霍尼韦尔WEBs方案模板WEBWord下载.docx
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1.11系统示意图33
1.12控制原理图33
第1章
楼宇自控管理系统
1.1系统概述
******项目概况（建筑概况、暖通、水、电概况）。
******作为一座集楼宇自控、消防、安保及诸多子系统于一体的综合性智能化建筑，在管理上要达到要求很高，所以其对于楼宇自控管理系统有很高的要求，它需要对建筑内的所有机电设备如HVAC设备、供配电及照明设备、给排水设备、电梯等进行统一管理，以致力于创造一个高效、节能、舒适、高性价比、温馨的环境。
为此，我司通过对本工程的初步了解并结合我司对楼宇机电设备自动控制系统的实际工程经验，为******提供以下技术方案。
我们推荐性能优越的美国Honeywell公司楼宇自动化系统——WEBs系统，确保整个工程提供的设备为先进的、节能的、便于维护、操作方便，自动控制、技术经济性能符合规格书的要求，既满足高度智能化和系统集成化的技术要求，又能满足系统今后升级换代及系统扩展的需要。
1.2设计说明
1.2.1设计原则
楼宇自控管理系统在满足现实需要基础上，应有适当的超前性，以满足新世纪科技不断发展的潮流。
为此在制定本系统方案时遵循下列原则：
先进性
楼宇自控管理系统建设于信息时代，因此系统方案设计力求与当前科学技术高速发展的潮流相吻合。
系统总体结构定位于高起点、开放式、模块化，从而建设一个可扩展的平台，保护前期工程与后续技术的衔接。
实用性
系统设计以实用为第一原则。
在符合当前实际需要的前提下，合理平衡系统的经济性和先进性，避免片面追求先进性而脱离实际或片面追求经济性而损害酒店智能化建设的初衷。
可靠性
系统设计为每天24小时连续工作，局部设备故障不会影响整个系统的正常运行，也不会影响其它智能化子系统的正常运行。
关键的系统部件对故障容错和数据备份应提供相应的解决措施。
安全性
系统选用的所有设备、配件及其系统，在保证其安全、可靠运行的同时，符合国际和国家的有关安全标准和规范要求，并在非理想环境下能有效工作。
经济性
系统选用的设备及其系统，是以现有成熟的设备和系统为基础，以总体目标为方向，局部服从全局，力求系统在初次投入和整个运行生命周期内获得最佳的性能价格比。
易维护性
系统中需要监视和监控的设备品种繁多，而且位置分散，要保证日常系统正常工作、可靠运行，系统必须具有高度可靠的可维护性和易维护性。
尽量做到所需人员少，维护工作量小，维护强度弱，维护费用低。
开放性和可扩展性
系统设计采用国家和国际标准及规范，兼容不同厂家、不同协议的设备和系统。
采用符合工业标准的操作系统、网络技术、相关数据和图形系统。
各子系统可方便进出总系统，同时具有开放接口，以便用户进行二次开发。
1.2.2系统特点和产品选型
根据楼宇自控管理系统功能和技术要求，我们认为本系统必须有以下最为明显的特点：
需选用具有集成功能及开放性的自控管理系统，便于实现系统的综合联动，实现与上位管理系统及其他相关系统的集成和数据共享。
此外，本系统的很多第三方设备采用软件接口连入本系统，如变配电系统等，要求楼宇自控管理系统具有很好的开放性，可提供丰富多样、符合行业标准的接口设备和软件。
对于本系统，能耗主要集中于动力设施、暖通空调、照明设备等方面，其中暖通空调和照明占了相当大的一部分，也是较易直接控制、实现节能的能耗负荷。
因此系统应在满足建筑使用功能、舒适度要求的情况下对空调和照明进行有效的节能管理。
需采用先进的、集散型网络结构实现楼宇自控管理系统的实时集中监控管理功能。
