山西某医院建筑自动化控制系统技术方案--20160323

第1页山西某医院建筑自动化控制系统技术方案一、系统概述本项目机电设备很多、功能复杂，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繁琐。因此需采用自动化控制系统，通过电脑控制程序对空调系统的机电设备进行监视和控制，统一调配设备，以实现负荷的最优控制，有效节省电能，减少不必要的能源浪费。本项目设计要求和用户需求主要体现在两个方面：1.1技术层面•基于TCP/IP以及开放式协议（BACnet通信协议）的系统架构•先进完备的系统数据库及其应用•运行可靠稳定的系统硬件设备及网络设备•基于IE以及WEB技术的、人性化的、便捷的且灵活的操作管理软件平台•软件系统嵌入式且配置灵活的现场控制器及其I/O模块•可靠耐用的现场监控元件1.2运行管理层面在技术层面的需求满足的情况下，针对本项目的功能特点而设计的系统控制、运行以及管理模式，是确保建筑高效、低耗且节能运行的关键。具体体现为：•空调机组运行工况的控制即根据室外气象条件的变化，对冷冻站系统运行工况的控制及调整，在满足温度参数的基础上，最大限度的优化空调系统的运行效率。•中央管理平台与大楼的BA系统通信，将冷热站运行数据上传至数据库，实现完备的分散控制集中管理的运行模式，为建筑的整体的管理运行服务。•节能以及能源管理通过先进的技术手段以及优化的控制管理模式，实现对系统耗能的监测、数据采集、能源绩效分析，利用优化能源策略实现能源使用效率持续改进。自控系统可根据第2页传感器所检测的数据，计算出实际的冷负荷，与机组的制冷能力进行比较，按程序中事先指定的顺序关闭其中的一台；如果此时能力仍然富裕很多，就顺序关闭第二台。反之，当冷负荷增加时就顺序开启设备。通过调节设备开启，既保证正常需要，又降低能源消耗。•节省人力通过自控系统先进的管理监控平台，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，提高人员的工作效率。•延长设备的使用寿命在自控系统运行后，设备的运行状态始终处于系统的监视之下，自控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不超前、不误时地进行设备保养，并能及时发现和处理设备的故障及故障隐患，因此可以使设备的运行寿命加长，也降低了建筑的运行费用。二、系统说明我司根据多年的工程经验，经过仔细分析对比，确保系统整体的安全性和可靠性，并符合本工程运营、管理和发展的需要，在一定时期内保持先进性的原则，以高品质标准进行本工程空调机组自动化系统的设计和实施。为方便与整个大楼的BAS系统的统一管理，根据本项目特点，我们选用了本公司生产的BAS-2000楼宇自控系统。该系统对整个空调系统的机电设备进行一体化控制、监视和管理，从而提供一个舒适、安全的工作环境，达到提高管理水平，节约能源和人工成本的目的。三、航生自控系统简介随着大楼内各个以计算机/微处理器控制为基础的设备日益增多，系统集成是当今最迫切的问题。要实现系统集成，各厂家必需按某一标准通讯协议来发展其自身产品，为解决这一问题，美国ASHRAE协会集合各厂家用户及系统工程师意见制定了ANSI/ASHRAE135-1995（欧洲CENTechnicalCommittee247）BACnet的标准,是楼宇自控行业的开放式网络通讯协议。第3页BACnet（BuildingAutomationControlnetwork）并不是软件，它是一标准通讯及数据交换协议，而各厂家亦会按这标准发展与BACnet兼容的控制器或接口，最终达到不同厂家控制器可在这一标准通讯通道上互相交换通讯息数据的目的。从用户方面考虑，他们可拥有更大自由度在BACnet兼容控制器内按他们要求的价钱、功能及售後服务而选择适当的厂家及产品，同时亦可不必依赖一个厂家为其原有系统扩展，使用户所受到的限制性降至最低。