楼宇自控系统

领汇乐城弱电系统工程投标设计方案PAGEPAGE31概述系统概述领汇乐城位于西关正街,总建筑面积约为99885m2。一～六层裙房为商场;七～十四层为公寓式酒店,面积23197m2；地下一层为汽车库及商场。地下二层为人防车库及设备用房.。出于其对环境的严格要求，配置了大量的机电设备，以保证整个建筑群的良好舒适的环境和便利的生活、工作空间。大量设备的使用，必将引起管理人员的增加、能耗费用的巨额支出和管理工作的复杂。我们的设计方案针对整个建筑进行了精心的规划。通过我们为领汇乐城设计的楼宇自控系统，能使领汇乐城得到以下益处：节电楼宇自控系统通过电脑控制程序对全楼的设备进行监视和控制，统一调配所有设备用电量，可以实现用电负荷的最优控制，有效节省电能，减少不必要的浪费。当前，在世界上有数万座建筑使用楼宇自控系统。在这些建筑中，一般的情况下可以达到20%到40%，这种效益在采用人工操作是绝对无法实现的。节省人力由于楼宇自控系统工程采用集中电脑控制，在投入使用后可以大量减少运行操作人员和设备维护维修人员，并能及时处理设备出现的问题。在没有楼宇自控系统工程的建筑物中，设备的开关、维护及保养都需要人去操作，这样不可避免地要求建筑配置庞大的人员队伍，而采用了自动控制系统之后，上述工作均由楼宇自控系统根据预先设计好的程序自动完成，大批的人力将被减少下来，首先节约了管理上的开支，同时也减少了由于管理众多人员所引起的一系列问题。根据我们的经验，在建筑内配置楼宇自控系统之后，在今后可以减少三分之二的设备运行、维护人员。延长设备的使用寿命在配置了楼宇自控系统之后，设备的运行状态始终处于系统的监视之下，系统可提供设备运行的完整记录，同时可以定期打印出维护、保养的通知单，这样可以保证维护人员及时进行设备保养。因此，可以使设备的运行寿命加长，大大降低了建筑的运行费用。系统功能概述按照领汇乐城楼宇自控系统工程的监控要求，我们配置系统的硬件和软件。可以实现：测量各类工艺、设备状态的参数、设置并控制设备启停、提供设备运行报告等功能；监视并显示系统监控设备的工作状态，故障时提供报警；对现场自动控制组织的安全调整功能；根据工艺流程合理调整能量的使用；根据运营要求提供内部最佳集中管理策略；可以由系统干预设备工艺操作过程；根据系统记录，管理分析当前和过去运行过程；提供计算和预测工具、用于优化操作参数并组合、建立新的运行方式；实现楼宇自控系统与其他系统数据交换；对受控实现设备遥控操作；系统系统方便、友好的修改、扩展、检测工具；通过密码保护，实现数据安全功能。设计依据为了保证系统的既能适应当今网络技术的发展，又具有极高的可靠性，本方案设计遵从以下标准：招标文件及图纸《领汇乐城暖通空调设计图纸》《领汇乐城弱电系统招标文件》《领汇乐城弱电答疑文件》遵循标准系统设计及设备选型原则本工程的楼宇自控系统的网络配置遵循分散控制、集中监视、资源和信息共享的基本原则，是一个工业化标准的集散型控制系统。根据本工程的特点，我们选用西门子公司系统APOGEE楼宇自动控制及管理系统。本系统符合以下设计原则：先进性与适用性系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。APOGEE系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。成熟性西门子公司作为一家国际化的大型公司，在长期从事智能化建筑系统的研发过程中积累了丰富的经验。APOGEE系统是西门子公司在多年开发、研制楼宇自动控制系统产品的基础上推出的，系统秉承了西门子公司产品的一贯优点，结合公司多年工程实践，在技术上非常成熟。加上APOGEE系统在多项工程中的成功应用，可以满足领汇乐城楼宇自控系统工程的工程要求。开放性APOGEE支持多种开放协议，包括BacNet、Lonwork等，可以避免系统互联或扩展的障碍。系统遵循开放性原则。