楼宇自控系统方案Word文档格式.docx
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通过优秀的控制设备、软件及良好的管理，可有效地节约能源。
2、楼宇自动化控制系统技术选型
（1）、楼宇自动化控制系统选型
随着科技的发展、社会的进步，许多高级建筑物（例如：
商务大厦、会展中心、党政机关、企事业单位办公楼，高级宾馆，高级写字间）内包含的楼宇设备设备和不同功能的子系统越来越多，越来越复杂。
同时，建筑物业主希望整个系统具有更高的性能、更高的效率和相对低的维护扩展费用。
但由于不同厂商提供了不同功能的产品和子系统，采用了不同的通信协议，因此将造成各子系统有不同的通信速率、不同的编码格式和不同的通信规则，致使各子系统间实现互操作和系统互连将很困难，实现智能建筑的系统一体化集成更就无从谈起。
如果各子系统孤立运行，不仅难以对整个系统进行统一的协调和管理，会有较高的运行和维护费用，而且不利于系统扩展和改造。
现在，建筑物业主和管理者迫切需要一种开放的、可互操作的控制技术。
通过这种技术建筑物内的各种自控设备都可方便地集成在一起，实现各个子系统和各个设备间的自由通信，以求取得最佳的经济利益。
今天，建筑物业主和管理者正在寻找一种建筑物控制系统。
这种控制系统是一个开放的、可互操作的控制系统，它可以把来自多家厂商的暖通空调、照明、消防、安保、门禁、给排水和电梯等设备集成一体化地集成在这个控制系统中。
就象在计算机市场上PC机带来的浪潮一样，开放的、可互操作的控制系统的使用可以为用户在系统的整个生命周期内降低系统安装费用、提高性能、节约运行费用。
另外，在一个控制系统中多厂商产品的一体化集成需要采用一个统一的通信协议，通过使用相同的通信协议，昂贵的用户硬件、软件和网关等设备可以被取消。
由于楼内设备品种繁多，并且分布于楼内不同层面上。
对于这种复杂的分布场合，非常适合分布式智能楼宇控制系统的应用。
根据我们多年来在实际工程中使用情况的比较，经过对其先进性、可靠性、软件功能、业绩、价格和售后服务等综合考虑，我们建议楼宇自动化控制系统采用加拿大E&
U公司和美国埃斯朗（Echelon）基于LonWorks技术为核心的楼宇管理系统作为楼宇自动化控制系统，而所有的传感器和执行机构则选定美国江森公司的进口产品，完全满足楼宇自动化控制系统的设计要求。
我们确信它能为楼宇提供一个具有国际先进水平的BAS系统，使楼宇更舒适、安全、高效、节能，体现楼宇科技领先的特点。
楼宇自动化控制系统在设备控制层采用目前世界领先技术---LonWorks现场总线技术，在它真正并彻底地贯彻了“分散控制、集中管理”的控制思想，在国际和国内都有数量众多的应用案例。
而在设备管理层则结合当今internet技术发展的潮流，采用先进的WEB控制技术，可以直接在浏览器上实现监控，具有良好的易操作性，而这种监控既可以是本地的，也可以是远程的，同时具有良好的安全性。
（2）、LonWorks技术简述
LonWorks技术是1991年由美国埃施朗（Echelon）公司推出的，LonWorks技术所使用的通讯协议叫LonTalk协议，该协议遵循国际标准化组织（ISO）1984年公布的开放系统互连（OSI）参考模型的定义，它提供了（OSI）参考模型定义的全部七层协议的全部服务，网络协议开放，可以实现强大的互操作。
美国埃施朗（Echelon）公司推出的LonWorks局部操作网络技术，通常称LON（LocalOperationSystem）网络技术，在LON网络中,大批被称作一次元件的设备（传感器、执行器等）和LON的控制节点相互配合,使用一种标准的通信协议LonTalks协议，经过多种传输媒体进行节点之间的通信,灵活组成各种各样的分布式智能控制系统。
更准确地说LonWorks技术有效地解决了集散控制系统的通讯难题，在国际和国内都有数量众多、规模庞大的应用案例。
LonWorks技术是开放系统的一种完整的解决方案，是专门为实时控制而设计的、能在控制层提供互操作的现场总线技术，它以成本低、体积小、功能多为特点。
