高校数字化校园建筑设备管理自动化系统方案Word文件下载.docx
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GB/T50314-2000《智能建筑设计标准》
JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
GBJ16-87《建筑设计防火规范》
GBJ/232-90、92《电气装置安装工程施工机验收规范》；
GBJ19-87《中国采暖、通风与空气调节设计规范》
GBJ15-74《中国室内给水排水热水供应设计规范》
GB/T50311-2000：
《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》
GJBT-471《智能建筑弱电工程设计施工图集》
GB50054-95《低压配电设计规范》
某学校提供的总平面图、标书要求以及一些相应的地方性设计规范。
1.3系统设计思想
本工程中我们建议将空调系统部分一起考虑，对一座现代化的大楼，中央空调部分是必不可少的，而该部分又是厦节能的主要部分。
合理设备优化启停及精确的温湿度的控制不但为大楼提供高效舒适的办公及学习环境，更为降低大楼的能耗做出卓越的贡献。
根据相关的招标文件，结合当今楼宇科技发展的主流，我们为学校选用了Honeywell公司的EBI系统。
本系统不但是一个符合当今BAS设计主流技术先进成熟的集成系统，而且是目前世界上唯一已经将BA、SA、FA集成的管理平台，可完全满足各种大厦及建筑群的需要，且为很多工程应用的成熟、可靠的系统。
系统网络应采用标准网络协议，符合远程通信管理以及符合计算机发展技术趋势的要求。
系统软件应能提供多种标准通讯协议便于实现系统集成，并按模块化的方法设计，便于系统规模及应用功能的扩展。
与弱电集成系统联网，BAS可将设备维修信息自动传送至集成系统，方便物业管理部门及时组织维修，对于这样的新校区来说将有大量的设备维护工作，通过系统间的联网将大大提高工作效率。
我司采用的EBI系统，充分体现集成及开放性，系统的成熟及可靠性、可扩展性。
Honeywell公司的XL500现场分布式模块化控制器集合EBI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，为上海市某大学提供一套先进、可靠，设计功能完善的BAS系统，本系统主要致力于以下目标：
∙节能
∙节约人力，提高工作效率
∙延长设备使用寿命
∙创造舒适的环境
是一综合性的智能化建筑群，建筑物分布区域大，分布范围广。
根据建筑特点和功能要求及以上需求分析，我们为大楼提供Honeywell最新推出的EXCEL5000EBI系统。
该系统是目前世界上最为先进的高效能、集成化的BMS系统，，并适用于大楼、建筑群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。
系统设计以满足工程的要求、采用最先进的技术和系统、根据招标图纸，以最高价格性能比为原则，采用优化的设备配置、运行方案及管理方式，为大楼提供高效率的系统管理，为大楼的机电设备提供良好的运行环境，为大楼提供舒适的工作及生活环境。
1.4需求分析及功能说明
针对某大学的建筑图纸情况,并结合我公司的对楼宇自动控制系统的实际工程经验，从系统的当前设计及今后的宏观规划均作了仔细考虑，我们对的BAS部分主要考虑以下部分进行监测、控制。
监测内容：
●电源管理部分
Ø
电源（电梯、灯光）回路的开关控制
电源回路的开关状态、手自动状态
该部分主要考虑公共照明及公共设备的集中管理，可以通过BAS软件来进行分时间段来控制，也可能通过软件来进行联动，该部分联动主要考虑到灯光部分。
可以通过设置照度传感器，可以根据节假日和工作日的定时调度同时参考室外的光照度来自动控制室内照明及室外泛光照明电源的开与关。
●绿化喷淋部分
绿华喷淋供水管上阀门的开关控制
阀门的开关状态、手自动状态