能提供符合国际标准的软件、硬件、通信、网络、操作平台和数据库管理系统等诸方面的接口与工具，使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。开放的系统对用户有极大的好处，尤其在系统的整个生命周期中，降低了维修和管理费用，使系统重新配置和技术升级换代变得更加容易。有关内容在后续章节中有进一步说明。按需集成APOGEE系统可以根据本工程的特点，在现场管理级、工程综合管理级、物业管理级等不同层次上按需集成。标准化APOGEE系统为符合国际以及国家标准的的产品，系统结构符合《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16－92)的规定。可扩展性APOGEE具有灵活的系统结构，在本方案的基础上，我们在设计中留有冗余，以满足今后二期的发展要求。经济性系统设计充分考虑系统的性能价格比，在充分满足弱电文件功能要求的条件下，保证系统的经济性。系统应满足性能价格比在国内相同的系统和条件下达到最优。在保证先进性和适用性的前提下，尽可能地节约人力、物力和资金。力争以最少的经济投资，以最低的运行维护费用获得最大的经济效益和社会效益。追求最优化的系统设备配置在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。保留足够的扩展容量随着时间发展，需要控制的场合和设备都会不断增加，所以控制容量上保留一定的余地，不全部用满，以便在系统中加入新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口(如办公自动化系统、火灾报警系统)；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。在设计阶段，充分考虑系统的扩展需要，预留点数，以备日后系统具有一定扩展能力。如需大规模扩展，可另建一条分支总线。系统监控范围及监控功能说明系统监控范围建筑设备监控系统对商场和酒店的送风机、排风机、新风机和空调机组及制冷制热机组设备系统实行运行工况监测并根据设定的参数进行自动控制，以达到管理便捷，节约能源，提高效率的目的：系统设两个管理中心，商场部分的设备监控中心位于地下一层管理商场办公区，独立管理商场部分的设备，酒店部分的监控中心位于六层酒店行政办公区，独立负责酒店部分的设备。冷热源系统监控动力中心（位于一层消防控制中心）包括冷水机组3台，冷冻/却水循环泵各5台，补水泵2台，板式换热器2台，冷却塔3台。冷热源系统采用一台大型模块化西门子PXCModular控制器进行监控。主要监控内容：主要控制内容空调系统监控地上六层包括11台空气处理机组。主要监测内容主要控制内容新风机组系统监控地下一层至六层有19台新风机组主要监测内容主要控制内容：送补排风系统监控主要监控内容：给排水系统监控变配电系统监控电梯系统监控照明系统监控系统设计方案在本方案中，我们采用西门子公司的智能楼宇设备自动化管理系统，整个系统称为APOGEE系统，可以全面实现设备监测控制等多种功能。系统软件功能APOGEE系统采用WindowsNT/2000/XP平台。APOGEE系统中央监控管理软件采用INSIGHT中文图形化软件，软件采用模块化设计。中文化人机界面，便于国内用户使用；动态图形显示，直观形象。点数据库结构，表格填充式的设定和程序编辑方式：系统监控对象，在软件中是以地址点形式编辑，按受控对象的系统名称、点名称、监控类型、时间延迟、控制模式等分成小的功能模块化软件，用户在设定或编程时，只需在表格中填充或用鼠标修改即可，使用极为方便。系统具有自诊断功能，故障诊断相应速度快。由于APOGEE软件对监控对象地址点的定义采用两级定义，多字符描述方式，使得系统出现故障时，故障诊断软件可以准确快速查找故障点。软件包模块化设计：图形软件包、控制程序软件包、数据库软件包、报告生成软件包、故障诊断软件包等，模块化设计利于系统软件升级换代，保护用户利益。Insight的动态图形楼宇管理软件包，在结构上它居于系统的顶部。