LonWorks技术推出后，发展很快，其安装的节点数远远超过了任何其他现场总线产品，几乎囊括了测控应用的所有范畴。
LonWorks已成为多种行业的标准。
半导体设备材料国际（SEMI）选择LonWorks技术的通讯协议----LonTalk协议作为半导体生产的传感器总线标准之一。
全球半导体工业中的传感器总线中LonWorks总线产品占有55.4%的市场份额，市场占有率远远超过其它总线技术。
美国国家航天航空总署（NASA）控制的AGATE工业协会选择LonWorks协议作为下一代民用飞行器标准的一部分。
在家电市场，电子工业协会（EIA）下属的集成家用系统（IHS）技术委员会正计划最终建立一个基于LonWorks技术的全新家用控制网络标准EIA709。
国外已有多家家电厂商推出基于LonWorks电力线传输技术的网络家电产品。
在加油站系统领域，国际加油站标准论坛（IFSF）已把LonWorks技术选定为加油站通信标准。
欧洲的加油站使用LonWorks网络来控制泵、油罐计量、电子信号、轿车清洗、付款终端、照明、保安和制冷等服务。
美国铁路运输联盟选择LonWorks控制网作为将100多万节车厢改装成电控气动刹车系统的最佳方案。
美国空调暖通制冷工程师协会（ASHRAE）将LonTalk协议确定为楼宇自动化控制系统和控制网络（BMSKNET）的标准之一。
LonWorks技术的主要性能特点包括：
1）全分散的网络结构，LonWorks技术与各种传感器和执行机构结合，构成现场监控单元。
2）工业控制级的芯片设计，如：
芯片内有软件狗、通讯报文的确认传送、纠错，优先级别可以进行灵活的管理等，芯片工作时可靠性极高。
3）系统采用无中心控制的真正分式控制模式，神经元CPU为核心的控制节点能够独立完成控制和通信功能，使用方便,功能强大,质量稳定可靠。
4）LonWorks技术的通讯协议----LonTalk协议完全遵守ISO/OSI模型的全部七层通讯协议,提供了OSI参考模型所定义的全部七层服务。
5）LonWorks技术的网络拓扑结构不受总线网络拓扑单一形式的限制，可以是总线型、星型、环型、甚至是自由拓扑结构。
6）LonWorks技术支持多种通讯介质，包括双绞线、同轴电缆、光纤、电力线、无线电波和红外电波，并且多种媒质通过路由器连接，能够在同一个网络中混合使用这些通讯介质。
7）控制节点间可以用普通双绞线和普通电源线连接,增加或减少控制节点，不需改变网络的物理结构。
节点具有联网协同工作功能，不依赖中央控制室，节点具有独立的工作能力。
系统组态非常灵活,组网简单，安装成本低，升级改造费用低。
8）lonworks是点对点的网络系统，它可以通过总线与其它节点交换数据共享信息资源。
系统整体可靠性高,控制节点故障只影响与其相连的设备，不会造成系统瘫痪，系统稳定性大大提高，维护容易。
9）网络通信协议已固化在控制节点内部，不需用户开发，使得系统开发容易，应用编程简单，开发周期大大缩短。
系统布局改变不必对原有应用程序作重大改动，从而保护了应用开发资源。
10）本系统可以与非LonWorks的其它系统相兼容，具有良好的互操作性、开放性。
Lonworks是国际楼宇控制的标准，对将来的设备维修、升级改造非常有利。
11）节点程序可通过控制室操作站编写后下载，也可通过现场便携式操作终端或笔记本电脑下载，而不会改变网络属性，方便简化系统的维护、调试工作。
3、楼宇自控BAS网络结构
BAS是一种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节点连接起来的集散型控制系统，具有集中操作、管理和分散控制的功能。
按照分布式控制理论，系统采用分布智能式控制结构。
广州警备区修理厂综合楼楼宇自动化控制系统采用二级式网络式结构，由控制层和管理层两级网络结构组成。
其中控制层由各监控现场的区域智能节点组成，管理层由中央控制中心的主控计算机以及各分控室的分控计算机组成。
管理层和控制层的具体网络结构按照广州警备区修理厂综合楼的结构特点分布划分。
在BAS系统的控制层，所有控制器通过控制层网络以点对点方式通信，控制层网络通信速率最低为78kbps，传输距离不小于2700米。
