浙大中控楼宇自控系统设计手册

1、楼宇h控系统是一项综合运用计算技术、门动控制技术和通信技术以及现 场设备制造匸艺等來完成特定控制任务的系统，因此必须严格按照匸程设计 观念进行。棉个过程通常是由系统设计人员及相关专业人员通力协作完成。 楼宇门动化系统多种多样，其设计工作一般应遵循的原则是：可靠性高、实 时性强、操作性好、通用性好、性价比高。楼宇门动化设计一般包括：控制 方案设计、现场设备选型、控制设备选型以及控制系统网络设计等内容。控制方案设计可参照相应工程建设标准设计。现场设备选型应按照建筑各个专业的要求选择合适参数的设备。H询设备 产品种类较多，不同品牌性能价格心任差异，可根据用户的需求进行选型。控制设备选型及控制系统网络

2、的设计往往根据现场设备I/O点的特点以 及现场设备的分布情况选择。基丁以太网的新一代楼宇控制系统PCS-300,其 采用CAN总线的强大I/O分布能力，以及I/O点数灵活的扩展功能，使其适 应了各种复杂楼宇I动化方案设计的需耍。楼宇白动化控制系统设计的一般步骤如下：楼宇自动化控制系统设计简介:一、系统网络设计参考PCS-300系列分布式可编程控制系统是一套 r r.业以太网和CAN总线的 分布式现场总线控制系统，系统技术先进、配置灵活、易扩展。CAN总线可 远距离扩展I/O,最长可达5000米。基于以太网的分布式结构，其分布距离 及系统节点可不受限制扩展。rn桃i方问 II刪览genPCS0运

3、WWiAdvOPCHMI软件-Internet ./ModBusTCP/IP以太网TCP/IPModBusTCP/IPModBusTCP/IP可编嘩制器CANopeniPAC32X 町编附滞牖PAC32X可编程控制器二、冷水机组监控说明1、监测监视内容a、机组手/门动状态、运行状态和故障状态；b、机组累计运行时间，发出定时检修提示；c、冷冻水泵/冷却水泵的手/|动状态、运行状态和故障状态；d、冷冻水泵/冷却水泵累计运行时间，发出定时检修提示；e、冷冻水总管（冷冻水/空调热水）供、回水温度压力和回水流量：f、分集水器压差；g、冷却塔风机的运行状态、故障报警、手/门动状态：h、补水箱高、低液位报警

4、。2、控制内容a、泄时控制。按照预先编排的时间程序控制系统启停；b、根据冷冻水总管供、回水温度和回水流逼，计算人楼实际冷或热负荷, 进行机组台数控制，并控制相应的水泵；c、根据控制器内部存储的机组累计运行时间，对机组进行时间均衡调 节，系统为优先权设计：需要启动时，开启累计运行时间垠短的机组; 需要关闭时，关闭累计运行时间最长的机组：d、按照正确顺序一次连锁启停设备：启动：冷却水泵一冷冻水泵一冷却塔风机一冷水机组停机：冷水机组一冷冻水泵冷却水泵一冷却塔风机e、根据空调水供、回水总管床差，PID调节旁通阀开度，保持集分水器 供水斥力稳定：f、监测系统内各监测点的温度、斥力、流量等参数，H动显示，

5、定时打 印及故障报警。以一个三冷水机组三冷却塔的系统为例:需要监测的参数监控对象前端传感器与执行器控制器接口类别数量膨胀水箱液位液位报警器DI1膨胀水箱阀门开关电磁阀门执行器及反馈 信号DO1DI1集水器压力压力计Al1水阀开关电动阀门执行器AO14个管道温度温度传感器Al43个冷冻泵、3个冷却 泵接触器触点及反馈信号DO6DI66个冷水机组电动蝶阀 开关接触器触点、反馈信号 及报警信号DO6DI126个水流开关开关反馈信号DI63个冷水机组接触器触点及反馈信号DO3DI36个冷却塔电动蝶阀开 关接触器触点、反馈信号 及报警信号DO6DI12冷却塔风扇接触器触点及反馈信号DO3DI3集水器、分

6、水器斥差压差传感器Al1管道水流量流量计Al1冷水机组系统原理图q【9CCJKI IOS- PS-3敖RI一却Dre 现场管线7Ftf ttT fttf；xn |I1111ij11上:TE-O5TE-06(ox:mx“循环泵-ITE-O：热交换器R -2循环泵：厂严配电箱7AI 9|rocDIX2 1at场菅线A0111DO1X2电湖-8VXl -2IVX2-21VX1接入DDC箱号X X.I X. ci.X注：97X700-2规定调廿阀仃1个AI输入点，现在修改为取消该AI输入点。监控对象前端传感器与执行器控制器接口类别数量管道温度温度传感器AI6管道流量流量计AI1阀门开度电动阀门执行器A

