深圳市罗湖边检站办公大楼智能化工程系统设计方案

深圳市罗湖边检站办公大楼智能化工程系统设计方案country2009发表于:2008-10-0900:03来源:工程师休闲吧楼宇自控系统（BAS）是建筑技术、自动控制技术与计算机网络技术相结合的产物，使大楼具有智能建筑的特性。现代建筑内部有大量机电设备，这些设备多而分散。如果采用分散管理，就地控制、监视和测量是难以想象的。采用楼宇自控系统就可以合理利用设备、节约能源、节省人力，确保设备的安全运行，加强楼内机电设备的现代化管理，并创造安全、舒适与便利的工作环境，提高经济效益。罗湖边检站办公大楼是一座以边检办公为主体的、对现场以及信息安全性要求较高的综合型现代化大厦。大楼由主楼和副楼两部分组成，其中主楼高20层，副楼高7层，地下2层，总建筑面积24000平方米左右，属一类建筑物。本工程的楼宇自控系统主要考虑对该大楼的机电设备，如中央空调系统、通风系统、公共照明系统、给排水系统、电梯系统和变配电系统等进行监控和管理。BA系统中央站设在地下二层，上述各系统由中央控制站统一管理，协调运作。（1）系统设计标准楼宇自控系统是通过中央计算机系统的网络将分布在各监控现场的区域智能分站连接起来，共同完成集中操作、管理和分散控制的综合监控系统。●系统目标楼宇自控系统的目标就是对大厦内所有机电设备采用现代计算机控制技术进行全面有效的监控与管理，确保大厦内所有设备处于高效节能、安全可靠的最佳运行状态，从而更好地发挥建筑物的潜能。●系统设计原则除满足业主提出的“简单、实用、适当超前”的总体设计原则外，还应满足以下原则：◇技术先进、成熟、功能实用性强，系统采用国际标准通信协议及总线技术，保证了系统的可靠性、安全性、开放性及互操作性；◇集散式设计，模块化结构，组态方便，能为今后系统的扩展留有充分余地，为升级提供便利；◇开放性与兼容性良好，要求各系统设置的DDC均有RS-232/RS485接口和标准协议，能实现系统的软、硬件连接，做好界面的细节设计，使系统之间充分开放、容错性好，能安全可靠地进行信息交流；◇扩展功能多样化：凡被测控的设备已有自动控制功能的均予以保留和利用，系统通过与其联机实现信息交换、监视、控制和管理；◇经济、节能，能显著节省能源，减少维护、管理人员，优化设备运行。人机界面良好，运行管理方便，现实形象，内容丰富，数据准确，反应迅速，操作简便，易于开发，全部汉化，具有历史数据记录，标表统计，计划管理和趋势图分析功能，对大楼内的中央空调系统、电梯系统、给排水系统、照明及变配电系统等进行监控管理。（2）系统设计依据●《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92●《采暖通风与空调调节设计规范》GBJ19-87●《火灾自动报警系统设计规范》GBJ116-88●《智能建筑设计标准》（DBJ-08-47-95）●《总站办公楼智能控制系统设计方案招标文件》●提供的土建、电气、空调、给排水、消防等各专业图纸系统功能及技术要求根据招标书的功能及技术要求，结合本项目的实际情况，我们在进行方案设计时着重考虑了以下基本功能：●机电设备运行的监控功能●中央空调系统的节能功能●通过图形软件实现管理维护的可视化（1）BAS监控方案本方案严格按照招标书的要求设置监控点，BAS配置的监控点共计752点。●中央空调及通风系统本系统的冷水机组、冷冻水系统和冷却水系统均集中在地下二层的空调机房。冷却塔和水箱放置在天面，空调末端设备包括空调机组、新风机、排烟排风、通风机等，分别位于各个楼层，比较分散。●冷冻水和冷却水系统由于冷水机组由空调供应商提供的控制器单独控制，BAS采用OPENLINK接口Q9200A与冷水机组的控制电脑相联，读取每台机组的相关信息，对冷水机组、冷冻水泵、冷却塔、冷却水泵及相关阀门进行监控，监控内容如下：◇冷水机组的运行状态、手/自动状态、故障报警及启停控制；◇冷冻水泵的运行状态、手/自动状态、故障报警及启停控制；◇冷却水泵的运行状态、手/自动状态、故障报警及启停控制；◇冷却塔风机的运行状态、手/自动状态、故障报警及启停控制；◇冷却塔水阀开关状态及开关控制；◇冷却水总供/回水管温度监测；◇冷冻水总供/回水管温度监测，供水管流量监测；◇冷冻水总供回水压差监测及旁通阀调节；◇冷水机的冷却水及冷冻水的水流监测；◇冷水机电动蝶阀开关状态及开关控制；◇冷水机的冷冻水出水温度监测。