既符合国际标准，又符合本大楼的建筑特点，其设备较分散，作为集散性控制分站的控制器通讯网络，应能实现各分站间、分站与中央站之间的数据通讯，分站的运行可以独立于中央站，内部网络的通讯不会因中央站的停止工作而受到影响。
******对楼宇自控管理系统的设备可靠性要求较高，要求系统运行不过分依赖某一设备，若设备故障时要求减少其波及面，系统采用两层网络结构。
同时可以根据需要在网络范围内预留或设置多个监控分中心的通讯接口，便于通过分中心来监控整个系统。
由于采用WEBs楼宇设备集成系统，该系统具有灵活的开放性，提供多种符合行业标准的接口标准和协议（如BACnet、Lonworks、OPC等），并具备系统网络数据库，可以满足本系统的特点需求。
WEBs系统还可基于内部Intranet之上，通过WEBs服务器实现本大楼内的信息交互、综合和共享，实现建筑内信息、资源和任务的综合共享，以及全局事件的处理和一体化的科学管理。
现场控制器选用Honeywell公司的Spyder控制器。
每个新风机组/空调机组需要由一个独立的控制器进行控制，因此每台新风机组和空调机组，选用1台Spyder控制器。
WEBs系统完全满足本系统关于集成及开放性，成熟及可靠性、可扩展性等要求。
Honeywell的Spyder控制器，集合WEBs系统将完全实现集散型的监控系统。
整个方案设计将基于以上的需求分析，为本提供一套先进、可靠，设计功能完善的楼宇自控管理系统。
1.3系统目标
实现建筑各种机电设备的自动控制和管理
如送排风机的程序启停、照明回路的自动控制，设备故障报警的自动接收，备用设备自动切换运行等。
按管理者的需求，自动形成各种设备运行参数报表，或随时变更设备运行参数（如启停时间、控制参数等）。
降低建筑的营运成本
楼宇自控管理系统只需在管理中心安排一至二名操作管理人员，即可承担对建筑内所有监控设备管理任务，从而可大大减少有关的管理人员及其日常开支。
另外，由于楼宇自控管理系统其所具有的多种有效的能源管理方案，使得建筑在满足舒适性条件下，能耗可大大降低，从而进一步降低了建筑的日常营运支出，提高了建筑的效益。
延长机电设备的使用寿命以及提高建筑安全性
楼宇自控管理系统可以通过编程实现有关机电设备的平均使用时间，从而提高大型机电设备（如空调机组、各种水泵等）的使用寿命。
由于本系统具有极强的系统联网功能，在特定的触发条件下，可以和消防报警系统、安保系统等其它智能化子系统实现跨系统的联动功能，使建筑的安全性管理更可靠。
1.4系统设计
1.4.1需求分析
从本项目弱电系统的实际需要考虑，参考相关的建筑图纸，本项目楼宇自动控制系统需监控的内容有：
冷热源系统
空调新风系统
给排水系统
送排风系统
变配电系统
照明系统
电梯系统
根据有关招标要求，经统计本系统共有监控点***个左右，其中物理点***点（AI点***点，AO点***点，DI点***点，DO点***点），接口点***个左右。
系统接口：
变配电系统的运行参数，建议通过Modbus连接至WEBs600控制器，并通过配置相应的接口开发与相应系统的集成。
说明：
该部分系统接口协议必须由供货商提供，请业主在购置该设备时要明确要求供货商承诺提供其接口协议，以免后期不必要的投资。
1.4.2系统总体设计
楼控系统总说明：
系统点数、总线、软件点数、接口、控制器数量等信息。
1.4.3冷热源系统
冷热源系统概况。
1.4.3.1冷源系统
控制原理图。
监控点：
数字量输出点（DO）:
冷冻机组启停控制、阀门开关控制、冷冻水泵启停控制、冷却水泵启停控制、冷却塔启停控制、碟阀启停控制；
模拟量输出点（AO）:
供回水总管旁通阀控制。
冷冻水泵和冷却水泵的开关控制；
数字量输入点（DI）:
