医院智能化楼宇自控系统工程建设方案

1、医院智能化 楼宇自控系统 工程建设方案 1.1系统概述楼宇自动化系统或建筑设备自动化系统（BAS系统）是将建筑物或建筑群内的电力、照明、空调、给排水等管理设 备或系统，以集中监视、控制和管理为目的而构成的综合系 统。BAS通过对建筑（群）的各种设备实施综合自动化监控 与管理，为业主和用户提供安全、舒适、便捷高效的工作与 生活环境，并使整个系统和其中的各种设备处在最佳的工作 状态，从而保证系统运行的经济性和管理的现代化、信息化 和智能化。因此，采用BAS系统可以大量的节省医院人力、能源、 降低设备故障率、提高设备运行效率、延长设备使用寿命、 减少维护及营运成本，提高建筑物总体运作管理水平。1.2

2、需求分析根据图纸和昆山中西医结合医院项目的功能需求，采用 楼宇自动化控制系统对大楼的主要建筑机电设备进行集中 监视和控制，以实现节能和降低运行成本为目标，保证大楼 空气质量和环境舒适度，同时，提高物业管理人员的工作效 率，保证设备的正常运转和日常保养，最终达到舒适、高效、节能的目标。该项目 BAS系统主要包括以下主要内容：空调冷热源系统包括对冷冻站及热源系统的运行工况进行监视、控制、 测量与记录。空调机组及通风系统包括空调机组、新风机组、送排风机。通过楼宇自动化控制系统保证室内的空气温湿度、环境 质量等参数在一定控制范围内，同时程序化机组启停，实现 舒适、节能的目标。给排水系统包括对生活水系统

3、、排水系统、集水井高低液位监测， 相关水泵运行监视和联动控制。变配电系统通过接口方式读取主要电力参数，监视电力配电情况， 记录和分析不同时段电力负荷，提交能源管理系统和集成管 理系统。照明控制监视主要照明回路的手/自动状态和开关状态的记录， 控制以及联动控制部分照明回路。电梯系统通过接口方式监视电梯的运行数据与其它系统的数据交换和通信一方面通过通讯接口实现与冷热源系统、智能照明系 统、变配电系统、电梯系统的数据通讯，另一方通过建筑设 备控制与管理系统与大楼集成管理系统的集成，实现与消防 集成管理系统数据通讯和联动控制功能。1.3设计原则在对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

4、集散分布型控制系统，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。灵活性：系统具有可扩充性，以便满足将来扩展网络服 务范围的需要。系统可在日后任何地方增加现场控制器及操 作终端而不影响本系统操作。实用性：系统可容纳建筑物内机电系统的不同工艺需要。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，在系统网路架构内完全采 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。1.4系统设计系统结构该系统采用如下结构及协议，具体见示意图新办公室控制系统监控功

5、能能源管理功能简易监控大屏幕（展示）1）开关2）温度设定*报警/日志管理功能寸/ 日程与月历管理功能监控界面LonWorks 路由器(Lon<-> IP)-Moubus 网关(Mod<-> IP)DALI-LonWorks(DALILon)Moubus 网关(Mod<-> IP)开放IP网络安防等系统冷水泵集约空调风机盘管风机盘管ttJ ttJ it 丿送风管道阀门办公室r-,%会议室走廊DALI照明系统冷水泵LonWorksModbus/RTUModbus/RTU空调系统能源系统安防等系统服务器 数据库本系统采用共享总线型网络拓扑结构，本系统管理层设置了

6、1个中央监控中心、N个操作员终端、1个BCM-ETH/MSTP 网络控制器，通过 MS/TP现场控制总线， 连接若干个DDC控制器。监控管理功能集中于中央站，实 时性的控制和调节功能由现场控制层的DDC控制器完成。中央站的工作与否不影响分站功能和设备的运行及网络通 讯控制。管理层网络 TCP/IP（ BACnet IP）的数据传输速率为 100Mbps，BACnet&MS/TP现场控制层总线数据传输速率为 76.8Kbps。中央管理系统简体中文的3维真彩色现场仿真型图形化操作界面监视整个BA系统的运行状态，提供动态图形、工艺流程图、实时曲线图、记录报表、监控点表、绘制平面布置图，以最贴