7、02循环泵开关接触器触点及反馈信号D02DI2PCS3OO模块配置表模块PS320PAC313-1DI3O8-1DO308-1AI308-2AO304-1数111111四、空调机(1人BAS监控主要功能:BAS监控主要功能监控内容控制方法1、回风温度自动控制冬季自动调节水阀开度，保证回风温度为设定值： 夏季自动调节水阀开度，保证回风温度为设定值： 过渡季节根据新风的温湿度焙值，口动调节混风比。2、回风湿度自动控制自动控制加湿阀开闭，保证回风湿度为设定值。3、过滤器堵塞报警空气过滤器两端压差过大时报警，捉示清打。4、机组定时启停控制根据事先排定的工作及节假日作息时间表,定时启停机组,自动 统计机

8、组工作时间，提示定时维修。5、联锁保护控制联锁：风机停止后,新回风排风门、电动调节阀、电磁阀自动关 闭：保护：风机启动后，其前后压差过低时故障报警，并联锁停机： 防冻保护：当温度过低时，开启热水阀，关新风门、停风机，报 警。6、貶要场所的环境控 制在車耍场所设温湿度测点，根据其温湿度，苴接调节空调机组的 冷热水阀，确保重耍场所的温湿度为设定值；在車耍场所设二氧化碳测点，根据其浓度调节新风比。说明：本图屮示出四管制恫风变水就控温控湿全空气调节机组的BAS监控系统，可根据 具体应用作出取舍。(2X四管制恒风变水疑控温控湿全空气调节机组监控点表及模块配置:控制、监测对象数量监控点数OptiSYS控制

9、模块配置空调机组1DIDOAIA0模块名称型号数量排风风阀调节1电源模块PS3202*回风风阀调节1CPU模块PAC313-11控制、监测对象数量监控点数OptiSYS控制模块配置空调机组1DIDOAIA0模块名称型号数量新风风阀调节1数字量输入DI316-11新风温度检测1数字量输出D0308-21新风湿度检测1模拟量输入AI301-11回风温度检测1模拟屋输入AI308-21回风湿度检测1模拟最输出AO308-11回风机运彳j状态1回风机故障报警1回风机手门动状态1回风机压差检测1回风机启停控制1过滤器压差检测1加热器水阀调节1防冻保护1表冷器水阀调节1加湿阀开闭1送风机运行状态1送风机故

10、障报警1送风机于动状态1送风机压差检测1送风机启停控制1送风温度检测1送风湿度检测1空调区域温度检测1空调区域湿度检测1控制、监测对繚数量监控点数OptiSYS控制模块配置空调机组1DIDOAIAO模块名称型号数量CO2浓度检测110395说明:1块PS32O模块用J：给湿度传感器提供DC24V电源:在模块配置中还预留有6个DI 点、5个DO点、3个AI点、3个AO点用于监控空调机组附近苴它设备。u过一卄热水5!冷水 卫s加蒸汽OXCJIn*J3DDC 堰场DIMxX?4VX? 右AW4V五、新风机组(IX BAS监控主要功能BAS监控主要功能监控内容控制方法1、送风温度自动控制冬季自动调节水

11、阀开度，保证送风温度为设定值； 夏季自动调节水阀开度，保证送风温度为设定值； 过渡季节根据新风的温湿度焙值，自动调节混风比。2、送风湿度自动控制自动控制加湿阀开闭，保证送风湿度为设定值。3、过滤器址塞报警空气过滤器两端压差过人时报警，提示清打。4、机组定时启停控制根据事先排定的工作及节假日作息时间表,定时启停机组,自动 统计机组工作时间，提示定时维修。5、联锁保护控制联锁：风机停止后,新送风排风门、电动调节阀、电磁阀自动关 闭：保护：风机启动后，其前后压差过低时故障报警,并联锁停机; 防冻保护：当温度过低时，开*1热水阀，关新风门、停风机，报 警。说明:本图中示出四管制恒风变水鼠带加湿新凤机组

12、的BAS监控系统,可根据具体应用 作出取舍。(2)、四管制恒风变水量带加湿新风机组的BAS监控点数表及模块配置控制、监测对象数量监控点数OptiSYS控制模块配置空调机组1DIDOAIA0模块名称型号数量新风风阀调节1电源模块PS32O2*新风温度检测1CPU模块PAC313-11新风湿度检测1数字最输入模块DI308-11过滤器压差检测1数字杲输出模块D0308-21加热器水阀调节1模拟鼠输入模块AI304-11防冻保护1模拟鼠输出模块AO3O4-11表冷器水阀调节1加湿阀开闭1送风机压差检测1送风机运行状态1送风机故障报警1送风机手口动状态1送风机启停控制1送风温度检测1送风湿度检测162