冷冻水泵冷却水泵的运行状态、故障报警和手自动状态，冷却塔运行状态、故障报警和手自动状态、碟阀开关状态、水流指示、电力供应状态；
模拟量输入点（AI）:
冷冻水系统供回水温度、冷却水系统供回水温度、供回水压力、水流量、热水泵、循环水泵的供回水温度等。
下图为冷热源系统的控制原理图。
监控内容：
1、冷冻机组的台数控制
控制系统监测冷水机组集水器和分水器的出水和回水温度。
控制系统通过分析温度变化与时间变化的趋势来判断当前满足系统负荷所需的冷水机组开启数量，从而进行冷源系统的自适应调节。
2、冷冻系统的联锁控制：
机组的投入或退出运行的过程是按预先编制的控制程序进行的。
当机组需要投入时，控制程序首先打开该机组对应的冷冻水蝶阀、冷却水蝶阀、冷却塔进出水蝶阀。
在得到各蝶阀打开状态信号后，延时30秒启动相应的冷却水泵，延时30秒启动相应的冷冻水泵，在得到相应的水流状态信号后，延时5分钟启动冷冻机组。
3、设备的自动切换及故障设备的自动锁定
为了保护冷源设备，延长设备的使用寿命，因此需要累计每台设备的运行时间，使同类设备进行交替运行，并在发生故障时自动切换。
在冷水系统中有某一设备发生故障时，系统立即发出报警到终端，同时锁定该设备以防再次启动。
在这同时自动启动另一个可得到的备用设备或一组可得到的设备。
当故障故障排除后，设备需要重新加入自控行列时，必须在BAS终端手动复位相应的锁定点，这样才能使锁定的设备再次进入自控行列，以防止设备未经确认的突然动作。
4、冷却塔控制
冷却塔的投入使用是由冷冻机启动时，由控制程序打开相应的冷却塔进出水蝶阀确定的。
投入运行的冷却塔风机是由冷却水总回水管的温度传感器决定。
当温度在一定范围内时依次投入风机运行。
当风机发生故障时，将发出报警到BAS终端，并且锁定该风机。
在排除风机故障后，必须在控制软件相应的复位点复位后才能重新投入自动运行。
当冷却水回水温度低于某设定值时，冷却水供回水旁通管上的电动蝶阀开启，使冷却水旁路后直接流回冷冻机。
1.4.3.2热源系统
热源系统控制原理图。
监测锅炉的运行状态、故障报警，监测锅炉机组的供回水温度，锅炉给水泵开关状态、锅炉高低水位报警，锅炉燃烧器故障报警，锅炉的排烟温度、蒸汽出口压力、供水流量、燃气耗量、水阀开关度
对热水泵、水阀的运行状态、故障报警和手自动状态进行监测，并可进行控制。
常用泵如发生故障，备用泵将自动切入。
监测板式热交换器的供回水温度，调节一次侧水阀开度，使板式热交换器的二次侧出水温度在适当的范围内。
记录设备的运行时间累计，每次启动时选择运行时间最短的设备，使设备交替运行，平衡分配各设备的运行时间。
节能措施：
根据大楼实际热负荷量和每日定时停机设定时间，提前关停主机，热水泵持续运行，充分利用空调水余留热量为大楼供热，以达到节能的效果。
根据大楼实际热负荷需求的变化，提供机组的运行台数的选择参考，以达到节能的效果。
1.4.4空调新风系统
空调系统概况。
楼宇自控管理系统对室外温湿度等进行监测，作为系统联动、新风量优化控制运行参数。
本系统通过DDC及预先编制的程序对各楼层空调设备进行监视和控制，设备的工作状况以图形方式在管理机上显示，并打印记录所有故障。
对于每个新风机组/空调机组，各采用一个Spyder控制器进行监控。
监控方案：
1、空调机组监控：
空调机组控制原理图。
该机组带有水阀调节控制、过滤网压差传感器、送风温度、回风温度监测以及水阀、新风阀，回风阀调节控制。
以及紫外光杀菌灯状态、加湿器、新风量箱的控制。
该部分空调是大楼空调的主要形式。
分别提供冷热源，系变风量空调机组，空气源来自新风和回风的混合。
变风量控制和定风量控制不同，当控制区域热、湿负荷变化时，不是在送风量不变的条件下依靠改变送风参数（温度、湿度）来维护室内所需要的温、湿度，而是保持送风参数不变，通过改变送风量来维持室内所需温、湿度。