是用户和DDC控制器之间的主要操作接口。APOGEE系统为楼宇自控系统提供了强大的工作平台，通过操作系统的程序，操作员可以在楼宇自控系统内进行各项资料的取存及监控。指令输入及菜单选择的方式操作员除了可以通过常规的键盘进行操作外，亦可以通过“鼠标”进行操作，包括启停，更改设定点，选择菜单等各项操作。图形及文字显示界面为简体中文,在自控系统内每一个监控点，操作员可以决定在操作站以图形或文字方式显示出来。多方面资料的显示操作系统有能力在同一时间内以“窗口”式的方法显示多方面的资料，如被控设备的各种参数、状态显示、各类报警、自控设备启停时间、累计运行时间、历史数据等资料，以便容易对不同表现进行分析，真正做到了实时和多任务。密码的保护多级别的密码将为业主及管理人员提供一个有效的保护工具,管理及限制不同部门人员使用楼宇自控系统,同时防止系统被非有关人员使用，提高系统的安全性。同一密码系统同时应用在所有的操作装置上，如操作站，手提检测器等。当密码系统有增减或改变时，所有操作装置同一时间自动配合，而不需要在个别操作装置作出更改密码系统可分成下列五级，允许不同等级的操作员进行不同操作功能，提高系统的管理素质。密码系统可以随各系统的实际操作管理结构做出不同的级别设定。第一级－资料的显示及取存第二级－第一级＋操作员改变程序的能力第三级－第二级＋资料库的更改第四级－第三级＋资料库的重新设定第五级－第四级＋更改密码系统操作员的指令操作系统可容许操作员进行最少下列各项的指令A)启停有关的设施、装置B) 调较设定点C) 增加、取消或修正时间控制程序D) 执行或停止执行各项电脑程序E) 停止或接上有关监控点的报警状态F) 执行或停止执行有关监控点的运行时间累积记录G) 执行或停止执行有关监控点的动向趋势记录H) 超控有关微积分控制回路的设定点I) 输入临时性的超控表J) 设立假期表K) 修正系统内的日期、时间L) 加入或更改模拟量输入点的报警上下限数值M) 加入或更改模拟量输入点的提示危险上下限数值N) 检察报警及提示危险上下限数值O) 执行或停止执行每个电表的最大用电量控制P) 执行或停止执行每个负荷的“工作次序”功能强大的图形编程软件图形编程软件包括了一整套功能齐全的功能块和模型数据库，每个功能会都用一个3维立体图形表示，通过有机的连接，可以提供一个非常清晰的控制流程，实现所需要的任何控制序列。并且可立刻编程存档资料方便日后查询。因此任何技术人员接手后，都能在短时间内掌握整个控制原理和程序。绘图工具通用简便，例如微软的VISIO或ACAD，技术人员不需要学习专用的编程语言。在视窗环境中，编程图形和动态运行图形可以同时显示在荧光屏上，因而可立即在动态图形上看到修改后的控制效果。这种实时同步操作的编程语言为工程人员提供了前所未有的方便并减少了反复查询的繁琐程序。操作员可将编程通过网络下载到DDC现场控制或从现场控制器上传到中央站。记录及摘要自控系统内的活动可通过人手或自动地制作成一份记录表，然后打印或在显示屏显示出来，或存放在硬盘/磁盘内。系统可以容许操作员最少很轻易获得下列的记录表。A)系统内的所有监控点总表B)所有正在报警中的监控点C)所有正在与系统网络停止联系的监控点D)所有正在被超控的监控点状态E)所有正在被停止活动的监控点F)所有正在被锁上的监控点G)所有被指定为须要跟进的项目H)一星期及定期启停活动表I)上下限数值及静区系统同时可以提供以下的摘要：A)有关监控点B)互相关联点的组别C)操作员自行选择的组别在任何情况下，操作员在指示楼宇自控系统提供记录或摘要时，并不需要提供有关硬件的地址码。彩色动态图形显示为使系统内的报警更快被确定及更容易分析系统的表现，楼宇自控系统根据本方案的要求提供彩色动态图形显示，包括楼层的平面图及机电装置的系统示意图。A)操作系统容许操作员通过菜单的选择、文字的指令或图像的途径而到达不同系统的图形示意图或平面图。B)有关的图形是动态显示，将温度、湿度、流量、状态等在图形正确位置中不断以实时的数值及状态显示出来，操作员不需介入，做出任何的动作程序。