在系统设备层，通过现场控制器对设备实现控制，这种控制是在无人干预下，按照预先给定的程序运行，同时能对上位机的操作指令做出响应；
在一个区域内，一定数量的现场控制器连在同一条总线上，通过网关实现与上位机的通讯。
同时也通过网关实现信息在一定范围内的传播，以免对网络带来太大的负担。
在控制层网络，各种LonWorks监控节点安装在LonWorks现场总线网络上。
现场总线网络由垂直网络和水平子网络两部分组成。
垂直网络在广州警备区修理厂综合楼的弱电井内布线，水平子网就是各楼层平面为单位的楼层LonWorks网络。
垂直网络和楼层平面子网络均采用总线式网络结构，两者通过LonWorks路由器连接，构成二级网络。
主干网络和各楼层子网均采用开放式标准通信协议LonTalk，构建整个广州警备区修理厂综合楼楼宇自动化控制系统的网络平台。
不同子网的LonWorks控制器的数据以网络变量方式直接经LonWorks路由器完成数据包的交换、共享及联动。
在BAS系统的管理层由服务器、操作站、网络通信设备等通过网络相联组成。
管理层网络采用100MBASE-T以太网。
在管理层网络，控制室设置控制计算机，实现整个BAS的系统的集中管理，通过i.Lon1000互联网服务器实现数据交换和共享。
具体来说，管理层网络可以通过以太网与其他管理计算机进行楼宇管理信息的传输和共享；
各种监控节点运行在LonWorks现场总线网络上，共同组成现场总线监控网络，监控管理计算机与LonWorks监控节点间通过专门开发的LonWorksWeb服务器I.LON1000连接。
这种二级网络结构设计符合以下原则：
A.满足分散监控的需要，所有管理可在各控制器在网络上实现。
B.满足分散控制的需要，所有控制分散在DDC或网络控制器上；
为提高系统的安全性，系统的数据库必须是分散形式的，在上位机管理计算机上实现备份。
C.各网络层之间使用开放式的标准通信协议LonTalk构建平台。
D.尽量减少故障波及面，实现“危险分散”。
E.系统的扩展易于实现。
F.网络上LonWorks控制器间的通讯使用网络变量，无需经过上位机即可进行数据传送。
G.BAS系统的主控系统具有可移动性，可以在LONWORKS网络上将其主控系统设置在大厦的任一楼层，而且这种设置方式无需改动BMS网络上其它设备的接线方式。
4、楼宇自控系统设计依据
●《中华人民共和国法定计量单位》
●《国际单位制及应用》GB3100-93
●《智能建筑设计标准》（上海市标准DBJ08-47-95）
●《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16－92
●《采暖通风与空气调节设计规范》GB19－87
●《采暖通风与空气调节术语标准》GB50155－92
●《建筑设计防火规范》GBJ16－87
●《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95
●《电子计算机设计规范》GB0174-93
●《计算机机站场地技术要求》GB2887－82
5、楼宇自控系统设计思想
根据实用性和先进性相结合的原则，我们认为楼宇自动化控制系统应具备以下的功能设计指导思想：
（1）、控制系统技术领先：
楼宇自动化控制系统是先进的楼宇智能控制和管理系统,技术上具有一定的领先性，与现代智能建筑的功能定位相符合。
（2）、网络清晰，层次分明：
总体结构采用智能型集散式结构，由现场控制（区域控制器）、上位机管理两级网络组成，并可实现数据传输、数据处理和信息共享。
整个BAS系统组成楼宇信息系统的的一部分。
（3）、系统经济实用：
楼宇自动化控制系统必须是功能实用、稳定可靠，所有的受控设备在中央监控站停止工作时，均可在LON节点模块的作用下实现就地控制运行。
同时系统造价和维护成本要求经济合理，不做重复投资。
（4）、先进的系统操作软件：
向用户提供的应用软件基于通用的操作系统平台，且功能丰富、组态灵活、兼容性好，使用户拥有一个功能强大、界面友好、操作方便灵活的运行环境。
系统操作基于普通的IE浏览器平台，通用性良好，操作维护简单。