BACnet的出现，为用户提供了更大的利益和方便。选用开放式网络对发展商和业主来讲，有如下优越性：增加招投标时的竞争性，可降低成本；不再需要依赖于一家供货商，降低备品备件及日后维护保养的成本；形成更多的选择，系统的服务更加有保证；易于与其它产品构成网络上的系统集成，便于智能建筑系统的综合管理；确定能够与不断面世的高新技术设备的兼容潜力。航生控制系统产品覆盖范围包括智能控制器、传感器、输送组件、网络通讯器、中央监控站、电动执行器、阀门等。航生控制系统网络具有超卓的集成能力可同时与以太网、LON网络、BACNET网络、电话网络、GPRS无线通讯网络、VPN虚拟以太网络、Modbus网络及第三方厂家设备通讯。航生为各类建筑物内制冷站系统、换热站系统、空调通风系统、给排水系统、送排风系统、照明系统、变配电系统提供全面的楼宇自控解决方案。航生也通过与消防、生命安全系统、安防门禁系统、访问管理以及其他建筑系统的集成，使楼宇自控更加简单。第4页3.1系统网络BAS-2000采用楼宇自控行业标准ANSI/ASHRAE135-1995（欧洲CENTechnicalCommittee247）BACnet（楼宇自控网）标准；主干网为当今最为流行的以太网。BACtalk工作站、网络控制器（LSiController）、路由器（LSiRouter）都直接挂在主干以太网上，系统规模不受限制。网络控制器（或路由器）下通过MS/TP网连接现场单元控制器（DDC控制器）。MS/TP网采用EIA-485信号标准，传输速率76.0Kbps，传输介质为屏蔽双绞线。MS/TP网是一种低成本、高性能的局域网。BACtalk系统的一个MS/TP网段最多可以挂127个BACtalk现场DDC控制器；一个MS/TP网段的最大长度为4,000英尺（约1,000米），并且使用网络转发器（Repeater）可以使网段延长至20,000英尺（约5,000米）。BACtalk系统支持PTP连接：EIA-232信号标准直接电缆连接或调制解调器拨号连接。自带BACnet协议标准的任何厂家以及任何设备都可以挂到BACtalk系统的以第5页太网或者MS/TP网上；BACtalk系统软件同时支持ActiveX，凡是能够在VisualBasic上处理的数据，都可以在BACtalk系统中处理、监视和控制。无限的扩展能力。BACtalk系统所能控制的设备数量没有限制。如果整个楼宇控制系统所用的DDC控制器数量不超过127个，只需要一个网络控制器LSi和一个MS/TP网段；当系统逐渐增容，DDC控制器的数量超过一个MS/TP网段的容量，用增加网络控制器和MS/TP网段可以满足系统增容需要。3.2现场DDC控制器介绍当今的楼宇自控系统推崇集散型控制结构。BACtalk现场DDC控制器的类型十分丰富，能够满足楼宇自控系统各种设备的控制要求。BACtalk的所有现场DCC控制器都是可编程的，因而能够脱离系统对设备进行就地控制，避免了由于系统故障导致设备无法正常运行的严重后果。BACtalk现场DDC控制器的点数也是经过对楼宇系统的深入研究和实践后确定的，选定DDC控制器的基本原则是：一个DDC控制器控制一台设备；例如，一台空调机组可以选用一个DDC进行控制。这样做的优点无论从控制角度、信号布线角度、系统可靠性角度、以及经济性角度都是显而易见的。3.3采用全汉化操作软件,动态图形界面采用通用的WindowsXP工作平台，全汉化操作软件,动态图形界面,BACtalk系统的所有点数据都可以选用文本格式或者图形方式显示。采用图形方式能够使设备的运行状态形象逼真，操作及观察直观明了。BACtalk所具有的图形功能是在目前众多楼宇自控系统中独具特色的。第6页第7页四、系统监控方案4.1系统控制方案设计原则本工程BAS系统功能复杂，机电设备多，系统接口多。所有这些因素都要求自控系统无论是在广度还是从深度上都要做深入细致的工作。自控系统经过几十年的发展，抛开产品本身，从应用技术的角度上讲已经无技术难点，系统的成败更多的在于从深化设计的好坏以及相对复杂的系统实施过程的协调控制。