楼宇自动化控制系统方案.pdf

1 楼宇自动化控制系统1．设计标准楼宇自动化控制系统的设计参照和执行以下国家相关设计规范以及技术资料：《民用建筑电气设计规范》 JBJ／T16—92 《智能建筑设计标准》 GB/T50314-2000 《电气装置安装工程施工及验收规范》 CBJ232—92 《建筑设计防火规范》 CBJ16—97 《火灾自动报警系统设计规范》 GB50l16—98 《商用建筑线缆标准》 EIA／TIA—568A 《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045-95 《智能建筑弱电工程设计施工图集》 GJBT—471 《低压配电设计规范》 GB50054—95 招标文件提出的技术要求2．概述随着科技和经济的高速发展， 建筑屋内各种机电设备愈睐愈多， 越来越复杂，对机电设备的管理和控制要求越来越高，因此，对建筑物内各种机电设备管理和控制的系统发展起来了。

这是一种将建筑物有关的设备如电力、照明、空调通风、给排水、消防、保安、运输等设备集中监视、控制和管理的综合性的系统，以使设备安全、 可靠运行，节约能耗、节省人力 过去对空调、 采暖通风、 动力站房、给排水、变配电等设备的运行状态进行监视的监视系统和空调、给排水、变配电的自行控制装置是各自独立分散的现场自动控制系统随着计算机技术的进步及数字通信技术的提高， 将有关设备的监视和控制综合起来，发展成为所有控制设备之间可以相互传送信息， 形成综合控制管理系统 这种系统以计算机技术为核心，计算机局域网为通信基础， 具有分散监控和集中管理的功能它是运用设备运行管理、数据采集和过程控制的中央监视控制系统这就是楼宇自动化系统2 3．楼宇自动化控制系统简介3．1．系统构成楼宇自动化系统一般由前端设备，现场控制设备和主控工作站组成3． 1． 1． 前 端 设 备系指数据采集设备和控制执行机构数据采集设备有温度传感器、 湿度传感器、压力传感器、液位传感器、流量计等等控制执行机构有风阀执行器、电动水阀，继电器干触点等3． 1． 2． 现 场 自 动 控 制 器现场控制器一般为数字控制器，又称为直接数字控制器DDC 。

一般为单片微型计算机控制系统每台DDC 配有不同数量的数字量接口和模拟量接口，前端设备的输入信号线和控制信号线与这些接口相接DDC 特点是：具有决策功能；能够达到较高的精度；能进行复杂的运算；通用性较好，要改变控制器的运算，只要改变程序就可以； 可以进行多变量的控制、 最优控制和自适应控制； 具有自动诊断功能，有故障时能及时发现和处理自动控制器按照作用可分为双位或继电器型控制器（on/off,开关控制）、 比例控制器（P） 、 积分控制器（I ） 、 比例- 积分控制器（PI） 、 比例-微分控制器（PD ） 、比例- 积分- 微分控制器（ PID） 、自适应控制和模糊控制3． 1． 3． 中 央 监 视 控 制 系 统一般由一台高性能的微型计算机和其上运行的专用监控软件构成，它通过适配器与多台 DDC 连成网络，通过网络对 DDC 进行提取数据， 下达控制目标参数等工作，从而达到对整个楼宇自动化控制系统的管理同时，这台控制主机也是楼宇自动化控制系统向高端集成的硬件平台3．2．监控功能3． 2． 1． 创 造 安 全 可 靠 的 生 产 条 件随时检查设备的实际负载和额定负载，一旦发现设备过载， 立即自动卸载同时向中央控制室发出报警信号，以防损坏贵重设备；监视设备运行状况， 一旦发现其中某台设备运行异常， 立即报警通知检修人员前去检查，以防引起更大范围的设备故障；自动记录设备的累计运行小时数，3 当累计值达到规定的维修时间时， 自动报告中央控制室， 及时提醒进行设备检修；当一组设备中的某台设备出现故障不能继续运转时，自动切换到备用设备；同时，对于临时停电的情况，当恢复供电后，系统自动执行顺序启动程序，可保证设备投运顺利， 避免启动失败对设备的损害。

通过这些检测、报警和处理方式，使大楼对机电设备突发故障具备有效的预防手段，以确保设备和财产安全3． 2． 2． 创 造 舒 适 宜 人 的 环 境建筑物的环境包括温度、 湿度等的温热环境， 空气中的二氧化碳、 粉尘的含量以及照明等 对于每个使用者以及设备来说， 始终维持最佳的环境是提高工作效率，更好地发挥设备功能和延长使用寿命，使建筑物具有良好的工作和生活环境的有效手段，已经成为系统控制的主要管理目标楼宇自动化系统根据季节、 人员和空气流动情况的变化， 将各区域的室内温度控制在设计要求的值上，同时参考国际上的通用标准，如ISO7730的热舒适指标PMV 、国标 GB5701-85 中的舒适温度指标等，使楼内环境达到最适宜3． 2． 3． 节 省 人 工 及 提 高 管 理 的 效 率通过对所有设备的监控， 可以减少设备还管理人员和他们的劳动强度例如改善设备的运行状况， 不断地收集设备运行资料， 安排计划性维修， 改进建筑物和设备的管理，并可将大量的信息集中进行综合管理因此，投入很少的人员，即可操作建筑物内的设备 良好的管理将延长设备的使用寿命，还可以进一步有效利用信息，实现更高质量的管理。