通过BAS软件来进行分时间段来控制，可以一年不同季节的定时调度同时参考室外的光照度来自动控制室喷淋阀门的开与关。
●给排水系统
监测水箱的超高水位、高水位、超低水位
运行状态、故障状态、切换状态、启停控制
监测集水坑的高水位、低水位
监测生活水池的超高和超低水位状态，同时进行超高、超低液位报警。
当水箱低位报警时，启动补水泵，进行补水；
当监测集水坑的超高液位报警时，打开排水泵，同时进行排水。
●*空调系统（空调机组、空调冷热水系统）
空调机组监测内容：
回风温度/室内温度
回风湿度/室内湿度（依实际需求考虑湿度的监测）
预热控制：
机组启动时新风阀关闭，进行预冷/预热。
过滤网淤塞报警，过压时自动报警
监控风机参数有：
运行状态、故障状态、手/自动状态、频率控制和开关控制。
新风阀开关控制。
送风压力检测。
湿度控制：
根据室内相对湿度对加湿器电动阀的PID控制。
联锁控制：
新风风阀与风机、水阀联锁控制，停风机时自动关闭新风阀和水阀，风机启动前，延时自动打开风阀。
中央对系统中各台设备所控空间的温度进行监测和设定。
运行状态及故障状态监测，启停控制。
监测设备的手/自动状态。
编制时间程序自动控制风机启停，并累计运行时间
冷热水电动二通阀控制：
根据回风温度/室温与设定温度差值，对冷/热水阀开度进行PID调节，从而控制回风温度或房间温度。
在夏季工况时，当回风温度升高时，调节水阀开大；
当回风温度/室温降低时，调节水阀开小。
在冬季工况时，当回风温度升高时，调节水阀关小；
当回风温度/室温降低时，调节水阀开大。
使回风温度/室温始终控制造设定值范围内。
系统将采集典型室外温湿度参数，供系统作最优启停控制与焓值控制及其他的节能控制。
各空调机组的参数设定值由中央站进行设定，由DDC自动控制。
空调冷热水监测内容：
热泵机缓的启停控制、运行状态、故障状态、手自动状态
蒸发器冷凝器进出水温度、水流状态
循环水泵的启停控制、运行状态、故障状态、手自动状态
电动蝶阀开关控制，状态监测
分、集水器之间的压力差值
冷热水供水管总流量
对热泵机组的参数采集，还需要根据热泵机的品牌、型号和规格来定，故有必要对热泵机的型号和热泵机的控制器作进一步的了解，对可以传送的信号进行确认。
以上列举的参数，是BAS完成控制有参考价值的参数，并不意味着任何热泵机控制器都会提供这些工艺参数。
所以从系统构成及整合的要求看，BAS的监测点必须对数据通讯得到的参数作适当增补。
同样，对于可以经过通讯取得的参数，BAS不必配置监测元件，以避免重复设点，造成浪费。
热泵机组的启停对相关设备的联锁控制是保障设备正常、安全运转的重要条件。
热泵机组的启停顺序如下：
启动热泵机的管路电动蝶阀打开→启动水泵→水流开关信号指示（作为连锁条件的返回信号）→启动热泵机主机。
关闭热泵机→（延时数分钟，视工况判定延时时间）→关闭水泵→热泵机水流开关信号指示（作为连锁条件的返回信号）→关闭热泵机的管路的电动蝶阀。
为了节约能源的目的，根据冷热源系统总负荷水平进行热泵机组运行台数的控制（也称为“群控”），目的是使运行的热泵机台数，刚好能够满足系统负荷的需要，而不至于超需求多开或者不能满足需求。
系统配置不同容量冷机，可以降低台数控制中系统负荷能力变化的台阶，使运行能力更接近系统需求，有更好的节能效果。
热泵机、冷冻水泵和电动蝶阀的配置和控制方式对业主的投资和运行效率都有影响，因此投标方和业主及建筑暖通专业设计方应该进行足够的交流，以期获得更为合理的系统解决方案。
上海某大的BAS系统应该对本部分慎重考虑，以期待更好的投资回报。
我们建议在确认各种机电设备型号和及它的数据通讯规格以后，对这一部分的监测I/O点作进一步细化，以便做出更合理的配置来满足学校的实际需求。
空调系统是大楼的能源消耗的大户，采用优化的控制方案不但可为创造一个舒适及安全的工作环境，且能大大节约能源。
1.5主要配置功能
中央管理系统硬件部分：
中央主服务器器及操作站备用服务器均选用国际名牌DELLC机，完全支持Honeywell公司楼宇控制EBI系统。
