楼宇设备自动化系统

DepartmentofBuildingServicesEngineering1第七章楼宇设备自动化系统工程的实施本章重点BA系统的设计流程BA系统的软、硬件组成及配置本章难点监控表的编制DDC的选型与配置DepartmentofBuildingServicesEngineering2第一节楼宇设备自动化系统的设计设计的三个阶段方案设计初步设计施工设计DepartmentofBuildingServicesEngineering3设计步骤1—3（1）由工程实际情况出发，决定哪些设备的控制纳入建筑设备自动化系统。（2）根据系统大致规模及今后的发展，确定监控中心位置和使用面积。（3）由于建筑设备自动化系统几乎涉及所有设备工种，因此设计过程中要注意与相关工种密切配合，熟悉其控制范围与要求，确定监控点，在遵守相关工种有关规范基础上共同核定对指定监控点实施监控的技术可行性。绘制设备控制原理图，即按各个控制对象设备的结构和控制内容绘制设备控制原理图。DepartmentofBuildingServicesEngineering4（4）编制监控表。按照各种设备控制目的及要实现的控制功能，编制监控表。（5）结合各设备工种平面图，进行控制分站监控点划分。按照各种设备的控制要求及内容选择控制分站、传感器及执行机构。划分时注意各控制分站的监控点不能过于饱满，应留有10％以上的余地。在此基础上，确定系统硬件组态和系统软件。（6）绘制建筑设备自动化系统图。按照选择的系统绘制建筑设备自动化系统图及将各个设备控制系统组成网络。(7）绘制建筑设备自动化系统平面图。确定控制分站、传感器及执行机构在现场的安装位置，绘制平面图。（8）进行监控中心布置。设计步骤4—8DepartmentofBuildingServicesEngineering5监控表的编制1、监控点属性的划分分：模拟输入（AI）、模拟输出（AO）、数字输入（DI）、数字输出（DO）；监控点又可划分如下三类：①显示型、②控制型、③记录型2、监控表的推荐格式所编制出的监控表，对于每个监控点应明确表出下列内容：①所属设备名称及其编号②监控点的被监控量③监控点所属类型DepartmentofBuildingServicesEngineering6表7－1a监控点总表AI(模拟量输入点)DO(数字量输出点)AO(模拟输出)设备数量开关状态故障报警超温/压报警过滤网压差防冻开关风流开关信号水流开关蝶阀状态送风状态水\油位高低照度送风温度回风温/湿度CI/PH监测室内CO2室内CO室外温湿度水\油温度流量压力电流电压电度功率因数有功功率频率风机起动蝶阀开关新风阀控制回风阀控制开关控制冷热水阀控制调节蝶阀控制热水加热控制点数小计1冷水机组2冷冻水泵3冷却水泵4冷却塔5膨胀水箱6冷冻水压差旁通7冷冻水总供水管8冷冻水总回水管9冷却水总供水管10冷却水总回水管小计合计1离心通风机（-F3）2立柜式空调器（-F3）3轴流通风机（-F2）4立柜式空调器（-F2）5离心通风机（-F1）6立柜式空调器（-F1）7新风处理机组(-F1)8停车场环境（-F1）9风机盘管总控（-F1）小计合计点数总计DI(数字量输入点)1.冷热源设备监控子系统2.新风空调设备监控子系统监控点总表DepartmentofBuildingServicesEngineering7表7－1bDDC配置一览表序号监控点描述其他其他温度湿度压力流量其他其他其他其他123456789101112131415接点输入DI类型电压输入项目DDC编号设备位号通道号DO类型接点输入电压输入模拟量输入点AI要求信号类型供电电源模拟量输出点AO要求信号类型供电电源DDC供电电源引自管线要求导线规格型号管线编号穿管直径DDC配置一览表DepartmentofBuildingServicesEngineering8三、传感器与执行器的选型传感器温度传感器：热电偶、热电阻标准信号：0～10mA、4～20mA在BA系统中对温度的检测主要用于：l室内气温、室外气温，范围为－40℃～45℃。l风道气温，范围为－30℃～130℃l水管内水温，范围为0℃～100℃传感器通常采用铂热电阻、铜热电阻、热敏电阻、热电偶等。测量精度优于±1％。DepartmentofBuildingServicesEngineering9其它传感器湿度传感器：空气湿度常用相对湿度和露点温度来表示。压力传感器：在建筑设备自动化中对压力的检测主要用于风道静压、供水管压、差压的检测，有时也用来测量液位的高度，如水箱的水位等。大部分的应用属于微压测量，量程范围为0～5000Pa。从压力传感器将压力转换成电量的途径来看，主要由电容式、电感式和电阻式3种，另外还有电磁感应、压阻效应、压电效应和光电效应式等。DepartmentofBuildingServicesEngineering10液位传感器：静压式（玻璃管式、压力表式、差压式）、浮标式、浮筒式、电容式、电接点式流量传感器：瞬时流量、累积流量差压流量计、转子流量计、容积流量计、涡轮流量计、漩涡流量计、电磁流量计、超声波流量计等其它传感器DepartmentofBuildingServicesEngineering11执行器——由执行机构、调节机构组成，主要有电动执行器、气动执行器、液动执行器电动执行器：电磁阀、电动调节阀电动调节阀：电动执行机构、调节阀DepartmentofBuildingServicesEngineering12中央站及分站设计分级分布式系统管理层采用以太网，通信协议是TCP/IP，速度是10～100Mbit/s，控制层采用总线型网，通信协议是RS-485，速度是9.6M～76.8Mbit/s。现场总线控制技术把现场信息模拟量信号（如4～20mA）转变为全数字双向多站的数字通信传输，使建筑自动化系统的现场装置得以形成数字通信网络。这样，BAS的网络结构便为三层结构，即管理层、自动化层和现场层。