高校數(shù)字化校園-建筑設(shè)備管理自動化系統(tǒng)方案

1、PAGE PAGE 0高校數(shù)字化校園建筑設(shè)備管理自動化系統(tǒng)方案(詳細規(guī)劃)目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc38645932 第1章建筑設(shè)備管理自動化系統(tǒng) PAGEREF _Toc38645932 h 2 HYPERLINK l _Toc38645933 1.1概述 PAGEREF _Toc38645933 h 2 HYPERLINK l _Toc38645934 1.2設(shè)計標準及依據(jù) PAGEREF _Toc38645934 h 2 HYPERLINK l _Toc38645935 1.3系統(tǒng)設(shè)計思想 PAGEREF _Toc38645935 h 3 H

2、YPERLINK l _Toc38645936 1.4需求分析及功能說明 PAGEREF _Toc38645936 h 4 HYPERLINK l _Toc38645937 1.5主要配置功能 PAGEREF _Toc38645937 h 7 HYPERLINK l _Toc38645938 1.6系統(tǒng)功能描述及能源控制軟件 PAGEREF _Toc38645938 h 8 HYPERLINK l _Toc38645939 1.6.1中央站功能 PAGEREF _Toc38645939 h 8 HYPERLINK l _Toc38645940 1.6.2節(jié)能效果技術(shù)分析 PAGEREF _To

3、c38645940 h 9 HYPERLINK l _Toc38645941 1.7BAS控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 PAGEREF _Toc38645941 h 10 PAGE 11 PAGE 2建筑設(shè)備管理自動化系統(tǒng)概述新校區(qū)占地133萬平方米,建筑面積60萬平方米,共有五十多棟建筑。主可由行政樓、圖文信息中心、公共教學樓、科研樓、實訓樓、專家別墅樓、各院系統(tǒng)樓、食堂、宿舍樓后勤及輔助用房等組成，為適應(yīng)現(xiàn)代化教育的需要，將建成一流的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的先進的數(shù)字化校園。依標書要求，新校區(qū)的BAS系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：校園的電源管理校園綠化噴淋給排水系統(tǒng)公共照明系統(tǒng)由于考慮到空調(diào)部分是整個樓宇自

4、控系統(tǒng)的主要能耗組成部分，我們建議建議學校對主要空調(diào)使用區(qū)域，如圖文信息中心大樓的空調(diào)系統(tǒng)納入BAS自動管理控制系統(tǒng)，并對有些對室內(nèi)溫度及壓力要求較高的藏書間及實驗室進行自動監(jiān)測。力求為全校師生提供一個高效、節(jié)能、舒適、高控制精度、溫馨而安全的環(huán)境。本系統(tǒng)涉及的建筑區(qū)域面積較大，因此采用管理中心與各DDC控制器采用以太網(wǎng)傳輸。BAS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)配置遵循分散控制、集中監(jiān)視、資源和信息共享的基本原則，是一個工業(yè)化標準的集散型控制系統(tǒng)。設(shè)計標準及依據(jù)為了保證系統(tǒng)的既能適應(yīng)當今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，又具有極高的可靠性，系統(tǒng)設(shè)計遵從以下原則和標準：GB/T50314-2000智能建筑設(shè)計標準JGJ/T16-92

5、民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范GBJ16-87建筑設(shè)計防火規(guī)范GBJ/232-90、92電氣裝置安裝工程施工機驗收規(guī)范；GBJ19-87中國采暖、通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范GBJ15-74中國室內(nèi)給水排水熱水供應(yīng)設(shè)計規(guī)范GB/T50311-2000：建筑與建筑群綜合布線工程設(shè)計規(guī)范GJBT-471智能建筑弱電工程設(shè)計施工圖集GB50054-95低壓配電設(shè)計規(guī)范某學校提供的總平面圖、標書要求以及一些相應(yīng)的地方性設(shè)計規(guī)范。系統(tǒng)設(shè)計思想本工程中我們建議將空調(diào)系統(tǒng)部分一起考慮，對一座現(xiàn)代化的大樓，中央空調(diào)部分是必不可少的，而該部分又是廈節(jié)能的主要部分。合理設(shè)備優(yōu)化啟停及精確的溫濕度的控制不但為大樓提供高效舒適的辦公

