XX商业综合体广场楼宇自控系统方案

一、项目概况XX商业综合体广场，地下四层，北塔楼地上68层，高284.55米；南塔楼48层，高169.05米。其中地下二~四层为汽车库，地下二层部分、地上一层为商业用房，酒店用房。地上1~9层为商业用房，酒店公共用房，高47.85米。南塔楼10~48层为公寓，其中9层、26层、39层为避难层。北塔楼11~25层为办公用房，27~41层为酒店式公寓，43~44，46～60层为酒店，62~63层为酒店客房，64~67为餐饮，其中10层、26层、42层、45、61层为避难层。本工程总用地面积23050m2，总建筑面积314759m2，其中地下部分79041m2，地上部分230419m2。二、楼宇自控系统设计思路和原则楼宇自控系统就是建筑物设备自动化系统，是将XX广场内的冷热源系统、变配电、照明、电梯、空调、通风、给排水、消防等众多分散设备的运行、安全状况、能源使用状况及节能管理实行集中监视、管理和分散控制，以安全、可靠、节能、节省人力和综合管理为目的。为达到以上目的，中央监控系统软件采用了HoneywellEBI系统，该系统根据需要可将XX广场的楼宇控制系统、消防报警系统及安保自动化系统集成在EBI平台上，并适用于大楼的建筑特点及先进的控制和管理要求；现场层控制器采用WEB600+PUL控制器，该控制器为模块化控制器，既可根据实际监控点数及类型配置现场模块，又可根据设备分布采用现场分布式模块，将监控模块设在设备附近，减少设备远距离的接线，使系统更为简洁。所有控制器可独立工作并可相互通讯，实现信息共享及联动控制。三、楼宇自控系统控制内容总体上来讲，该楼宇自控系统应该向用户提供如下功能：(1)通过配置系统的硬件和软件，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；(2)监视并显示系统监控设备的工作状态，故障时自动报警；(3)现场自动控制组织的安全调整功能；(4)根据系统记录，管理分析当前和过去运行过程；(5)提供计算和预测工具，用于优化操作参数并组合，实现设备优化使用；(6)实现楼宇自控系统与其他系统数据交换；为此，我们对每一个子系统都进行了相应的需求分析，最终确定了XX广场项目中纳入楼宇自动化系统监控对象的具体内容和目标。3.1冷冻站系统监控主要监控设备及监控内容如下：控制及检测对象监控点位冷水机组机组运行状态数字量输入（DI）机组故障报警机组手自动状态阀门开闭状态水流指示阀门开关控制数字量输出（DO）机组启停控制冷冻一次水泵水泵运行状态数字量输入（DI）水泵故障报警水泵手自动状态水泵压差水泵启停控制数字量输出（DO）冷冻二次水泵水泵运行状态数字量输入（DI）水泵故障报警水泵手自动状态水泵压差频率反馈（宜考虑）模拟量输入（AI）供水压力水泵启停控制数字量输出（DO）频率控制（宜考虑）模拟量输出（AO）冷却水泵水泵运行状态数字量输入（DI）水泵故障报警水泵手自动状态水泵压差频率反馈（宜考虑）模拟量输入（AI）水泵启停控制数字量输出（DO）频率控制（宜考虑）模拟量输出（AO）冷却塔风机风机运行状态数字量输入（DI）风机故障报警风机手自动状态蝶阀开、关状态反馈风机启停控制数字量输出（DO）进水开关蝶阀控制膨胀水箱水箱压力模拟量输入（AI）冷冻水供回水总管供回水压力模拟量输入（AI）供回水温度回水流量电动旁通调节阀模拟量输出（AO）冷却水供回水总管回水温度模拟量输入（AI）冷冻站监控示意图：监控功能：-监测冷冻水总供回水温度及总回水流量。-监测冷冻水供回水旁通压力差值。-监测冷却水总回水温度。-监测冷却塔供回水温度。-监测冷冻机组、冷冻水泵、冷却塔风扇及冷却水泵运行状态并记录累计运行时间。-监测冷冻机组、冷冻水泵、冷却塔风扇及冷却水泵运行状态和故障报警。-监测冷冻水膨胀水箱高低水位报警。-调节冷冻水及冷却水旁通阀门开度。-冷冻机组、冷冻水泵、冷却塔风扇及冷却水泵启停控制。-控制冷冻机组、冷却水及冷冻水路电动阀门开关。-为了达到各冷却塔水位平衡及节省能源，控制冷却塔电动阀门开关。