机组启动后通过彩色图形显示各设备运行状态、故障状态、参数值及运行参数越限报警。通过鼠标可任意设定值，以达到最佳运行状态。机组的每一点都列表汇报，参数值有趋势显示图，报警显示及汇总。BAS工作站可通过系统设置的紧急停机开关量信号控制整个冷水机组紧急停机，可对各设备的运行时间进行累计。控制原理如下：◇冷水机组台数控制通过冷冻水供回水温度差和供水流量计算出冷冻水系统的冷负荷，并根据实际冷负荷及时调整投入运行的冷水机组及相关设施的数量，以达到最佳的节能状态。◇联锁控制为了确保冷水机组及相关设备的正常运作，控制程序在设备启停次序上将做以下编排：△启动：冷冻水泵——冷却水泵——冷却塔风机——冷冻机△停止：冷冻机——冷冻水泵——冷却水泵——冷却塔风机◇故障转机在制冷系统中，各台冷冻机/冷冻水泵/冷却水泵/冷却塔互为备用。当任何一台设备出现故障时，DDC控制器会停止该设备运转，并根据有关设备的运行时间累计，启动运行时间最短的同类设备，以保证整个系统的连续运作。◇水流开关检测当系统检测到任何一台冷冻机的冷却水或冷冻水的水流开关报警后将停止有关机组的运行，并投入另一机组运行。◇压差旁通调节阀控制冷冻水系统中总供回水压差值与BA系统中的压差设定值进行比较后，控制压差旁通阀的开度，以维持冷冻水系统压差在合理的水平。◇冷却塔风机启动/停止控制冷却塔风机采用分级控制的方案，冷却水回水温度与BA系统中的冷却塔回水温度各级设定值进行比较后，DDC控制器决定冷却塔风扇的启动/停止的数量。◇冷冻机的优化运行控制DDC控制器根据制冷机组的运行累积时间，每次启动累积时间最少的一台制冷机组，以达到机组运行时间的平衡。BAS通过集成设备与冷水机组控制单元通讯，可以对以下数据进行检测和控制：△冷冻负荷数据△蒸发器压力过低/过高△油压过低△冷凝器压力过高△排气温度过高△油温过高/过低△液流温度过高△水流开关故障△水温过低△线电压过低△AC电压过低△防止重复启动△蒸发器的传感器故障△电源故障△机组周期性停机空调机组空调机组由新风系统、回风系统和送风系统组合而成。我们通过控制风机的启停还有冷冻水阀、新风阀和回风阀的开度来改善室内空气的质量，达到舒适、节能的目的。由于南方的空气比较潮湿，我们在设计时只侧重调节温度，不调节湿度。控制内容如下：◇空调机的开关状态、故障报警、手/自动状态及开关控制◇回风温度监测◇送风管风压监测◇室外温/湿度监测◇过滤网压差监测◇送风阀和回风阀开度调节控制原理如下：◇DDC控制器对回风温度进行PID控制。通过调节冷冻水二通阀的开度，使回风温度保持在设定值范围内，当风机停止时冷冻水二通阀将会关闭；◇根据室外的空气焓值调节新风阀/回风阀。新风阀/回风阀在软件中设置联锁，即开大新风阀的同时关小回风阀，反之亦然；◇压差开关将会监察过滤网的状况，当过滤网堵塞时，压差开关便会发出讯号，以催促维护人员清洗过滤网；◇风机运行状态与风阀联锁，所以当风机停止时，风阀便完全关上；◇风机可根据预先编制的时间假日程序来控制启停；◇根据室外温/湿度的值来调节新风阀的开度。新风机控制内容如下：◇送风温度监测；◇新风机运行状态、手/自动状态、故障报警及开关控制；◇根据室外温度来改变送风温度设定值，以求节约能源；◇DDC控制器对送风温度进行PID控制。通过调节冷水电动阀的开度，使送风温度保持在设定值范围内。当新风机停止时，冷水电动阀将会关闭；◇压差开关将会监察新风机过滤网的状况，当过滤网堵塞时，压差开关便会发出讯号，以催促维护人员清洗过滤网；◇风机运行状态与风阀联锁，所以当风机停止时，风阀便完全关上；◇可根据上下班时间制订时间控制程序。