6、及學習環(huán)境，更為降低大樓的能耗做出卓越的貢獻。根據(jù)相關(guān)的招標文件，結(jié)合當今樓宇科技發(fā)展的主流，我們?yōu)閷W校選用了Honeywell公司的EBI系統(tǒng)。本系統(tǒng)不但是一個符合當今BAS設(shè)計主流技術(shù)先進成熟的集成系統(tǒng)，而且是目前世界上唯一已經(jīng)將 BA、SA、FA集成的管理平臺，可完全滿足各種大廈及建筑群的需要，且為很多工程應(yīng)用的成熟、可靠的系統(tǒng)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用標準網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，符合遠程通信管理以及符合計算機發(fā)展技術(shù)趨勢的要求。系統(tǒng)軟件應(yīng)能提供多種標準通訊協(xié)議便于實現(xiàn)系統(tǒng)集成，并按模塊化的方法設(shè)計，便于系統(tǒng)規(guī)模及應(yīng)用功能的擴展。與弱電集成系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，BAS可將設(shè)備維修信息自動傳送至集成系統(tǒng)，方便物業(yè)管理部門及時

7、組織維修，對于這樣的新校區(qū)來說將有大量的設(shè)備維護工作，通過系統(tǒng)間的聯(lián)網(wǎng)將大大提高工作效率。我司采用的EBI系統(tǒng)，充分體現(xiàn)集成及開放性，系統(tǒng)的成熟及可靠性、可擴展性。Honeywell公司的XL500現(xiàn)場分布式模塊化控制器集合EBI系統(tǒng)將完全實現(xiàn)集散型的監(jiān)控系統(tǒng)。整個方案設(shè)計將基于以上的需求分析，為上海市某大學提供一套先進、可靠，設(shè)計功能完善的BAS系統(tǒng)，本系統(tǒng)主要致力于以下目標：節(jié)能節(jié)約人力，提高工作效率延長設(shè)備使用壽命創(chuàng)造舒適的環(huán)境是一綜合性的智能化建筑群，建筑物分布區(qū)域大，分布范圍廣。根據(jù)建筑特點和功能要求及以上需求分析，我們?yōu)榇髽翘峁〩oneywell最新推出的EXCEL5000 EBI

8、系統(tǒng)。該系統(tǒng)是目前世界上最為先進的高效能、集成化的BMS系統(tǒng)，并適用于大樓、建筑群的建筑特點及先進的控制和管理要求，包括選用最先進的LonWork技術(shù)的數(shù)字控制器，以及與其他供應(yīng)商系統(tǒng)及OA系統(tǒng)的開放性接口。系統(tǒng)設(shè)計以滿足工程的要求、采用最先進的技術(shù)和系統(tǒng)、根據(jù)招標圖紙，以最高價格性能比為原則，采用優(yōu)化的設(shè)備配置、運行方案及管理方式，為大樓提供高效率的系統(tǒng)管理，為大樓的機電設(shè)備提供良好的運行環(huán)境，為大樓提供舒適的工作及生活環(huán)境。需求分析及功能說明針對某大學的建筑圖紙情況,并結(jié)合我公司的對樓宇自動控制系統(tǒng)的實際工程經(jīng)驗，從系統(tǒng)的當前設(shè)計及今后的宏觀規(guī)劃均作了仔細考慮，我們對的BAS部分主要考慮以