这是基于送风量与热、湿负荷之间存在下述关系：
A：
送风量与室内热负荷关系
Q=Qr/Cpγ（tN―tS）
式中Q:
送风量[m3/h]
Qr:
室内显热负荷[kJ/h]
Cp:
干空气比定压热容[kJ/（kg·
K）]
γ：
空气密度[kg/m3]
tN:
室内温度[K]
tS:
送风温度[K]
B：
送风量与室内湿负荷关系
Q=D/γ（（dN―dS）/1000）
D:
室内热负荷[kg/h]
dN:
室内含湿量[g/kg]
dS:
送风含湿量[g/kg]
由上述关系可知，当室内热负荷减少时，只要相应地减少送风量，即可维持室温不变，不必改变送风温度。
这样做，一方面可以避免冷却去湿后再加热以提高送风温度这一冷热抵消过程所消耗的能量；
另一方面，由于被处理的空气量减少，相应地又减少了制冷机组的制冷量，因而节约了能源。
对于变风量系统采用的离心式风机：
风量与转速的关系为Q1/Q2=n1/n2
风压与转速的关系为H1/H2=（n1/n2）2
风机所需轴功率与转速的关系为P1/P2=（Q1H1）/（Q2/H2）=（n1/n2）3
由上述关系可知，轴功率与转速的三次方成正比，这就是说，随着风量（或转速）的下降，轴功率将立方倍地下降。
例如，风量下降到50％时，轴功率将下降到12.5%，可见节约的能源相当可观。
因此，用调节风机转速控制风量取代风门或档风板的节流调节是节能的有效措施。
送风温度的最佳控制：
根据与空调控制器的通信，收集至控制信号，达到室内的制冷要求度/采暖要求度，根据最高制冷要求度/采暖要求度，变更送风温度设定值。
每一分钟将复位值的1/10的值加给送风温度设定值，进风温度的下限值为11度。
供冷时，如果有一个风门全开，该区域温度高于上限，则增加供冷温度0.5℃，如果该区域温度低于下限，则降低供冷温度0.5℃。
回风湿度控制：
由回风管道内的湿度传感器实测出回风湿度,输入DDC，与湿度设定值比较，得到偏差，湿度大于设定值，关闭加湿器，湿度小于设定值，开启加湿器。
联锁控制：
根据新风风阀开关控制，并与风机、水阀联锁控制，停风机时自动关闭新风阀及水阀，风机启动时，延时自动打开风阀。
预冷和预热控制：
空调机启动时，关闭新风和排风阀，风机频率设为100%，根据回风温度对冷水和热水盘管的二通阀进行比例积分控制。
停机时，全部关闭合电动二通阀和新风管上的电动风阀，冷热水盘管上的电动二通阀全闭采用时限控制（10min左右）。
风管静压监测：
通过测量风管末端静压，对风管静压进行监测。
系统静压监测的目的，是为了在送风量发生变化的情况下，保证系统压力正常，防止超压现象，同时也保证了系统有足够的新风量。
过滤网的压差报警，提醒清洗过滤网。
风机运行状态及故障状态监测，启停控制。
升温控制：
空调机开始运转使，将新风阀全闭1小时，进行空调机的运转。
升温运转中禁止加湿控制。
定时消毒控制
空气质量控制：
根据空气中CO2浓度，控制新风量，当空气中CO2含量超标，增加新风量，减少回风量，直到空气质量达标。
启停时间控制从节能目的出发，编制软件，控制风机启／停时间；
同时累计机组工作时间，为定时维修提供依据；
例如，正常日程启／停程序：
按正常上、下班时间编制；
节、假日启／停程序；
制定法定节日、假日及夜间启／停时间表；
间歇运行程序：
在满足舒适性要求的前提下，按允许的最大与最小间歇时间，根据实测温度与负荷确定循环周期，实现周期性间歇运行。
编制时间程序自动控制风机启停，并累计运行时间。
2、新风机组监控：
该机组带有水阀调节控制、新风风阀开关控制以及过滤网压差传感器、送风温度监测功能。
主要监控功能如下：
机组定时启停控制：