打印机采用了矩阵打印机。
中央管理系统软件部分：
服务器上将安装EBI服务器/工作站软件及WindowsNT/2000操作,API标准接口软件及第三方的开发接口。
现场设备：
现场控制器；
采用XL500型控制器，为128点，支持本地及现场分布式模块，配置灵活，为LonMark产品，完全支持Lon-Bus。
对于不同楼层的现场设备分布配置相应的输入/输出模块，保证系统良好的集散性和今后的扩展性。
DDC的硬件及软件配置均能保证分站按独立方式运行，真正实现危险分散的集散型控制，分站软件包括系统软件（含监控程序和实时操作系统）及所需的一系列应用软件，提供编程用的CARE软件，以方便用户日后的修改程序。
管理层网络：
采用标准的TCP/IP以太网构成局域网，中央站与工作站为服务器/客户机结构，通过以太网及相应的通讯接口实现中央站、工作站、及第三方设备、相关子系统间的及上位IBMS系统的数据通信、资源共享和综和管理功能。
Honeywell的控制器通过C-bus与EBI中央通讯，能实现控制器间的通讯，即同层通讯，便于系统参数的共享及不同控制器间的联动控制。
EBI中央可通过C-BUS把信息传送至任何指定的分站。
监控层网络C-BUS也可以根据实际监控需要建立其子网，如Lon-Bus。
1.6系统功能描述及能源控制软件
1.6.1中央站功能
监视功能
EBI以WindowsNT/2000为操作平台，采用工业标准的应用软件，全中文化的图形化操作界面监视整个BA系统的运行状态，提供动态图片、工艺流程图（如空调控制系统图）、实时曲线图（如温度曲线图，可几根同时显示，时间可任意推移）、监控点表、绘制平面布置图，以形象直观的动态图形方式显示设备的运行情况。
可根据实际需要提供丰富的图库，并提供图形生成工具DisplayBuilder软件，绘制平面图或流程图并嵌以动态数据，显示图中各监控点状态，提供修改参数或发出指令的操作指示。
可提供多种途径查看设备状态，如通过平面图或流程图，通过下拉式菜单或十个特殊功能键进行常用功能操纵，以单击鼠标的方式可逐及细化地查看设备状态及有关参数。
画面的转换不超过两键，画面全部数据刷新小于2秒。
EBI系统软件能提供一个多任务的操作环境，使得用户可同时运行多个应用程序，在运行多个实时监控程序的同时可同时运行如Word或Excel软件，也可浏览Internet网页。
通过使用工业标准的软件来支持并行访问和系统监控操作。
控制功能
能在EBI中央通过对图形的操作即可对现场设备进行手动控制，如设备的ON/OFF控制；
通过选择操作可进行运行方式的设定，如选择现场手动方式或自动运行方式；
通过交换式菜单可方便地修改工艺参数。
EBI对系统的操作权限有严格的管理，以保障系统的操作安全。
EBI对操作人员以通行字的方式进行身份的鉴别和管制。
操作人员的根据不同的身份可分为从低到高6个安全管理级别。
EBI软件能自动对每个用户产生一个登录/关闭时间、系统运行记录报告。
用户自定义的自动关闭时间。
以防操作员而然离开的时的系统安全。
先进的报警功能
当系统出现故障或现场的设备出现故障及监控的参数越限时，EBI均产生报警信号，报警信号始终出现在显示屏最下端，为声光报警（可选择），操作员必须进行确认报警信号才能解除，但所有报警多将记录到报警汇总表中，供操作人员查看。
报警共分3个优先级别。
报警可设置实时报警打印，也可按时或随时打印
综合管理功能
EBI对有研究与分析价值、应长期进行保存的数据，建立历史文件数据库：
采用流行的通用标准关系型数据库软件包和EBI服务器硬盘作为大容量存储器建立EBI的数据库，并形成棒状图、曲线图等显示或打印功能。
EBI提供一系列汇总报告，作为系统运行状态监视、管理水平评估、运行参数进一步优化及作为设备管理自动化的依据，如能量使用汇总报告，记录每天、每周、每月各种能量消耗及其积算值，为节约使用能源提供依据;
又如设备运行运行时间、起停次数汇总报告（区别各设备分别列出），为设备管理和维护提供依据。