7、 近现场设备实际情况的直观的3维动态图形方式显示设备的运行情况。可根据实际需要提供丰富的图库，绘制平面图或 流程图并嵌以动态数据，显示图中各监控点状态，提供修改 参数或发出指令的操作指示，提供多窗口显示操作功能。矩 阵打印机可连续记录报警打印输出，保证报警记录的连续 性。冷冻站系统监控以一个冷冻站建设为例，夏季空调冷冻站提供712 C的冷冻水，空调冷热水集中由机房制备 ，通过循环水泵分送到 各末端设备，水系统为闭式两管制水循环系统。水路系统定 压采用开式膨胀水箱。冷水机组监控内容：机组运行状态（DI）机组故障讯号状态（DI）机组手/自动状态（DI）机组冷却水和冷冻水水流状态（DI）机组启停（D

8、O）机组电动阀门状态（DI）机组电动阀门控制（DO）冷媒泄露浓度监测及报警（MODBUS协议）冷媒泄露报警装置的状态（MODBUS协议）机组冷冻水供回水温度（MODBUS协议）机组冷却水供水温度（MODBUS协议）机组冷冻水供回水压力（MODBUS协议）机组冷却水供水压力（MODBUS协议）机组冷冻水温度再设定（MODBUS协议）机组电流百分比（MODBUS协议）冷冻水泵及冷却水泵监控内容水泵运行状态（DI）水泵故障状态（DI）水泵手/自动状态（DI）水泵启停控制（DO）水流状态显示（DOI）水泵变频器频率反馈（AI）水泵变频器频率调节（AO）冷冻/却水供回水总管监控内容冷冻水总管供回水温度（

9、AI）冷冻水总管回水流量（AI）冷却水总管供回水温度（AI）冷却水总管供回水压力差（AI）冷冻水总管旁通阀控制（AO）冷却水总管旁通阀控制（AO）冷冻/冷却水总管切换阀状态（DI）冷冻/冷却水总管切换阀状态（DO）地源热泵冷却塔监控内容地源热泵冷却塔风机运行状态（DI）地源热泵冷却塔风机故障状态（ DI）地源热泵冷却塔风机手/自动状态（DI）地源热泵冷却塔风机启停控制（DO）冷却水管电动阀门状态（DI）冷却水管电动阀门控制（DO）室外温湿度（AI）系统系统功能：根据负荷自动启/停冷冻机组，并具有重新设定和修改控 制参数的功能。根据测量及计算冷量负荷，实现对冷冻机组 启停台数的控制，实现群控。根

10、据冷热源系统总负荷量（一次供回水温差 Xx总流量）进行冷水机组台数控制。运行台数需与负荷相匹配，实现机组最 优启停时间控制，使设备交替运行，平均分配各设备运行时 间。对各季节的优先使用设备进行指定，发生故障时自动切 换，根据送供水分水器温度进行减少，回水集水器温度进行 增加的冷/热源运行台数补充控制。负荷计算：Q= K x M x C x dTQ:负荷 K:常数M :流量 C:系数dT:温差根据预先编排的时间表，按“迟开机早关机”的原则控 制冷冻机组的启停以达到节能的目的。完成电动蝶阀、冷却塔风机、冷却水泵、冷冻水泵、冷 冻机组的顺序联锁启动，以及冷冻机组、冷冻水泵、冷却水 泵、电动蝶阀、冷却