（5）、简明的编程语言及直观的操作方式：
能保证操作人员不需具备深厚的计算机专业知识，经过相应的培训之后即可掌握系统的操作管理技能；
采用图形化操作界面便于使用者完成系统的日常操作与管理。
（6）、网络信息共享：
系统上的各个现场控制器应具有点对点通信能力，可调用任何连接在网络上的控制器内贮存的测控数据，系统有一个公用的数据库来记录系统所有的测控数据和系统设定信息。
分控计算机应能够显示分区内所有监控设备的运行状态、故障状态、监测参数值、调节设定值、实施记录每一时刻、每一事件的发生，并能协调、处理一般的突发事件。
主控计算机应能对整个BAS系统内的所有设备实施监控，并且在控制的过程中拥有比分控计算机更大的权限。
系统调试完毕后，中央监控站应完全能够自动控制整个系统的日常动作。
同时BAS系统能与大楼内的其他信息系统进行数据共享：
根据其他系统的数据进行实时的控制和管理；
为其他信息系统提供有关的数据。
这对于广州警备区修理厂综合楼这样一个信息密集，自动化水平较高的大厦来说，是十分重要的。
（7）、系统具有良好的可扩充性：
每台LON节点模块的输入输出点均应为通用输入输出。
以便今后扩充输入输出点。
A、系统功能满足甲方的要求；
系统稳定可靠、美观大方、操作简便、易于维护；
工程布线和安装按照规范进行；
系统易于升级改造。
B、本系统设计中严格依照中华人民共和国公安安全行业标准公安局技防办关于保安系统的有关规定，以开发单位提供的技术要求与图纸资料为参考，结合实际情况，用最佳设计方案体现最高的性能价值比，这是我们的设计指导思想，也是我们的基本出发点和追求的目标。
6、楼宇自动化控制系统监控中心设计
楼宇自动化控制系统监控中心设在二楼中央控制室内，便于对冷冻机组进行有效管理。
能实时动态的显示BAS所集成的各子系统经授权使用的设备状况及报警信息，授权显示及设定各种参数，提供设备的维护记录、电力和能源消耗分析等日程表。
监控中心设备有：
a.一台主操作站，采用工控服务器；
内置lonmaker建网软件、LNSDDE通讯软件、上位机组态软件、与其它网络协议的通讯接口于一身的服务器。
而且上位机的工控软件是基于WebPage设计的，其它用户可以根据权限浏览。
b.一台打印机，用于报警和一般记录打印。
7、楼宇自动化控制系统方案设计说明
楼宇控制系统在BAS的基础上建设，是一种由计算机网络将分布在各监控现场的区域智能节点连接起来的集散型控制系统，系统采用分层分布式控制结构，由中央控制中心的操作站和各监控现场的区域智能节点组成，系统内的节点之间连接采用Lonworks现场总线技术来实现。
（1）、中央制冷系统控制制冷系统
A.基本监控内容如下
监控设备
监控内容
冷水机组
室外温湿度、冷冻水给水管网压力、冷冻水回水管网压力
冷冻水温度测量
冷冻水供回水温度测量
冷冻水一次泵（定流量）
冷冻水蝶阀状态、冷冻水蝶阀控制、冷冻水泵故障报警、冷冻水泵开关状态、冷冻水泵过载报警、冷冻水泵手/自动状态、冷冻水泵开关控制
冷冻水二次泵（变频）
冷冻水泵故障报警、冷冻水泵开关状态、冷冻水泵过载报警、冷冻水泵手/自动状态、冷冻水泵变频控制、冷冻水泵变频故障报警、冷冻水泵开关控制
冷冻水流量测量
冷冻水回水流量、冷冻水流量
冷冻水压差监控
冷冻系统压差测量，水过滤器堵塞报警、压差控制
B.具体实现方法
a）用制冷系统自带的通讯接口对冷冻系统进行监控。
b）通过对水温的检测，可以控制冷冻塔的开启台数。
c）控制冷冻塔的工作，保证回水温度稳定在设定范围内。
d）监测机组水流状态，如不正常，立即关闭冷水机及相关设备。
e）采集冷冻塔的运行参数，并进行实时监控，统一管理，达到有问题早发现，把问题消灭在萌芽状态，保证冷冻塔的安全运行。
同时由于进行统一的管理，使每台冷冻塔尽量保持在效率最高状态工作，充分达到节能的目的。
f）在开启冷冻塔和水泵时可根据自身的记录自动开启累计运行时间最短的主机或水泵，自动平衡各台机器的运行时间，减少冷冻塔或水泵因运行时间不平衡而造成的机械损失，延长机器的使用寿合，降低系统的维护费用。
g）测量总进水管和总回水管之间的压力差，保证各层的水力平衡，根据供回水管压力通过电动二通阀调节压差。