13、43说明:1块PS320模块用尸给湿度传感器提供DC24V电源:在模块配置中还预留有2个DI点、6个DO点、1个A0点用监控新风机组附近比它设备.(3)、新风机组BAS监控图示：过滤 加热霍稅冷as加湿sse i :K : 阴开DDC1-|1亠1山00i:CClida厦场AX403AhdivzwywMegw六、FCU联网型风机盘管温控器风机盘管系统工作原理：FCU301-1系统可通过RS485通讯与 OptiSYS系统联网集中监测各FCU301-1系统的 启停状态、制冷/制热状态、电磁阀开关状态、 温度设定值、风速状态，控制FCU301-1系统的 启停、风速调节、温度设定等。FCU301-1系

14、统具有阀开阀关两个匚作位置，可装设丁其温度需加以控制的场所内，温控器打开、关闭电动阀，使室内温度保持在所需的范用(温控 范围:5、35C）。FCU301-1系统的拨动开关是用以对风机及系统进行切换的手动开关。设 定为制冷工况时，当设定温度超过室内温度lC时，|动进入通风状态；设 定为制热工况时，当设定温度低丁室内温度1C时，|动进入通风状态。FCU301-1系统开关机可手动实现，也可通过定时功能实现：关机时，显 示当前室内温度；开机时，显示设定温度，室内温度，运行模式，风速控制 状态等；系统首次加电处丁关机状态。FCU301-1系统关机状态下，按“定时”键一次，进入定时开机设定状态; 开机状态

15、下按“定时”键-次，进入定时关机没定状态：开机状态下按“温 度”键一次，进入定时关机设定状态。FCU301-1型风机盘管温控器图示:七、照明系统说明1、监测监视内容雯求控制的照明冋路的手/门动状态;要求控制的照明冋路的开关状态。2、控制方法通过系统提供的控制信号控制接触器的分介；控制器按时间|动启停照明系统;彩灯/门厅/障碍灯等的控制方式均与走廊照明相同;室外照明可根据室外照度门动控制照明调光器调整室外照明亮度;彩灯可根据耍求分组控制，产生特殊效果；障碍灯应根据耍求进行闪烁控制。照明控制箱x3S0/220V 50Hz照明控制箱接线原理小意图DDC wimAIDI2 X nA011DO-2 X

16、n管线编号接入DDC箱号走廊照明楼梯照明Qdc拧胡黑（反映片兴状$八、给水监控系统岛层建筑物的高度疝，一般城市网管中的水压力不能满足用水耍求，除了 最下层的可由城市管网供水外，其于上部分均需加床供水。根据建筑物的给 水要求、高度和分区压力等帖况，进行介理分区，然后布置给水系统。给水 系统的形式有多种，各有其特点，但棊木上可划分为两大类，即烏水位水箱给水系统和气压给水系统或水泵血接给水系统。现在城市中大多都选用水泵H接给水系统。1）水泵K接给水系统监控原理水泵H接供水，较节能的方法是采用调速水泵供水系统，即根据水泵 的用水最与转速成正比关系的特性，利用cpu对水泵电机的h动调速控制，使供 水管的

17、水丿E保持不便，从而实现恒斥供水。每个小区还备有一个固定转速的 水泵，当可调速水泵故障时，备用水泵门动投入运行，保证小区的基本用水 最，很好的避免了停水给居民带來的不便：一到五层的低层用戸可以利用城 市供水管网厲接供水。水泵血接给水系统原理如图（1）所示。图（1）水泵鬥接给水系统原理图2）水泵氏接给水系统的监控功能各个小区供水宋的启停控制，同时还芟监控水泵的运行状态故障报警根据供水水管压力的反馈值，CPU利用PID调节|动的控制调速电机的转速3) 系统监控参数及模块配置给水系统监控参数OptiSYS控制模块配置设备名称与控制功能9A*输入输出模块配置型号数ftDIAIDOA0水泵6电源模块PS

18、3201调速泵启停控制3CPU模块PAC313-11调速泵运行状态3数字最输入DI316-11调速泵故障报警3数字帚输出D0308-11备川泵启停控制3模拟最输入AI304-11备用泵运行状态3模拟就输出AO3O4-11备用泵故障报警3转速输出3供水水压3合计12363说明:PS320：输出电压24V,输出电流0. 8A： DI316-1： 16点有源、无源开关量输入;D0308-2： 8 点继电器输出,AC220V, 2A, DC24V, 2A： AI304-1： 4 点通用输入，电流、 电压、热电阻、16位，0.5%精度;A0301-1： 4点电压输出,8位0. 5%粋度九、排水监控系统1