根据事先排定的工作及节假日作息时间表，定时启停机组。
自动统计机组运行时间，提示定时维修。
监测机组的运行状态、手自动状态、风机故障报警、送风温度。
过滤网堵塞报警：
当过滤网两端压差过大时报警，提示清扫。
送风温度自动控制：
冬季自动正向调节热水阀开度，夏季自动反向调节冷水阀开度，保证送风温度维持在设定值。
连锁控制，风机启动：
新风风阀打开、水阀执行自动控制；
风机停止：
新风风阀关闭、水阀关闭，在冬季水阀则保持30%的开度，以保护热水盘管，防止冻裂。
报警功能：
如机组风机未能对启停命令作出响应，发出风机系统故障警报；
风机系统故障、风机故障均能在手操器和中央监控中心上显示，以提醒操作员及时处理。
待故障排除，将系统报警复位后，风机才能投入正常运行。
3、VAV监控：
VAV技术的基本原理，就是通过改变送入房间的风量来满足室内变化的负荷。
由于空调系统大部分时间在部分负荷下运行，所以，风量的减少带来了风机能耗的降低。
VAV系统追求以较少的能耗来满足室内空气环境的要求。
VAV系统有如下优点：
✓由于VAV系统通过调节送入房间的风量来适应负荷的变化，同时在确定系统总风量时还可以考虑一定的同时使用情况，所以能够节约风机运行能耗和减少风机装机容量。
✓系统的灵活性较好，易于改、扩建，尤其适用于格局多变的建筑，例如出租写字楼等。
当室内参数改变或重新隔断时，可能只需要更换支管和末端装置，移动风口位置，甚至仅仅重新设定一下室内温控器。
✓VAV系统属于全空气系统，它具有全空气系统的一些优点，可以利用新风消除室内负荷，没有风机盘管凝水问题和霉菌问题。
******的变风量空调机组共有166台，服务于整个办公区域。
办公区域每层划分为2～4个办公区，各个办公区设置数个功能小区，每个功能小区的面积在100平方米左右。
在外窗周边设置辐射式电加热以改善窗际温热环境。
变风量（VAV）系统的控制
VAV空调系统的设计和控制系统的设计是密不可分的。
VAV系统当中采用了房间温度控制、风机温度控制、送风静压控制、送风风量匹配控制环路。
直接数字控制DDC包含这4部分控制内容，它们是VAV空调控制系统的必要组成部分。
送风静压控制
在VAV系统中，通常根据静压传感器的信号来调节风机送风量，静压控制器通过调节风机转速或入口导叶来恒定静压控制点的静压值，以满足下游风道、末端装置及送风口的压力损失。
恒定静压的目的是保证任何一个末端的设计额定压力。
那么，就要将静压传感器放在系统最不利的末端入口。
由于要恒定静压，送风机不能无限制地减少风量，所以风机功耗并不与风量的3次方成正比。
由于存在风道阻力损失，静压传感器越靠近管路末端，静压设定值就越小，就越能节约风机功耗。
由于VAV系统的动态特性，实际上不容易定义一个最不利的末端装置。
任何一个都可能成为最不利。
当静压传感器的位置靠近风机出口时，风量大且风速也大，风管静压也较大。
当静压传感器的位置靠近系统末端时则完全相反。
因此，静压传感器的位置实际上关系到风管静压的取值大小，关系到变风量系统的调节损失和调节能力。
所以静压传感器的位置不应当是固定的，最好会同空调建筑的设计要求共同来确定：
当空调最大、最小负荷差距较大且又要求较好的调节能力时，此时静压传感器的位置可偏向风机端；
当最大、最小负荷差距较小且要求较好的节能效果时，静压传感器的位置可远离风机。
具体做法是：
在第一个空气末端装置的75%到100%处设置静压传感器，通过改变送风机入口的导叶或风机转速的办法来控制系统静压。
如果送风管不只一条，则需设置多个静压传感器，通过比较，用静压要求最低的传感器控制风机。
风管静压的设定值（主送风管道末端最后一个支管前的静压）一般取250-375Pa之间。