排烟排风机（进风风机）控制内容如下：◇排风烟机、进风机运行状态、手/自动状态，故障报警及开关控制；◇排风烟机平时根据地下室的CO浓度、CO2浓度进行间歇排风，发生火灾时，完全由消防报警系统控制；◇可根据上下班时间制订时间控制程序。●给排水系统BAS系统根据大楼用水量的变化及时调整系统中生活水泵的运行台数，以达到供水量与需水量之间的平衡，实现泵房的最佳运行，实现高效率、低能耗的最优化控制，从而达到经济运行的目的。根据给排水的初步设计，所有潜水泵均可由磁性浮球液位控制器控制启停，消防水泵由消防系统单独控制，因此BAS系统对潜水排污泵和消防水泵只监不控。监控内容如下：◇生活水池、水箱高/低水位监测及报警；◇集水井高水位的监测及报警；◇生活水泵的运行状态、手/自动状态、故障报警及开关控制；◇潜水泵的运行状态、手/自动状态、故障报警；◇消火栓泵及喷淋泵的运行状态、手/自动状态及故障报警。控制原理如下：◇根据生活水池的高、低水位控制地下水泵房生活水泵的启停。同时，当地下水池水位降到消防水位时，自动停止给水泵。地下水池水位超过消防水位时，才能启动给水泵；◇楼宇自动化系统记录全部运行状态及报警信息，监视水池及集水井的水位状态，并统计全部水泵的运行时间。在有备用时，根据运行时间的统计，启动运行时间最短的设备，平衡有关设备的运行时间，降低维护及保养开支。●电梯系统本设计在电梯房设置DDC控制器，监视4台客梯和1台消防电梯的工作状态及故障报警情况。在中央监控中心就能了解电梯的使用状态，及时发现故障并排除。BAS系统对电梯进行监控并同时实现以下功能：◇报警及数据记录监察各类电梯的运行状态及故障报警。当电梯出现故障时，中央工作站会显示及打印报警，并指出报警时间。◇维修指示自动累积运行时间，当到达某一限度时便在工作站显示维修指示信息。●供配电系统监控范围包括高低压配电柜、发电机及变压器等设备。监测内容如下：◇高压进线开关柜之开关状态及故障报警；◇低压重要回路之开关状态、故障报警（DDC先预留点数，具体回路有待决定）；◇低压进线开关柜之开关状态及故障报警；◇变压器之油温、高温报警、故障报警；◇发电机之运行状态及故障报警；◇发电机的电压、电流、功率因数、频率、用电量等。操作员可按需要对重要供电设备的用电量，电流等参数编定各类型的报表及趋势图分析。●照明系统包括公共照明，应急照明，室外景观照明的开关状态监视及开关控制，BA系统按照预先编制的控制程序来实现照明控制。监控内容：◇公共场所照明之监控；◇应急照明之监控；◇室外景观庭院照明之监控。以上各部分分设不同的时间控制程序，能根据日期自动确定每日灯光系统开始运行及关闭的时间，同时还可根据室外光线强弱自动调整开闭时间。●消防报警系统BAS提供集成设备，消防报警系统厂商应提供一个开放的通讯接口，可以是RS－232或RS－485接口。同时应提供数据的表达格式，通过集成设备将所感知的重要报警信号发送给BAS，以便BAS可以分析了解其数据内容。（2）能量管理系统EMS的节能功能据统计，空调系统的能耗约占整个大厦能耗的40%。因此BAS系统在对空调系统的监控与调节过程中体现节能，意义十分重大。本项目在节能方面采取了如下措施：●冷负荷计算●冷却塔控制●焓值控制●零能量冷却●负荷间隙运行●设定值再设定●提高控制精度●最佳启动●最佳关机●分散功率控制系统设备选型楼宇机电设备监控系统设备的选型配置将直接影响大楼机电设备的运转、能源利用的效率和楼宇自动化的水平，所以系统设备的选型配置具有重大意义。从产品质量及网络技术性能的先进性、操作软件功能、价格以及业绩和售后服务等综合考虑，标书的总体技术要求、系统与网络集成的要求以及性价比，我们建议本项目BAS系统优先采用美国HONEYWELL公司最新的Excel5000建筑物自动化系统EBI，它所具有的特点是：（1）最先进的技术Excel5000系统（最新的系统型号为EBI）采用最先进的技术实现受控设备完全自动化控制，此系统已广泛应用于世界各地，它提供给用户超过12种语言以上的相同