11、塔风机的顺序联锁停机。各联动设备的 启停程序包含一个可调整的延迟时间功能，以配合冷冻系统 内各装置的特性。当一台冷冻水泵/冷却水泵发生故障时，备用泵自动投入 运行。并互为备用水泵实现轮换工作。当旁通流量达到一台泵流量时，关停一台水泵，当总供 回水压差低于设定值开启水泵，以达到变量控制，实现空调 系统综合节能的目的。测量冷冻水系统供/回水总管的压差，控制其旁通阀的开 度，以维持其要求的压差，并监测阀的开度。取各水泵水流开关信号作为泵的运行状态及水流状态 反馈信号。通过测量冷却水回水温度，控制冷却塔风机的启停和运 行台数，维持冷却水供水温度，使冷水机组能再更高的效率 下运行。MM eikujI I

12、 iktl'i I B49 t<PhHl 叫土 * P«4 >0 g ill !1I IM-BiMrii t<pnw<4r<T«ii> “w*乜Nfni M ?PlRFli F-jm«iE 4*wkqanii m r=*M tahMi I lift 1I&wrMH ticn |W"PE =UM4* Tzbki 尊Ml*1*#M X !1 1'-监测冷却塔风机运行状态、故障状态，手 /自动状态，冷却塔运行台数按冷却水供水温度回水温度进行控制。当供回 水水温低于设定值时减少冷却塔运行台数，反之则增加

13、运行 台数，以降低能耗。风机开启数量与冷却水供水温度的关系 图如下：说用£订4的数值需与设计IS共同确定T4TiDTT3T1风机令数冷却塔数量为0时，代表冷却塔的风机不需开启，冷却 水仅需通过自然冷却即可达到要求，此时，相应的冷却塔的 水阀需打开。DT-为避免冷却塔的冷却水供水温度在设定值 附近变化时冷却塔频繁开启，所设定的一个调节死区温度 值。对于多风机的冷却塔，如果在所有风机全开启后，冷却 水供水温度仍不能满足工艺要求，这时通过BAS程序会开启 另外一台冷却塔来增加冷却效果。冷却塔总供回水温度监测。根据供水温度进行旁通阀的 比例调节。根据冷却水总管供回水温度对冷却塔进行台数控制，

14、同 时比例调节旁通开度进行冷却水供水温度控制。冷却塔进水阀与冷却塔运行状态进行联动，自动开关控 制。累计运行时间，开列保养及维修报告。通过联网将报告 直接传送至有关部门。中央站将监测的数据以 3D彩色动态图形显示，并记录 各种参数、状态、报警，记录启停时间、设备累计运行时间 及其他的历史数据等。热源系统监控假设本工程的热源采用热水锅炉。在锅炉房设有3台热水锅炉。冬季由热水锅炉提供95/70 C高温热水为热源，通过热交换系统制取低温热水供空调系统供暖使用。在锅炉房设 有四组容积式热交换器供生活热用。锅炉监控内容：锅炉运行状态（DI）锅炉故障讯号状态（DI）锅炉手/自动状态（DI）锅炉热水水流状态

15、（DI）锅炉启停（DO）锅炉电动阀门状态（DI）锅炉电动阀门控制（DO）锅炉热水供回水温度（MODBUS协议）锅炉热水供回水压力（MODBUS协议）系统功能：通过软件接口读取锅炉运行参数，对热水锅炉的运行压力，启停状态，流量等进行监测。对凝结水箱/软水箱高低液位进行监测。对容积式热交换器，监测一、二次侧的进出口温度，监测一次侧的蒸汽压力，控制一次侧蒸汽阀的开度。累计运行时间，开列保养及维修报告。通过联网将报告直接传送至有关部门。热换器监控内容：水泵运行状态（DI）水泵故障状态（DI）水泵手/自动状态（DI）水泵启停控制（DO）热源供/回水温度（AI ）循环热水供/回水温度（AI ）热水总回水管

16、水流量（AI ） 热水交换器电动阀控制（AO ） 热交换器供回水温度（AI ）系统功能:二次水温自动调节：自动调节热交换器一次热水 /蒸汽阀开度，保证二次出水温度为设定值。自动联锁：当循环泵停止运行时，热水 /蒸汽调节阀应迅速关闭。设备启停控制：根据事先排定的工作及节假日作息时间 表，定时启停设备，自动统计设备运行时间，打印设备工作 及维修报表。空调机组监控设计空气调节系统的目的在于，创造一个良好的空气环 境，即根据季节变化提供合适的空气温度、相对湿度、气流 速度和空气洁净度，以保证办公人员的工作效率。本项目的空调机组主要使用区域：门诊大厅、候诊室、 住院部大厅、各诊室的候诊区域、各楼层的公共