C)操作站以“窗口”式运作，可同时显示多幅图形，以便分析或将报警的图形显示出来而不影响正在进行的工作。D)软件带大量图库，彩色动态图形软件可容许操作员增加，取消或修正图形显示。系统的架构及界定所有温度及装置的控制策略及节能程序可以由用户决定，在作出界定或修正的程序时不会影响楼宇自控系统正常的运作。控制软件节能软件西门子楼宇科技公司提供的节能软件，这些软件程序能在系统内自动运作而不需要操作人员的介入。同时软件有足够的灵活性，让用户根据现场情况而作出修定。报警管理报警的管理包括监察、缓冲，储存及将报警显示在操作站上。监控点历史及动向趋势记录楼宇自控系统内所有监控点的历史都自动存放在有关的网络控制器内。模拟量输入监控点应该每半小时取样本一次，而过去24小时的记录随时可以被用户提出来分析研究。至于两态的输出及输入在过去十次的改变亦记录在网络控制器内以便随时用作参考之用。用户可根据需要利用动向趋势软件应用在系统内任何的监控点，抽取样本的时间可从一分钟一次至两小时一次，由用户根据需要自行选择。每个网络控制器最少可以储存五千个样本资料。累积记录每个网络控制器拥有下列的累积记录，若累积记录超过用户所定下的限额，系统将自动把用户指定的警告讯息发放出来。2.5.2系统软件工作环境环境条件要求及电缆规格在楼宇中控室提供220VAC，10A的电源插座，环境要求：温度22℃对每个DDC现场控制器就近提供220VAC，5A的独立固定电源。电缆规格：数字量输入（DI）：RVV2*1.0数字量输出（DO）：机组启停/开关：RVV2*1.0，驱动器开关：RVV3*1.5模拟量输入（AI）：温度/湿度/频率反馈：RVVP2*1.0,压力/流量/照度：RVVP3*1.0模拟量输出（AO）：水阀：RVVP3*1.0，频率控制：RVVP2*1.0电源：RVV3*1.5通讯网络：RVVSP2*1.0管理层网络：超五类非屏蔽双绞网络线，RJ45水晶头主要硬件设备简介2.6.1DDC控制器DDC控制器是APOGEE系统的核心，DDC控制器可通过通讯接口与电脑或其他DDC控制器通讯，也可独立运行。西门子DDC控制其主要包括PXCModular、MBC、MEC、PXC、FLNC等，这些控制器通过自控层网络，与Insight监控软件通信。可根据监控对象的分布及监控点类型及数量，选择相应的控制器类型。2.6.2模块化楼宇控制器(PXCModular)PXCMODULAR系列（可编程模块化控制器）是APOGEE顶峰系统的重要组成部分。它是一个高性能的DDC控制器。可以单机工作，也能够联网完成一些复杂的监控和能量管理的功能。通过“自组”总线可以控制最多达500点的TX-I/O模块；通过扩展模块，PXCMODULAR系列还可以对分散在FLN上的设备进行监控；通过UL864认证。2.6.2.1特点2.6.2.2硬件PXCMODULAR系列扩展模块提供了与FLN设备的硬件连接。使用RS-485扩展模块，PXCMODULAR系列支持三条RS-485的FLN上的设备。2.6.2.3主要功能每个PXCMODULAR系列有一个RS-232端口。这个端口支持与一台电脑的连接。与终端端口连接的设备可以获得全局变量访问。多个操作者可以同时地进入网络。当使用以太网ALN时，多个操作者可以通过TELNET功能或是通过本地操作员的端口来访问控制器。标准的PXCMODULAR通过HMI接口可以提供一个简单明了的菜单界面，提供以下功能：PXCMODULAR系列采用独立的直接数字控制（DDC），可提供正确地HVAC控制及有关系统操作的全面性信息。它接收来自传感器的信号，经过处理，直接控制设备。PXCMODULAR系列有以下功能：PXCModular有下列应用程序，安装需要简单的参数输入：2.6.3紧凑型设备控制器(PXCCompact)有多种型号控制器使得配置更加灵活。PXC系列可编程控制器是APOGEE控制系统的一部分，是高性能的直接数字控制器。