楼宇自控系统技术方案.docx

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楼宇自控系统技术方案

技

术

方

案

第1章.楼宇自控系统（BA）

1.1.系统概述

本项目楼宇自控系统（以下简称BAS），BAS系统网络构架采用二层总线网络结构。

网络控制器与中央操作站间通讯采用基于TCP/IP的Client/Server方式；DDC与网络控制器间通讯采用基于RS485技术的通讯方式,同时也支持BACNET协议,通过系统内部的BACNET网关方便地与其它系统集成。

地上和地下各采用两芯屏蔽做总线，DDC与DDC之间采用两芯屏蔽线路手拉手连接，同时可以兼容使用以太网与中央管理器，DDC拓展模块的通讯连接。

BAS的主要目的在于将本项目内的各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用集散型控制系统和最优化的控制手段对各系统设备在各自的地块内进行集中监控和管理。

1.2.设计范围

本项目楼宇系统控制范围如下：

1）地下室停车场送、排风风机：

BA控制电机启停控制（DO）,电机运行状态信号反馈（DI），电机故障信号（DI），手/自动状态信号（DI）。

2）地下室停车集水坑：

BA控制电机启停控制（DO）,电机运行状态信号反馈（DI），电机故障信号（DI），手/自动状态信号（DI），起泵水位（DI）、停泵水位（DI），溢流水位报警（DI）。

累计运行时间，开列保养及维修报告。

给水系统已由给水专业完成相应控制，楼宇自动控制系统负责对被监控设备进行统一监视。

排污系统通过液位自动启停排污泵，由排水专业完成相应控制，楼宇自动控制系统负责对被监控设备进行统一监视。

给排水设备及其位置分布详见《楼宇自动控制系统监控点表》和设计图纸。

3）地下室设置一氧化碳CO检测仪，在标准层设置二氧化碳CO₂检测仪、PM2.5检测仪、温湿度检测仪.

4）新风机组机组定时启停控制、机组状态监视、过滤器堵塞报警、联锁控制、防冻保护、联动控制。

1.3.系统架构

系统由三个主要部份组成：

中央监控管理中心、直接数字控制器（DDC）及扩展模块、现场支持硬件等。

应采用“分散控制、集中管理”的集散型控制模式，提供标准的平台和开放的技术，数据通道多级冗余，从而确保系统使用的可靠性。

●为保证系统日后的开放性，系统采用开放的分布分层型网络系统结构。

●系统采用两层网络结构，分为管理层和控制层。

●网络控制器和各DDC构成分控制层，控制层网络采用总线型网络拓扑结构，采用成熟的网络技术，网络控制器和分站DDC控制器直接通信，控制器之间直接通信。

●智能楼宇控制系统应采用集中管理分散控制的系统结构，分就地控制域和计算机管理域二级网络。

●系统应具有开放性和可扩展性，方便其他控制设备接入及系统的扩展。

●支持控制器以以太网或串行通讯口等方式接入，以实现中央站、数据处理设备和专用控制、接口设备之间的数据通信、资源共享和管理。

●在系统任意一台现场控制器上，利用手提电脑等装置，配合分级密码，都可以查看、编辑、修改系统其他现场控制器的资料。

1.4.系统主要功能

系统应以模块方式组成，日后若需增加功能或设备时，只要增加有关模块。

系统扩展不会造成困难。

同时系统还必须充分考虑今后项目建设的需要，保证只需要增加现场控制器与现场设备，无须增加控制中心设备与软件，实现新建或改造建筑物设备的监测和控制完全无缝并入整个项目的要求。

所有设备的技术规格，均应满足本系统的使用要求。

投标人应保证BAS系统设备的安装质量可靠，维修方便。

1.4.1.系统开放性要求

BAS应按全开放式系统结构与要求设计，在满足高度智能化和系统集成化技术要求的同时，又要满足系统升级换代、系统扩展的要求。

应为智能化集成管理系统的建设提供所需的接口。

1.4.2.通讯协议

采用标准的TCP/IP、BACnet/IP、Modbus/TCP、HTTP、BACnet、RS485等开放性标准协议，它作为整个建筑物范围中的通讯骨架及系统中之分站控制器和工作站的通讯网络，应能完整而严密地传递信息。