9、下部分進行監(jiān)測、控制。監(jiān)測內(nèi)容：電源管理部分監(jiān)測內(nèi)容：電源（電梯、燈光）回路的開關(guān)控制電源回路的開關(guān)狀態(tài)、手自動狀態(tài)該部分主要考慮公共照明及公共設(shè)備的集中管理，可以通過BAS軟件來進行分時間段來控制，也可能通過軟件來進行聯(lián)動，該部分聯(lián)動主要考慮到燈光部分?？梢酝ㄟ^設(shè)置照度傳感器，可以根據(jù)節(jié)假日和工作日的定時調(diào)度同時參考室外的光照度來自動控制室內(nèi)照明及室外泛光照明電源的開與關(guān)。綠化噴淋部分監(jiān)測內(nèi)容：綠華噴淋供水管上閥門的開關(guān)控制閥門的開關(guān)狀態(tài)、手自動狀態(tài)通過BAS軟件來進行分時間段來控制，可以一年不同季節(jié)的定時調(diào)度同時參考室外的光照度來自動控制室噴淋閥門的開與關(guān)。給排水系統(tǒng)監(jiān)測內(nèi)容：監(jiān)測水箱的超

10、高水位、高水位、超低水位運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、切換狀態(tài)、啟?？刂票O(jiān)測集水坑的高水位、低水位監(jiān)測生活水池的超高和超低水位狀態(tài)，同時進行超高、超低液位報警。當水箱低位報警時，啟動補水泵，進行補水；當監(jiān)測集水坑的超高液位報警時，打開排水泵，同時進行排水。*空調(diào)系統(tǒng)（空調(diào)機組、空調(diào)冷熱水系統(tǒng)）空調(diào)機組監(jiān)測內(nèi)容：回風溫度/室內(nèi)溫度回風濕度/室內(nèi)濕度（依實際需求考慮濕度的監(jiān)測）預(yù)熱控制：機組啟動時新風閥關(guān)閉，進行預(yù)冷/預(yù)熱。過濾網(wǎng)淤塞報警，過壓時自動報警監(jiān)控風機參數(shù)有：運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、手/自動狀態(tài)、頻率控制和開關(guān)控制。新風閥開關(guān)控制。送風壓力檢測。濕度控制：根據(jù)室內(nèi)相對濕度對加濕器電動閥的PID控制。聯(lián)

11、鎖控制：新風風閥與風機、水閥聯(lián)鎖控制，停風機時自動關(guān)閉新風閥和水閥，風機啟動前，延時自動打開風閥。中央對系統(tǒng)中各臺設(shè)備所控空間的溫度進行監(jiān)測和設(shè)定。運行狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測，啟?？刂啤１O(jiān)測設(shè)備的手/自動狀態(tài)。編制時間程序自動控制風機啟停，并累計運行時間冷熱水電動二通閥控制：根據(jù)回風溫度/室溫與設(shè)定溫度差值，對冷/熱水閥開度進行PID調(diào)節(jié)，從而控制回風溫度或房間溫度。在夏季工況時，當回風溫度升高時，調(diào)節(jié)水閥開大；當回風溫度/室溫降低時，調(diào)節(jié)水閥開小。在冬季工況時，當回風溫度升高時，調(diào)節(jié)水閥關(guān)??；當回風溫度/室溫降低時，調(diào)節(jié)水閥開大。使回風溫度/室溫始終控制造設(shè)定值范圍內(nèi)。系統(tǒng)將采集典型室外溫濕度參

12、數(shù)，供系統(tǒng)作最優(yōu)啟停控制與焓值控制及其他的節(jié)能控制。各空調(diào)機組的參數(shù)設(shè)定值由中央站進行設(shè)定，由DDC自動控制?？照{(diào)冷熱水監(jiān)測內(nèi)容：熱泵機緩的啟停控制、運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、手自動狀態(tài)蒸發(fā)器冷凝器進出水溫度、水流狀態(tài)循環(huán)水泵的啟?？刂?、運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、手自動狀態(tài)電動蝶閥開關(guān)控制，狀態(tài)監(jiān)測分、集水器之間的壓力差值冷熱水供水管總流量對熱泵機組的參數(shù)采集，還需要根據(jù)熱泵機的品牌、型號和規(guī)格來定，故有必要對熱泵機的型號和熱泵機的控制器作進一步的了解，對可以傳送的信號進行確認。以上列舉的參數(shù)，是BAS完成控制有參考價值的參數(shù)，并不意味著任何熱泵機控制器都會提供這些工藝參數(shù)。所以從系統(tǒng)構(gòu)成及整合的要求看，