17、走道、阶梯 教室等大开间及公共区域。监控内容：启停控制(DO)运行状态(DI)手/自动状态(DI)故障状态(DI)滤网压差(DI)风机压差(DI)新风阀调节（AO）回风阀调节（AO）冷/热水阀调节AO）送风温度（AI ）回风温湿度（AI ）加湿开关（DO）系统功能：回风温度自动控制：冬季时，根据传感器实测的回风温度值自动对热水阀开度进行 PID运算控制，保证空调机组 回风温度达到设定温度的要求；反之，夏季根据传感器实测 的回风温度值自动对冷水阀开度进行PID运算控制。通过调节水阀的开度，使回风温度达到用户的设定值；在过渡季节 则根据室外送入新风的温湿度自动计算焓值，并与室内回风 的焓值进行PI

18、D运算，其结果将自动控制新风阀、回风阀、 排风阀的开度，以达到自动调节混风比的作用。回风湿度控制：根据湿度传感器的实测值自动对加湿阀进行PID运算控制，保证回风湿度达到用户的湿度设定值。过滤网堵塞报警：空气过滤器两端压差过大时报警，并在图形操作站上显示及打印报警，并指出报警时间。空气质量调节：在重要场所设置二氧化碳测量点，根 据测量值的浓度自动调节新风比。空调机组启停控制：根据事先设定的工作时间表及节假日休息时间表，定时启停空调机组，自动统计机组的运行 时间，提示定时对空调机组进行维护保养. : T irrr 丨“図曰!囂 fl In Fan 5口Akto'R vHl 5F Lw L

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21、 I WriTilCt F*l辑掘F印3 0 H H ««! Irr- Airr-l-'IjRi缈鼻希打$仲|冲沁n»¥«<I 吨&4=i贾破J 5F 匸Eiid£6 n*1r Cucraftl: !£ilp£Miit 0 匚1曹M irii-SlartuF SP I陀亡皿血"口烂亡1邹>川时1 I R亡日AuldF-e+ei SP Ld L mil!旳 主 I lMhCwIrgnuJ联锁保护控制：风机停止后，新回排风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭；风机启动后，其前后压差过低

22、时故 障报警，并联锁停机；当温度过低时，进行防冻保护，开启 热水阀，关闭新风门，停风机，并在图形操作站上显示报警。 节能运行，包括：间歇运行：使设备合理间歇启停，但不影响环境舒适程度。最佳启动：根据建筑物人员使用情况，预先开启空调设备 晚间之后，不启动空调设备。最佳关机:根据建筑物人员下班情况 ，提前停止空调设备。 调整设定值：根据室外空气温度对设定值进行调整 ，减少空 调设备能量消耗。夜间风：在凉爽季节，用夜间新风充满建筑物，以节约空调 能量。新风机组监控为了保障室内空气品质，室内小型空间配备集中新风系 统，而供应新风并对新风进行处理，配合各个房间或者区域 的风机盘管使用。本项目的新风机主要

23、配合 VRV空调使用，主要区域为： 各个功能房间、病房等空间比较小的常用房间。监控内容：启停控制（DO）运行状态（DI）手/自动状态（DI）故障报警（DI）滤网压差（DI）风机压差（DI）新风阀控制（DO）冷/热水阀调节AO）送风温湿度（AI）加湿开关（DO）系统功能：送风温度自动控制：冬季时，根据传感器实测的温度值自动对热水阀开度进行PID运算控制，保证新风机送风温 度达到设定温度的要求；反之，夏季根据传感器实测的温度 值自动对冷水阀开度进行 PID运算控制。通过调节水阀的开 度，使送风温度达到用户的设定值。送风湿度控制：根据湿度传感器的实测值自动对加湿阀进行PID运算控制，保证送风湿度达到