1.5.主要设备技术要求

1.5.1.中央操作站

工作站（主控计算机）设于智能化监控中心，直接与网络连接，将所有受控设备进行集中图形化监控，输出报警、运行状态报表。

操作员只需要鼠标来操作，无需触动键盘。

工作站也适用于其它一些常用套装软件，在使用其它套装软件时，系统绝对不可受干扰。

工作站设备全部安装于智能化监控中心。

中央站应采用最先进的统一实时数据库数据库技术和互联网技术，安装有完善的中间件服务系统（BACnet、LonWorks、MODBUS、RS485等多种方式的数据接口），基于楼宇自控系统，可以构成BMS平台。

能方便地实现与第三方进行集成，应该能够实现以楼宇自动化控制网络为基础，采用Internet技术，实现与办公自动化等管理网络的集成。

中央管理工作站软件数据库点数应无限制，便于系统维护，客户端也无数量限制。

可以通过InternetExplorer浏览器和局域网内工作站连接访问系统。

可以根据需要设置多个工作站。

1.5.2.应用软件

要求采用分层面向用户的开放式、标准化、模块化结构的软件，便于系统功能的扩充和更新，具有较强的容错能力及较短的应时间。

应用软件模块应根据系统运行和管理要求来配置，可方便、灵活、简单地实现应用软件功能的增减，而且这些改变无需调整和增添管理工作站的硬件配置。

应用软件应按不同的监控设备（系统）及建筑分区分别组成相应的操作界面。

应符合友好、汉化、多视窗、图形化要求，图形切换流程清楚易懂，便于操作。

操作界面应能反映该单元设备的运行工况及运行参数。

实时动态显示BAS所集成的各子系统经选择的设备工作状态及报警状态，显示及设定各种参数值。

显示经选择的子系统或设备的工作状态、报警状态和运行参数，控制设备的启停或设定运行参数。

显示经选择的传感器所检测的参数和过限报警信息，以及传感器参数值的设定。

在每一界面上都有一个醒目的故障报警图形，当该设备出现故障时，该故障点图形应变色和闪烁。

当子系统或设备出现故障时，相应的监控工作站显示该故障子系统或设备的图形界面，在故障处图形变色、闪烁及故障信息，并进行实时中文语音报警。

当多个子系统或设备出现故障时，按照故障类别（紧急故障、主要故障、一般故障）次序显示故障处理窗口。

对于常用的功能及操作，以菜单方式提示。

管理工作站画面切换的响应时间平均不大于2秒，最大不大于3秒，可不采用键盘操作。

单一故障发生时，故障画面的报警响应时间不大于2秒，多个（5个以上）故障发生时，故障画面的报警响应时间不大于15秒，事件顺序时间分辨率不大于2秒。

具有帮助与操作指导功能，使用者可通过此功能完成各项操作。

密码保护：

应具有不少于五级密码保护功能，对操作人员权限作出限定。

进入系统后，若在一段时间内未操作该系统，系统应自动退出原操作状态而进入受密码保护状态。

提供已编制的时间或事件自控程序应用软件的信息，信息内容包括：

编制内容、编制者姓名、编制时间和修改者姓名、修改时间和修改内容；记录系统操作员确认各类报警信息的时间及确认人姓名。

系统应具有快速信息检索、故障诊断功能。

应用软件至少应包含图形化操作软件、报警管理软件、节能软件、编程软件、历史数据记录与管理和报表生成软件等。

易操作性，投标方应提供一套完整的具有良好人机界面的软件系统，包括操作系统及应用软件，以支持BAS系统的正常工作。

系统的操作界面应为中文图形界面，采用网页化的浏览方式。

系统须包括完整的通用（如集线器、网卡、调制解调器等）和专用（如接口卡、连接器和控制器等）通讯接口设备及软件。

1.5.3.网络控制器

1）网络控制器须直接与数据通讯网络及其它现场DDC分站控制器连接，是一个微处理机基础的智能化控制盘，为中央监控及通讯网络的重要装置，能够通过BAS内部通讯网络，将分布在建筑物各处的DDC连上，并透过局域网数据通讯网络与操作员工作站及其它网络控制器保持紧密联系。