控制方案：冷冻水压差控制：-用冷冻水总供回水的压力差，调节冷冻水旁通阀门开度，以保证末端水流控制能在正常情况下运作。-在冷冻站系统停止运行时，旁通阀门全关。冷却水温度控制：-冷却塔以供水温度来控制自身风扇的启停，除可维持供水温度，并达到节能目的。-用冷却水总回水温度，调节冷却水旁通阀门开度，维持在冷冻机可接受的正常温度范围内，提高冷冻机组运行效率。冷冻机组群控：-冷冻水泵、冷冻机组冷冻水电动阀门、冷冻机组联锁动作。-冷却水泵、冷冻机组冷却水电动阀门、冷却塔电动阀门及风扇、冷冻机组联锁动作。-冷冻站系统可按时间启停，亦可依据室外温度实现季节转换。-冷冻机组启动顺序为：冷却塔电动阀门、冷却塔风扇、冷冻机组冷却水电动阀门、冷却水泵、冷冻机组冷冻水电动阀门、冷冻水泵、冷冻机组。停止顺序则与启动顺序相反程序及动作。-由冷冻水总供回水温度差及回水流量，计算实际冷负荷，决定冷冻机组应运行台数，并自动启停冷冻机组以满足冷负荷需要。-如运行水泵，冷冻机组或冷却风扇发生故障，备用组别自动投入。3.2空调机组监控主要监控内容如下：控制及检测对象监控点位空调机组风机运行状态数字量输入（DI）风机故障报警风机手自动状态风机压差报警过滤网压差防冻开关报警回风温度模拟量输入（AI）回风湿度（需要湿度控制的地区）回风CO2浓度风机频率反馈风机启停控制数字量输出（DO）电动二通水阀调节控制模拟量输出（AO）风机变频控制蒸汽加湿阀控制（需要湿度控制的地区）新风门调节控制回风门调节控制空调机组监控示意图：监控功能：-监测送回风或室内温度、湿度。-由风压差开关测量风机两侧压差，监视风机运行状态，异常即报警，并记录风机累计运行时间。-监测风机故障报警。-由风压差开关测量空气过滤器两侧压差，压差超过设定值时报警，尽快进行维护工作。-风机启停控制。-根据设定温度值调节冷、热水阀门开度。-控制新风阀门开度。控制方案：-空调机，新风阀门，冷水阀门联锁动作。-空调机可按时间启停。-空调机启动顺序为：打开新风阀门，启动风机，确认风机运行，调节冷水阀门控制送风温度。-空调机停止顺序为：关闭冷水阀门，停止风机，关闭新风阀门。-通过安装的温度传感器,测量出风温度，充分利用风量，节约能源。夏季、冬季工况时，室外温度值远高于或低于新风温度值时，新风风门按最小换气次数决定最小开度，与风机同步开启，在保证室内空气的卫生标准的前提下，最大限度地节约能源。在过渡季节时，调整风门预设开度，最大程度地利用室外空气的焓值。3.3通风设备监控主要监控内容如下：控制及监测对象监控点位送排风机风机运行状态数字量输入（DI）风机故障报警风机手自动状态风机压差报警风机启停控制数字量输出（DO）设备监控示意图监控功能-监测各风机的运行状态、手／自动状态；-监测送／排风机的故障信号，故障时报警，并累计运行时间；-中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等。控制方案：-在自动状态下按时间程序自动启／停风机；3.4给水系统设备监控主要监控内容如下：控制及监测对象监控点位生活水箱超声波液位监测模拟量输入（AI）变频给水泵水泵运行状态数字量输入（DI）水泵故障报警水泵手自动状态水泵压差频率反馈模拟量输入（AI）水管压力水泵启停控制数字量输出（DO）频率控制模拟量输出（AO）给水传输泵水泵运行状态数字量输入（DI）水泵故障报警水泵手自动状态水泵压差水泵启停控制数字量输出（DO）设备监控示意图监控功能-监测各水泵开关状态,故障状态,手/自动状态；-监测生活水箱液位；-中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等。控制方案：-实现就地控制和远程控制的转换；-监测生活水箱液位，对超限水位报警，防止溢流，对超低液位也进行报警；-根据生活水箱液位，启停生活水泵，并进行超限报警；3.5排水系统设备监控主要监控内容如下：控制及检测对象监控点位单泵集水坑排水泵运行状态数字量输入（DI）排水泵故障报警排水泵手自动状态高、低液位监测排水泵启停控制数字量输出（DO）设备监控示意图（略）监控功能-监测集水坑水泵的运行状态，手／自动状态和故障信号；-监测集水坑高、低液位；-中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等。