3． 2． 4． 节 省 能 源通过控制和管理使设备高效运行， 减少建筑物能源消耗， 提高整体节能效果例如能正确地控制所设定的温度，加入适当的新风， 根据空调的负荷进行适当的控制，就可以有效利用自然能源， 避免浪费 这对于设定目的的实现具有很大的作用对于建筑物的照明，按照是否有人以及外界自然采光情况进行综合控制，也能收到很好的节能效果 设有楼宇自动化系统的建筑物比不设的，可以节约能源约25% 3． 2． 5． 能 够 给 使 用 者 提 供 方 便通过对各种设备的综合控制， 可以为每个使用者提供更高水平的服务，以及方便在确保安全的同时，使用者可以24小时不分昼夜自由进出建筑物4 4．系统设计4．1．设计原则本方案的设计原则为：1)保证系统的先进性、适用性、可靠性和安全性；2)追求最优化的设备配置和较高的性能价格比；3)提供开放性、兼容性强的系统性能；4)保留足够的扩展能力和容量4．2．设计综述本方案针对空调、新风、排风、换热、给排水、供配电，公共区域照明和电梯等设备的自动控制进行了设计，自动控制系统采用了西门子楼宇科技的S600 APOGEE 楼宇自动化控制系统楼宇自控（ Building Automatic System, BAS ）系统将对综合楼中建筑物的各种机电设备的运行及开关状态实行全时间的自动监测或控制，并同时收集、记录、保存及管理有关系统的重要信息及数据，达到提高运行效率，节能，节省人力，安全延长设备寿命的目的。

我们使用了西门子楼宇科技S600APOGEE的 MBC 、 MEC 模块化控制器进行点对点通讯，组成一个完整的统一配套的楼宇控制系统系统设计范围包括空调、新风、排风、换热、给排水、供配电，公共区域照明和电梯等设备的自动控制和监测控制系统采用了S600 APOGEE系统中的最新控制器 MEC（模块化设备控制器）对各设备进行控制另外相应配置了温湿度传感器、压力传感器、阀门、风门驱动器等传感执行设备S600 APOGEE 是以集散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4．3．产品选型本方案针对空调、新风、排风、换热、给排水、供配电，公共区域照明和电梯等设备的自动控制进行了设计，自动控制系统采用了西门子楼宇科技的S600 APOGEE 楼宇自动化控制系统5 楼宇自控（ Building Automatic System, BAS）系统将对综合楼中建筑物的各种机电设备的运行及开关状态实行全时间的自动监测或控制，并同时收集、记录、保存及管理有关系统的重要信息及数据，达到提高运行效率，节能，节省人力，安全延长设备寿命的目的我们使用了西门子楼宇科技S600APOGEE的 MEC 模块化控制器进行点对点通讯，组成一个完整的统一配套的楼宇控制系统。

系统设计范围包监测和控制空调、新风、排风、换热、给排水、供配电，公共区域照明和电梯等设备 控制系统采用了S600 APOGEE 系统中的最新控制器MEC （模块化设备控制器）及配套的点扩展模块（PXM ）对各设备进行控制另外相应配置了温湿度传感器、 压力传感器、阀门、风门驱动器等传感执行设备 S600 APOGEE 是以集散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4． 3． 1． 西 门 子 S600 APOGEE简 介楼宇自动化控制系统（或称楼宇管理系统）是由中央管理站、各种DDC 控制器及各类传感器、执行机构组成的、能够完成多种控制及管理功能的网络系统它是随着计算机在环境控制中的应用而发展起来的一种智能化控制管理网络目前，系统中的各个组成部分已从过去的非标准化的设计产生，发展成标准化、 专业化产品，从而使系统的设计安装及扩展更加方便、灵活，系统的运行更加可靠，系统的投资大大降低兰吉尔·驷法推出的 S600系统（ System 600）应用于大楼的能源管理，是国际上最先进的系统之一 S600系统适应性非常强，系统组成为模块化，可分为不同等级的独立系统，每级都具有非常清楚的功New Windows NT platform with multi-tasking and networking capabilitiesState-of-the-art user interface Easy to learn Easy to navigate through the system Easy to troubleshoot Easy to customizeTOMORROW - New Insight Software6 能和权限，这就使S600既可用于单独的楼宇管理，也可用于一个区域的、分散的楼宇集中管理。

可靠性S600在设计上充分体现了分散控制、集中管理的特点，保证每个子系统都能独立控制，同时在中央工作站上又能做到集中管理，使得整个系统的结构完善、性能可靠S600系统当中的各级别设备都可独立完成操作，即在同一时刻组成不同级别的集散系统（或不同级别的结构组织形式），使用界面非常亲切，其全套楼宇自控产品、统一的生产管理体系保证了系统的配套性，同时使系统可靠性大为增加LANDIS 时间启停程序; 开启和关闭一路或多路照明回路4． 4． 8． 电 梯硬件设备监控电梯运行状况 (DI) 电梯运行故障 (DI) 软件监控内容电梯故障时，在主控工作站上报警，提醒维修人员尽快处理25 各种监视功能均在工作站上以图形和数字的形式进行显示，并可打印记录统计各电梯的工作情况 , 设备运行时间并打印成报表, 以供物业管理部门利用4．5．控制点表楼层编号监控设备与项目数量输 入输出DI AI DO AO 综合楼-2 层1 集水池3 超高液位3 高/ 低液位6 潜水泵3 水泵运行状态3 手自动状态3 水泵故障报警3 水泵启停3 小结18 0 3 0 综合楼-1 层2 排风机2 运行状态2 手自动状态2 故障报警2 启停2 小结6 0 2 0 3 诱导排风机回路4 风机回路运行状态4 手自动状态4 风机回路启停4 室内空气质量监测4 小结8 4 4 0 4 采暖换热机组2 26 运行状态2 手自动状态2 故障报警2 启停2 一次水温度1 一次水压力1 一次水流量2 一次水调节2 二次水供回水温度4 二次水供回水压力4 软水箱1 超高液位1 高/ 低液位2 增压泵2 水泵运行状态2。