2）网络控制器不同的型号具有不同的处理器，但是处理器最低不低于1GHz32位，并带有至少4GByte串行闪存及1GByteDDRRAM。

3）网络控制器支持自由编程，可进行复杂，高性能控制的任何用途。

4）网络控制器应是基于JAVA开放架构的设计，以保证系统的可扩展性。

5）网络控制器应能支持多种标准开发的通讯协议，包括：

BACnet/IP、HTTP、FTP。

网络控制器必须可以通过这些标准通讯接口与第三方设备进行通讯。

6）网络控制器应提供RS485、RS232硬件接口以及标准的Modbus、BACnet/MSTP驱动。

并提供免费的开放API接口，支持第三方协议编程接入。

7）网络控制器扩展I/O时，所使用的I/O模块必须是采用开放的BACnet通讯协议的进口模块。

这些模块应为BACnet认证设备或BTL认证设备。

8）控制器应具有多个通讯硬件接口，以支持各种通讯应用，包括：

A.RS232、RS485接口：

集成各种现场通讯设备，包括Modbus、BACnet/mstp、及第三方协议接口。

B.BACnet/IP、Modbus/TCP、HTTP等的通讯接口：

以太网（10/100M）RJ45接口

C.BACnet通讯接口。

9）网络控制器亦可脱离局域网络而独立运作，其中包括：

A.控制程序、节能的应用

B.报警管理系统

C.历史、趋势纪录系统

D.多级别用户管理系统

E.通过IE浏览器可直接访问网络控制器及下挂DDC及模块；

10）网络控制器或区域管理器通过开放式通讯协议BACnet接入VAV控制器，为考虑后期的变化和二次装修，单个网络控制器或区域管理器必需预留15%的连接余量。

1.5.4.现场控制器（DDC）

DDC应为智能型设备，具有直接数字控制和程序逻辑控制功能，并具有联网协同工作的功能，在完成初始化、控制程序下载后，具有独立的工作能力，可脱离中央工作站独立执行控制任务。

DDC控制器至少应具备一个标准通讯接口、编程接口、人机界面接口。

所有现场控制单元与扩展模块应符合国际标准的开放协议:

BACnet或RS485、LonWorks，并取得相关认证，所有DDC控制器支持点对点方式通信；MS/TP数据传输速率支持9.6、38.4、76.8Kbps，设备必须可以与第三方设备进行通讯。

DDC应具有扩展能力，采用32位或以上高性能处理器存储器，支持扩展I/O模块，配置灵活。

DDC应具有下述基本软件功能：

比例、比例+积分、比例+积分+微分、开/关、时间加权、顺序、算术、逻辑比较、计数器等，对于复杂控制要求的应用场所，还应提供高级控制算法。

DDC本身故障时，能自动旁路脱离网络，并在主控/分控计算机上及时报警并显示，不至影响整个网络的正常工作，故障排除后能自动投入运行。

DDC具有RS-232或RS-485/RS-422通讯接口，以便现场编程或修改其控制参数，同时不影响DDC和整个网络的正常运行。

DDC可根据主控计算机发来的命令和数据或自带的控制程序（EPROM），再根据现场各种执行器和传感器反馈的数据和状态对受控设备进行监控。

DDC的平均无故障时间MTBF指标要求达到12万小时以上。

DDC程序可通过监控中心工作站编写后下载，也可在现场便携式操作终端或笔记本电脑上编写。

DDC应具有数据通信接口，可接入便携式操作终端或笔记本电脑；系统具备电源故障保护功能，数据存储不仅仅依赖于管理工作站，系统长时间断电应保证数据不会丢失，系统的运行、数据的存储仍然有可靠的保障。

现场控制器能记录断电时的各项参数，来电后能恢复正常工作，无须重新下载程控或编程。

DDC配置时，模拟量和数字量的点数各自预留不少于总点数15%，且单个DDC控制器或扩展模块预留的输入/输出模拟量点数不得小于2点，输入/输出数字量点数不得小于5点，在控制箱中预留相应的继电器、接线端子等元件，并完成全部接线。

