图形显示有关参数，方便操作员参数分析，并自动记录及打印报警。

---如因用户需要延长办公时间，操作员可经过简单的修改时间表，并自动记录开关时间，方便征收用户额外的能源费用。

（7）给排水系统

监控参数：

---监测生活水泵，排污泵运行状态和故障报警，并记录累计运行时间。

---控制生活水泵，潜水泵启停。

控制方案：

---依据高位水箱高低水位状态自动控制生活水泵启停，维持水箱的正常水位。

---依据污水池高低水位状态自动控制潜水泵启停，维持水位的正常水位。

---依据污水池高低水位状态自动控制污水泵启停，维持水位的正常水位。

---当工作水泵运行超过设定正常时间后，水位仍未能回复正常，自动启动备用水泵，加快

送水或排水速度。

---当运行水泵出现故障，备用水泵马上自动投入使用。

中央站功能：

---通过动态彩色图形显示各水系统参数，并自动记录及打印报警。

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