13、BAS的監(jiān)測點必須對數(shù)據(jù)通訊得到的參數(shù)作適當增補。同樣，對于可以經(jīng)過通訊取得的參數(shù)，BAS不必配置監(jiān)測元件，以避免重復設(shè)點，造成浪費。熱泵機組的啟停對相關(guān)設(shè)備的聯(lián)鎖控制是保障設(shè)備正常、安全運轉(zhuǎn)的重要條件。熱泵機組的啟停順序如下：啟動熱泵機的管路電動蝶閥打開啟動水泵水流開關(guān)信號指示(作為連鎖條件的返回信號)啟動熱泵機主機。關(guān)閉熱泵機（延時數(shù)分鐘，視工況判定延時時間）關(guān)閉水泵熱泵機水流開關(guān)信號指示(作為連鎖條件的返回信號)關(guān)閉熱泵機的管路的電動蝶閥。為了節(jié)約能源的目的，根據(jù)冷熱源系統(tǒng)總負荷水平進行熱泵機組運行臺數(shù)的控制(也稱為“群控”)，目的是使運行的熱泵機臺數(shù)，剛好能夠滿足系統(tǒng)負荷的需要，而不至

14、于超需求多開或者不能滿足需求。系統(tǒng)配置不同容量冷機，可以降低臺數(shù)控制中系統(tǒng)負荷能力變化的臺階，使運行能力更接近系統(tǒng)需求，有更好的節(jié)能效果。熱泵機、冷凍水泵和電動蝶閥的配置和控制方式對業(yè)主的投資和運行效率都有影響，因此投標方和業(yè)主及建筑暖通專業(yè)設(shè)計方應(yīng)該進行足夠的交流，以期獲得更為合理的系統(tǒng)解決方案。上海某大的BAS系統(tǒng)應(yīng)該對本部分慎重考慮，以期待更好的投資回報。我們建議在確認各種機電設(shè)備型號和及它的數(shù)據(jù)通訊規(guī)格以后，對這一部分的監(jiān)測I/O點作進一步細化，以便做出更合理的配置來滿足學校的實際需求?？照{(diào)系統(tǒng)是大樓的能源消耗的大戶，采用優(yōu)化的控制方案不但可為創(chuàng)造一個舒適及安全的工作環(huán)境，且能大大節(jié)約

15、能源。主要配置功能中央管理系統(tǒng)硬件部分：中央主服務(wù)器器及操作站備用服務(wù)器均選用國際名牌DELLC機，完全支持Honeywell公司樓宇控制EBI系統(tǒng)。打印機采用了矩陣打印機。中央管理系統(tǒng)軟件部分：服務(wù)器上將安裝EBI服務(wù)器/工作站軟件及Windows NT/2000操作, API標準接口軟件及第三方的開發(fā)接口?，F(xiàn)場設(shè)備：現(xiàn)場控制器；采用XL500型控制器，為128點，支持本地及現(xiàn)場分布式模塊，配置靈活，為LonMark產(chǎn)品，完全支持Lon-Bus。對于不同樓層的現(xiàn)場設(shè)備分布配置相應(yīng)的輸入/輸出模塊，保證系統(tǒng)良好的集散性和今后的擴展性。DDC的硬件及軟件配置均能保證分站按獨立方式運行，真正實現(xiàn)危