冷却系统控制
A．基本监控内容如下表
冷却塔
冷却塔蝶阀状态、冷却塔蝶阀控制、冷却塔风机开关状态、冷却塔风机故障报警、冷却塔风机手/自动状态、冷却风机开关控制
低位膨胀水箱
膨胀水箱进水电磁阀、膨胀水箱水位监控
冷却水泵
冷却水蝶阀状态、冷却水蝶阀控制、冷却水泵故障报警、冷却水泵开关状态、冷却水泵过载报警、冷却水泵手/自动状态、冷却水泵开关控制
冷却水流量测量
冷却水流量监控
冷却水温差监控
冷却系统温差测量
冷却水压差测量
冷却系统压差测量，水过滤器堵塞报警、压差控制
B．具体实现方法
a）使用制冷系统自带的通讯接口对冷却系统进行监控。
b）通过对水温的检测，可以控制冷却塔的开启台数。
c）控制冷却塔的工作，保证回水温度稳定在设定范围内。
e）采集冷却塔的运行参数，并进行实时监控，统一管理，达到有问题早发现，把问题消灭在萌芽状态，保证冷却塔的安全运行。
同时由于进行统一的管理，使每台冷却塔尽量保持在效率最高状态工作，充分达到节能的目的。
f）在开启冷却塔和水泵时可根据自身的记录自动开启累计运行时间最短的主机或水泵，自动平衡各台机器的运行时间，减少冷却塔或水泵因运行时间不平衡而造成的机械损失，延长机器的使用寿合，降低系统的维护费用。
（2）、空调系统控制
A.基本监测内容如下：
a）开关状态
b）故障报警
c）手自动转换
d）新风温度
e）回风温度
f）过滤网压差
g）风压
以上参数都能在上位机软件监测界面中显示。
a）使用EU-2042控制模块对新风机进行监控。
b）DDC控制模块通过控制新风机控制箱的启停触点实现对通风机的启停控制。
c）回风风管温度传感器检测回风温度，送到控制模块与设定值比较，控制模块根据PI运算结果，输出信号控制冷水电动二通阀的开度和新风/回风法门的开度，同时输出信号控制变频器的输出频率，调节风机转速，使回风温度保持在设定范围内。
d）通过写入时序和与大厦数据库的数据交流，根据实际需要进行实时调整，来完成空调机的定时控制；
同时将有关的数据送信息集成系统。
（3）、新风系统控制
B.具体实现方法：
b）DDC控制模块通过控制新风机控制箱的启停触点实现对新风机的启停控制。
d）通过写入时序和与大厦数据库的数据交流，根据实际需要进行实时调整，来完成新风机的定时控制；
（4）、给排水监控系统
给排水系统主要是排污泵。
BAS监视水泵的工作状态，检测水池的液位。
当设备发生故障，液位异常时，BAS马上发出声光报警，记录备案，并自动显示故障的情况和区域，提示工作人员进行解决。
a）测各污水泵的运行状态,故障状态。
b）污水坑溢流水位报警
a）用EU-2026控制模块对给排水设备进行监控。
b）传感器的安装：
在各排污泵安装高低水位开关，DDC控制模块通过采集水位开关信号实现对水池水位的检测。
DDC控制模块通过采集水泵控制箱的手自动开关、水泵运行状态触点、故障触点实现对水泵的监测。
所有信号经DDC控制模块发送给管理计算机，均可在中央控制室监测到。
c）当水池水位上升到高水位时，启动排污泵进行排污；
当水池水位下降到低水位，停止排污。
（5）、照明监控系统
A.基本监控内容如下：
a）泛光照明控制及状态。
b）公共区域照明控制及状态。
a）使用EU-2026并具有开关状态显示控制模块对各照明回路进行监控。
b）DDC控制模块通过控制照明控制箱的启停触点实现对照明回路的启停控制。
c）照明回路的状态信号经DDC控制模块发送给管理计算机，均可在中央控制室监测到。
在中央控制室设定照明回路启动及关闭时序表，DDC控制模块根据时序表发出照明回路启停的指令。
（6）、供配电系统
A.控制内容：
a）计算机软件对用电量进行累计计算，并打印报表，以供物业管理部门利用。
b）对低压配电的电流，电压，功率因素进行监察。
c）对各个输出回路、补偿柜、联络柜的工作状态、故障报警信号进行监察。
a）使用EU-2802控制模块对各种变配电设备进行监测，但只监不控。
b）变配电系统的所有电参数（包括三相电压、三相电流、有功功率、无功功率
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