DepartmentofBuildingServicesEngineering13DepartmentofBuildingServicesEngineering14中央站设计中央站又称为监控中心，组成：处理机系统、显示设备、操作键盘、打印设备、存储设备，以及一个支撑和固定这些设备的操作台。DepartmentofBuildingServicesEngineering15分站设计在分散控制系统中，从各种现场检测仪表（如各种传感器、变送器等）送来的过程信号均由分站进行实时的数据采集、滤波、非线性校正及各种补偿运算、上下限报警及积累量计算等。所有测量值和报警值经通信网络传送到中央站数据库，供实时显示、优化计算、报警打印等等。在分站还可完成各种闭环反馈控制、批量控制与顺序控制等功能，并可接受从中央站发来的各种手动操作命令进行手动控制，从而提供了对生产过程的直接调节控制功能。DepartmentofBuildingServicesEngineering16DepartmentofBuildingServicesEngineering17软件设计DepartmentofBuildingServicesEngineering18分布式系统的软件分三层：上层为全局控制服务器和Web控制客户机。全局控制服务器的功能包括：Web服务器、数据文件管理以及对局域控制器的管理等。控制客户机实现控制系统的监控、操作和维护等功能。中层IP路由器在逻辑上起网关作用，其功能是：网络连接、路由选择、协议转换等。下层是控制网络控制节点，其功能是：实现现场设备的控制功能和过程I/O，控制节点接人网络的通信协议。软件分层结构DepartmentofBuildingServicesEngineering19第二节楼宇设备自动化系统工程的施工一、智能化系统建设的实施模式①工程总承包模式②系统总承包、安装分包模式③总包管理、分包实施模式④全分包实施模式DepartmentofBuildingServicesEngineering20二、工程施工的准备工程的施工全过程可分为4个阶段：施工准备、施工、调试开通和竣工验收阶段。1．学习和掌握有关的规范和标准2．熟悉和审查图样3．确定BAS工程界面并根据工程实施的具体情况及时调整及相互确认4．确定各类传感器和执行机构的安装位置DepartmentofBuildingServicesEngineering21安装工艺1．电气线路敷设要点2、系统设备的安装要点3．BAS输入设备安装要点4、BAS输出设备的安装要点DepartmentofBuildingServicesEngineering221、工程调试程序2、空调系统单体设备的调试3、给排水系统单体设备的调试4、变配电照明系统单体设备调试5、电梯系统运行状态的监测6、基本应用软件设定与确认7、系统调试系统调试DepartmentofBuildingServicesEngineering23工程调试程序DepartmentofBuildingServicesEngineering24第三节某体育馆楼宇设备自动化系统工程设计设计依据（1）工程设计图纸（蓝图和电子版）（2）国家有关规范及行业规定，主要有：《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》（建设部1997-290）《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）《建筑给排水设计规范》GBJ15-88《供配电系统设计规范》GB50052-95《电气装置工程施工及验收规范》（GBJ232-82）DepartmentofBuildingServicesEngineering25设备数量统计冷热源子系统设备名称数量说明1螺杆式冷水机组2位于地下2层制冷机房，旁通阀DN1502空调冷冻水泵（DN250）3位于地下2层制冷机房3空调冷却水泵（DN250）3位于地下2层制冷机房4冷却塔2位于1层，蝶阀4台（DN350）5膨胀水箱16全热交换器1位于4层，纳入给排水子系统DepartmentofBuildingServicesEngineering26设备数量统计空调、通风系统（-F3）序号设备名称数量功率（KW）说明1排烟轴流风机12.2内走廊及辅助用房排烟，由消防系统控制2离心通风机15.5用于内走廊、练习馆补风13用于内走廊及辅助用房排风3轴流通风机20.37防烟楼梯间加压送风，不监控4吊顶式通风器80.1辅助用房，不监控5立柜式空调器12.23网球练习馆DepartmentofBuildingServicesEngineering27设备数量统计给排水系统变配电系统电梯系统DepartmentofBuildingServicesEngineering28设计思路选择Honeywell的EBI系统BAS控制室设于地下1层自动化监控室内，在地下2层冷冻机房设置1个分控工作站，对冷热水系统进行有效监控。配置EXCEL500大型控制器。采用LON分布式输入输出模块（XFL521、XFL522、XFL523、XFL524）分散安装在重要监控现场，使BAS系统既降低安装成本、降低故障率，又能满足体育馆对BAS的技术要求。各楼层的空调机、通风机的监控点比较少，也相对分散，与自动化监控机房的距离不会超过500米，则采用EXCEL50小型控制器。DepartmentofBuildingServicesEngineering29设计思路系统设置有4台EXCEL500大型控制器（每台最大128个监控点），8台EXCEL50小型控制器（每台最大22个监控点），系统共有582个物理点容量。考虑到系统将来可能的扩充和升级，在控制器配置时预留了大约36%的物理点（大部分集中在XL50），以作BAS系统修改和扩充时备用。DepartmentofBuildingServicesEngineering30系统组成DepartmentofBuildingServicesEngineering31子系统监控设计冷热源子