变静压控制，就是使用带风阀开度信号，风量传感器和室内温控器的变风量末端，根据风阀开度控制送风机的转速，使任何时候系统中至少有一个变风量末端装置的风阀是全开的。
变静压控制法的控制原理图如下所示：
从变静压控制法的控制原理图中，其控制方法：
✧变风量末端装置的风阀是全部处于中间状态或部分处于最小状态→系统静压过高→调节并降低风机转速。
✧变风量末端装置的风阀是个别处于全开状态，且风量传感器检测的实际风量等于温控器设定值→系统静压适合。
✧变风量末端装置的风阀是部分处于全开状态，且风量传感器检测的实际风量低于温控器设定值→系统静压偏低→调节并提高风机转速。
变静压控制方法的优点：
✧与定静压控制方法相比，节能效果明显
我们知道：
，
其中，N为风机的功率Q为风机输送的风量，P为风机所产生的风压，n为风机的转速。
当空调负荷变小时，风量Q从正常工况点Q1减少到Q2时，如图所示：
很明显，由于变静压控制法的n2小于定静压控制法的n1，风机功率N与风机转速n成3次方关系，故变静压控制法的节能效果比定静压控制法好。
✧控制精度高
✧房间的温湿度效果更好
变静压控制方法的缺点
✧增加了阀开度控制，相应增加了投资成本，使控制更加复杂，调试更加麻烦。
✧风阀开度信号对风机转速的调节有一个滞后的过程，房间负荷变化后要达到房间设定值有一段小幅波动过程。
VAV末端
******塔楼的变风量末端共有1069台，服务于在外窗周边设置辐射式电加热以改善窗际温热环境。
VAV末端基本的监控内容如下：
风量监测、风阀控制、室内温度设定、室内温度检测、电加热再热控制。
VAV末端的控制
按照是否补偿压力变化，有压力有关型（DressureDependent）和压力无关型（PressureIndependent）。
从控制角度看，前者由温控器直接控制风阀；
后者除了温控器外，还有一个风量传感器和一个风量控制器，温控器为主控器，风量控制器为副控器，构成串级控制环路，温控器根据温度偏差设定风量控制器风量设定值，控制器根据风量偏差调节末端装置内风阀。
当末端入口压力变化时，通过末端的风量会发生变化，压力无关型末端可以较快地补偿这种压力变化维持原有的风量；
而压力有关型末端则要等到风量变化改变了室内温度才动作，在时间上要滞后一些。
1.4.5通排风系统
通排风系统概况。
通排风系统控制原理图。
监控设备
监控内容
送、排风机
运行状态、电力正常供应、电动机故障报警、电动机过载报警、设备故障、风机频率、手自动状态、开关控制等
见上表。
同时累计风机的运行时间。
中央站用彩色图形显示上述各参数，记录各参数、状态、报警、启停时间（手动时）、累计时间和其历史参数，且可通过打印机输出。
排烟风机、加压风机在消防报警系统中已独立自成系统，BA系统不作任何控制，只作状态监测。
1.4.6给排水系统
给排水系统概况。
给排水系统控制原理图。
✧监视排水泵、生活水泵、消防栓泵、喷淋泵的运行状态，故障报警，本控遥控状态，对于排水泵、生活水泵可进行启停控制。
✧监视集水坑的液位状态，对排水泵进行联动。
✧监视水池、水箱的高低液位状态，并与生活水泵进行联动。
中央站用彩色图形显示上述各参数，记录各参数、状态、报警、启停时间、累计时间和其历史参数，且可通过打印机输出。
1.4.7变配电系统
变配电系统概况。
变配电系统监视原理图。
我们通过通讯接口方式，采集配电柜部分所需监测的三相电流、三相电压、功率因数、频率等电力参数。
按照标书要求，电力监控及能源管理系统配置通讯接口，采集上述参数。
为了安全考虑，对变配电系统的运行状态和工作参数，由楼宇自
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