16、險分散的集散型控制，分站軟件包括系統(tǒng)軟件（含監(jiān)控程序和實時操作系統(tǒng)）及所需的一系列應(yīng)用軟件，提供編程用的CARE軟件，以方便用戶日后的修改程序。管理層網(wǎng)絡(luò)：采用標準的TCP/IP以太網(wǎng)構(gòu)成局域網(wǎng)，中央站與工作站為服務(wù)器/客戶機結(jié)構(gòu)，通過以太網(wǎng)及相應(yīng)的通訊接口實現(xiàn)中央站、工作站、及第三方設(shè)備、相關(guān)子系統(tǒng)間的及上位IBMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信、資源共享和綜和管理功能。Honeywell的控制器通過C-bus與EBI中央通訊，能實現(xiàn)控制器間的通訊，即同層通訊，便于系統(tǒng)參數(shù)的共享及不同控制器間的聯(lián)動控制。EBI中央可通過C-BUS把信息傳送至任何指定的分站。監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)C-BUS也可以根據(jù)實際監(jiān)控需要建立其子

17、網(wǎng)，如Lon-Bus。系統(tǒng)功能描述及能源控制軟件中央站功能監(jiān)視功能EBI以WindowsNT/2000為操作平臺，采用工業(yè)標準的應(yīng)用軟件，全中文化的圖形化操作界面監(jiān)視整個BA系統(tǒng)的運行狀態(tài)，提供動態(tài)圖片、工藝流程圖（如空調(diào)控制系統(tǒng)圖）、實時曲線圖（如溫度曲線圖，可幾根同時顯示，時間可任意推移）、監(jiān)控點表、繪制平面布置圖，以形象直觀的動態(tài)圖形方式顯示設(shè)備的運行情況。可根據(jù)實際需要提供豐富的圖庫，并提供圖形生成工具DisplayBuilder軟件，繪制平面圖或流程圖并嵌以動態(tài)數(shù)據(jù)，顯示圖中各監(jiān)控點狀態(tài)，提供修改參數(shù)或發(fā)出指令的操作指示?？商峁┒喾N途徑查看設(shè)備狀態(tài)，如通過平面圖或流程圖，通過下拉式菜

18、單或十個特殊功能鍵進行常用功能操縱，以單擊鼠標的方式可逐及細化地查看設(shè)備狀態(tài)及有關(guān)參數(shù)。畫面的轉(zhuǎn)換不超過兩鍵，畫面全部數(shù)據(jù)刷新小于2秒。EBI系統(tǒng)軟件能提供一個多任務(wù)的操作環(huán)境，使得用戶可同時運行多個應(yīng)用程序，在運行多個實時監(jiān)控程序的同時可同時運行如Word或Excel軟件，也可瀏覽Internet網(wǎng)頁。通過使用工業(yè)標準的軟件來支持并行訪問和系統(tǒng)監(jiān)控操作。控制功能能在EBI中央通過對圖形的操作即可對現(xiàn)場設(shè)備進行手動控制，如設(shè)備的ON/OFF控制；通過選擇操作可進行運行方式的設(shè)定，如選擇現(xiàn)場手動方式或自動運行方式；通過交換式菜單可方便地修改工藝參數(shù)。EBI對系統(tǒng)的操作權(quán)限有嚴格的管理，以保障系統(tǒng)

19、的操作安全。EBI對操作人員以通行字的方式進行身份的鑒別和管制。操作人員的根據(jù)不同的身份可分為從低到高6個安全管理級別。EBI軟件能自動對每個用戶產(chǎn)生一個登錄/關(guān)閉時間、系統(tǒng)運行記錄報告。用戶自定義的自動關(guān)閉時間。以防操作員而然離開的時的系統(tǒng)安全。先進的報警功能當系統(tǒng)出現(xiàn)故障或現(xiàn)場的設(shè)備出現(xiàn)故障及監(jiān)控的參數(shù)越限時，EBI均產(chǎn)生報警信號，報警信號始終出現(xiàn)在顯示屏最下端，為聲光報警（可選擇），操作員必須進行確認報警信號才能解除，但所有報警多將記錄到報警匯總表 中，供操作人員查看。報警共分3個優(yōu)先級別。報警可設(shè)置實時報警打印，也可按時或隨時打印綜合管理功能EBI對有研究與分析價值、應(yīng)長期進行保存的數(shù)