24、用户的湿度设定值。过滤网堵塞报警：空气过滤器两端压差过大时报警，并在图形操作站上显示及打印报警，并指出报警时间新风机启停控制：根据事先设定的工作时间表及节假日休息时间表，定时启停新风机，自动统计新风机运行时间， 提示定时对新风机进行维护保养。联锁保护控制：风机停止后，新风风门、电动调节阀、电磁阀自动关闭；风机启动后，其前后压差过低时故障报警， 并联锁停机；当温度过低时，进行防冻保护，开启热水阀， 关闭风门，停风机。节能运行，包括：间歇运行：使设备合理间歇启停，但不影响环境舒适程度。最佳启动：根据建筑物人员使用情况，预先开启设备，晚间 之后，不启动设备。最佳关机:根据建筑物人员下班情况 ，提前停

25、止设备。调整设定值：根据室外空气温度对设定值进行调整，减少设 备能量消耗。夜间风：在凉爽季节，用夜间新风充满建筑物，以节约能量。联网型风机盘管系统网络温控系统采用高性能单片机技术，集成了电动阀控 制功能和风机盘管控制功能，通过信息传输系统，对空调末 端实施开关机、温度设置、运行状态查询等远程控制操作。 广泛应用于酒店、写字楼、高级住宅、医院、机关办公大楼 的中央空调系统中，达到智能管理、合理节能的目的。目前非联网型的温控面板因其固有的局限，其控制精度 与节能要求远远不能满足客户需求，存在以下问题：温控器数量众多，分布广泛（散落在各个房间内），缺乏有效的管理手段，事实上处于监管失控状态。管理人员

26、无法实时获知风盘的工作状态、工作模式、风 速、温度等参数信息，也不能根据季节转换与环境温度的变化及时修改设备参数;一旦用户离开房间忘记关闭空调，本地温控器并不会自 动关闭，而管理人员又不能进入用户的房间关闭温控器，因 此造成巨大的能源浪费。公共区域温控器，温度设定等参数容易被人为修改，不 能保证设备处于最佳最经济的运行状态。随着节能控制日益成为现代建筑中一个重要的管理内容，对温控器的控制精度和节能效果提出了更高的要求。联 网型温控器通过联网实现实时监测、集中控制，并能根据外 部环境的变化对温度进行及时有效的调节，为风机盘管系统 提供了一套行之有效的精细化管理手段，可以显著降低能源 的消耗，节省

27、运营成本。系统功能：温度控制功能：根据时段定温或定时开关，根据一天的温度变化，将设定温度划分为不同时间段。温控器根据当前 所处时间段的设定温度控制风盘运行，实现高精细化调控。节能模式：当温控器检测到门窗打开后，自动进入节能运行模式，风机低速运行，制热模式下，设定温度为16 C；制冷模式下，设定温度为 30 C。制热上限、制冷下限设置：制热模式下，设定温度最高 调节至制热上限值；制冷模式下，设定温度最低调节至制冷 下限值。在保证房间温度适宜、舒适的同时，防止温度设得过高或过低，造成不必要的能源浪费。双温双控选择功能（可接外置温度传感器）：因为安装位置的原因，利用温控器本身所带的感温元件，可能造成监 测温度与实际环境温度差异较大。外置传感器接口，可接入 一个外置温度信号，进行双温双控功能选择，从而使环境温 度保持在更精确的控制范围内。保护功能：当温控器处于关闭状态，室温降至某一危险 温度时，温控器自动开启并切换到制热模式以便让温度升 高，待室温升至安全值后关闭，防止冻坏风盘，保护设备投 资。累计运行时间、辅助计费功能：温控器可累计风盘低、 中、高速的运行时间并存储，结合区域能量表构成能量+时间型计费系统。运行时间支持本地查询或通过远程查询，作 为内部用能考核