总结我司多年来的自控系统的实施经验，我们认为应该做到以下几点：•系统深化设计乃至实施需要成立专门的协调部门和协调制度以往工程的经验告诉我们，出现问题的BAS项目多数都不是由于技术的原因，而是协调方面出了问题。而成功的BAS项目却表明，专人或者成立专项部门（通常由管理部门牵头）负责统一协调并制定恰当的协调制度至关重要。而这一切要从深化设计就应该开始。•做好现场勘查工作只有深入了解现场，了解现场各类设备分布情况才能更细致的细化系统总线的走向，更合理的布置DDC的位置，更合理的将设备进行划分用不同的DDC进行控制。•做好与各专业的技术协调BAS系统是在对其他专业设备的工艺了解的基础上制定控制策略的，不了解专业设备将无法实现控制功能。另外，BAS系统与强电的配合尤其重要，如二次回路的设计就需要在深化设计时予以确认。•做好与第三方接口的基础沟通系统接口在BAS系统的实施过程中属于有一定技术难度的环节，系统集成的关键在于第三方系统与实施单位之间的配合和互相支持。在深化设计时双方就应该就通讯协议、数据格式、接口形式等一系列的问题达成书面上的共识。•做好施工图纸施工图纸是指导施工的工程语言，这不仅是BAS系统所特别需要的，对任何系统而言都有同样的重要性。施工图纸要做到标准化，可读性强，标注清晰。第8页4.2控制内容及功能本项目自控容系统对以下设备进行监控:冷水机组冷冻水泵冷却水泵冷却塔电动蝶阀分集水器软化水箱污水泵新风机组排风机（有关设备的详细内容可参照所附的系统监控点表）4.3控制说明1.冷热站A、主要监测及控制点冷源机组启停控制冷源机组手/自动状态冷源机组故障报警冷源机组运行状态冷冻、冷却水泵启停控制冷冻、冷却水泵手/自动状态冷冻、冷却水泵故障报警冷冻、冷却水泵运行状态冷冻、冷却水泵水流开关状态冷却塔风机启停控制冷却塔风机手/自动状态冷却塔风机故障报警第9页冷却塔风机运行状态供回水温度检测供回水压力检测供水流量检测冷冻、冷却水电动蝶阀联动控制软化水箱液位监测B、控制方式：通过测量冷冻水流量、与冷冻水供回水温度的差值计算出所需要的冷量，以此确定水泵与冷水机组的运行台数。冷却塔的控制：根据冷却塔的出水温度与设定值之差，开启冷却塔风机的台数，以保证冷却水的出水温度在允许的范围之内。根据冷冻水的供水温度，分别控制冷冻水循环变频水泵的转速，以满足用户的要求。根据冷却泵进、出口压差，调节旁通阀的开度，以保证系统压力的恒定。根据膨胀水箱的液位分别控制膨胀水箱补水电磁阀的开启，以保证膨胀水箱的水位均维持在正常范围之内。冷源机组冷冻侧与冷却侧的阀门均采用电动蝶阀，用于当该台冷源机组停止运行时切断水路，以防水流短路。接于冷却塔进水管的电动蝶阀，用于当冷却塔停止运行时切断水路，以防水流短路，同时可以适当调整进入各冷却塔的水量，使其分布均匀，以保证各冷却塔都能达到最大出力。冷却塔进水水阀与系统连锁，以保证冷却水系统运行中不同数量冷机运行时的设备匹配。注意在冷源机组关闭后，至少要运行10～20分钟后才能陆续关闭水泵以及水阀，以避免出现故障。所有循环水泵可实现设备的自动转换，运行过程中设备故障，备用设备可自动投运；自动累计水泵运行时间，自动排序水泵组进行设备轮运，平均分配水泵组各泵运行时间，合理进行设备运营；监测循环泵启动运行时间，进行时限保护控制，当循环泵运行时间大于设定及设计时限，自动启动备用泵。第10页趋势记录：机组的各动态运行参数、能量管理参数及能耗均可自动记录、储存、列表，并可以作到定时打印，以便管理人员的查询、管理和分析。设备的监测：系统设备运行状态、故障、手/自动状态、水温、流量、压力等各监测参数超限或异常均自动发出声光报警，并可以作到同步打印。所有预设程序均可按实际需要和要求，在中央管理工作站上调整修改，以满足用户的使用。2.新风机组A、主要监测及控制新风机组送风机启停控制新风机组送风机手/自动状态新风机组送风机故障报警新风机组送风机运行状态新风机组送