DDC应配置可简单插拔的接线端子，方便DDC维护的时候更换。

DDC接线端应具备颜色区分不同类型I/O接点，更容易避免施工过程中人为造成的损坏.DDC控制器数量10个，拓展模块14个。

DDC控制器参数表：

●每个控制器内含21个物理点（6UI,4DI,3AO,8DO）

●控制器具备128MBDDR2-RAM，1GBFlashMemory

●内含2个RS485接口，可配置成Modbus，PanelBus，Mbus等通信协议

●金帽RAM存储器提供72小时保护；备份FlashEPROM、

●FTT通信网络，速率为78Kbps

●支持单机运行，也可以使用LonWorks®总线通信

●支持Sylk总线，两芯电缆即可完成对墙装温控单元的供电和通讯，而且接线不分正负极性

●每条总线可以连接至少60个DDC控制器

●使用NiagaraAX构架软件配置设备，实现编程及配置功能

●自定义网络变量功能

●内置区域控制功能包括一个远程墙装模块界面和日程表

●每个控制器可以至少拓展2个模块

I/O拓展模块参数表：

●可编程的拓展模块内含12个物理点（UI*6，DI*4，AO*3，DO*8）

●每个模块为单个Spyder控制器扩充8-12个I/O点。

●每个Spyder拓展模块中存有独立的控制逻辑。

●运用已有的Spyder编程工具，可在Spyder上实现自由编程。

●可以和DDC控制器安装在一起，也可以分开安装，最远距离60米。

●可以自由拆卸的接线端子，便于接线安装与维护。

●控制器外壳和执行器都符合UL标准。

1.5.5.I/O点位数量

投标单位在选择楼控产品进行配置时，DDC的数量不得少于招标要求的控制器数量，并且满足招标图纸中BAS系统图的网络拓扑设计，根据招标提供的监控点表进行DDC具体容量的设计选型，同时要求每个DDC直接数字控制器的监控点数应预留有15％的冗余量，DDC的数量及分布不能少于设计点表和设计平面图的要求。

1.5.6.室内型CO变送器

●一氧化碳变送输出;

●供电电源24V/DC;

●0-10V输出;

●测量范围0~200ppm;

●测量精度±（5PPM+5%reading）;

1.5.7.室内型CO2变送器

●二氧化碳变送输出;

●供电电源24V/DC;

●0-10V输出;

●测量范围0~2000ppm;

●测量精度±（50PPM+5%reading）;

1.5.8.室内型PM2.5变送器

●PM2.5变送输出;

●供电电源：

24V/DC;

●测量范围：

0....600μg/m3;

●测量精度：

±（10μg/m3+10%reading）;

●输出方式：

0-10V;

1.5.9.室内型温湿度变送器

●供电电源：

24V/DC;

●温度NTC10K,阻值输出;

●湿度：

0-10V电压输出;

●湿度精度±5%;

●范围0～100%RH;

●270mm探头;

1.6.系统其他设备

1.6.1.中央管理设备

1）BAS服务器：

●著名品牌服务器（配正版操作系统软件），2U机架式；

●CPU：

英特尔®奔腾双核G5400 4GB/1T；

●插槽：

带有两个PCIex8和两个PCIex4插槽的Riser；

●网络：

双千兆以太网卡；

●电源：

智能节能电源；

●光驱：

内置8倍速或以上DVD-ROM，SATA接口；

●操作系统：

Windows2003Server；MicrosoftInternetExplorer8.0。

2）BAS工作站：

●著名品牌计算机（含正版操作系统软件）；

●CPU：

英特尔®奔腾双核G5400 4GB/1T；

●显示器：

19”液晶显示器；

●网络：

10/100M以太网卡；

●其它：

键盘鼠标1套，8速或以上DVD-RW，至少2个RS-232串行口和1个并行口；

●操作系统：

Windows2003Server或WindowsXP；MicrosoftInternetExplorer8.0。

3）BIM工作站：

●著名品牌计算机（含正版操作系统软件）；

●CPU：

英特尔®奔腾双核G5400 4GB/1T；

●显示器：

23”液晶显示器；

●网络：

10/100M以太网卡；

●其它：

键盘鼠标1套，8速或以上DVD-RW，至少2个RS-232串行口和1个并行口；

●操作系统：

Windows7；MicrosoftInternetExplorer8.0。

4）打印机：

●打印方式：

黑白激光打印；

●打印速度：

14ppm；

●打印质量：

600x600dpi；

●接口：

USB2.0；

●纸张尺寸：

A4、A5、A6、B5、C5、DL、明信片等；

●兼容的操作系统：

Windows2003，WindowsXP，Windows7

5）系统基本软件：

监控点数无限制，含数据库软件、图形界面。

6）系统客户端软件：

具有多级操作员权限、动态图形、报警管理、趋势分析、系统备份&维护等功能。

7）Modbus接口授权：

提供串行接口连接Modbus控制器，支持4种类型的浮点数。

8）BACNetMS/TP驱动：

BACNetMS/TP驱动，通过RS-232或RS-485连接。