20、據(jù)，建立歷史文件數(shù)據(jù)庫：采用流行的通用標準關(guān)系型數(shù)據(jù)庫軟件包和EBI服務(wù)器硬盤作為大容量存儲器建立EBI的數(shù)據(jù)庫，并形成棒狀圖、曲線圖等顯示或打印功能。EBI提供一系列匯總報告，作為系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視、管理水平評估、運行參數(shù)進一步優(yōu)化及作為設(shè)備管理自動化的依據(jù)，如能量使用匯總報告，記錄每天、每周、每月各種能量消耗及其積算值，為節(jié)約使用能源提供依據(jù); 又如設(shè)備運行運行時間、起停次數(shù)匯總報告（區(qū)別各設(shè)備分別列出)，為設(shè)備管理和維護提供依據(jù)。EBI可提供圖表式的時間程序計劃，可按日歷定計劃，制訂樓宇設(shè)備運行的時間表?？商峁┌葱瞧?、按區(qū)域及按月歷及節(jié)假日的計劃安排。設(shè)6級操作員管理，并需操作口令。節(jié)能效

21、果技術(shù)分析主要控制功能：焓值控制：對每種空氣源進行全熱值計算，并進行比較決策，自動選擇空氣源，使被冷卻盤管除取的冷量或增加的熱量最少，來達到所希望的冷卻或加熱溫度。最佳啟動：根據(jù)人員使用情況，提前開啟HVAC設(shè)備。在保證人員進入時環(huán)境舒適的前提下，提前時間最短為最佳啟動時間。最佳關(guān)機：根據(jù)人員使用情況，在人員離開之前的最佳時 間，關(guān)閉HVAC設(shè)備，既能人員離開之前空間維持舒適的水平，又能盡早地關(guān)閉設(shè)備，減少設(shè)備能耗。減小再加熱控制：對于使用集中供冷、分區(qū)再加熱方法進行溫度控制的多區(qū)單位空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)區(qū)域狀態(tài)計算再加熱需要量，并據(jù)此進行優(yōu)化，重新設(shè)定冷凍水最佳溫度（或冷盤管出口最佳溫度）的控制算

22、法，最大程度地減少冷熱抵消所引起的能源消耗。設(shè)定值再設(shè)定：根據(jù)室外空氣的溫度、濕度的變化對新風機組和空調(diào)機組的送風或回風溫度設(shè)定值進行再設(shè)定，使之恰好滿足區(qū)域的最大需要，以將空調(diào)設(shè)備的能耗降至最低。負荷間隙運行：在滿足舒適性要求的極限范圍內(nèi)，按實測溫度和負荷確定循環(huán)周期與分斷時間，通過固定周期性或可變周期性間隙運行某些設(shè)備來減少設(shè)備開啟時間，減少能耗。分散功率控制：在需要功率峰值到來之前，關(guān)閉一些事先選擇好的設(shè)備，以減少高峰功率負荷。夜間循環(huán)程序：分別設(shè)定低溫極限和高溫極限，按采樣溫度決定是否發(fā)出“供熱”或“制冷”命令，實現(xiàn)加熱循環(huán)控制或冷卻循環(huán)控制。在涼爽季節(jié)，夜間只送新風，以節(jié)約空調(diào)能耗。夜間空氣凈化程序：采樣測定室內(nèi)、外空氣參數(shù)，并與設(shè)定值進行比較，依據(jù)是否節(jié)能效果，發(fā)出（或不發(fā)出）凈化執(zhí)行命令。零能量區(qū)域：設(shè)置冷卻和加熱兩個設(shè)定值，有一個既不用冷也不用熱的區(qū)域，實現(xiàn)空間溫度在該舒適范圍內(nèi)不消耗冷、熱能源的控制。循環(huán)啟停程序：自動按時間循環(huán)啟停工作泵及備用泵，維護設(shè)備。非占用期程序：在