控制方案-实现就地控制和远程控制的转换；-根据污水池、集水坑液位，启停污水泵，并对超高液位进行超限报警；3.6公共照明系统监控主要监控内容如下：控制及检测对象监控点位公共照明照明开关状态数字量输入（DI）照明手自动状态照明开关控制数字量输出（DO）设备监控示意图监控功能-监测各楼层公共照明配电回路开关状态,故障状态,手/自动状态。-中央站彩色图形显示，记录各种参数、状态、报警，记录累计运行时间及其历史数据等。控制方案-按预先编排的时间程序或照度传感器及照度设定值自动开关各配电盘回路，防止一般因人为疏忽所产生的损失，达到节能效果。3.7变配电系统监控对变配电系统的监控主要包括对高压、低压、变压器、发电机设备的相关运行参数的监视，本楼宇控制系统对变配电系统只监视不控制。由供配电设备厂商预留连接供配电系统的监测接口，通过高级接口采集下列信号：(1)高压进线柜：三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度；(2)所有高压开关的开关状态、故障跳闸状态；(3)变压器温度；(4)低压进线柜：三相电压、三相电流；(5)所有低压进出线开关的开关状态及故障跳闸状态；(6)低压主要配电回路电能计量；(7)测量柴油发电机三相电压、三相电流、频率及运行或故障信号；(8)监测变压器室、高／低压配电室、发电机房内温度。(9)为无缝集成，本项目均要求厂家提供国际标准通讯协议：MODBUS、OPC。3.8电梯系统监控本项目楼宇自控系统对电梯系统实行只监不控的方式，电梯系统提供高级接口给楼宇自控系统集成，楼宇自控对电梯的运行状态、故障报警、电梯的上升、下降进行监视；对自动扶梯的运行状态、故障报警进行监视，并对电梯系统的运行时间进行累积记录。四、系统架构图系统简要说明如下：4.1EBI软件EBI是目前世界上最为先进的高效能、集成化的BMS系统，该系统根据需要可将大厦的楼宇自动控制系统、消防报警系统及安保自动化系统集成在EBI平台上，并适用于大楼的建筑特点及先进的控制和管理要求，包括选用最先进的LonWork、BACnet技术的数字控制器，以及与其他供应商系统及OA系统的开放性接口。EBI对于ActiveX、DDE、ODBC、API、Access等标准技术均可实现无缝连接。EBI系统将可实现与这些系统的通讯，从而实现有关的联动控制以及方便物业管理和系统集成，如持卡人读卡进入某个区域时，可自动打开相应区域的照明；如果发生火灾时可关闭火灾层的空调机组。EBI软件：4.2WEB600控制器32位IBM®PowerPC®667MHz440Epx处理器，操作系统：QNX®RTOS，IBMJ9JVMJava，NiagaraAX；内存：512MBDDRAM（可扩展到1G)；1GB闪存(应用程序)，本身可扩展最多4个WEB-IO-16或1个WEB-IO-34及2个WEB-IO-16；通讯支持2个10/1000M(RJ-45以太网口)1个RS-232口，1个RS-485口（可选BACNETMS/TP,M-BUS,MODBUS等协议），内置两个通讯卡插槽（供LON卡和RS232/485卡）4.3PUL控制器现场PUL6438S是现场可编程的16位LONMARK标准的控制器。采用LONWORKS通讯技术，支持通过LON网络点对点通讯。通过LONWORKS总线连接至网络控制器。特点可自由编程的纯LONWORKS控制器PUL6438S控制器点数分别为21点PUL4024S控制器点数分别为10点PUL1012S控制器点数分别为4点支持点对点通讯经LONWORKS连接至网络控制器灵活的安装方式4.4PUL控制器结束语：楼宇自控系统能够自动控制建筑物内的机电设备，通过软件系统地管理相互关联的设备，