EBI可提供图表式的时间程序计划，可按日历定计划，制订楼宇设备运行的时间表。
可提供按星期、按区域及按月历及节假日的计划安排。
设6级操作员管理，并需操作口令。
1.6.2节能效果技术分析
主要控制功能：
焓值控制：
对每种空气源进行全热值计算，并进行比较决策，自动选择空气源，使被冷却盘管除取的冷量或增加的热量最少，来达到所希望的冷却或加热温度。
最佳启动：
根据人员使用情况，提前开启HVAC设备。
在保证人员进入时环境舒适的前提下，提前时间最短为最佳启动时间。
最佳关机：
根据人员使用情况，在人员离开之前的最佳时间，关闭HVAC设备，既能人员离开之前空间维持舒适的水平，又能尽早地关闭设备，减少设备能耗。
减小再加热控制：
对于使用集中供冷、分区再加热方法进行温度控制的多区单位空调系统，根据区域状态计算再加热需要量，并据此进行优化，重新设定冷冻水最佳温度（或冷盘管出口最佳温度）的控制算法，最大程度地减少冷热抵消所引起的能源消耗。
设定值再设定：
根据室外空气的温度、湿度的变化对新风机组和空调机组的送风或回风温度设定值进行再设定，使之恰好满足区域的最大需要，以将空调设备的能耗降至最低。
负荷间隙运行：
在满足舒适性要求的极限范围内，按实测温度和负荷确定循环周期与分断时间，通过固定周期性或可变周期性间隙运行某些设备来减少设备开启时间，减少能耗。
分散功率控制：
在需要功率峰值到来之前，关闭一些事先选择好的设备，以减少高峰功率负荷。
夜间循环程序：
分别设定低温极限和高温极限，按采样温度决定是否发出“供热”或“制冷”命令，实现加热循环控制或冷却循环控制。
在凉爽季节，夜间只送新风，以节约空调能耗。
夜间空气净化程序：
采样测定室内、外空气参数，并与设定值进行比较，依据是否节能效果，发出（或不发出）净化执行命令。
零能量区域：
设置冷却和加热两个设定值，有一个既不用冷也不用热的区域，实现空间温度在该舒适范围内不消耗冷、热能源的控制。
循环启停程序：
自动按时间循环启停工作泵及备用泵，维护设备。
非占用期程序：
在夜间及其他非占用期编制专门的非占用期程序，自动停止一些可以停止运行的设备，以节约能源。
例外日程序：
为特殊日期、如假日提供时间例外日程序安排计划，中断标准系统处理，只运行少数必须运行的设备。
临时日编程：
如遇特殊情况可编制临时日编程，提前一天编制好下一天的临时日程序，停止运行一些不必要运行的设备，或运行一些必须运行的设备。
临时日程序优先于其他时间程序。
1.7BAS控制系统结构图
综合以上系统所述，对BAS系统而言特别是制冷机组、循环水泵、冷却塔和空调机组，如何使这些设备高效运行，是楼宇自控系统必须考虑的问题。
因此，采用最优化的控制模式来满足大楼的功能要求，就会为学校的物业带来很大的经济效益。
BAS可为新的办公大楼节能20%左右，随着时间的增加，设备费用也随之增加，40年楼龄大厦的运营成本大约是初始投资的4倍。
BAS在旧大厦中可以节能30%~35%。
节约人力，提高工作效率
作为一幢高层建筑，大楼内机电设备数量和型号众多，并且分布于大楼的各个楼层，采用楼宇自控系统统一管理这些设备，只需在工作站上就可监控所有设备的运行情况，并且可以通过设定时间让BA系统自动对设备定时控制。
延长设备寿命
利用BAS系统的软件功能，自动累计各种机电设备的运行时间，在可以利用备用设备的情况下，自动循环使用常用设备和备用设备。
如冷水机组、循环水泵等，这样可以延长它们的使用寿命。
另外BAS实现设备的统一管理，快速反映故障，使危险降至最小。
保证舒适的环境
BAS的优点不仅在于对设备的监控，还可对特定的对象如环境温度进行精确的自动控制。
对空调系统就可通过回风温度与设定温度比较，采用PID方式调节水阀来保持回风温度的恒定，以创造一个舒适环境。
这方面靠人工控制很难实现。
鉴于上面分析，BAS可在5年左右收回投资。
BAS系统结构图见附件。
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