控制器可以独立运行或联网执行复杂的控制、监视和能源管理功能，而无需依赖于更的处理器。PXC控制器采用点对点（peertopeer）的通讯方式在自动化级网络ALN上彼此访问或与上位机通讯。ALN网络可以是TCP/IP的以太网或RS485网络。可以选择相应的机型安装在室外温度要求较高的环境。特点除了包含设备和系统管理的基本功能，PXC16控制器提供16个输入输出点，其中包括8个通用的输入输出点。这些点有:3UI；5UI/O；2DI；3AO；3DO。除了包含设备和系统管理的基本功能，PXC24控制器提供24个输入输出点，其中包括16个通用的输入输出点。这些点有:3UI；13UI/O；3AO；DO。许多可选的型号满足不同应用的要求以太网或RS-485支持APOGEEP2协议的ALN网络，可以是以太网或RS-485网络。PXC-36提供了36个本地点，其中包括24个可软件配置的通用点。这些点包括：18个通用输入输出点（U），6个超级通用输入输出点（X），4个数字输入点（DI）和8个数字输出点（DO）。PXC-36通过自组Island总线能灵活地扩展点数。通过添加TX-I/O电源，最多可支持4个TX-I/O模块。2.6.4TX-I/O输入/输出模块TX-I/O™是一系列在APOGEE系统中集通讯和电源模块为一体的I/O点模块。TX-I/O产品包括8种I/O模块，标准化的TX-I/O电源，总线连接模块和总线接口模块。TX-I/O模块为基于TX-I/O技术的APOGEE系统提供了输入输出点。此外，该模块点数的分布较为合理，为多种信号组合提供了极大的灵活性及更好的人性化操作。8种TX-I/O模块：2.6.4.1特点：2.6.5传感器和驱动器西门子楼宇科技的整个系统设计及产品制造都是采用当今世界最先进的技术，其产品性能和质量均达到世界最一流水平，并且优于其他竞争者。最优质的产品、最完善的售前咨询、系统调试和售后服务，保证了系统的运行可靠。2.6.5.1QFM2160风管温湿度传感器在通风和空调系统中采集:风管中的相对湿度和温度。所有能采集和处理传感器DC0...10V输出信号的系统和设备与之相匹配。传感器通过电容湿度传感元件的电容随空气相对湿度改变而改变来测量风管中的相对湿度。电子测量电路转换成连续的DC0...10V传感器信号,其对应0...100%相对湿度。在1...9V(10...90%r.h.)范围内,信号与"技术数据"中的测量精度成线性关系,同时产生有效的测量范围10...90%r.h。传感器通过Pt1000薄片测量元件的电阻随环境温度改变而改变来采集温度。电阻变化转换成两个互相独立的DC0...10V信号。一个DC0...10V信号对应温度范围0...50°C,另一个为–35...+35°2.6.5.2QBM81…压差开关QBM81…压差探测器用来监控通风空调系统中的压差，低压或过压。通过测量压差，监测空气过滤器，主导气流，被损坏皮带以及洁净室和厨房等房间的过压等。适用于通风空调系统不同压强相连处产生的压差偏转弹性振动膜。这种特殊的隔膜确保了转换点长期的稳定性。每种型号都刻有适合高精度调节的单独刻度。可选调节功能。有三种压差探测器可供选择，区别在于三者的压强范围。型号压强范围QBM81-320…300Pa(0,2…3mbar)QBM81-550…500Pa(0,5…5mbar)QBM81-10100…1000Pa(1,0…10mbar)压差探测器QBM81-…包括：连接工具包（与开关一起供应）电气接口材料连接通常环境条件安全性2.6.5.3QAF81防冻开关防冻恒温保护器QAF81…在通风空调系统中监测LTHW加热盘管空气侧温度来防冻。具有较小的转换差和良好的重复性。可自动复位（手动复位需要具有QAF81.6M）。防冻自动调温器可以用来实现以下功能：－停止风扇－关闭室外风阀－将加热盘管100％关闭－启动加热盘管泵－关闭冷却器（冷凝器）和加湿器－错误可视/或防冻警报型号复位毛细管长度QAF81.3自动复位3mQAF81.6自动复位6mQ