19、) 排水监控系统的原理建筑物一般都冇地下室，有的深入地而下23层或更深些，地下室的 污水常不能以重力排除，在此情况下，污水集中于集水坑，然后用排水泵将 污水提升至室外排水管中。污水泵为n动控制，保证排水安全。有的建筑物 采用粪便污水与生活废水分流，避免水流干扰，改善环境卫生条件。建筑物排水监控系统通常由水位开关、直接数字控制器(DDC)组成，如图(2)所示。Al111111!11111DI“2 16f21i占AO11lIDIA *2腹水坑污水泵报瞥水位箱I 1 n 0-5I H 0-5图（2）生活排水监控系统原理图2）建筑物排水监控系统的监控对象为集水坑和排水泵。排水监控系统的 监控功能有：污

20、水集水坑和废水集水坑水位监测及超限报警；根据污水集水坑与废水集水坑的水位，控制排水泵的启/停。当集水坑 的水位达到高线时，联锁启动相应的水泵；当水位高丁报警水位时，联锁启 动相应的备用泵，何到水位降至低限时联锁停泵；排水泵运行状态的检测及发牛故障时报警：累计运行时间，为定时维修提供依据，并根据每台泵的运行时间，（ 动确定作为作泵还是备用泵。3）系统监控参数及模块配置排水系统监控参数OptiSYS控制模块配置设备名称与控制功能输入输出模块配置型号数量DIAID0A0排水泵2电源模块PS3201排水泵运行状态2CPU模块PAC313-11排水泵故障报警2数字量输入DI316-11排水泵启停控制2数

21、字量输出D0308-11污水泵2污水泵运行状态2污水泵故障报警2污水泵启停控制2报警水位2启泵水位2停泵水位2合计144说明:PS320：输出电压24V,输出电流0. 8A；DI316-1： 16点有源、无源开关量输入;DO3O8-1： 8点+24V输出,每点20mA内配电十、供配电监控系统供配电系统是为建筑物提供能源。为了保证供电可靠性，对一级负荷都 设两路独立电源，互为备用，并且装设应急备用发电机组，以便在15s内保 证事故照明、消防用电等。配电部分也分为“匚作”和“事故”两个独立的 系统，并在干线之间设有联络开关，故障、检修时可以互为备用。变电所只 需定期巡视，不必设专人值班。（1）供配

22、电系统的监控内容1）检测运行参数电斥、电流、功率和变床器的温度等，为正常运行时的计帚管理、 事故发生时的鼓掌原因分析提供数据2）监视电气设备运行状态高低压进线断路器、主线联络断路器等各种类型开关的当询分、介状态提供电气主接线图开关状态価面发现故障，|动报警，并显不故障位置、相关电床和电流数值等3）对建筑物内所有用电设备的用电帚进行统计及电最计算与管理空调、电梯、给排水和消防喷淋等动力电和照明用电绘制用电负荷曲线如II负荷、年负荷曲线实现h动秒表、输出用户电费单据等4) 对各种电气设备的检修、保养维护进行管理建立设备档案，包括设备配置、参数档案、设备运行、事故和检修档案，生成定期维修操作单并存档

23、，避免维修操作时引起谋报警等(2) 供配电系统的监测方法及原理1) 高压线路的电压及电流监测探610kV高压线路的电压及电流测量方法如下图。2) 低压端电压及电流监测低斥端(380/220V)的电用及电流测晴方法与高床侧基木相同，只不过 是电压和电流互感器的电压等级不同。低压配电系统监控原理图如下图(2)。低压配电部分1#变压器进线低压出线低压母线低压出线2#变压器进线舄2AIDI丄占6 ba6A Ab bA0DI图（2）低床配电系统监控原理图参数检测、设备状态监视与故障报警DDC通过温度传感器/变送器、电床变送器、电流变送器、功率因素变 送器|动检测变压器线圈温度、电压、电流和功率因素等参数

24、，与额定数值 比较，发现故障报警，显示相应的电斥、电流数值和故障位置。经由数字最 输入通道可以门动监视各个断路器、负荷开关和隔离开关等的当前分、合状 态。电暈计量DDC根据检测到的电斥、电流、功率因数计算有功功率、无功功率， 累计用电址。为绘制负荷曲线。无功补偿及电费计算提供依据。3）功率、功率因数的检测通过流暈电压与电流的相位差，可以测得功率因数。有了功率因数、 电床、电流数值即可求得有功功率和无功功率。因此，可以先测最功率因数, 然后间接得出功率。这是一种间接的测臺功率的方法。比较粘:确的测屋功率 的方法是來用模拟乘法器构成的功率变送器，或者用数字话的测最方法（告诉 采样电压、电流数据，再对数字信号进行处理），Ii接测量功率。4)